[發(fā)明專利]降壓型變換器的過零調(diào)節(jié)電路及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410440297.3
• 申請(qǐng)日: 2014-09-01
• 公開（公告）號(hào): CN104201887B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅科成;李帆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 矽力杰半導(dǎo)體技術(shù)(杭州)有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/156
• 分類號(hào): H02M3/156
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種降壓型變換器的過零調(diào)節(jié)電路及方法。

背景技術(shù)

在同步降壓型變換器中，主開關(guān)管在每個(gè)周期開始時(shí)導(dǎo)通，電感電流上升，輸入端輸入的電能轉(zhuǎn)換為磁能儲(chǔ)存在電感磁場中，到達(dá)一定占空比時(shí)關(guān)斷主開關(guān)管，電感電流通過同步管續(xù)流而逐漸下降，磁能轉(zhuǎn)換為電能釋放到輸出端，完成一個(gè)周期轉(zhuǎn)換。同步降壓型變換器主要有連續(xù)導(dǎo)通和斷續(xù)導(dǎo)通兩種工作模式，當(dāng)負(fù)載較大時(shí)，電感電流在整個(gè)周期內(nèi)不會(huì)回到零，使得電路通常處于連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)；當(dāng)輕載時(shí)，在同步管續(xù)流過程中，電感電流逐步降至零，此時(shí)在關(guān)斷同步管，從而降低功耗，提高效率，電感電流在該過程中的工作模式為斷續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)。

在以上不連續(xù)導(dǎo)通模式下，需要采用過零檢測電路來檢測電感電流是否過零，通過過零比較器判斷電感電流為零時(shí)，則關(guān)斷同步管，從而減少功耗以提高效率。由于實(shí)際電路中，比較器存在延時(shí)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)需要提前觸發(fā)比較器，例如在電感電流為100毫安左右時(shí)觸發(fā)過零比較器以關(guān)斷同步管，當(dāng)同步管關(guān)斷時(shí)的電感電流為零(或接近于零)。但依靠經(jīng)驗(yàn)設(shè)置一定的預(yù)留量難以適應(yīng)各種工作狀況，當(dāng)電感或輸出的電壓發(fā)生變化時(shí)，電感電流下降的斜率也會(huì)發(fā)生變化，最終也會(huì)出現(xiàn)過早或過晚關(guān)斷同步管的現(xiàn)象。

對(duì)于上述技術(shù)問題，可以根據(jù)本周期的狀態(tài)來調(diào)節(jié)下一周期的關(guān)斷時(shí)間，即若本周期提前關(guān)斷(電感電流未到零就被關(guān)斷)，則降低過零比較器的參考電壓，以延長下一周期的關(guān)斷時(shí)間；若本周期過晚關(guān)斷(電感電流為負(fù)電流才被關(guān)斷)，則提高過零比較器的參考電壓，以縮短下一周期的關(guān)斷時(shí)間。但是，上述解決方案僅限于低頻下的調(diào)節(jié)應(yīng)用，由于在高頻應(yīng)用下，開關(guān)周期較短，沒有足夠的時(shí)間作上述調(diào)節(jié)，容易造成調(diào)節(jié)紊亂。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種降壓型變換器的過零調(diào)節(jié)電路及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的在高頻應(yīng)用下無法進(jìn)行過零點(diǎn)自動(dòng)調(diào)節(jié)的問題。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種以下結(jié)構(gòu)的降壓型變換器的過零調(diào)節(jié)電路，包括過零比較器，所述的過零比較器的第一輸入端接收降壓型變換器的同步開關(guān)管的漏極電壓信號(hào)，其第二輸入端接收參考零電壓信號(hào)，當(dāng)所述漏極電壓信號(hào)達(dá)到參考零電壓信號(hào)時(shí)控制同步開關(guān)管關(guān)斷；

所述的降壓型變換器采用固定導(dǎo)通時(shí)間的控制模式，所述的過零調(diào)節(jié)電路適用于高頻應(yīng)用，它還包括參考零電壓信號(hào)產(chǎn)生電路和工作模式判斷電路，

當(dāng)同步開關(guān)管關(guān)斷時(shí)電感電流為正的情況下，則由參考零電壓信號(hào)產(chǎn)生電路相應(yīng)地降低參考零電壓信號(hào)，當(dāng)同步開關(guān)管關(guān)斷時(shí)電感電流為負(fù)的情況下，則由參考零電壓信號(hào)產(chǎn)生電路相應(yīng)地升高參考零電壓信號(hào)；

當(dāng)所述工作模式判斷電路判斷降壓型變換器為斷續(xù)導(dǎo)通工作模式時(shí)，則相應(yīng)延長主功率開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，以延長同步開關(guān)管的開關(guān)周期。

優(yōu)選地，所述的工作模式判斷電路包括分頻電路和第一邏輯電路，所述的分頻電路接收表征同步開關(guān)管關(guān)斷時(shí)電感電流方向的第一狀態(tài)信號(hào)，產(chǎn)生表征在多個(gè)連續(xù)開關(guān)周期內(nèi)電感電流方向是否均為正方向的第一判斷信號(hào)，所述第一判斷信號(hào)輸入至第一邏輯電路，所述的第一邏輯電路接收表征同步開關(guān)管關(guān)斷時(shí)電感電流方向的第二狀態(tài)信號(hào)和過零比較器輸出的過零信號(hào)，根據(jù)第二狀態(tài)信號(hào)和過零信號(hào)產(chǎn)生表征電感電流方向是否負(fù)方向的第二判斷信號(hào)，第一邏輯電路根據(jù)第一判斷信號(hào)和第二判斷信號(hào)輸出表征降壓型變換器工作模式的工作模式信號(hào)，根據(jù)工作模式信號(hào)判斷降壓型變換器的工作模式。

優(yōu)選地，所述固定導(dǎo)通時(shí)間的控制模式是指，通過對(duì)基準(zhǔn)電壓和斜波信號(hào)的比較來產(chǎn)生導(dǎo)通時(shí)間；所述的延長開關(guān)周期是指升高基準(zhǔn)電壓以延長導(dǎo)通時(shí)間或者改變斜坡信號(hào)的斜率以延長導(dǎo)通時(shí)間。

優(yōu)選地，所述的參考零電壓信號(hào)產(chǎn)生電路包括電流方向判斷電路、第二邏輯電路、加減計(jì)數(shù)器和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，所述的電流方向判斷電路的第一輸入端接收同步開關(guān)管的漏極電壓信號(hào)，其第二輸入端接收參考電壓，其輸出端輸出電流方向信號(hào)至第二邏輯電路，第二邏輯電路接收電流方向信號(hào)后輸出計(jì)數(shù)信號(hào)，所述的加減計(jì)數(shù)器接收計(jì)數(shù)信號(hào)并輸出相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路接收所述數(shù)字信號(hào)，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后輸出相應(yīng)的參考零電壓信號(hào)至過零比較器的第二輸入端。

優(yōu)選地，所述的電流方向信號(hào)經(jīng)第二邏輯電路處理后，產(chǎn)生表征同步開關(guān)管關(guān)斷時(shí)電感電流方向的第一狀態(tài)信號(hào)和第二狀態(tài)信號(hào)。

本發(fā)明的另一技術(shù)解決方案是，提供一種降壓型變換器的過零調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟：