[發(fā)明專利]一種功率開關(guān)管的開關(guān)頻率調(diào)制方法及其裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710889955.0
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN109560716B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙安東;應(yīng)征
• 申請（專利權(quán)）人: 上海新進(jìn)半導(dǎo)體制造有限公司;上海新進(jìn)芯微電子有限公司
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M3/335
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發(fā)明公開了一種功率開關(guān)管的開關(guān)頻率調(diào)制方法及其裝置，接收并根據(jù)準(zhǔn)諧振反激式變換器中的反饋信號生成第一時(shí)間控制信號以及第二時(shí)間控制信號，兩個(gè)控制信號的時(shí)間特征差值為固定值；檢測AC?DC控制芯片的采樣引腳處的諧振信號，并在諧振信號接近谷底時(shí)輸出脈沖信號；分別根據(jù)兩個(gè)時(shí)間控制信號的時(shí)間特征驅(qū)動(dòng)信號的時(shí)間特征的相對大小調(diào)整寄存器內(nèi)鎖存的谷底序數(shù)以及功率開關(guān)管的觸發(fā)信號對應(yīng)的谷底序數(shù)；當(dāng)不滿足調(diào)整條件時(shí)，保持功率開關(guān)管的觸發(fā)信號對應(yīng)的谷底序數(shù)不變。本發(fā)明在由于負(fù)載大幅增加或大幅減小導(dǎo)致功率開關(guān)管的開關(guān)頻率大幅減小或大幅度增加時(shí)，能夠僅進(jìn)行一次谷底序數(shù)跳變，從而盡可能避免功率開關(guān)管的觸發(fā)信號在谷底間振蕩的情況出現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開關(guān)電源轉(zhuǎn)換控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種功率開關(guān)管的開關(guān)頻率調(diào)制方法及其裝置。

背景技術(shù)

電源轉(zhuǎn)換器廣泛應(yīng)用于便攜式消費(fèi)電子產(chǎn)品中，電源轉(zhuǎn)換器分為線性式和開關(guān)式轉(zhuǎn)換器，其中，反激式變換器在開關(guān)式電源轉(zhuǎn)換器中應(yīng)用廣泛。

參見圖1所示，圖1為一種反激式變換器結(jié)構(gòu)示意圖，反激式變換器包括濾波網(wǎng)絡(luò)100，全橋整流模塊110，變壓器T111，輔助繞組T112，功率開關(guān)管M102，原邊限流電阻R103，CS引腳限流電阻R115，啟動(dòng)電阻R104，AC-DC 控制芯片180，幅值繞組分壓電阻R121和R122，VCC整流二極管D143，VCC 濾波電容C102，二次側(cè)整流濾波二極管D142，濾波電容C102，輸出電壓分壓電阻R132和R131，補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)Comp.Network，光耦PC133和PC134，光耦限流電阻R133，副邊基準(zhǔn)和調(diào)節(jié)器T141。

在對效率、熱要求高和高頻噪聲敏感的應(yīng)用場合多采用準(zhǔn)諧振反激式變換器，該種反激式變換器利用準(zhǔn)諧振控制模式來控制功率開關(guān)管的開關(guān)頻率，功率管開關(guān)在諧振信號的谷底處觸發(fā)導(dǎo)通，開關(guān)損耗小，其中，這里的諧振信號指的是AC-DC控制芯片180的采樣引腳DEM處的諧振信號(該諧振信號近似等于AC-DC控制芯片180與功率開關(guān)管的柵極相連的DRV引腳處的信號)。

其中，開關(guān)頻率等于主邊導(dǎo)通時(shí)間Tonp、關(guān)斷時(shí)間Tons以及斷續(xù)時(shí)間Toff 之和的倒數(shù)。由于當(dāng)反激式變換器連接的外部負(fù)載減小時(shí)，導(dǎo)通時(shí)間Tonp和關(guān)斷時(shí)間Tons減小，開關(guān)頻率增加，導(dǎo)致功率開關(guān)管的損耗增大。

為解決上述問題，目前采用調(diào)整Toff時(shí)間的方法，以此來降低開關(guān)頻率，進(jìn)而降低開關(guān)損耗。由于Toff時(shí)間的大小與功率開關(guān)管的觸發(fā)信號對應(yīng)的谷底序數(shù)(即在第幾個(gè)谷底處觸發(fā)導(dǎo)通)有關(guān)，谷底序數(shù)越高，Toff時(shí)間越小，開關(guān)頻率越低。故目前通過生成與開關(guān)頻率成反比的時(shí)間控制信號來控制功率開關(guān)管的觸發(fā)信號對應(yīng)的谷底序數(shù)；在滿載的條件下，功率開關(guān)管的觸發(fā)信號對應(yīng)第一個(gè)谷底，隨著負(fù)載的降低，開關(guān)頻率不斷升高，時(shí)間控制信號的時(shí)間特征升高，當(dāng)負(fù)載降低到一定值時(shí)，若時(shí)間控制信號的時(shí)間特征與當(dāng)前DRV信號(驅(qū)動(dòng)信號，用于控制功率開關(guān)管的觸發(fā)信號對應(yīng)的谷底序數(shù))的時(shí)間特征的差值達(dá)到第一預(yù)定值，功率開關(guān)管的觸發(fā)信號跳變至對應(yīng)第二個(gè)谷底。

但是，目前的方法中，當(dāng)功率開關(guān)管的觸發(fā)信號跳變后，開關(guān)頻率會下降，時(shí)間控制信號的時(shí)間特征下降，此時(shí)當(dāng)前DRV信號的時(shí)間特征與時(shí)間控制信號的時(shí)間特征的差值很容易就會達(dá)到第二預(yù)定值，進(jìn)而導(dǎo)致功率開關(guān)管進(jìn)一步跳變，即會在一定負(fù)載范圍內(nèi)，引起功率開關(guān)管的觸發(fā)信號在兩個(gè)谷底之間來回切換振蕩，導(dǎo)致準(zhǔn)諧振反激式變換器的工作頻率振蕩，引入音頻噪聲。

因此，如何提供一種能夠避免功率開關(guān)管的觸發(fā)信號在谷底間振蕩的功率開關(guān)管的開關(guān)頻率調(diào)制方法及其裝置是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種功率開關(guān)管的開關(guān)頻率調(diào)制方法及其裝置，在由于負(fù)載大幅增加或大幅減小導(dǎo)致功率開關(guān)管的開關(guān)頻率大幅減小或大幅度增加時(shí)，能夠僅進(jìn)行一次谷底序數(shù)跳變，從而盡可能避免功率開關(guān)管的觸發(fā)信號在谷底間振蕩的情況出現(xiàn)。