[發(fā)明專利]一種折返式斜坡補(bǔ)償系統(tǒng)及其補(bǔ)償方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210600131.8
• 申請(qǐng)日: 2022-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN115001237A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯揚(yáng);賈懷彬;周臻研
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京微盟電子有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/00
• 分類號(hào): H02M1/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 奚幼堅(jiān)

本發(fā)明公開了一種折返式斜坡補(bǔ)償系統(tǒng)及其補(bǔ)償方法，采用實(shí)時(shí)采樣相鄰周期導(dǎo)通時(shí)間的變化來實(shí)時(shí)修正斜坡補(bǔ)償?shù)男Чㄟ^動(dòng)態(tài)改變斜坡補(bǔ)償電壓的大小，當(dāng)斜坡補(bǔ)償有效后，進(jìn)入折返式調(diào)整階段，采取折返的方法尋找最佳的補(bǔ)償量，可有效避免斜坡補(bǔ)償電壓出現(xiàn)過大或過小的問題，能針對(duì)不同輸入電壓和輸出電壓所帶來的的實(shí)時(shí)擾動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)地調(diào)整，改善動(dòng)態(tài)響應(yīng)，在低輸入電壓、滿載輸出時(shí)，能有效地收斂由次諧波振蕩而帶來的輸出電壓波動(dòng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開關(guān)電源系統(tǒng)中為抑制出現(xiàn)的次諧波振蕩現(xiàn)象而采用斜坡補(bǔ)償，尤其涉及一種折返式斜坡補(bǔ)償系統(tǒng)及其補(bǔ)償方法，屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在開關(guān)電源中，如反激變換系統(tǒng)，當(dāng)原邊的導(dǎo)通占空比大于50％時(shí)，會(huì)出現(xiàn)次諧波振蕩，表現(xiàn)為導(dǎo)通時(shí)間的忽大忽小，電流波形上的大小波，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)工作異常，這種情況在低壓輸入時(shí)更加嚴(yán)重，因?yàn)榇藭r(shí)電感電流上升斜率慢，在峰值電流PWM控制模式下，導(dǎo)通時(shí)間更大，更容易出現(xiàn)次諧波振蕩現(xiàn)象。

圖1所示的次諧波振蕩，通常出現(xiàn)在反激變換系統(tǒng)中低壓輸入時(shí)的電流波形，實(shí)線表示的電感電流波形I_LM0代表正常工作時(shí)的電感電流波形，當(dāng)引入一個(gè)電流擾動(dòng)ΔI后，電感電流波形變?yōu)樘摼€所示的I_LM1，可以看出，之后周期的電感電流的誤差逐漸被放大，系統(tǒng)不穩(wěn)定，且震蕩周期大多為開關(guān)周期的兩倍，此時(shí)占空比較大，常用的抑制方法為加入圖2所示的一個(gè)斜坡，當(dāng)占空比過大時(shí)，通過內(nèi)置斜坡補(bǔ)償使得原有電流峰值提前到達(dá)。圖2中虛線表示的I_LM3表示出現(xiàn)次諧波振蕩后系統(tǒng)不穩(wěn)定時(shí)的電感電流波形，實(shí)現(xiàn)表示的I_LM2表示增加斜坡Slope之后得到修正的電感電流波形，可以看到，引入Slope即斜坡補(bǔ)償后，電流誤差信號(hào)每經(jīng)過一個(gè)周期，幅度逐漸衰減直到穩(wěn)定。

在實(shí)際系統(tǒng)應(yīng)用中，次諧波振蕩可能在小于50％占空比的情況下就提前發(fā)生，如45％占空比甚至更低，現(xiàn)有技術(shù)往往根據(jù)占空比大小在內(nèi)部增加補(bǔ)償，補(bǔ)償?shù)男逼滦甭试酱螅`差的震蕩衰減越快，但同時(shí)會(huì)造成過補(bǔ)償，過補(bǔ)償會(huì)降低系統(tǒng)的帶載能力且會(huì)影響系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)。對(duì)于反激變換器，補(bǔ)償斜坡的斜率一般取電感電流下降斜率，但是實(shí)際工作過程中，反激變換系統(tǒng)的輸出電壓并不是恒定的，對(duì)不同輸出電壓和那些由于不同擾動(dòng)所帶來的實(shí)時(shí)的、有可能導(dǎo)致不同程度的次諧波振蕩的不穩(wěn)定因素?zé)o法起到全覆蓋的補(bǔ)償效果。因此，針對(duì)不同輸出電壓、不同系統(tǒng)、不同擾動(dòng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的斜坡補(bǔ)償以實(shí)時(shí)消除次諧波振蕩的影響，顯得非常重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供了一種折返式斜坡補(bǔ)償系統(tǒng)及其補(bǔ)償方法，針對(duì)次諧波振蕩發(fā)生在重載、滿載下的特點(diǎn)，根據(jù)反饋電壓確定負(fù)載狀態(tài)，通過實(shí)時(shí)檢測(cè)相鄰兩個(gè)周期內(nèi)的導(dǎo)通時(shí)間的差值確定是否調(diào)節(jié)內(nèi)部補(bǔ)償?shù)男逼麓笮。⑼ㄟ^折返式的調(diào)整，尋找到最佳補(bǔ)償?shù)男逼轮担瑢?shí)現(xiàn)系統(tǒng)上擾動(dòng)的實(shí)時(shí)調(diào)整。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種折返式斜坡補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，包括誤差檢測(cè)單元、調(diào)整控制邏輯單元、補(bǔ)償寄存單元和折返式補(bǔ)償電流產(chǎn)生單元；誤差檢測(cè)單元的輸入連接開關(guān)電源產(chǎn)生的表征外部功率管周期性導(dǎo)通的開關(guān)控制信號(hào)GON，誤差檢測(cè)單元輸出誤差電壓信號(hào)VS(k)和控制信號(hào)KT3、KT4連接調(diào)整控制邏輯單元的三個(gè)輸入端，誤差電壓信號(hào)VS(k)表示對(duì)開關(guān)控制信號(hào)GON按相鄰周期進(jìn)行分組后第k組內(nèi)的誤差電壓信號(hào)，k為大于等于1的正整數(shù)，調(diào)整控制邏輯單元輸出控制信號(hào)K1、K2和F1_Latch連接補(bǔ)償寄存單元的三個(gè)輸入端，同時(shí)，控制信號(hào)F1_Latch和調(diào)整控制邏輯單元產(chǎn)生的控制信號(hào)F2以及開關(guān)控制信號(hào)GON連接折返式補(bǔ)償電流產(chǎn)生單元的三個(gè)輸入端，補(bǔ)償寄存單元的另一個(gè)輸入端還連接折返式補(bǔ)償電流產(chǎn)生單元產(chǎn)生的表征斜坡補(bǔ)償信息的電壓信號(hào)V(k+1)，補(bǔ)償寄存單元的輸出信號(hào)V(k)、V(k-1)和VCLK連接折返式補(bǔ)償電流產(chǎn)生單元的另外三個(gè)輸入端，最終折返式補(bǔ)償電流產(chǎn)生單元利用電壓信號(hào)V(k+1)產(chǎn)生斜坡補(bǔ)償電壓Vslope(k+1)輸出；