[发明专利]隔离电源转换器的控制电路和控制方法

说明书

本发明提供一种隔离电源转换器的控制电路和控制方法，涉及隔离电源转换器技术领域。该控制电路包括第一检测电路，该第一检测电路检测次级侧输出电压并产生占空比与次级侧输出电压的值成比例的脉冲波调制(PWM)信号。PWM通过转换器电气隔离传输到初级侧，初级侧电路接收PWM信号并输出控制信号。控制器根据控制信号确定次级侧输出电压的值，并使用该值来控制隔离式功率转换器的初级侧功率开关器件，以将次级侧输出电压调节在选定值。

相关申请

本专利申请要求于2021年5月14日提交的专利申请号63/188，752的美国专利申请的优先权，专利申请号63/188，752这个美国专利申请的公开内容以引用方式全文并入于此。

技术领域

本发明涉及隔离电源转换器技术领域，具体涉及一种用于准确检测隔离电源转换器的输出电压并将检测到的输出电压跨过转换器隔离势垒传输，实现响应时间快、准确地调节隔离电源转换器的输出电压的控制电路和控制方法。

背景技术

隔离电源转换器广泛用于电池充电器、数据中心电源、手机、平板电脑和笔记本电脑等设备的充电器等应用中。图1示出了基于现有技术的隔离式DC-DC转换器的例子。参考图1，在隔离式转换器中，初级(输入)侧与次级(输出)侧电气隔离，这可以通过变压器T来实现。输出电压Vo的调节是通过一个数字控制器，例如微控制器单元(或单片机)MCU2。为了实现电压调节，基于输出电压Vo的诸如误差电压的反馈信号被用作控制器MCU2的输入。由于需要保持输入侧和输出侧之间的电气隔离，通常使用模拟光耦合器OP1将次级侧的误差电压Verror1转换为初级侧的误差电压Verror2，作为控制器MCU2的输入。然而，当前方法的局限性在于误差电压Verror2与输出电压Vo不成正比，因此无法在初级侧获得精确的输出电压信息。

发明内容

第一方面，本发明提供一种隔离电源转换器的控制电路，包括：

第一检测电路，检测所述隔离电源转换器的次级侧输出电压并产生占空比与所述次级侧输出电压值成比例的PWM信号；

第一隔离器，将PWM信号通过电气隔离传输到隔离电源转换器的初级侧；

第一初级侧电路，接收来自第一隔离器的PWM信号并输出控制信号；和

第一微控制器，根据控制信号确定次级侧输出电压的值并控制隔离电源转换器的初级侧功率开关器件，将次级侧输出电压调节在选定值。

优选的，所述第一初级侧电路包括滤波器，所述滤波器对来自所述第一隔离器的PWM信号进行滤波；

其中，所述控制信号包括滤波后的PWM信号，滤波后的PWM信号具有与次级侧输出电压值成比例的电压值。

优选的，所述第一检测电路包括产生所述PWM信号的比较器。

优选的，所述第一检测电路包括产生所述PWM信号的第二微控制器。

优选的，还包括反馈电路，所述反馈电路包括：

第二检测电路，检测隔离电源转换器的次级侧输出电压，并使用检测到的次级侧输出电压和参考电压产生误差电压；

第二隔离器，将误差电压通过电气隔离传输到隔离电源转换器的初级侧；

其中，

使用所述参考电压确定稳态输出电压；

所述第一微控制器利用所述稳态输出电压和所述控制信号的稳态值计算稳态增益，并使用稳态增益校准第一检测电路的实际增益，确定实际的次级侧输出电压；

所述第一微控制器控制隔离电源转换器的初级侧功率开关器件，将次级侧输出电压调节在选定值。

优选的，所述第二检测电路包括产生所述误差电压的误差放大器。