[发明专利]一种AC-DC变换器的控制方法及其控制器

说明书

技术领域

本发明属于电压变换器控制技术领域，具体涉及一种AC-DC(交流-直流)变换器的控制方法及其控制器。

背景技术

随着电池充电器、LED驱动电路等的发展，AC-DC变换器的设计技术芯片也得到了飞速发展。对AC-DC变换器芯片的集成度要求也在逐渐提高，设计者被要求尽量少地使用片外器件，以减小硬件开销和变换器整体体积。

图1是传统的基于副边反馈AC-DC变换器。如图所示该芯片采用光耦隔离反馈方式，负载电阻上的输出电压通过光电耦合器，传递到变压器原边作为反馈电压，并通过控制器去调节输出电压，这种反馈方式不仅需要一个片外光电耦合器，增加了开销，而且光电耦合器的电流传输比受温度的影响较大，随着温度的变化，电流传输比会呈非线性变化，导致对输出电压的采样出现误差，影响输出电压精度，这种影响在负载较重发热较大的电源中最为明显。

如图2所示的基于原边反馈的AC-DC变换器被广泛采用。图中反馈电压是从变换器中变压器的辅助绕组上采样得到，其特点是在不用光电耦合器的情况下也实现原边和副边的隔离，但是由于辅助绕组电压V_sense非直流电压，因此在芯片内部设计一个采样保持电路，在一个固定的采样点去采样V_sense来得到反馈量V_FB，但是实际情况下，采样保持电路可能并不十分精确，这个固定的采样点无法跟踪拐点电压，二极管压降的影响会导致采样的不精准。

根据上述的情况可知现有的采样反馈技术，其输出的反馈量V_FB对应的反馈电压与变换器输出电压之间存在一定误差。该误差随着系统的负载条件以及片外器件参数变化而变化，无法在片内对该误差进行补偿。反馈量的误差直接影响输出电压的精度。

发明内容

针对现有技术所存在的上述技术缺陷，本发明提供了一种AC-DC变换器的控制方法及其控制器，能够得到相对精确的反馈量以控制变换器的输出电压。

一种AC-DC变换器的控制方法，包括如下步骤：

(1)采集AC-DC变换器的辅助绕组电压信号V_sense，并获取AC-DC变换器上一周期的反馈量V_FB[i-1]；

(2)对所述的反馈量V_FB[i-1]数模转换后得到反馈电压V1，并将反馈电压V1的幅值抬升一个固定电压值后得到比较电压V2；

(3)将所述的辅助绕组电压信号V_sense分别与反馈电压V1和比较电压V2进行比较，分别得到两个比较信号V_S1和V_S2；

(4)计算出两个比较信号V_S1和V_S2的下降沿时间差Δt，并将下降沿时间差Δt与基准时间差Δt_ref进行比较，根据两者的差值确定调节量ΔV_FB，进而通过反馈补偿算法利用调节量ΔV_FB对反馈量V_FB[i-1]进行调节补偿，以求得AC-DC变换器当前周期的反馈量V_FB[i]；

(5)根据所述的反馈量V_FB[i]构造出PWM信号，以控制AC-DC变换器中开关管的通断。

所述的反馈补偿算法基于如下算式：

当Δt＞Δt_ref时：V_FB[i]＝V_FB[i-1]-ΔV_FB

当Δt＝Δt_ref时：V_FB[i]＝V_FB[i-1]

当Δt＜Δt_ref时：V_FB[i]＝V_FB[i-1]+ΔV_FB其中：基准时间差Δt_ref为预设的给定值；Δt与Δt_ref相差越大，ΔV_FB也越大。

一种AC-DC变换器的控制器，包括原边采样电路和数字补偿器；

所述的数字补偿器用于根据原边采样电路输出的AC-DC变换器当前周期的反馈量V_FB[i]构造出PWM信号，以控制AC-DC变换器中开关管的通断；

所述的原边采样电路包括一波形实时分析模块、一单输入双输出数模转换器和两个比较器；