[发明专利]一种基于原边反馈的反激变换器的输出电压采样方法及其系统

权利要求书

1.一种基于原边反馈的反激变换器的输出电压采样方法，通过采样辅助绕组上的电压信息获得反激变换器的输出电压，其特征在于，根据反激变换器前一开关周期的输出电压反馈量和本开关周期辅助绕组上的电压信息调整本开关周期的输出电压反馈量，用于产生控制反激变换器中开关管工作的开关信号V_G，实现反激变换器的恒压输出，从而得到精确的输出电压，包括以下步骤：

(1)采样本开关周期的辅助绕组上电压信号V_AUX，并通过数模转换器将前一开关周期输出电压反馈数字量V_FB转换成前一开关周期的输出电压反馈模拟量V_fb；

(2)将本开关周期辅助绕组上的电压信号V_AUX分别与设定的上边界电压V_fb，max和下边界电压V_fb，min进行比较，分别得到反馈电压上限边界信号MAX和下限边界信号MIN；

(3)将本开关周期辅助绕组上的电压信号V_AUX与前一开关周期的输出电压反馈模拟量V_fb进行比较得到反馈比较信号AUX；

(4)开关管控制信号V_G翻转为零之后，根据反馈比较信号AUX得到本开关周期的辅助绕组上电压信号V_AUX和前一开关周期的输出电压反馈模拟量V_fb的第一次相交时刻t₁，在设定的时间t_gap之后产生电压下降信号GAP，使V_fb降低ΔV，得到AUX第二次高电平持续时间Count；

(5)根据反馈电压上限边界信号MAX、下限边界信号MIN、反馈比较信号AUX、电压下降信号GAP和AUX第二次高电平持续时间Count，通过以下的关系表达式，求得反激变换器本开关周期输出电压的反馈量的V_FB；

当MAX＝1时，V_FB[k]＝V_FB，max；

当MIN＝1时，V_FB[k]＝V_FB，min；

当MAX＝MIN＝0时，如果Count<2，则V_FB[k]＝V_FB[k-1]+1；如果Count＝2，则V_FB[k]＝V_FB[k-1]；如果Count>2，则V_FB[k]＝V_FB[k-1]-1；

其中，k表示周期数，V_FB[k]是本开关周期输出电压的反馈数字量，V_FB[k-1]是前一开关周期输出电压的反馈数字量，V_FB，max是设定的输出电压的反馈量上限值，V_FB，min是设定的输出电压的反馈量下限值；

(6)根据本开关周期的V_FB，通过数字PI单元和数字PWM得到反激变换器中开关管Q1的控制信号，以控制开关管Q1的导通和关断。

2.根据权利要求1所述基于原边反馈的反激变换器的输出电压采样方法的采样系统，其特征在于，包括电压采样模块、数字PI模块和数字PWM模块，电压采样模块采样本开关周期辅助绕组上的电压信息V_AUX后，得到本开关周期的输出电压反馈数字量V_FB输出至数字PI单元，数字PI单元根据输出电压反馈量产生占空比信号d输出至数字PWM单元，数字PWM根据占空比信号d产生开关管控制信号V_G输出至反激变换器中开关管Q1的栅极，从而控制开关管Q1的工作状态；其中：

电压采样模块包括上限边界比较器COMP_max、下限边界比较器COMP_min和反馈比较器COMP_aux、波形分析模块、数模转换器DAC和输出电压反馈量计算模块，上限边界比较器COMP_max的正端与下限边界比较器COMP_min的负端及反馈比较器COMP_aux的正端互连并连接辅助绕组电压V_AUX，上限边界比较器的负端连接上限电平V_fb，max，上限边界比较器COMP_max输出上限边界信号MAX连接输出电压反馈量计算模块的一个输入端；下限边界比较器COMP_min的正端连接下限电平V_fb，min，下限边界比较器COMP_min输出下限边界信号MIN连接输出电压反馈量计算模块的另一个输入端，反馈比较器COMP_aux输出反馈信号AUX连接波形分析模块输入端，波形分析模块分别输出电压下降信号GAP及AUX第二次高电平持续时间Count分别连接数模转换器DAC及输出电压反馈量计算模块，输出电压反馈量计算模块的输出连接数模转换器DAC，数模转换器DAC输出反馈电压V_fb或V_fb-ΔV连接反馈比较器COMP_aux的负端；

波形分析模块根据反馈比较信号AUX，在开关管控制信号V_G翻转为零之后，在AUX第一次下降之后的一段时间t_gap之后产生电压下降信号GAP，并通过计数器计数得到AUX第二次高电平持续时间Count，电压下降信号GAP输入到数模转换器DAC，AUX第二次的高电平持续时间Count输入到输出电压反馈量计算模块；

输出电压反馈量计算模块根据反馈电压上限边界信号MAX、下限边界信号MIN、反馈比较和AUX高电平第二次持续时间Count，求得反激变换器本开关周期输出电压的反馈数字量V_FB；

数模转换器DAC将输出电压产生模块的输出数字量转化成输出电压的模拟量V_fb，并在接收到GAP信号之后将输出电压模拟量降低ΔV得到V_fb-ΔV，用于反馈比较器COMP_aux的输入。