[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

说明书

技术领域

本发明属于隔离式电源变换器技术领域，特别涉及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。 

背景技术

随着便携式电子设备的迅猛发展，隔离式电源变换器得到快速发展。其中，反激变换器由于效率高、结构简单、成本低等优点，在电源适配器、充电器市场占据主要地位。 

传统的隔离式电源变换器直接采样副边绕组的输出电压，其结构框图如图1所示。虽然这种采样方案可以直接得到输出电压，但是为了隔离输入输出，需要采用光耦元件，而光耦元件一般体积较大，且其精度受外界环境因素影响很大。 

为了解决光耦隔离的问题，原边反馈的反激变换器被广泛采用，其结构框图如图2所示，反馈电压通过一个辅助绕组采样。由于辅助绕组上的电压并不能完全反应输出电压，辅助绕组的电压V_AUX波形如图5所示。一般采样输出电压的方法是在开关管信号V_G关断后延迟一个固定的时间t_delay采样作为反馈量V_FB。这种采样方法需要采样保持电路，实现起来比较复杂，而且采样的电压并不完全等于输出电压，采样电压和输出电压之间存在误差，而且这种误差随着系统的负载条件及其他参数的变化而改变，采样精度差。 

发明内容

本发明针对现有采样技术存在的技术缺陷，提供了一基于种原边反馈的反激变换器的输出电压采样方法及其系统，能够精确采样反激变换器的输出电压。 

本发明采用的技术方案是：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；