本技术属于开关电源,尤其涉及一种开关电源系统的控制方法、装置和开关电源系统。
背景技术:
1、随着近年来电源适配器功率的不断提高,对反激式开关电源的集成度和功率密度的要求也不断提高。对于反激式开关电源,提高开关频率可以减小变压器体积并且提高功率密度,但是提高开关频率会增加开关损耗,同时也会增加电磁干扰(electromagneticinterference,emi),所以需要控制开关电源的开关频率抖动。相关技术中存在直接改变开关电源的开关频率以使开关频率抖动的方法,但对于准谐振工作模式下的反激式开关电源,开关频率会随负载而变化,该方法无法适用于准谐振工作模式下的反激式开关电源,适用场景有限,无法有效降低开关电源的电磁干扰。
技术实现思路
1、本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本技术提出一种开关电源系统的控制方法、装置和开关电源系统,降低了开关电源的电磁干扰,适用于反激式开关电源中开关频率随负载变化而变化的场景,拓宽了适用场景。
2、第一方面,本技术提供了一种开关电源系统的控制方法,包括:
3、获取当前开关周期内所述开关电源系统的负载对应的反馈电压、所述开关电源系统的输入交流电压和所述开关电源系统在所述当前开关周期的驱动电压信号;所述驱动电压信号基于所述开关电源系统所包括的功率管的导通状态对应变化;
4、基于所述反馈电压、所述驱动电压信号和所述输入交流电压,确定所述开关电源系统所包括的频率抖动电路输出的所述开关电源系统在下一开关周期内的参考电压;
5、基于所述下一开关周期内的参考电压,调节所述开关电源系统在所述下一开关周期内的开关频率。
6、根据本技术实施例提供的开关电源系统的控制方法,通过当前开关周期下开关电源系统的反馈电压、驱动电压信号和输入交流电压调整频率抖动电路所包括的组件的工作状态,以改变频率抖动电路输出的电压大小,进而确定下一开关周期内的参考电压,从而改变下一开关周期内的开关频率,以实现开关频率抖动,进而降低开关电源的电磁干扰;且根据开关电源系统的反馈电压等信号动态调节开关频率,适用于反激式开关电源中开关频率随负载变化而变化的场景,拓宽了适用场景。
7、本技术一个实施例的开关电源系统的控制方法,所述基于所述反馈电压和所述驱动电压信号,确定所述开关电源系统所包括的频率抖动电路输出的所述开关电源系统在下一开关周期内的参考电压,包括:
8、在基于所述反馈电压确定所述开关电源系统为正常工作状态的情况下,基于所述反馈电压、所述驱动电压信号和所述输入交流电压,调节所述开关电源系统所包括的频率抖动电路的工作参数;
9、基于调节后的所述频率抖动电路输出的电压,确定所述开关电源系统在所述下一开关周期内的参考电压。
10、本技术一个实施例的开关电源系统的控制方法,所述频率抖动电路包括:串联连接的多个第一电阻以及用于控制所述第一电阻接入所述频率抖动电路的多个第一开关、运算放大器、第一mos管、第二mos管和输出端口,所述输出端口用于输出所述开关电源系统在所述下一开关周期内的参考电压;第二电阻的一端分别与所述运算放大器的反相输入端和所述第一mos管的漏极连接,且所述运算放大器的输出端经所述第二电阻接地,所述多个第一电阻经第四电阻接地,所述第一开关的一端与所述第一开关对应的第一电阻靠近所述第二mos管的漏极的一侧连接,所述第一开关的另一端与所述输出端口连接,所述第一mos管的源极与所述第二mos管的源极连接,所述第一mos管的栅极分别与所述第一mos管的漏极和所述第二mos管的栅极连接;所述基于所述反馈电压、所述驱动电压信号和所述输入交流电压,调节所述开关电源系统所包括的频率抖动电路的工作参数,包括:
11、将所述反馈电压输入至所述运算放大器的同相输入端;
12、基于所述驱动电压信号,控制所述多个第一开关中目标开关闭合,以控制与所述目标开关对应的第一电阻接入所述频率抖动电路。
13、本技术一个实施例的开关电源系统的控制方法,所述多个开关周期的数量为m,多个第一开关的数量为n,其中,m和n均为正整数;所述基于所述驱动电压信号,控制所述多个第一开关中目标开关闭合,包括:
14、在检测到所述多个开关周期中第p个开关周期对应的驱动电压信号的下降沿的情况下,控制所述多个第一开关中第a-an+p个第一开关闭合,其中,p为小于等于m的正整数,且an-a+1≤p≤an+n-a≤m,a为0或正偶数;
15、在检测到所述多个开关周期中第q个开关周期对应的驱动电压信号的下降沿的情况下,控制所述多个第一开关中第an+n-a+1-q个第一开关闭合,其中,q为正整数,且an-a+1<q≤an+n-a-1≤m,a为正奇数。
16、本技术一个实施例的开关电源系统的控制方法,所述多个第一电阻与所述第四电阻之间串联有第三电阻,所述第三电阻并联有第二开关;所述基于所述反馈电压、所述驱动电压信号和所述输入交流电压,调节所述开关电源系统所包括的频率抖动电路的工作参数,包括:
17、在所述输入交流电压大于目标阈值的情况下,控制所述第二开关闭合;
18、在所述输入交流电压小于等于所述目标阈值的情况下,控制所述第二开关断开。
19、本技术一个实施例的开关电源系统的控制方法,所述基于所述反馈电压、所述驱动电压信号和所述输入交流电压,确定所述开关电源系统所包括的频率抖动电路输出的所述开关电源系统在下一开关周期内的参考电压,包括:
20、在基于所述反馈电压确定所述开关电源系统为异常工作状态的情况下,所述频率抖动电路输出第一范围的上限值和下限值的均值,并将所述均值确定为所述开关电源系统在下一开关周期内的参考电压;所述第一范围为在所述开关电源系统为正常工作状态的情况下,基于所述反馈电压、所述驱动电压信号和所述输入交流电压所确定的参考电压对应的变化范围。第二方面,本技术提供了一种开关电源系统的控制装置,包括:
21、第一处理模块,用于获取当前开关周期内所述开关电源系统的负载对应的反馈电压、所述开关电源系统的输入交流电压和所述开关电源系统在所述当前开关周期的驱动电压信号;所述驱动电压信号基于所述开关电源系统所包括的功率管的导通状态对应变化;
22、第二处理模块,用于基于所述反馈电压、所述驱动电压信号和所述输入交流电压,确定所述开关电源系统所包括的频率抖动电路输出的所述开关电源系统在下一开关周期内的参考电压;
23、第三处理模块,用于基于所述下一开关周期内的参考电压,调节所述开关电源系统在所述下一开关周期内的开关频率。
24、根据本技术实施例提供的开关电源系统的控制装置,通过当前开关周期下开关电源系统的反馈电压、驱动电压信号和输入交流电压调整频率抖动电路所包括的组件的工作状态,以改变频率抖动电路输出的电压大小,进而确定下一开关周期内的参考电压,从而改变下一开关周期内的开关频率,以实现开关频率抖动,进而降低开关电源的电磁干扰;且根据开关电源系统的反馈电压等信号动态调节开关频率,适用于反激式开关电源中开关频率随负载变化而变化的场景,拓宽了适用场景。
25、第三方面,本技术提供了一种基于如第一方面所述的开关电源系统的控制方法的开关电源系统,包括:
26、功率管;
27、保护电路,所述保护电路用于接收所述反馈电压;
28、驱动电路,所述驱动电路与所述功率管连接,所述驱动电路用于输出所述驱动电压信号,所述驱动电压信号用于控制所述功率管导通;
29、频率抖动电路,所述频率抖动电路的第二输入端与所述保护电路的输出端连接,所述频率抖动电路的第三输入端用于接收所述反馈电压,所述频率抖动电路的第四输入端与所述驱动电路的输出端连接,所述频率抖动电路用于输出所述参考电压。
30、根据本技术实施例提供的开关电源系统,通过当前开关周期下开关电源系统的反馈电压、驱动电压信号和输入交流电压调整频率抖动电路所包括的组件的工作状态,以改变频率抖动电路输出的电压大小,进而确定下一开关周期内的参考电压,从而改变下一开关周期内的开关频率,以实现开关频率抖动,进而降低开关电源的电磁干扰;且根据开关电源系统的反馈电压等信号动态调节开关频率,适用于反激式开关电源中开关频率随负载变化而变化的场景,拓宽了适用场景。
31、本技术一个实施例的开关电源系统,所述频率抖动电路包括:
32、串联连接的多个第一电阻;
33、第一mos管;
34、第二mos管,所述第一mos管的源极与所述第二mos管的源极连接,所述第一mos管的栅极分别与所述第一mos管的漏极和所述第二mos管的栅极连接;
35、多个第一开关,所述第一开关的一端与所述第一开关对应的第一电阻靠近所述第二mos管的漏极的一侧连接,所述第一开关用于控制所述第一电阻接入所述频率抖动电路;
36、运算放大器,所述运算放大器的同相输入端用于接收所述反馈电压,所述运算放大器的反相输入端与所述运算放大器的输出端连接;
37、第二电阻,所述第二电阻的一端分别与所述运算放大器的反相输入端和所述第一mos管的漏极连接,且所述运算放大器的输出端经所述第二电阻接地,所述第二电阻的另一端接地;
38、第四电阻,所述第四电阻与所述多个第一电阻串联连接,所述第四电阻的一端接地;
39、输出端口,所述第一开关的另一端与所述输出端口连接,所述输出端口用于输出所述参考电压。
40、本技术一个实施例的开关电源系统,还包括:
41、线电压检测电路,所述频率抖动电路的第一输入端与所述线电压检测电路的输出端连接,所述线电压检测电路用于接收输入交流电压。
42、第五方面,本技术提供了一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的开关电源系统的控制方法。
43、第六方面,本技术提供了一种芯片,所述芯片包括处理器和通信接口,所述通信接口和所述处理器耦合,所述处理器用于运行程序或指令,实现如第一方面所述的开关电源系统的控制方法。
44、第七方面,本技术提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的开关电源系统的控制方法。
45、本技术实施例中的上述一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果之一:
46、通过当前开关周期下开关电源系统的反馈电压、驱动电压信号和输入交流电压调整频率抖动电路所包括的组件的工作状态,以改变频率抖动电路输出的电压大小,进而确定下一开关周期内的参考电压,从而改变下一开关周期内的开关频率,以实现开关频率抖动,进而降低开关电源的电磁干扰;且根据开关电源系统的反馈电压等信号动态调节开关频率,适用于反激式开关电源中开关频率随负载变化而变化的场景,拓宽了适用场景。
47、进一步地,通过检测输入交流电压的高低,来控制第二开关的通断,从而改变接入频率抖动电路中的电阻的阻值大小,使得可以根据输入交流电压的高低改变参考电压的抖动幅度,避免了在输入交流电压较低的情况下,谷底锁定失效,使得功率管在相邻的谷底交替导通而产生音频噪声的情况。
48、更进一步地,通过在确定开关电源系统为异常工作状态的情况下,确定后续各开关周期内的参考电压为定值,使得参考电压不发生抖动,从而使得开关频率不发生抖动,避免了原边峰值电流过大导致变压器饱和的情况。
49、本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本技术的实践了解到。
1.一种开关电源系统的控制方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的开关电源系统的控制方法,其特征在于,所述基于所述反馈电压、所述驱动电压信号和所述输入交流电压,确定所述开关电源系统所包括的频率抖动电路输出的所述开关电源系统在下一开关周期内的参考电压,包括:
3.根据权利要求2所述的开关电源系统的控制方法,其特征在于,所述频率抖动电路包括:串联连接的多个第一电阻以及用于控制所述第一电阻接入所述频率抖动电路的多个第一开关、运算放大器、第一mos管、第二mos管和输出端口,所述输出端口用于输出所述开关电源系统在所述下一开关周期内的参考电压;第二电阻的一端分别与所述运算放大器的反相输入端和所述第一mos管的漏极连接,且所述运算放大器的输出端经所述第二电阻接地,所述多个第一电阻经第四电阻接地,所述第一开关的一端与所述第一开关对应的第一电阻靠近所述第二mos管的漏极的一侧连接,所述第一开关的另一端与所述输出端口连接,所述第一mos管的源极与所述第二mos管的源极连接,所述第一mos管的栅极分别与所述第一mos管的漏极和所述第二mos管的栅极连接;所述基于所述反馈电压、所述驱动电压信号和所述输入交流电压,调节所述开关电源系统所包括的频率抖动电路的工作参数,包括:
4.根据权利要求3所述的开关电源系统的控制方法,其特征在于,所述多个开关周期的数量为m,多个第一开关的数量为n,其中,m和n均为正整数;所述基于所述驱动电压信号,控制所述多个第一开关中目标开关闭合,包括:
5.根据权利要求3所述的开关电源系统的控制方法,其特征在于,所述多个第一电阻与所述第四电阻之间串联有第三电阻,所述第三电阻并联有第二开关;所述基于所述反馈电压、所述驱动电压信号和所述输入交流电压,调节所述开关电源系统所包括的频率抖动电路的工作参数,包括:
6.根据权利要求1-5任一项所述的开关电源系统的控制方法,其特征在于,所述基于所述反馈电压、所述驱动电压信号和所述输入交流电压,确定所述开关电源系统所包括的频率抖动电路输出的所述开关电源系统在下一开关周期内的参考电压,包括:
7.一种开关电源系统的控制装置,其特征在于,包括:
8.一种基于如权利要求1-6任一项所述的开关电源系统的控制方法的开关电源系统,其特征在于,包括:
9.根据权利要求8所述的开关电源系统,其特征在于,所述频率抖动电路包括:
10.根据权利要求8所述的开关电源系统,其特征在于,还包括:
11.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-6任一项所述的开关电源系统的控制方法。
12.一种芯片,所述芯片包括处理器和通信接口,所述通信接口和所述处理器耦合,其特征在于,所述处理器用于运行程序或指令,所述处理器执行所述程序或指令时实现如权利要求1-6任一项所述的开关电源系统的控制方法。
