一种交流-直流的控制方法与流程

1.本发明涉及交流直流功率转换领域，特别是涉及一种交流-直流的控制方法。


背景技术：

2.交流直流转换系统是种能够将交流输入电压转换成平稳直流压输出电压的一种系统，该系统可以应用在各种需要将交流电压转换为直流电压供电的场景。近年来，为了满足各种节能规范对待机功耗的要求，运用各种节能方法的交流直流控制原理的系统纷纷问世，系统待机功耗从几百毫瓦逐年降低。传统的降低系统待机功耗的方法大约分为两类：一类是降低系统正常工作时的静态电流，如设计并使用低功耗控制芯片、减少待机时开关管的开关次数等；另一类是简化系统架构，如原边反馈技术等。上述两类方法是在牺牲系统控制速度和精度的基础之上实现的，如低静态功耗的控制芯片的响应速度缓慢，原边反馈技术架构对输出电压的精度控制差等。此外，上述两种方法在进一步降低待机功耗的效果在一定程度上会受到客观限制，如系统架构无法继续简化、控制芯片工作电流无法进一步降低等。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对目前的交流-直流转换系统待机功耗过高问题提供一种交流-直流的控制方法。
4.一种交流-直流的控制方法，包括：
5.辅助绕组对二次绕组整流模块输出电压进行采样并反馈第一采样电压到一次侧控制模块；
6.一次侧控制模块收第一采样电压后与预设的范围比较，并根据比较的结果调整一次绕组的发射功率；
7.二次侧控制模块对二次绕组整流模块输出功率进行采样并通过光耦反馈第一采样功率到一次侧控制模块；
8.一次侧控制模块收所述光耦反馈的第一采样功率后与预设的范围比较，并根据比较的结果调整一次绕组的发射功率或进入微功耗模式；
9.所述一次绕组、所述辅助绕组和所述光耦分别连接所述一次侧控制模块，所述二次侧控制模块连接所述二次绕组整流模块输出，所述二次侧控制模块连接所述光耦，所述二次绕组和所述辅助绕组分别与所述一次绕组电磁耦合。
10.在一个实施例中，二次侧控制模块对二次绕组整流模块输出功率进行采样并通过光耦反馈第一采样功率到一次侧控制模块，二次侧控制模块采样二次绕组整流模块输出功率信息并据此控制光耦发射侧的电流发送第一采样功率：当二次绕组整流模块输出功率需要增加时，光耦发射侧的电流增加；当二次绕组整流模块输出功率需要减少时，光耦发射侧的电流减少。
11.在一个实施例中，二次侧控制模块集成到连接在二次绕组后的模块中。
12.在一个实施例中，一次侧控制模块收所述光耦反馈的第一采样功率后与预设的范围比较，并根据比较的结果调整一次绕组的发射功率或进入微功耗模式，一次侧控制模块接收并根据光耦接收侧的电流变化携带的第一采样功率对一次绕组的发射功率进行控制：光耦接收侧电流减少时，一次侧控制模块降低一次绕组的发射功率；光耦接收侧电流增加时，一次侧控制模块升高一次绕组的发射功率。
13.在一个实施例中，一次侧控制模块收所述光耦反馈的第一采样功率后与预设的范围比较，并根据比较的结果调整一次绕组的发射功率或进入微功耗模式，当携带第一采样功率的光耦接收侧电流值持续减少且处于一次侧控制模块预设微功耗模式电流范围之上时，一次侧控制模块即按照其预设的第一发射功率控制一次绕组发射功率。
14.在一个实施例中，一次侧控制模块收所述光耦反馈的第一采样功率后与预设的范围比较，并根据比较的结果调整一次绕组的发射功率或进入微功耗模式，当携带第一采样功率的光耦接收侧电流持续减少到进入一次侧控制模块预设微功耗模式电流范围之内时，一次侧控制模块立即控制一次绕组停止发射功率，并降低自身静态电流，进入微功耗模式。
15.在一个实施例中，辅助绕组对二次绕组整流模块输出电压进行采样并反馈第一采样电压到一次侧控制模块，辅助绕组反馈第一采样电压到一次侧控制模块的方式为直接连接反馈或电阻连接反馈或电阻分压连接反馈。
16.在一个实施例中，一次侧控制模块收第一采样电压后与预设的范围比较，并根据比较的结果调整一次绕组的发射功率，一次侧控制模块通过检测辅助绕组反馈的第一采样电压来判断二次绕组整流模块输出电压是否达到预设第一直流电压：达到前，一次侧控制模块按照其预设的第二发射功率控制一次绕组发射功率，达到后，一次侧控制模块根据携带第一采样功率的光耦接收侧电流的变化对一次绕组的发射功率进行控制：光耦接收侧电流减少时，一次侧控制模块降低一次绕组的发射功率；光耦接收侧电流增加时，一次侧控制模块升高一次绕组的发射功率。
17.在一个实施例中，二次侧控制模块通过内部的电源保持电路和输入电容时刻保持其输入电压，以此来保持其对二次绕组整流模块输出功率的采样反馈能力；所述电源保持电路包括主动保持和被动保持：被动保持是将单向导通器件正向跨接在二次绕组整流模块输出和模块输入电容之间；主动保持是将开关器件跨接在二次绕组整流模块输出和模块输入电容之间，并通过检测二次绕组整流模块输出与模块输入之间的电压关系来控制开关器件：在二次绕组整流模块输出电压低于模块输入电压时断开开关，高于模块输入电压时闭合开关。
附图说明
18.图1为一实施例的交流-直流控制方法步骤示意图；
19.图2为一实施例的交流-直流控制方法结构示意图；
20.图3为另一实施例的交流-直流控制方法结构示意图；
21.图4为一实施例的集成二次侧控制模块结构示意图；
22.图5为另一实施例的集成二次侧控制模块结构示意图；
23.图6为一实施例的一次侧模块检测辅助绕组电压结构示意图；
24.图7为一实施例的二次测模块内部电源保持电路结构示意。
具体实施方式
25.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
26.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
27.可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
28.在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
29.请参阅图1，一种交流-直流的控制方法，包括步骤s100、步骤s101、步骤s102和步骤s103。
30.步骤s100，辅助绕组对二次绕组整流模块输出电压进行采样并反馈第一采样电压到一次侧控制模块。
31.具体地，请结合参阅图2，辅助绕组300通过电磁耦合的方式与二次绕组500连接在一起，在辅助绕组300和二次绕组500的匝数比固定的情况下，二次绕组500经过整流模块700整流后的直流电压与辅助绕组300整流后的直流电压大小成比例，变化方向相同，因此，辅助绕组300可以粗略采样二次绕组500经过整流模块700整流后的直流输出电压，并通过直接连接或电阻连接或电阻分压连接的方式将采样电压，即第一采样电压反馈到一次侧控制模块100。
32.步骤s101，一次侧控制模块收第一采样电压后与预设的范围比较，并根据比较的结果调整一次绕组的发射功率。
33.具体地，请结合参阅图2，一次侧控制模块100接收第一采样电压，并据此判断二次绕组500经过整流模块700整流后的直流输出电压是否达到第一直流电压，达到以前，一次侧控制模块100按照其预设的第二发射功率控制一次绕组600发射功率，二次绕组500接收来自一次绕组600的发射的功率后经过整流模块700整流并输出，整流模块700输出电压随之升高。
34.步骤s102，二次侧控制模块对二次绕组后整流模块输出功率进行采样并通过光耦反馈第一采样功率到一次侧控制模块。
35.具体地，请结合参阅图2，二次侧控制模块200直接检测二次绕组500后的整流模块700输出电压，并与系统预设值比较，当整流模块700输出电压低于系统预设值时，说明整流模块700输出功率需要增加，二次侧控制模块200即将包含增加输出功率的第一采样功率通过光耦400发送到一次侧控制模块100；当整流模块700输出电压高于系统预设值时，说明整流模块700输出功率需要减少，二次侧控制模块200即将包含减少输出功率的第一采样功率通过光耦400发送到一次侧控制模块100。
36.步骤s103，一次侧控制模块收所述光耦反馈的第一采样功率后与预设的范围比较，并根据比较的结果调整一次绕组的发射功率或进入微功耗模式。
37.具体地，请结合参阅图2，一次侧控制模块100通过光耦400接收包含控制增加减少整流模块700输出功率的第一采样功率后，控制一次绕组600的发射功率做相应的调整：当整流模块700输出功率需要增加时，一次侧控制模块100控制一次绕组600增加发射功率；当整流模块700输出功率需要减少时，一次侧控制模块100控制一次绕组600减少发射功率；当第一采样功率信号进入系统预设微功耗模式范围内，一次侧控制模块100进入微功耗模式。
38.上述方法步骤在整流模块700的输出功率不需要增加时，通过控制逻辑和微功耗模式大幅度降低系统整体待机功耗。
39.在一个实施例中，参考图3，二次侧控制模块200通过检测整流模块700的输出电压变化检测输出功率，并根据此控制光耦发射侧401的电流发送第一采样功率：当检测到整流模块700的输出电压降低时，表明整流模块700的输出功率需要增加，二次侧控制模块200即增加光耦发射侧401的电流；当检测到整流模块700的输出电压升高时，表明整流模块700的输出功率需要减少，二次侧控制模块200即减小光耦发射侧401的电流。
40.由于整流模块700的输出功率是否需要增加和光耦电流的增加减少变化是同相位的，可以在整流模块700的输出不需要增加功率的情况下减少系统的电流消耗，基于此控制逻辑从而实现更低的待机功耗。
41.在一个实施例中，请参考图4，图5，二次侧控制模块200集成到直接连接或间接连接在二次绕组500后的任何模块中：如将二次侧控制模块200集成到二次侧同步整流模块700，或将二次侧控制模块200集成到二次侧直流降压模块800中。将二次侧控制模块200集成到二次绕组500后的模块中，可以在提高控制精度的同时，进一步降低系统待机功耗。
42.在一个实施例中，参考图3，一次侧控制模块100根据光耦接收侧402的电流变化携带的第一采样功率对一次绕组的发射功率进行控制：当光耦接收侧402的电流减少时，根据光耦400两侧的电流运算关系，表明光耦发射侧401的电流也在减少，表明整流模块700的输出功率需要减少，一次侧控制模块100即减少一次绕组的发射功率；当光耦接收侧402的电流增大时，表明光耦发射侧401的电流也在增加，表明整流模块700的输出功率需要增加，一次侧控制模块100即增加一次绕组的发射功率。
43.由于整流模块700的输出功率是否需要增加和光耦接收侧402电流的增加减少变化是同相位，可以在输出不需要增加功率的情况下减少系统的电流消耗，基于此控制逻辑从而实现更低的待机功耗。
44.在一个实施例中，参考图3，当携带第一采样功率光耦接收侧402电流值持续减少，表明光耦发射侧401电流值持续减少，即整流模块700的输出电压持续增加，当光耦接收侧402电流值持续减少且处于一次侧控制模块100预设微功耗模式电流范围(上限可以是0安培)之上时，表明不需要大幅度增加整流模块700的输出功率，一次侧控制模块100即按照其预设的第一发射功率控制一次绕组600发射功率。
45.通过上述方式，可以在输出不需要增加功率的情况下减少一次绕组600的发射功率，以此实现更低的待机功耗。
46.在一个实施例中，参考图3，当携带第一采样功率光耦接收侧402电流值持续减少，表明光耦发射侧401电流值持续减少，即整流模块700的输出电压持续增加，当光耦接收侧
402电流值持续减少且处于一次侧控制模块100预设微功耗模式电流范围(上限可以是0安培)之内时，一次侧控制模块100立即控制一次绕组600停止发射功率，并降低自身静态电流，进入微功耗模式。
47.一次侧控制模块100通过进入微功耗模式，停止一次绕组600发射功率且降低其静态电流，进一步降低系统待机功耗。
48.在一个实施例中，参考图6，一次侧控制模块100检测辅助绕组300的输出电压，辅助绕组300(非gnd端)到一次侧控制模块100检测端的连接是电阻分压连接302或直接连接301或电阻连接303。不同的检测组合方式提高了检测的灵活性和降低芯片的静态功耗。
49.在一个实施例中，参考图3，一次侧控制模块100通过检测辅助绕组300反馈的第一采样电压来判断整流模块700输出电压是否达到预设第一直流电压：在整流模块700输出电压未达到预设第一直流电压时，一次侧控制模块100按照预设第二发射功率控制一次绕组600发射功率；在整流模块700输出电压达到预设第一直流电压后，一次侧控制模块100则按照光耦400反馈的第一采样功率来控制一次绕组600的发射功率。
50.采用上述两种反馈控制方式，既实现了系统在异常状态下的整流模块700输出电压的初步建立，又实现了在系统正常工作时对整流模块700输出电压的精确控制。
51.在一个实施例中，参考图7，二次侧控制模块200通过内部的电源保持电路201和输入电容202时刻保持其输入电压，以此来保持整流模块700输出电压在建立后突然跌落时，二次侧控制模块200对整流模块700输出功率的采样能力和对光耦发射侧401电流的控制能力。二次侧控制模块200的电源保持电路201分为主动保持和被动保持：被动保持是将单向导通器件2011，如二极管等，正向跨接在整流模块700输出和模块输入电容202之间；主动保持是将开关器件2012，如继电器、mos管等，跨接在整流模块700输出和模块输入电容202之间，并通过检测整流模块700输出电压与模块输入c的电压之间的关系来控制开关器件：在整流模块700输出电压低于模块输入c的电压时断开开关，高于模块输入电压时闭合开关。
52.此功能防止一次侧模块100在进入微功耗模式后，由于整流模块700输出突然跌落导致一次侧控制模块100不能正常退出微功耗模式。
53.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
54.以上所述实施例仅表达了本发明的若干种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。