一种开关电源通过变压器传递信息的方法与流程

本技术涉及电子电路，尤其是涉及一种开关电源通过变压器传递信息的方法。

背景技术：

1、在开关电源设计过程中，通常包括副边反馈(ssr)控制和原边反馈(psr)控制方式。开关电源的副边反馈是指对输出信息的检测过程在变压器的副边侧完成，再通过光耦和误差放大器及相关阻容元件组成反馈电路，将输出信息传递至变压器的原边侧，但是这种实现方式存在以下缺陷：一方面，检测、放大器、隔离反馈器件的存在增加了开关电源的复杂程度，也增加了产品的体积；另一方面，光耦不能持续在高温下工作，易老化，从而降低了开关电源的使用寿命。

2、开关电源的原边反馈是在变压器原边侧的辅助绕组获取副边侧的输出信息，由于原边侧的辅助绕组与副边侧的副边绕组上的电压由变压器匝数比确定，通过采样原边侧的辅助绕组端的反馈信息，便可得到副边侧的输出信息。

3、原边反馈与副边反馈相比，省去了光耦和误差放大器等元器件，降低了整体电路的复杂性，也降低了成本，因此原边反馈控制方式在手机充电器等成本压力较大的市场，和led驱动等对体积要求很高的市场具有广阔的应用前景。但是由于原边反馈是在变压器的原边侧进行采样和控制，系统中各种元器件的运行会产生较多干扰，导致采样和控制的精度较低。

4、为了解决原边反馈控制方式中信息采样和控制的精度较低的问题，市场上出现了较多将变压器副边侧的信息传递至原边侧的传递方法，但是，这些传递方法容易影响系统运行的稳定性，使信息传递的可靠性降低，甚至导致系统无法正常运行。

5、正因现有技术中存在着上述诸多问题，因此，如何依据目前现有的研究基础，提供一种全新且完整可靠的开关电源变压器传递信息的控制及方法，以克服上述诸多问题，也就成为了目前行业内技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为了解决采用将变压器副边侧的信息传递至原边侧的传递方法容易影响系统的稳定运行，导致系统无法正常工作，且信息传递的可靠性低的问题。本技术提供一种完整可靠的开关电源通过变压器传递信息的方法。

2、本技术提供的一种开关电源通过变压器传递信息的方法，采用如下的技术方案：

3、所述开关电源通过变压器传递信息的方法包括：编码及控制电路，用于获取开关电源次级侧的输出信息和用电设备的需求信息，并基于所述输出信息和需求信息生成编码信号，所述编码信号包括数据位和采样位；

4、编码及控制电路，还用于控制同步整流mos管q1的通断，使用开关电压波形作为载波将所述编码信号调制到变压器副边绕组的开关电压波形上；

5、变压器辅助绕组通过耦合获得变压器副边绕组上被调制的开关电压波形；

6、解码及控制电路，用于对所述被调制的开关电压波形采样及解码，所述解码及控制电路包括采样模块、判断及解码模块、dac模块和环路控制及驱动模块，所述采样及解码过程包括：

7、采样模块，用于对所述被调制的开关电压波形采样生成采样信号；

8、判断及解码模块，用于对所述采样信号解码生成解码信号，将所述解码信号中数据位对应的数字信号输出至dac模块，将所述解码信号中采样位对应的模拟反馈信号输出至环路控制及驱动模块；

9、dac模块，用于将所述数据位对应的数字信号转换为模拟信号，并将所述模拟信号输出至环路控制及驱动模块；

10、环路控制及驱动模块，用于根据判断及解码模块输出的采样位对应的模拟反馈信号或根据dac模块输出的模拟信号控制原边开关管q2的通断时间，以调节开关电源次级侧的输出信息，使开关电源次级侧的输出信息适配用电设备的需求信息。

11、通过采用上述技术方案，通过在开关电源次级侧采样和编码，在开关电源初级侧解码和控制的方式，既能保证信息可靠的传递，又避免影响系统的稳定运行。

12、在一个具体的可实施方案中，所述环路控制及驱动模块，用于根据判断及解码模块输出的采样位对应的模拟反馈信号或根据dac模块输出的模拟信号控制原边开关管q2的通断时间，以调节开关电源次级侧的输出信息，具体包括：

13、环路控制及驱动模块，用于根据判断及解码模块输出的采样位对应的模拟反馈信号与预设的基准值比较得到所述模拟反馈信号与预设的基准值之间的差值，并根据所述模拟反馈信号与预设的基准值之间的差值控制原边开关管q2的通断时间，以调节开关电源次级侧的输出信息，或环路控制及驱动模块，用于根据dac模块输出的模拟信号更新预设的基准值，并根据更新后的基准值控制原边开关管q2的通断时间，以调节开关电源次级侧的输出信息。

14、在一个具体的可实施方案中，所述编码信号包含包头数据dstart或触发位dtrigger，所述采样及解码过程还包括：若判断及解码模块生成的解码信号中无包头数据dstart或触发位dtrigger，则判断及解码模块不输出所述数据位对应的数字信号和所述采样位对应的模拟反馈信号；

15、若判断及解码模块生成的解码信号中有包头数据dstart或触发位dtrigger，则判断及解码模块从包头数据dstart或触发位dtrigger的之后一位或之后多位开始输出所述数据位对应的数字信号和所述采样位对应的模拟反馈信号。

16、在一个具体的可实施方案中，所述编码信号的数据位和采样位交替设置，相邻采样位之间设置一位或多位数据位，相邻数据位之间设置一位或多位采样位。

17、在一个具体的可实施方案中，所述包头数据dstart的位数比所述相邻采样位之间的数据位的位数至少多1位。

18、在一个具体的可实施方案中，所述编码及控制电路，用于控制同步整流mos管q1的通断，使用开关电压波形作为载波将所述编码信号调制到变压器副边绕组的开关电压波形上，包括以下方式：编码及控制电路调制编码信号的一位数据或多位数据到变压器副边绕组开关电压波形的一个信号周期上，或者调制编码信号的一位数据到变压器副边绕组开关电压波形的两个信号周期或多个信号周期上。

19、在一个具体的可实施方案中，所述编码及控制电路调制编码信号的一位数据到变压器副边绕组开关电压波形的一个信号周期上，包括以下方式：

20、编码及控制电路控制同步整流mos管q1在副边绕组开关电压波形一个信号周期内高电平期间的前1/n周期开启、控制同步整流mos管q1在副边绕组开关电压波形一个信号周期内高电平期间的后(n-1)/n周期关闭，将编码信号的一位数据调制到副边绕组开关电压波形的一个信号周期上，或者，

21、编码及控制电路控制同步整流mos管q1在副边绕组开关电压波形一个信号周期内高电平期间的前1/n周期关闭、控制同步整流mos管q1在副边绕组开关电压波形一个信号周期内高电平期间的后(n-1)/n周期开启，将编码信号的一位数据调制到副边绕组开关电压波形的一个信号周期上，n为大于1的自然数。

22、在一个具体的可实施方案中，所述编码及控制电路包括放电模块，所述放电模块用于在系统轻载或者空载工作导致开关电压波形的频率较低时，提高所述开关电压波形的频率。

23、在一个具体的可实施方案中，所述放电模块为可控制的虚拟负载。

24、在一个具体的可实施方案中，所述次级侧的输出信息包括输出电压、输出电流、输出功率、输出线损补偿信息中的一种或多种；所述用电设备的需求信息包括需求电压、需求电流、需求功率、需求线损补偿信息中的一种或多种。

25、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

26、1.本技术中开关电源通过变压器传递信息的方法，通过在开关电源次级侧采样和编码，在开关电源初级侧解码和控制的方式，既能保证信息可靠的传递，又避免影响系统的稳定运行。