谷底选通方法、装置、控制器、开关电源系统及介质与流程

本发明涉及开关电源，具体涉及一种谷底选通方法、装置、控制器、开关电源系统及介质。

背景技术：

1、准谐振模式，是开关电源系统的一种控制方式。当开关电源工作在准谐振模式时，开关电源系统内部通常会设置谷底导通变换器，谷底导通变换器可以控制功率开关管在其源漏电压达到最小值时的谷底导通，从而将开关电源系统的损耗大大减小。

2、传统的谷底导通变换器存在谷底跳频现象，使功率开关管的开关频率短时间内发生很大变化，存在音频噪声的问题。因此，传统的谷底导通变换器逐渐被具有谷底锁定功能的谷底导通变换器取代。

3、然而，目前设置有谷底锁定功能的谷底导通变换器的开关电源系统，在输入电压升高的情况下，会导致功率开关管的开关损耗增加，进而使得功率开关管的温度升高，影响开关电源系统效率。除此之外，输入电压升高后开关电源系统的带负载能力，与输入电压升高前开关电源系统的带负载能力，存在较大差异。

技术实现思路

1、本发明要解决的问题是：如何提升开关电源系统效率，以及提升开关电源在输入电压变化前后带负载能力的一致性。

2、为解决上述问题，本发明实施例提供了一种谷底选通方法，应用于开关电源系统；所述开关电源系统包括：变压器及与所述变压器连接的功率开关管；所述功率开关管用于变压器是否向所述开关电源系统的负载供电；所述方法包括：

3、检测所述开关电源系统在功率开关管当前开关周期内的负载大小及输入电压大小；

4、基于当前开关周期内负载大小的检测结果，生成与所述当前开关周期内负载大小相匹配的谷底标识信号；所述谷底标识信号，用于指示在当前开关周期内负载大小下，所述功率开关管在下一开关周期导通时对应的谷底标识；

5、基于当前开关周期内输入电压大小的检测结果，生成谷底屏蔽信号，所述谷底数屏蔽信号用于指示所述功率开关管在下一开关周期导通时的谷底屏蔽范围；

6、基于所述谷底标识信号及所述谷底屏蔽信号，生成谷底选择信号，以控制所述功率开关管下一开关周期在所述谷底选择信号所选择的谷底导通；

7、其中，所述谷底选择信号所选择的谷底，为所述谷底屏蔽信号指示的谷底屏蔽范围外的谷底。

8、可选地，所述基于当前开关周期内输入电压大小的检测结果，生成谷底屏蔽信号，包括：

9、判断所述当前开关周期内输入电压所在的输入电压区间；

10、基于所判定的输入电压区间，确定对应的谷底屏蔽范围；

11、基于所确定的谷底屏蔽范围，生成所述谷底屏蔽信号。

12、可选地，所述基于当前开关周期内输入电压大小的检测结果，生成谷底屏蔽信号，包括：

13、判断所述当前开关周期内输入电压是否大于预设电压阈值；

14、当所述当前开关周期内输入电压大于预设电压阈值时，接收谷底屏蔽范围指示信息；

15、基于所接收的谷底屏蔽范围指示信息，生成所述谷底屏蔽信号。

16、可选地，所述基于所述谷底标识信号及所述谷底屏蔽信号，生成谷底选择信号，包括：

17、当所述谷底标识信号指示的谷底标识，位于所述谷底屏蔽信号指示的屏蔽范围内时，将所述谷底屏蔽信号指示的屏蔽范围后第k个谷底，作为所述功率开关管下一开关周期导通时的谷底；其中，k为正整数；

18、当所述谷底标识信号指示的谷底标识，位于所述谷底屏蔽信号指示的屏蔽范围内外，将所述谷底标识信号指示的谷底标识，作为所述功率开关管下一开关周期导通时的谷底。

19、可选地，k＝1。

20、本发明实施例还提供了一种谷底选通装置，应用于开关电源系统；所述开关电源系统包括：变压器及与所述变压器连接的功率开关管；所述功率开关管用于变压器是否向所述开关电源系统的负载供电；所述装置包括：

21、负载对应谷底生成单元，适于检测所述开关电源系统在功率开关管当前开关周期内的负载大小，并基于当前开关周期内负载大小的检测结果，生成与所述当前开关周期内负载大小相匹配的谷底标识信号；所述谷底标识信号，用于指示在当前开关周期内负载大小下，所述功率开关管在下一开关周期导通时对应的谷底标识；

22、谷底屏蔽单元，适于检测所述开关电源系统在功率开关管当前开关周期内的输入电压大小，并基于当前开关周期内输入电压大小的检测结果，生成谷底屏蔽信号，所述谷底屏蔽信号用于指示所述功率开关管在下一开关周期导通时的谷底屏蔽范围；

23、谷底选择单元，适于基于所述谷底标识信号及所述谷底屏蔽信号，生成谷底选择信号，以控制所述功率开关管下一开关周期在所述谷底选择信号所选择的谷底导通；

24、其中，所述谷底选择信号所选择的谷底，为所述谷底屏蔽信号指示的谷底屏蔽范围外的谷底。

25、可选地，所述负载对应谷底生成单元包括：

26、双向编码电路，输入端与所述开关电源系统的电压反馈端口连接，适于检测所述开关电源系统在功率开关管当前开关周期内的负载大小，并生成对应的脉冲编码序列；

27、负载对应谷底逻辑生成电路，与所述双向编码电路连接，适于基于当前开关周期内负载大小的检测结果，确定当前开关周期内负载大小，并基于负载大小选择所述功率开关管在下一开关周期导通时对应的谷底，并生成表征所选择谷底位置的谷底标识信号。

28、可选地，所述谷底屏蔽单元，包括：

29、第一输入电压比较电路，适于与所述开关电源系统的输入电压采样端口连接，并判断所述当前开关周期内输入电压所在的输入电压区间；

30、第一谷底屏蔽范围确定电路，适于基于所判定的输入电压区间，确定对应的谷底屏蔽范围，并生成对应的谷底屏蔽信号。

31、可选地，所述第一输入电压比较电路，包括：第一比较子电路、n-2个第二比较子电路及n-2个或非门，n为输入电压区间的数量；

32、其中，所述第一比较子电路包括第一比较器，所述n-2个第二比较子电路均包括第二比较器以及与所述第二比较器连接的非门；

33、所述第一比较器及各所述第二比较器的第一输入端均与所述开关电源系统的输入电压采样端口连接，第二输入端与各参考电压输出端连接；

34、所述第一比较子电路与首个第二比较子电路之间，以及相邻第二比较子电路之间，通过或非门连接。

35、可选地，第一比较子电路还包括与所述第一比较器连接的第一缓冲器，末尾的所述第二比较子电路还包括与非门连接的第二缓冲器。

36、可选地，所述谷底屏蔽单元还包括：

37、第一输入电压检测电路，输入端与所述开关电源系统的输入电压采样端口连接，输出端与所述第一输入电压比较电路连接，适于基于所述开关电源系统的输入电压采样端口的输入信息，检测与所述开关电源系统的输入电压。

38、可选地，所述谷底屏蔽单元，包括：

39、第二输入电压比较电路，适于判断所述当前开关周期内输入电压是否大于预设电压阈值；

40、接收电路，适于当所述当前开关周期内输入电压大于预设电压阈值时，接收谷底屏蔽范围指示信息；

41、第二谷底屏蔽范围确定电路，适于基于所接收的谷底屏蔽范围指示信息，生成所述谷底屏蔽信号。

42、可选地，所述接收电路包括：

43、上电配置子电路，与所述开关电源系统的谷底屏蔽范围指示端口连接，适于通过所述谷底屏蔽范围指示端口的输入信息，选择高压模式下所述功率开关管的谷底屏蔽范围，并生成对应的谷底屏蔽信号。

44、可选地，所述谷底屏蔽单元还包括：第二输入电压检测电路，输入端与所述开关电源系统的输入电压采样端口连接，输出端与所述第二输入电压比较电路连接，适于基于所述开关电源系统的输入电压采样端口的输入信息，检测与所述开关电源系统的输入电压。

45、可选地，所述谷底选择单元，适于当所述谷底标识信号指示的谷底标识，位于所述谷底屏蔽信号指示的屏蔽范围内时，将所述谷底屏蔽信号指示的屏蔽范围后第k个谷底，作为所述功率开关管下一开关周期导通时的谷底；以及当所述谷底标识信号指示的谷底标识，位于所述谷底屏蔽信号指示的屏蔽范围内外，将所述谷底标识信号指示的谷底标识，作为所述功率开关管下一开关周期导通时的谷底；其中，k为正整数。

46、可选地，所述谷底选通装置还包括：

47、谷底更新单元，与所述谷底选择单元连接，适于基于所述谷底选择信号更新所述功率开关管下一开关周期导通时所选定的谷底。

48、本发明实施例还提供了一种开关电源控制器，包括上述任一种的谷底选通装置。

49、本发明实施例还提供了一种开关电源系统，所述系统包括上述的开关电源控制器。

50、本发明实施例还一种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，以实现上述任一种所述方法的步骤。

51、与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：

52、应用本发明的方案，通过检测开关电源系统在功率开关管当前开关周期内的负载大小及输入电压大小，进而可以基于当前开关周期内负载大小的检测结果，生成与所述当前开关周期内负载大小相匹配的谷底标识信号，并基于当前开关周期内输入电压大小的检测结果，生成谷底数屏蔽信号，最终基于谷底标识信号及谷底屏蔽信号，生成谷底选择信号，由此来控制功率开关管下一开关周期在所述谷底选择信号所选择的谷底导通。由于谷底选择信号所选择的谷底，为谷底数屏蔽信号指示的谷底屏蔽范围外的谷底，由此可以减少输入电压升高对功率开关管开关损耗的影响，从而提升开关电源系统效率。同时，由于谷底选择信号所选择的谷底，为谷底数屏蔽信号指示的谷底屏蔽范围外的谷底，由此可以减小输入电压变化前后导致的开关频率差异，提升开关电源系统带负载能力的一致性。