一种可编程准谐振控制器外设

allin2026-02-02  11


本发明涉及嵌入式计算机,更具体地说,特别涉及一种可编程准谐振控制器外设。


背景技术:

1、准谐振式能源变换工作在准谐振状态,能够实现零电压开启,因此导通损耗极小,相对于传统的pwm控制器,具有效率高、电磁干扰小的特点,广泛应用于各种ac-dc、dc-dc电压中。目前市面上的准谐振控制器种类繁多,但在开关频率、输入电压范围等使用条件都有一定的限制,例如某种控制器开关频率只能限制在100khz下,又例如某控制器只能工作电压大于16v,又例如某控制器没有谷底滞回锁定功能,在一定的功率输出下容易出现跳谷现象而增大系统噪声的情况。这些限制决定了一款控制器并不能满足任意场景下的能源变换应用。另外一方面准谐振式控制器不能与cpu有机结合,造成系统电路结构组成较为复杂。为了提高准谐振控制器的应用范围和电路系统的集成度,有必要设计一种可编程准谐振控制器外设。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可编程准谐振控制器外设,以克服现有技术所存在的缺陷。

2、为了达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:

3、一种可编程准谐振控制器外设,包括总线接口、寄存器组、准谐振控制器和中断控制逻辑,所述总线接口用于将可编程准谐振控制器外设挂接在嵌入式系统总线上,所述嵌入式系统为该可编程准谐振控制器外设分配地址空间,以使cpu通过地址映射的方式对可编程准谐振控制器外设进行读写访问;

4、所述寄存器组通过总线接口进行读写控制,该寄存器组包括准谐振控制寄存器、准谐振状态寄存器、谷底锁定滞回寄存器、消隐时间控制寄存器、启动器触发周期寄存器、谷底探测上限寄存器、谷底探测下限寄存器、欠压锁定上限寄存器、欠压锁定下限寄存器和过流保护阈值寄存器;

5、所述准谐振控制寄存器包含准谐振使能位和中断使能位,所述准谐振使能位使能输出驱动和启动器,使准谐振控制器进入正常准谐振工作状态,中断使能位用于使能准谐振控制器的中断信号,中断信号通过中断控制器连接到cpu,当准谐振控制器发生过流、欠压现象时发出中断信号告知cpu及时进行异常处理;

6、所述准谐振状态寄存器包含中断标志位、过流标志位、启动标志位、欠压锁定标志位和波谷数(用于反映当前实际工作的波谷个数),cpu通过读取该寄存器的值实时获取准谐振控制器的工作状态,当向中断标志位写0后清除中断信号,过流标志位、启动标志位、欠压锁定标志位为只读;

7、所述准谐振控制器用于协同外部变压器、整流电路和反馈电路,以完成从直流电压到直流电压的变换,所述准谐振控制器包括2.5v电压基准、误差放大器、峰值电流比较器、谷底探测比较器、启动器、sr触发器、过流比较器、消隐控制器、谷底锁定控制器,所述谷底探测比较器、启动器、过流比较器、消隐控制器、谷底锁定控制器具有可配置特性;

8、所述谷底锁定滞回寄存器用于决定负载变化时波谷选择的滞回特性,所述消隐时间控制寄存器用于决定消隐时间的长短,所述启动器触发周期寄存器用于决定启动脉冲的输出周期,谷底探测比较器的工作门限由谷底探测上限寄存器和谷底探测下限寄存器确定,欠压锁定上限寄存器和欠压锁定下限寄存器确定控制器的输入电压工作范围,过流保护阈值寄存器用于配置电流反馈端过流保护的门限。

9、进一步地,所寄存器组的宽度为32位。

10、进一步地,该可编程准谐振控制器外设具有中断信号产生机制与处理机制,当产生过流、过压、启动脉冲工作情况时该外设产生中断信号,将状态寄存器中的中断标志位置位,并产生中断信号连接至中断端控制器外设,中断控制器外设再将中断信号送至cpu。

11、与现有技术相比,本发明的优点在于:本发明可以使得准谐振控制器挂接在soc系统中,可以实现对工作参数的任意调节,使控制器能够适用于任意频率、功率和输入输出电压的准谐振变换;同时本发明将cpu和准谐振控制器融合为一个soc,提高了系统的集成度。



技术特征:

1.一种可编程准谐振控制器外设,其特征在于:包括总线接口、寄存器组、准谐振控制器和中断控制逻辑,

2.根据权利要求1所述的可编程准谐振控制器外设,其特征在于,所寄存器组的宽度为32位。

3.根据权利要求1所述的可编程准谐振控制器外设,其特征在于,该可编程准谐振控制器外设具有中断信号产生机制与处理机制,当产生过流、过压、启动脉冲工作情况时该外设产生中断信号,将状态寄存器中的中断标志位置位,并产生中断信号连接至中断端控制器外设,中断控制器外设再将中断信号送至cpu。


技术总结
本发明公开了一种可编程准谐振控制器外设,包括总线接口、寄存器组、准谐振控制器和中断控制逻辑,总线接口用于将可编程准谐振控制器外设挂接在嵌入式系统总线上,嵌入式系统为该可编程准谐振控制器外设分配地址空间,使CPU通过地址映射的方式对可编程准谐振控制器外设进行读写访问;寄存器组通过总线接口进行读写控制,寄存器组包括准谐振控制寄存器、准谐振状态寄存器、谷底锁定滞回寄存器、消隐时间控制寄存器、启动器触发周期寄存器、谷底探测上限寄存器、谷底探测下限寄存器、欠压锁定上限寄存器、欠压锁定下限寄存器和过流保护阈值寄存器。本发明可以实现对工作参数的任意调节,使控制器能够适用于任意频率、功率和输入输出电压的准谐振变换。

技术研发人员:樊振方,穆秋晔,罗晖,骆拓,廖志坤,胡绍民
受保护的技术使用者:中国人民解放军国防科技大学
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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