本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體涉及一種預(yù)偏置開關(guān)機(jī)電路和多級(jí)聯(lián)變換器預(yù)偏置電路、方法。

背景技術(shù)：

請(qǐng)參閱圖1，為一種由BUCK電路和推挽電路兩級(jí)拓?fù)潆娐窐?gòu)成的變換器電路以及輸出濾波電路以及PWM控制電路和固定占空比輸出電路。

其中BUCK電路包含整流開關(guān)管QR、續(xù)流開關(guān)管QF、第一電感Lout1，輸出第一電容Co1；推挽電路原邊包含兩個(gè)主管VT3、VT4，副邊包含兩個(gè)整流管VT5、VT6；輸出濾波電路包含第二輸出電容Co2，第二電感Lout2以及第三電容濾波電路Co3；PWM控制電路與固定占空比輸出電路，分別為PWM電路控制BUCK電路的驅(qū)動(dòng),固定占空比輸出電路控制推挽電路原邊兩個(gè)MOS管驅(qū)動(dòng)。

開關(guān)機(jī)時(shí)，開關(guān)管在推挽電路的推挽過程(push-pull)中其驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比約為50％固定占空比。在開機(jī)時(shí)，整流開關(guān)管QR的驅(qū)動(dòng)信號(hào)占空比開始為低，之后慢慢增加，續(xù)流開關(guān)管QF的驅(qū)動(dòng)信號(hào)占空比開始為高，之后慢慢減小。若負(fù)載存在電壓，電容Co3經(jīng)推挽電路、電感L和續(xù)流開關(guān)管QF形成回路，并產(chǎn)生反灌電流。

關(guān)機(jī)時(shí)，第一電感、第一電容、第二電容也會(huì)產(chǎn)生反灌電流，倒灌到輸入端。實(shí)際應(yīng)用中尤其在輸出大電容空載情況下開關(guān)機(jī)時(shí)，反灌電流將更大。因此，當(dāng)負(fù)載存在電壓時(shí)，將對(duì)該直流變換器電路產(chǎn)生以下影響：一方面，使直流變換器的輸出開機(jī)波形不單調(diào)，有跌落的風(fēng)險(xiǎn)；另一方面，使流過續(xù)流開關(guān)管的反向電流非常大，當(dāng)超過額定值時(shí)，會(huì)使續(xù)流開關(guān)管和負(fù)載損壞，推挽電 路的副邊開關(guān)管漏源應(yīng)力也會(huì)超標(biāo)。

目前，解決上述問題的常用方法有兩種：第一種在開機(jī)時(shí)檢測(cè)續(xù)流開關(guān)管的電流，當(dāng)判定續(xù)流開關(guān)管反向電流為零時(shí)，將續(xù)流開關(guān)管驅(qū)動(dòng)打開，而檢測(cè)續(xù)流開關(guān)管反向電流為零非常復(fù)雜，不利用實(shí)施；第二種通過檢測(cè)原邊PWM控制芯片中的SS信號(hào)，當(dāng)SS信號(hào)達(dá)到設(shè)定值后，打開推挽電路的副邊驅(qū)動(dòng)。然而隨著模塊的輸入電壓以及負(fù)載情況不同，這個(gè)切換點(diǎn)的時(shí)刻并不相同。在控制上很難跟蹤這個(gè)切換點(diǎn)，如果過早的切換避免不了倒灌的問題，而過遲的切換則會(huì)使模塊長(zhǎng)期處于肖特基整流狀態(tài)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問題是，提供一種預(yù)偏置開關(guān)機(jī)電路和多級(jí)聯(lián)變換器預(yù)偏置電路、方法，解決現(xiàn)有直流變換器的控制復(fù)雜且易于損壞電路器件以及切換點(diǎn)不容易控制的缺陷的問題。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種預(yù)偏置開關(guān)機(jī)電路，包括檢測(cè)模塊和控制模塊：

所述檢測(cè)模塊與多級(jí)聯(lián)變換器的輸出端連接，用于檢測(cè)所述多級(jí)聯(lián)變換器的輸出信號(hào)；

所述控制模塊與所述多級(jí)聯(lián)變換器的推挽電路連接，用于根據(jù)檢測(cè)的輸出信號(hào)，當(dāng)所述輸出信號(hào)為預(yù)設(shè)輸出信號(hào)時(shí)產(chǎn)生預(yù)偏置信號(hào)，并利用所述預(yù)偏置信號(hào)控制所述推挽電路的整流管驅(qū)動(dòng)開關(guān)電路。

在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，所述推挽電路包括副邊整流管驅(qū)動(dòng)；所述利用所述預(yù)偏置信號(hào)控制所述推挽電路的整流管驅(qū)動(dòng)開關(guān)電路包括：利用所述預(yù)偏置信號(hào)控制所述推挽電路的副邊整流管驅(qū)動(dòng)開關(guān)電路。

在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，所述輸出信號(hào)包括：輸出SENSE信號(hào)或輸出VOUT信號(hào)。

在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)輸出信號(hào)包括：預(yù)設(shè)開啟輸出信號(hào)或預(yù)設(shè)關(guān)閉輸出信號(hào)。

為解決上述問題，本發(fā)明還提供一種的多級(jí)聯(lián)變換器預(yù)偏置電路，其特征在于，包括多級(jí)聯(lián)變換器和如上述任一項(xiàng)所述的預(yù)偏置開關(guān)機(jī)電路；

所述預(yù)偏置開關(guān)機(jī)電路的檢測(cè)模塊與所述多級(jí)聯(lián)變換器的輸出端連接，用于檢測(cè)所述多級(jí)聯(lián)變換器的輸出信號(hào)；

所述預(yù)偏置開關(guān)機(jī)電路的與所述多級(jí)聯(lián)變換器的推挽電路連接，用于根據(jù)檢測(cè)的輸出信號(hào)，當(dāng)所述輸出信號(hào)為預(yù)設(shè)輸出信號(hào)時(shí)產(chǎn)生預(yù)偏置信號(hào)，并利用所述預(yù)偏置信號(hào)控制所述推挽電路的整流管驅(qū)動(dòng)開關(guān)電路。

在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，所述多級(jí)聯(lián)變換器為隔離或非隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變換器。

在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，所述多級(jí)聯(lián)變換器為一級(jí)聯(lián)變換器或多級(jí)聯(lián)變換器。

在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，所述多級(jí)聯(lián)變換器為變占空比變換器。

為解決上述問題，本發(fā)明還提供一種多級(jí)聯(lián)變換器預(yù)偏置方法，包括：

檢測(cè)多級(jí)聯(lián)變換器的輸出信號(hào)；

當(dāng)所述輸出信號(hào)為預(yù)設(shè)輸出信號(hào)時(shí)產(chǎn)生預(yù)偏置信號(hào)；

利用所述預(yù)偏置信號(hào)控制所述多級(jí)聯(lián)變換器中的推挽電路的整流管驅(qū)動(dòng)開關(guān)電路。

在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)輸出信號(hào)包括：預(yù)設(shè)開啟輸出信號(hào)或預(yù)設(shè)關(guān)閉輸出信號(hào)。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供的預(yù)偏置開關(guān)機(jī)電路和多級(jí)聯(lián)變換器預(yù)偏置電路、方法，預(yù)偏置開關(guān)機(jī)電路包括檢測(cè)模塊和控制模塊：檢測(cè)模塊與多級(jí)聯(lián)變換器的輸出端連接，用于檢測(cè)多級(jí)聯(lián)變換器的輸出信號(hào)；控制模塊與多級(jí)聯(lián)變換器的推挽電路連接，用于根據(jù)檢測(cè)的輸出信號(hào)，當(dāng)輸出信號(hào)為預(yù)設(shè)輸出信號(hào)時(shí)產(chǎn)生預(yù)偏置信號(hào)，并利用預(yù)偏置信號(hào)控制推挽電路的整流管驅(qū)動(dòng)開關(guān)電路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在直流變換器上增加預(yù)偏置開關(guān)機(jī)電路，通過檢測(cè)多級(jí)聯(lián)變換器的輸出信號(hào)來判斷是否需要預(yù)偏置開關(guān)機(jī)，其實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，切入點(diǎn)控制精確。解決了由于負(fù)載預(yù)偏置電壓造成續(xù)流開關(guān)管反向電流過大損壞器件的問題，也防止了變換器輸出電壓的跌落。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的多級(jí)聯(lián)變換器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的多級(jí)聯(lián)變換器預(yù)偏置電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的多級(jí)聯(lián)變換器預(yù)偏置電路中BUCK電路和推挽電路構(gòu)成的多級(jí)變換器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的預(yù)偏置開關(guān)機(jī)電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例三提供的預(yù)偏置開關(guān)機(jī)電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例三提供的多級(jí)聯(lián)變換器預(yù)偏置方法流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然， 所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一：

本實(shí)施例提供一種多級(jí)聯(lián)變換器預(yù)偏置電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，本實(shí)施例中以多級(jí)聯(lián)變換器為例進(jìn)行說明，本發(fā)明的多級(jí)聯(lián)變換器預(yù)偏置電路，包括BUCK電路100、推挽電路200、輸出濾波電路300、PWM控制電路與固定占空比輸出電路400以及預(yù)偏置開關(guān)機(jī)電路500。預(yù)偏置開關(guān)機(jī)電路500一端連接輸出濾波電路300的輸出端，另外一端連接推挽電路200。其中BUCK電路100采用同步整流技術(shù)，推挽電路200副邊整流也采用同步整流技術(shù)。如圖3所示，BUCK電路100包含整流開關(guān)管QR、續(xù)流開關(guān)管QF、第一電感Lout1，輸出第一電容Co1；推挽電路200的原邊包含兩個(gè)主管VT3、VT4，副邊包含兩個(gè)整流管VT5、VT6；輸出濾波電路300包含第二輸出電容Co2，第二電感Lout2以及第三電容濾波電路Co3；PWM控制電路與固定占空比輸出電路400，分別為PWM電路控制BUCK電路100的驅(qū)動(dòng),固定占空比輸出電路控制推挽電路200原邊兩個(gè)MOS管驅(qū)動(dòng)。PWM控制電路與固定占空比輸出電路400，其中PWM控制電路控制BUCK電路的驅(qū)動(dòng)，而固定占空比輸出電路輸出占空比在50％左右，而不等于50％。預(yù)偏置開關(guān)機(jī)電路500檢測(cè)輸出電壓信號(hào)，準(zhǔn)確找到推挽電路副邊進(jìn)入同步整流的切入點(diǎn)。

具體的，當(dāng)輸出信號(hào)為預(yù)設(shè)輸出信號(hào)時(shí)產(chǎn)生預(yù)偏置信號(hào)，并利用預(yù)偏置信號(hào)控制推挽電路的整流管驅(qū)動(dòng)開關(guān)電路可以是當(dāng)模塊開機(jī)完成后，BUCK電路100的占空比已打開，BUCK電路100的輸出電壓經(jīng)過推挽電路200固定占空比的變壓后，輸出電壓達(dá)到設(shè)定值。當(dāng)預(yù)偏置開關(guān)機(jī)電路500打開推挽副邊整流管后， BUCK電路100已進(jìn)入同步整流狀態(tài)，輸出電壓不會(huì)有跌落。即在開機(jī)時(shí)，預(yù)偏置開關(guān)機(jī)電路500若檢測(cè)到輸出電壓沒有達(dá)到輸出電壓的設(shè)定值，讓推挽電路關(guān)閉副邊的整流管驅(qū)動(dòng)，防止能量反灌。反之啟動(dòng)推挽電路副邊的驅(qū)動(dòng)。在關(guān)機(jī)時(shí)若檢測(cè)到輸出電壓比設(shè)定值低一定值時(shí)，關(guān)閉推挽電路的副邊驅(qū)動(dòng)信號(hào)，防止負(fù)載端的能量反灌。這里的，在開機(jī)時(shí)輸出電壓沒有達(dá)到輸出電壓的為設(shè)定值預(yù)設(shè)開啟輸出信號(hào)的一種具體實(shí)施例；關(guān)機(jī)時(shí)輸出電壓比設(shè)定值低一定值為預(yù)設(shè)關(guān)閉輸出信號(hào)的一種具體實(shí)施例。

本實(shí)施例中的預(yù)偏置開關(guān)機(jī)電路500取樣輸出信號(hào)，具體的通過預(yù)偏置開關(guān)機(jī)電路500的檢測(cè)模塊與多級(jí)聯(lián)變換器的輸出端連接，檢測(cè)所述多級(jí)聯(lián)變換器的輸出信號(hào)。能準(zhǔn)確找到推挽電路副邊整流管從體二極管到MOS同步整流的切入點(diǎn)，不受輸入電壓、輸出電流等因數(shù)影響，將體二極管導(dǎo)通時(shí)間縮短為最小。

值得注意的是，本實(shí)施例只是以檢測(cè)輸出電壓信號(hào)為例，還可以為輸出的電流信號(hào)等其他輸出信號(hào)，應(yīng)該理解為只要能夠準(zhǔn)確的確定當(dāng)前多級(jí)聯(lián)變換器中的電流情況的信號(hào)都可以。同樣，本實(shí)施例中的多級(jí)聯(lián)變換器以多級(jí)聯(lián)變換器為例，還可以為一級(jí)聯(lián)變換器、隔離或非隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變換器和變占空比變換器等變換器。

本實(shí)施的預(yù)偏置開機(jī)電路及采用該電路的直流變換器，具有以下有益效果：在直流變換器上增設(shè)預(yù)偏置開關(guān)機(jī)電路，通過檢測(cè)開機(jī)時(shí)輸出電壓是否達(dá)到設(shè)定值來判斷是否需要預(yù)偏置開機(jī)，其實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，切入點(diǎn)控制精確。解決了由于負(fù)載預(yù)偏置電壓造成續(xù)流開關(guān)管反向電流過大損壞器件的問題，也防止了變換器輸出電壓的跌落，同時(shí)將整流MOS管的體二極管導(dǎo)通時(shí)間縮短到最小。

實(shí)施例二：

本實(shí)施例提供一種預(yù)偏置開關(guān)機(jī)電路，如圖3所示，當(dāng)預(yù)偏置檢測(cè)電路檢測(cè)到輸出SENSE電壓已達(dá)到設(shè)定值后。通過比較電路輸出高電平，使D2驅(qū)動(dòng)芯片使能。該D2驅(qū)動(dòng)芯片的特點(diǎn)是只有當(dāng)EN信號(hào)為高時(shí)，INA、INB輸入信號(hào)才能傳送到OUTA、OUTB。當(dāng)預(yù)偏置檢測(cè)電路檢測(cè)到輸出電壓已達(dá)到設(shè)定值時(shí)，INA、INB的驅(qū)動(dòng)信號(hào)才送到OUTA、OUTB。從而開啟副邊整流MOS管驅(qū)動(dòng)，達(dá)到防止反灌的目的。當(dāng)D1A輸出高電平后，通過R11，抬高D1A的3腳電壓，達(dá)到消除擾動(dòng)的目的。當(dāng)輸出電壓下降到一定設(shè)定值，D1A輸出低電平，D2驅(qū)動(dòng)芯片停止工作，副邊整流MOS管驅(qū)動(dòng)關(guān)閉，從而防止反灌。值得注意的是，為了更準(zhǔn)確的進(jìn)行控制，本實(shí)施優(yōu)選的應(yīng)用于輸出存在負(fù)載且負(fù)載距離輸出口較近的場(chǎng)景下。

實(shí)施例三：

本實(shí)施例提供一種預(yù)偏置開關(guān)機(jī)電路，如圖4所示，當(dāng)預(yù)偏置檢測(cè)電路檢測(cè)到VOUT輸出電壓已達(dá)到設(shè)定值后。通過比較電路輸出高電平，使D2驅(qū)動(dòng)芯片使能。該D2驅(qū)動(dòng)芯片的特點(diǎn)是只有當(dāng)EN信號(hào)為高時(shí)，INA、INB輸入信號(hào)才能傳送到OUTA、OUTB。當(dāng)預(yù)偏置檢測(cè)電路檢測(cè)到輸出電壓已達(dá)到設(shè)定值時(shí)，INA、INB的驅(qū)動(dòng)信號(hào)才送到OUTA、OUTB。從而開啟副邊整流MOS管驅(qū)動(dòng)，達(dá)到防止反灌的目的。當(dāng)D1A輸出高電平后，通過R11，抬高D1A的3腳電壓，達(dá)到消除擾動(dòng)的目的。當(dāng)輸出電壓下降到一定設(shè)定值，D1A輸出低電平，D2驅(qū)動(dòng)芯片停止工作，副邊整流MOS管驅(qū)動(dòng)關(guān)閉，從而防止反灌。值得注意的是，為了更準(zhǔn)確的進(jìn)行控制，本實(shí)施優(yōu)選的應(yīng)用于輸出存在負(fù)載且負(fù)載距離輸出口較遠(yuǎn)的場(chǎng)景下。

實(shí)施例四：

本申請(qǐng)實(shí)施例三提供一種多級(jí)聯(lián)變換器預(yù)偏置方法，如圖5所示，該方法包括：

S401：檢測(cè)多級(jí)聯(lián)變換器的輸出信號(hào)；

具體的，采用預(yù)偏置開關(guān)機(jī)電路中檢測(cè)模塊，能夠檢測(cè)多級(jí)聯(lián)變換器的輸出信號(hào)。

S402：當(dāng)輸出信號(hào)為預(yù)設(shè)輸出信號(hào)時(shí)產(chǎn)生預(yù)偏置信號(hào)；

預(yù)設(shè)輸出信號(hào)包括：預(yù)設(shè)開啟輸出信號(hào)或預(yù)設(shè)關(guān)閉輸出信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)模塊檢測(cè)到級(jí)聯(lián)變換器的輸出信號(hào)為預(yù)設(shè)開啟輸出信號(hào)或預(yù)設(shè)關(guān)閉輸出信號(hào)時(shí)產(chǎn)生預(yù)偏置信號(hào)，并經(jīng)過輸出級(jí)變換器電路進(jìn)行傳輸。

S403：利用預(yù)偏置信號(hào)控制多級(jí)聯(lián)變換器中的推挽電路的整流管驅(qū)動(dòng)開關(guān)電路。

需要說明的是，該預(yù)偏置開關(guān)機(jī)電路需要為多級(jí)聯(lián)變換器為變占空比變換器，輸出多級(jí)聯(lián)變換器為固定占空比且輸出濾波電感的變換器構(gòu)成的預(yù)偏置電路。通過對(duì)輸出濾波電感的輸出端信號(hào)進(jìn)行取樣，能準(zhǔn)確找到推挽電路副邊整流管從體二極管到MOS同步整流的切入點(diǎn)，不受輸入電壓、輸出電流等因數(shù)影響，將體二極管導(dǎo)通時(shí)間縮短為最小。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述方法中的全部或部分步驟可通過程序來指令相關(guān)硬件完成，上述程序可以存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，如只讀存儲(chǔ)器、磁盤或光盤等?？蛇x地，上述實(shí)施例的全部或部分步驟也可以使用一個(gè)或多個(gè)集成電路來實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)地，上述實(shí)施例中的各模塊/單元可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明不限制于任何特定形式 的硬件和軟件的結(jié)合。

以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，僅僅參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。