[发明专利]具有预偏置电压控制的电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及电源领域，尤其涉及电源转换器中的具有预偏置电压控制的电源装置。

背景技术

目前，为了提高电能转换效率，在电源转换器中采用MOSFET(金属-氧化物-半导体)场效应晶体管代替二极管的方式完成同步整流功能，以此来提高电源转换器的转换效率。MOSFET场效应晶体管具有输入电阻高、导通压降低、功耗低、动态范围大、易于集成等优点，使电源转换器的效率显著提高。同时，采用MOSFET场效应晶体管完成同步整流功能也带来新的问题。由于MOSFET场效应晶体管为双向导通器件，因此，在做同步整流时，滤波电感上的电流可能为反向电流，若反向电流太大，续流管关断时，产生高电压，威胁MOSFET场效应晶体管的可靠性。特别是在上电软启动时，若输出电容上已经存在足够高的预偏置电压时，则会产生更大的反向电流，使电源转换器的安全性能不可靠，容易损坏。

现有技术中对预偏置电压的控制方法是在软启动开始时，关闭同步整流功能，等待占空比变得足够大时，再使能同步整流功能。如图1所示的预偏置电压控制方法波形时序图，脉冲宽度调制(PWM)占空比跟随软启动电压从0开始逐渐增大，当增大到足够大时，使能同步整流驱动。

现有技术中对预偏置电压的控制方法存在如下问题：容性负载必须足够大，且软启动电压上升时间不能太长，若软启动电压上升时间过长，轻载时进入非连续导电模式；PWM占空比和预偏置输出电压没有对应关系。图2为现有技术预偏置电压控制方法仿真波形图，如图2所示，电感反向电流很大，输出电压严重失真。

发明内容

本发明实施例提供了一种具有预偏置电压控制的电源装置，以实现简便、高效和准确的对电源电路中具有预偏置电压的控制。

在第一方面，本发明实施例提供了一种预偏置电压控制装置，所述预偏置电压控制装置包括：输入单元，用于输入外部电压，并将所述外部电压传输至输出整流和滤波单元；输出整流和滤波单元，用于将所述输入单元中的电压进行整流和滤波，生成输出电压；采样测量单元，用于采样输出端预偏置电压，对所述输出端预偏置电压进行处理，得到采样处理电压(V1)；信号处理单元，对所述采样处理电压进行线性运算处理，得到与所述输出端预偏置电压成线性关系的处理电压(V2)；PWM控制单元，根据所述处理电压(V2)调节所述输入电压的占空比，所述调节占空比后的处理电压转换后的电压值与所述输出端预偏置电压的电压值相等。

本发明实施例公开的预偏置电压控制装置，通过输出整流和滤波单元、采样测量单元、信号处理单元和PWM控制单元对预偏置电压进行处理，并调节占空比，使调节占空比后对应的电压与预偏置电压相等，输出的预偏置电压不会产生严重失真，且不会产生过大的反向电流，提高了电源的可靠性。

附图说明

图1为现有技术预偏置电压控制方法波形时序图；

图2为现有技术预偏置电压控制方法仿真波形图；

图3为本发明实施例公开的具有预偏置电压控制的电源装置原理图；

图4为本发明一实施例公开的具有预偏置电压控制的电源装置图；

图5为本发明另一实施例公开的具有预偏置电压控制的电源装置图。

具体实施方式

为使本发明实施例的技术方案以及优点表达的更清楚，下面通过附图和实施例，对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述。

本发明实施例的原理是输出整流和滤波单元中输出滤波电容C1上已有预偏置电压V_t0，采样测量单元X1对输出滤波电容C1上的预偏置电压V_t0进行采样和测量，并获得一个和预偏置电压V_t0成正比的采样处理电压V2，采样处理电压V2再经过信号处理单元X2的线性运算处理得到处理电压V3，即在信号处理单元中的线性运算为处理电压V3＝K*V2+C，此时，第一N型晶体管Q1为导通状态，处理电压V3通过第一N型晶体管Q1向软启动电容Css充电，使软启动电容Css上的电压V4等于处理电压V3。PWM控制单元X3检测第一N型晶体管Q1栅极的电压V5，电压V5与处理电压V3相等，即软启动电容Css的电压V4与第一N型晶体管Q1栅极的电压V5都与处理电压V3相等，PWM控制单元X3改变处理电压对应的占空比，使新的占空比对应的转换后的电压刚好与预偏置电压V_t0相等，之后第一N型晶体管Q1关闭，信号处理单元X2进入软启动，占空比逐渐变大，直至软启动结束。

图3为本发明实施例公开的具有预偏置电压控制的电源装置电路原理图；