非对称半桥反激电路的控制电路、电源模组和电子设备的制作方法

文档序号:32897190发布日期:2023-01-13 00:42阅读:58来源:国知局
非对称半桥反激电路的控制电路、电源模组和电子设备的制作方法

1.本技术涉及电子电力技术领域,尤其涉及一种非对称半桥反激电路的控制电路、电源模组和电子设备。


背景技术:

2.电源模块通常包括直流变换电路和控制电路。控制电路用于输出控制信号控制直流变换电路。以直流变换电路为非对称半桥反激电路为例,非对称半桥反激电路包括半桥电路、变压器、谐振电容和输出电容。半桥电路包括主功率管和辅助功率管。当非对称半桥反激电路的输入电压为低相位时,控制电路需要控制非对称半桥反激电路停止工作。
3.通常,在输入电压进入低相位前,输出电容的电压为vo,且谐振电容的电压为
×vo
。在输入电压进入低相位后,谐振电容的电压可以被保持为n*vo,随着输出负载持续拉低非对称半桥反激电路的输出电容的电压,在退出低相位时,输出电容的电压将会变为v
o_ini
,v
o_ini
远小于vo,这样使得输出电容的电压与谐振电容的电压不匹配,在非对称半桥反激电路恢复工作时,控制电路控制辅助功率管导通,谐振电容放电将会产生过冲电流,这样对辅助功率管和整流电路产生极大的电流冲击,影响器件寿命甚至可能导致器件直接损坏。


技术实现要素:

4.有鉴于此,本技术提供一种非对称半桥反激电路的控制电路、电源模组和电子设备,可以避免输出电容电压与谐振电容电压不匹配而导致的过流问题,保证电源模组和电子设备的稳定,提升产品的竞争力。
5.本技术的第一方面提供一种电源模组,包括非对称半桥反激电路和控制电路,所述非对称半桥反激电路用于接收输入电压并提供输出电压。非对称半桥反激电路包括变压器、谐振电容、主功率管和辅助功率管,控制电路用于输出控制信号控制主功率管和所述辅助功率管。响应于输入电压下降到小于第一电压阈值,辅助功率管根据第一预设关断时长和第二预设导通时长交替关断和导通。响应于输入电压上升到大于第二电压阈值,主功率管和辅助功率管交替导通和关断。其中第二预设导通时长与非对称半桥反激电路的谐振周期的时长之比小于或等于0.25。
6.本技术通过控制电路对主功率管和所述辅助功率管进行的控制,可以避免输出电容电压与谐振电容电压不匹配而导致的过流问题,减少了谐振电容放电的电流放电时在辅助功率管、变压器上产生的电流应力,保证电源模组的稳定运行,可以提高电源模组的使用寿命。
7.作为一种可选的实现方式,主功率管用于:响应于所述输入电压下降到小于第一电压阈值,根据所述控制信号保持关断。基于这样的设计,可以提升电源模组的效率。
8.作为一种可选的实现方式,变压器包括原边绕组和副边绕组,主功率管的源极连接辅助功率管的漏极和原边绕组的第一端,辅助功率管的源极连接参考地和谐振电容的一端,谐振电容的另一端连接原边绕组的第二端,其中:所述辅助功率管导通时所述谐振电容
放电,所述辅助功率管关断时所述谐振电容停止放电。这样可以减少谐振电容的电流放电时在辅助功率管、变压器上产生的电流应力,提升电源模组的稳定性。
9.作为一种可选的实现方式,电源模组包括辅助绕组电路,辅助绕组电路包括辅助绕组,所述辅助绕组电路用于为所述控制电路供电,辅助绕组与原边绕组耦合。
10.本技术的第二方面还提供一种非对称半桥反激电路的控制电路,所述非对称半桥反激电路包括变压器、谐振电容、主功率管和辅助功率管,所述控制电路用于:获取所述非对称半桥反激电路的输入电压的电压值与第一电压阈值或第二电压阈值的比较结果;响应于所述输入电压的电压值下降到小于第一电压阈值时,控制所述辅助功率管根据第一预设关断时长和第二预设导通时长交替关断和导通;响应于所述输入电压的电压值上升到大于第二电压阈值时,控制所述主功率管和所述辅助功率管交替导通和关断;其中,所述第二预设时长与所述非对称半桥反激电路的谐振周期的时长之比小于或等于0.25。本技术可以通过控制电路对主功率管和所述辅助功率管进行控制,这样可以避免输出电容电压与谐振电容电压不匹配而导致的过流问题,减少了谐振电容放电的电流放电时在辅助功率管、变压器上产生的电流应力,保证电源模组的稳定运行,可以提高电源模组的使用寿命。
11.作为一种可选的实现方式,控制电路还用于:响应于输入电压小于下降到第一电压阈值,控制主功率管保持关断,可以提升电源模组的效率。
12.作为一种可选的实现方式,控制电路用于根据谐振电路的谐振周期获取所述第二预设导通时长,或者控制电路用于根据所述谐振电容、所述谐振电感获取所述第二预设导通时长。
13.作为一种可选的实现方式,控制电路还用于:响应于所述输入电压下降到小于所述第一电压阈值与所述输入电压上升到大于所述第二电压阈值之间,获取连续两个第一周期中所述辅助功率管导通之前所述谐振电容的电压的差值,所述第一周期的时长为第一预设关断时长和第二预设导通时长之和;响应于连续两个第一周期中辅助功率管导通之前所述谐振电容的电压的差值没有增加且所述输入电压上升到大于所述第二电压阈值,控制所述主功率管在每个第二周期内导通第一时长;响应于连续两个第一周期中辅助功率管导通之前所述谐振电容的电压的差值增加且所述输入电压上升到大于所述第二电压阈值,控制所述主功率管在每个第二周期内导通第二时长;其中,第二时长大于所述第一时长。采用这种设计,在电源模组退出间歇模式而进入正常工作模式后,通过增加主功率管在多个周期内的导通时间,这样可以增大主功率管的电流峰值。
14.作为一种可选的实现方式,控制电路还用于:响应于所述输入电压下降到小于所述第一电压阈值与所述输入电压上升到大于所述第二电压阈值之间,获取连续两个第一周期中所述辅助功率管导通之前所述谐振电容的电压的差值,所述第一周期的时长为第一预设关断时长和第二预设导通时长之和;响应于连续两个第一周期中辅助功率管导通之前所述谐振电容的电压的差值小于第三电压阈值且所述输入电压上升到大于所述第二电压阈值,控制所述主功率管在每个第二周期内导通第一时长;响应于连续两个第一周期中辅助功率管导通之前所述谐振电容的电压的差值大于第三电压阈值且所述输入电压上升到大于所述第二电压阈值,控制所述主功率管在每个第二周期内导通第二时长;其中,第二时长大于所述第一时长。这样的设计有助于控制电路确认电源模组在间歇状态期间是否接入重载。采用这种设计,在电源模组退出间歇模式而进入正常工作模式后,通过增加主功率管在
多个周期内的导通时间,这样可以增大主功率管的电流峰值。
15.本技术的第三方面还提供一种电子设备,包括如上述所述的电源模组,或者,包括如上述所述的非对称半桥反激电路的控制电路。
16.本技术的非对称半桥反激电路的控制电路、电源模组和电子设备,在输入电压进入低相位时,通过控制电路控制非对称半桥反激电路中辅助功率管的状态,可以避免输出电容电压与谐振电容电压不匹配而导致的过流问题,提升电源模块的安全稳定性,提升产品的竞争力。
附图说明
17.图1为本技术实施例提供的电子设备的一种结构示意图。
18.图2为本技术实施例提供的电子设备的一种结构示意图。
19.图3为本技术实施例提供的电源模组的一种结构示意图。
20.图4为本技术实施例提供的一种电源模组的电路结构示意图。
21.图5为电源模组的一种简化电路图。
22.图6为电源模组中辅助功率管导通后的等效电路示意图。
23.图7为本技术提供的控制电路的控制逻辑示意图。
24.图8为本技术提供的控制电路对非对称半桥反激电路进行控制的流程示意图。
25.图9为本技术提供的控制电路对非对称半桥反激电路进行控制的另一流程示意图。
具体实施方式
26.需要说明的是,当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件,它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。
27.除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
28.请参阅图1,图1所示为本技术的一个实施例提供的电子设备100的一种结构示意图。
29.如图1所示,所述电子设备100可以包括电源模组10和负载20。所述电源模组10用于接收输入电压v
in
,并提供输出电压v
out
为所述负载20供电。在一种实施例中,输入电压v
in
可以是外部电源提供的,或者还可以是所述电子设备100的内部电源提供的。可以理解,如图1所示实施例提供的所述电子设备100可以是移动电话、笔记本电脑、电脑机箱、电动汽车、智能音箱、智能手表或可穿戴设备等用电设备。所述电源模组10可以应用于如图1所示的电子设备100中。
30.请参阅图2,图2所示为本技术实施例提供的电子设备100的另一种结构示意图。如图2所示,所述电子设备100可以包括电源模组10。所述电源模组10可以用于接收输入电压v
in
,并提供输出电压v
out
,为所述电子设备100后续连接的负载供电。在一种实施例中,所述
输入电压v
in
可以是外部电源提供的,或者还可以是所述电子设备100的内部电源提供的。
31.如图2所示,本实施例提供的电子设备100可以是电源适配器、充电器、移动电源等供电设备。本技术实施例提供的电源模组10可以应用于如图2所示的电子设备100中。
32.在本技术一种实施例中,所述电子设备100可以还包括多个电源模组10,多个电源模组10提供输出电压v
out
为负载20供电。在本技术一种实施例中,所述电子设备100可以包括多个负载20,所述电源模组10可以提供多个输出电压v
out
分别为多个负载20进行供电。在本技术一种实施例中,所述电子设备100可以包括多个电源模组10和多个负载20,多个电源模组10可以分别提供多个输出电压v
out
为多个负载20进行供电。
33.本技术一种实施例中,所述输入电压v
in
可以为交流电,所述电源模组10可以包括交直流转换电路。本技术实施例中,所述输入电压v
in
可以为直流电,内部电源可以包括储能装置,所述电源模组10可以包括直流变换电路。相应地,在所述电子设备100独立工作时,内部电源的储能装置可以为所述电源模组10供电。
34.本技术一种实施例中,所述输入电压v
in
可以为直流电。所述电子设备100的负载20可以包括用电装置、储能装置或外接设备中的一种或多种。在一种实施例中,所述负载20可以是所述电子设备100的用电装置,比如处理器、显示器等。在一种实施例中,所述负载20可以是所述电子设备100的储能装置,比如电池。在一种实施例中,所述负载20可以是所述电子设备100的外接设备,比如显示器、键盘等其他电子设备。
35.请参阅图3,图3所示为本技术实施例提供的电源模组的一种结构示意图。如图3所示,所述电源模组10包括控制电路11、直流变换电路12、辅助绕组电路13和整流电路14。所述电源模组10用于接收输入电源提供的输入电压v
in
,并提供输出电压v
out
为负载20供电。
36.所述控制电路11与所述直流变换电路12连接。所述控制电路11可以用于控制所述直流变换电路12的运行。在一种实施例中,所述控制电路11可以用于输出控制信号,控制信号可以用于控制所述直流变换电路12。例如,所述直流变换电路12的输入端用于接收输入电压v
in
,所述控制电路11控制所述直流变换电路12对输入电压v
in
进行处理后提供输出电压v1。在本技术实施例中,所述输入电压v
in
为直流电。
37.所述整流电路14可以用于对所述直流变换电路12提供的输出电压v1进行整流等处理后,提供输出电压v
out

38.所述辅助绕组电路13可以用于接收所述直流变换电路12中变压器的供电,并为所述控制电路11供电。在本技术实施例中,所述辅助绕组电路13可以包括稳压电路等。
39.请参阅图4,图4为本技术实施例提供的一种电源模组的电路结构示意图。如图4所示,所述电源模组10包括直流变换电路12、整流电路14、辅助绕组电路13和控制电路11。
40.其中,以所述电源模组10中的直流变换电路12为非对称半桥(asymmetrical half bridge,ahb)反激电路12a作为示例。所述非对称半桥反激电路12a可以包括半桥电路121、变压器122和谐振电容cr。
41.其中,所述半桥电路121可以包括主功率管q
l
和辅助功率管qh。所述主功率管q
l
和所述辅助功率管qh可以形成非对称半桥拓扑。在一种实施例中,所述控制电路11可以向所述主功率管q
l
和辅助功率管qh发送控制信号,使得所述主功率管q
l
和所述辅助功率管qh可以根据接收到的控制信号导通。所述主功率管q
l
的漏极接收输入电压v
in
,所述主功率管q
l
的源极与所述辅助功率管qh的漏极相连,所述辅助功率管qh的源极与参考地相连。所述主功
的阴极和所述副边绕组1222的第二端。
50.所述半桥电路121可以包括二极管d2、二极管d3、电容c2和电容c3。所述二极管d2的阴极连接所述电容c2的第一端和所述主功率管q
l
的漏极,所述二极管d2的阳极连接所述电容c2的第二端和所述主功率管q
l
的源极。所述二极管d3的阴极连接所述电容c3的第一端和所述辅助功率管qh的漏极,所述二极管d3的阳极连接所述电容c3的第二端和所述辅助功率管qh的源极。
51.所述辅助绕组电路13可以包括辅助绕组131。所述辅助绕组131可以通过所述磁芯1223与所述原边绕组1221耦合。所述原边绕组1221上的原边绕组电压经过耦合,在所述辅助绕组131上可以产生辅助绕组电压。所述辅助绕组电路13可以根据辅助绕组电压向所述控制电路11供电。所述辅助绕组电路13可以包括升压(boost)电路、是降压(buck)电路、升降压(buck-boost)电路等。在一种实施例中,所述辅助绕组电路13还可以是低压差线性稳压电路(low dropout regulator,ldo)等稳压电路。
52.在一种实施例中,所述控制电路11可以发送控制信号控制非对称半桥反激电路12a的半桥电路121中的主功率管q
l
和辅助功率管qh,从而控制非对称半桥反激电路12a的运行状态。例如,所述控制电路11调整控制信号的频率或占空比,可以控制所述半桥电路121中主功率管q
l
及辅助功率管qh的导通频率或导通时长,从而相应地调整所述半桥电路121的输出电压的电压值,进而调整所述非对称半桥反激电路12a的输出电压v1的电压值,及控制所述电源模组10的输出电压v
out
的电压值。在一种实施例中,所述控制电路11可以发送控制信号,来控制所述半桥电路121中的主功率管q
l
和辅助功率管qh的导通和关断。
53.例如,所述控制电路11可以通过向所述主功率管q
l
发送第一控制信号的方式控制所述主功率管q
l
导通或截止,以及通过向所述辅助功率管qh发送第二控制信号的方式控制辅助功率管qh导通或截止。在本技术实施例中,所述第一控制信号和所述第二控制信号可以包括高电平信号或低电平信号等实现方式。在一种实施例中,所述主功率管q
l
可以根据第一控制信号导通,所述辅助功率管qh可以根据第二控制信号导通。在一种实施例中,所述主功率管q
l
可以根据第一控制信号关断,所述辅助功率管qh可以根据第二控制信号关断等。
54.图5为电源模组的一种简化电路图。根据图4所示的电源模组10,可以得到如图5所示的简化电路。其中,非对称半桥反激电路12a中的变压器122的原边绕组1221可以提供谐振电感lr。例如,所述谐振电感lr可以寄生在变压器122的原边绕组1221上。所述非对称半桥反激电路12a的主功率管q
l
和辅助功率管qh交替导通和关断。所述电源模组10的输出电压v
out
稳定在额定输出电压,将额定输出电压的电压值记为vo。同时,根据简化电路可以得到约等式v
cr
≈n*v
out
,其中,v
cr
为所述谐振电容cr两侧的电压,n为变压器122的原边绕组1221和副边绕组1222的匝数比。
55.虽然在非对称半桥反激电路12a的主功率管q
l
和辅助功率管qh交替导通时,所述谐振电容cr两侧的电压与电源模组11的输出电压v
out
存在上述约等式表示的关系。但是,在一些情况下,所述谐振电容cr两侧的电压可能远高于n*v
out
,使上述约等式无法成立。例如,当所述控制电路11通过周期性地向非对称半桥反激电路12a中的主功率管q
l
和辅助功率管qh发送控制信号,控制的主功率管q
l
和辅助功率管qh交替导通和关断。此时,所述电源模组10的输出电压v
out
稳定在额定电压。随后,如果所述输入电压v
in
为低相位时,所述控制电路11需要控制所述非对称半桥反激电路12a停止工作,即使得非对称半桥反激电路12a的主功率
管q
l
和辅助功率管qh都关断的工作状态。此时,所述谐振电容cr两侧的电压可以保持为n*v
out
,随着输出负载持续拉低非对称半桥反激电路的输出电容的电压,所述电容c1两侧的电压将会变为v
o_ini
,其中v
o_ini
将会远小于v
out

56.在所述输入电压v
in
进入高相位时,所述控制电路11接着可以控制所述非对称半桥反激电路12a从主功率管q
l
和辅助功率管qh都关断的工作状态重新转换为工作状态。所述控制电路11向非对称半桥反激电路12a中的主功率管q
l
和辅助功率管qh发送控制信号,以使得所述主功率管q
l
和所述辅助功率管qh根据控制信号交替导通和关断。
57.图6为所述电源模组中辅助功率管导通后的等效电路示意图。可以看出,当电源模组10中辅助功率管qh导通后,所述谐振电容cr两侧的电压v
cr
可能远大于电源模组10输出端的输出电压v
out
*n。因此,所述谐振电容cr产生的电流将直接通过所述变压器122直接传输到副边的整流电路14。因此,当所述辅助功率管qh导通后,所述谐振电容cr产生过冲电流,并在所述辅助功率管qh、所述变压器122以及整流电路14上产生极大的电流应力。
58.本技术提供一种非对称半桥反激电路的控制电路、电源模组和电子设备,可用于克服上述问题。下面以具体地实施例对本技术的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
59.图7为本技术实施例提供的控制电路的控制逻辑示意图。
60.所述控制电路11可以应用于如图4所示的电源模组10中。本技术提供的控制电路11可以用于对如图4所示的非对称半桥反激电路12a进行控制。在图7所示的示例中,以直流变换电路12为图4中的非对称半桥反激电路12a作为示例。可以理解,本技术提供的由控制电路11执行的控制逻辑,还可以应用于控制电路11对其他类型的直流变换电路12进行的控制。
61.结合图4所示的电路结构图,当所述辅助功率管qh导通时,所述谐振电容cr即可通过原边绕组1221、谐振电感lr和所述辅助功率管qh放电。当所述辅助功率管qh关闭时,所述谐振电容cr停止放电。
62.可以理解,所述控制电路11可以对所述非对称半桥反激电路12a的输入电压v
in
进行检测。若所述控制电路11获取到所述输入电压v
in
下降到小于或等于第一电压值v
in1
,即所述非对称半桥反激电路12a已进入间歇模式,所述控制电路11将会执行如图7所示的控制逻辑。例如,所述控制电路11可以控制所述辅助功率管qh周期性交替关断和导通。其中,所述辅助功率管qh根据所述控制电路11的第一控制信号每次关断的时长为第一预设关断时长t1。所述辅助功率管qh根据所述控制电路11的第二控制信号每次导通的时长为第二预设导通时长t2。换而言之,在所述输入电压v
in
下降到小于第一电压阈值v
in1
时,所述辅助功率管qh可以根据第一预设关断时长t1和第二预设导通时长t2交替关断和导通。
63.如图7所示,当所述控制电路11获取到所述输入电压v
in
下降到小于或等于第一电压值v
in1
时,所述控制电路11输出第一控制信号给所述辅助功率管qh,以控制所述辅助功率管qh关断第一预设时长t1。
64.如图7所示,在所述辅助功率管qh根据所述第一控制信号关断第一预设关断时长t1之后,此时,所述谐振电容cr两侧的电压v
cr
已大于所述输出电容c1的反射电压n*v
out
。所述控制电路11输出第二控制信号给所述辅助功率管qh,以控制所述辅助功率管qh导通第二预设导通时长t2。
65.可以理解,所述第二预设导通时长t2小于预定值。所述预定值可以是所述半桥电路121中谐振电路的谐振周期的25%。例如,第二预设导通时长t2可以是谐振周期的10%-15%等。当谐振电路发生零输入相应谐振的谐振时间低于谐振周期的25%,所述谐振电容cr两侧的电压v
cr
不会大于所述输出电容c1的反射电压n*v
out
,并且所述谐振电容cr的电压变化量
△vcr
正比于所述辅助功率管qh导通前,所述谐振电容cr两侧电压v
cr
与n*v
out
的压差,这样可以有效限制谐振时长并减少谐振电路的过冲电流。
66.在所述辅助功率管qh周期性交替关断和导通的过程中,所述谐振电容cr周期性交替停止放电和进行放电,这样可以使得所述谐振电容cr内的电荷逐渐释放。在图7所示的所述谐振电容cr的电压值v
cr
波形图上,所述谐振电容cr两侧的电压呈现出“阶梯状”的下降规律。
67.可以理解,本实施例中,所述第一预设关断时长t1和所述第二预设导通时长t2可以是预设的固定值,也可以是由控制电路计算得到的。例如,所述第一预设关断时长t1和所述第二预设导通时长t2可以是提前设置的固定值。
68.在一种实施例中,所述控制电路11可以通过通用异步收发差传输器(universal asynchronous receiver/transmitter,uart)接口等方式,获取非对称半桥反激电路12a的电路参数。所述电路参数可以包括所述谐振电容cr的电容值、所述谐振电感lr的电感值、控制电路11发送控制信号的频率fpre和辅助功率管qh导通的预设次数20等。其中,所述控制电路11所获取的电路参数可以是工程人员配置的。所述控制电路11可以根据这些电路参数计算得到第一预设关断时长t1和第二预设导通时长t2。在一些实施例中,所述第二预设导通时长t2可以是所述谐振电容cr和所述谐振电感lr构成的谐振周期长度的10%-15%,例如得到第二预设导通时长t2为300ns。可以理解,为平衡每次放电前压差与放电次数,所述第一预设关断时长t1可以设定为250us。
69.在0-t1时刻,所述控制电路11控制所述辅助功率管qh关断,以使所述谐振电容cr停止放电。所述谐振电容cr两侧的电压v
cr
在0-t1时刻可以保持不变。在t1时刻-t2时刻,所述控制电路11控制所述辅助功率管qh导通,以使所述谐振电容cr放电,所述谐振电容cr两侧的电压v
cr
开始降低。在t2时刻,所述谐振电容cr两侧的电压v
cr
与n*v
out
之差小于预设值。其中,所述预设值可以设定的较小。在t2时刻,所述谐振电容cr两侧的电压v
cr
接近并且略大于n*v
out
,以使得约等式vcr≈n*v
out
成立。
70.在t2时刻-t3时刻,所述控制电路11控制所述辅助功率管qh关断,以使所述谐振电容cr停止放电。在t3时刻-t4时刻,所述控制电路11控制所述辅助功率管qh导通,以使所述谐振电容cr放电,所述谐振电容cr两侧的电压v
cr
降低。在t4时刻,所述谐振电容cr两侧的电压v
cr
与n*v
out
之差小于预设值。在t4时刻,所述谐振电容cr两侧的电压v
cr
接近并且略大于n*v
out
,以使得约等式vcr≈n*v
out
成立。
71.所述控制电路11控制所述辅助功率管qh周期性交替关断和导通,直至检测到所述输入电压v
in
上升到大于或等于第二电压值v
in2
时,所述控制电路11将会控制所述主功率管q
l
和辅助功率管qh交替导通和关断。此时,所述非对称半桥反激电路12a退出间歇模式,所述非对称半桥反激电路12a可以运行于正常工作状态,并可以根据输入电压输出额定电压。在所述主功率管q
l
和所述辅助功率管qh交替导通和关断时,所述谐振电容cr两侧的电压v
cr
接近并且略大于n*v
out
,这样使得所述谐振电容cr放电的电流不会在所述辅助功率管qh、所述
变压器122以及所述整流电路14上产生极大的电流应力。
72.综上,本技术实施例提供的控制电路11对非对称半桥反激电路12a进行的控制,减少了谐振电容cr放电的电流放电时在辅助功率管qh、变压器122以及整流电路14上产生的电流应力,保证了非对称半桥反激电路12a、电源模组10及其所在电子设备100的稳定运行,提高了非对称半桥反激电路12a、电源模组10及电子设备100的使用寿命。
73.图8为本技术的一个实施例提供的控制电路对非对称半桥反激电路进行控制的流程示意图。
74.在s81中,控制非对称半桥反激电路12a运行于正常工作状态。
75.以图4示出的电源模组10为例进行说明,所述控制电路11可以控制非对称半桥反激电路12a运行于正常工作状态,即使得控制电路11控制所述主功率管q
l
和所述辅助功率管qh交替导通和关断。
76.在s82中,获取输入电压是否下降到小于或等于第一电压值。若输入电压下降到小于或等于第一电压值,则执行s83,否则返回s82。
77.可以理解,所述控制电路11可以获取输入电压v
in
的大小。当所述控制电路11获取到输入电压v
in
下降到小于或等于第一电压值v
in1
时,控制所述非对称半桥反激电路12a进入间歇状态。
78.在s83中,控制辅助功率管关断第一预设关断时长t1。
79.当输入电压v
in
下降到小于或等于第一电压值v
in1
时,即在所述非对称半桥反激电路12a进入间歇模式后,所述控制电路11控制非对称半桥反激电路12a中的辅助功率管qh关断第一预设时长t1。
80.在s84中,控制辅助功率管导通第二预设导通时长t2。
81.所述控制电路11在控制辅助功率管qh关断第一预设关断时长t1之后,再控制所述辅助功率管qh导通第二预设导通时长t2。其中,所述第二预设导通时长t2可以小于预定值。所述预定值可以是半桥电路121中谐振电路的谐振周期的25%。例如,所述第二预设导通时长t2可以是谐振周期的10%-15%等。其中,当谐振电路发生零输入相应谐振的谐振时间低于谐振周期的25%。
82.所述第一预设关断时长t1和所述第二预设导通时长t2可以是预设的固定值,也可以是由所述控制电路11计算得到的。例如,所述第一预设关断时长t1和所述第二预设导通时长t2可以是提前设置的固定值。
83.在s85中,获取输入电压是否上升到大于或等于第二电压值。若输入电压上升到大于或等于第二电压值,则执行s86,否则返回s83。
84.所述控制电路11检测所述输入电压v
in
的电压值,若所述输入电压v
in
上升到大于或等于第二电压值v
in2
,则说明所述非对称半桥反激电路12a可以退出间歇模式。若所述输入电压v
in
上升到大于第二电压值v
in2
,则说明所述控制电路111需要重复执行s83-s84,直到所述输入电压v
in
上升到大于或等于所述第二电压值v
in2

85.在s86中,控制非对称半桥反激电路12a运行于正常工作状态。
86.所述控制电路11响应于输入电压vin的电压值上升到大于或等于第二电压值v
in2
时,控制非对称半桥反激电路12a运行于正常工作状态,即使得所述控制电路11控制所述主功率管q
l
和所述辅助功率管qh交替导通和关断。
87.采用本技术实施例提供的非对称半桥反激电路的控制电路,在输入电压下降到小于第一电压值时,所述非对称半桥反激电路停止按常规方式工作,并进入间歇状态控制,直至所述输入电压上升到大于第二电压值后,所述非对称半桥反激电路再次开始按常规方式工作。例如,在所述非对称半桥反激电路的间歇状态控制中,所述控制电路以第一预设关断时长t1控制所述非对称半桥反激电路中的辅助功率管关断,再以第二预设导通时长t2控制辅助功率管导通,所述第二预设导通时长t2小于所述非对称半桥反激电路中谐振电感与谐振电容组成的谐振腔的谐振周期的25%。这样可以减少所述谐振电容放电的电流在辅助功率管、变压器以及整流电路上产生的电流应力,保证了非对称半桥反激电路、电源模组及其所在电子设备的稳定运行,提高了非对称半桥反激电路、电源模组及电子设备的使用寿命。
88.图9为本技术的另一个实施例提供的控制电路对非对称半桥反激电路进行控制的流程示意图。
89.在s91中,控制非对称半桥反激电路12a运行于正常工作状态。
90.以图4示出的电源模组10为例进行说明,所述控制电路11可以控制所述主功率管q
l
和所述辅助功率管qh交替导通和关断。
91.在s92中,获取输入电压是否下降到小于或等于第一电压值。若输入电压下降到小于或等于第一电压值,则执行s93,否则返回s92。
92.若所述控制电路11检测到输入电压v
in
下降到小于或等于第一电压值v
in1
时,所述控制电路控制非对称半桥反激电路12a进入间歇状态。
93.在s93中,控制辅助功率管关断。
94.在s94中,采集谐振电容两侧的电压,并记录此时的谐振电容两侧的电压为v
cr_pre

95.在所述辅助功率管qh关断后,所述控制电路11可以开始采集所述谐振电容cr两侧的电压,并将此时采集到的电压记录为v
cr_pre

96.可以理解,在一些实施例中,所述控制电路11可以通过电阻分压网络测量谐振电容两侧的电压v
cr
,并可以由模数转换器转换为数字量。
97.在s95中,确认辅助功率管的关断时间是否达到第一预设关断时长。若辅助功率管的关断时间达到第一预设关断时长,则执行s96,否则返回s95。
98.在s96中,控制辅助功率管导通第二预设导通时长。
99.所述控制电路11在控制所述辅助功率管qh关断第一预设关断时长t1之后,接着会控制所述辅助功率管qh导通第二预设导通时长t2。其中,所述第二预设导通时长t2可以小于预定值。所述预定值可以是半桥电路121中谐振电路的谐振周期的25%。例如,所述第二预设导通时长t2可以是谐振周期的10%-15%等。其中,当谐振电路发生零输入相应谐振的谐振时间低于谐振周期的25%。
100.在s97中,控制辅助功率管关断。
101.在s98中,采集谐振电容两侧的电压,并记录此时的谐振电容两侧的电压为v
cr

102.在所述辅助功率管qh关断后,所述控制电路11可以开始采集所述谐振电容cr两侧的电压,并将此时采集到的电压记录为v
cr
。此时,v
cr
可以为辅助功率管qh在下一个周期导通前的谐振电容电压。v
cr_pre
可以为辅助功率管qh上一个周期导通前的谐振电容电压。换而言之,所述控制电路11可以在响应于所述输入电压v
in
下降到小于第一电压值v
in1
与所述输入电压v
in
上升到大于所述第二电压值v
in2
之间,获取连续两个第一周期中所述辅助功率管qh导通之前所述谐振电容cr的电压的差值。其中所述第一周期的时长为第一预设关断时长t1和第二预设导通时长t2之和。
103.可以理解,若连续两个第一周期中辅助功率管qh导通之前所述谐振电容的电压的差值没有增加且所述输入电压v
in
上升到大于所述第二电压值v
in2
,所述控制电路11可以控制所述主功率管q
l
在每个第二周期内导通第一时长。若连续两个第一周期中辅助功率管qh导通之前所述谐振电容cr的电压的差值增加且所述输入电压v
in
上升到大于所述第二电压值v
in2
,所述控制电路11可以控制所述主功率管q
l
在每个第二周期内导通第二时长。其中,所述第二时长大于所述第一时长。
104.在s99中,确认重载flag是否为1。若是,则进入s100,否则进入s101。
105.在s100中,获取输入电压是否上升到大于或等于第三电压值。若输入电压上升到大于或等于第三电压值,则进入s107。否则进入s102。
106.所述控制电路11可以检测所述输入电压v
in
,并判断所述输入电压v
in
是否上升到大于或等于第三电压值v
in3

107.在s101中,检测输入电压是否上升到大于或等于第二电压值。若输入电压上升到大于或等于第二电压值,则进入s107。否则进入s102。
108.可以理解,所述控制电路11还可以判断所述输入电压v
in
是否上升到大于或等于第二电压值v
in2

109.在s102中,确认v
cr
和v
cr_pre
之间的压差
△vcr
是否小于预设阈值。若
△vcr
小于预设阈值,则进入s103,否则进入s104。
110.所述控制电路11可以在辅助功率管qh导通前采集谐振电容cr两侧的电压v
cr
,并该电压v
cr
与上一次辅助功率管qh导通前所采集的v
cr_pre
相减。
111.在s103中,确认电源模组没有接入重载。
112.本实施例中,当压差
△vcr
小于预设阈值v
th
时,所述控制电路11可以确认电源模组10没有接入重载。
113.在s104中,确认电源模组接入重载。
114.本实施例中,当压差
△vcr
大于预设阈值v
th
时,所述控制电路可以确认电源模组10已经在间歇状态下接入重载。
115.可以理解,若连续两个第一周期中辅助功率管qh导通之前所述谐振电容的电压的差值小于预设阈值v
th
且所述输入电压v
in
上升到大于所述第二电压值v
in2
,所述控制电路11可以控制所述主功率管q
l
在每个第二周期内导通第一时长。若连续两个第一周期中辅助功率管qh导通之前所述谐振电容cr的电压的差值大于预设阈值v
th
且所述输入电压v
in
上升到大于所述第二电压值v
in2
,所述控制电路11可以控制所述主功率管q
l
在每个第二周期内导通第二时长。
116.在s105中,将v
cr
的值赋给v
cr_pre

117.随后,所述控制电路11还可以将v
cr
的值赋给v
cr_pre

118.在s106中,确认辅助功率管的关断时间是否达到第一预设关断时长。若辅助功率管的关断时间达到第一预设关断时长,则进入s96,否则返回s106。
119.在s107中,控制非对称半桥反激电路12a运行于正常工作状态。
120.本技术还提供一种电子设备,包括如本技术任一实施例中提供的控制电路11,或
者包括如本技术任一实施例中提供的电源模组10。
121.在前述实施例中,对本技术实施例提供的控制电路11所执行的方法进行了介绍,而为了实现上述本技术实施例提供的方法中的各功能,作为执行主体的控制电路11可以包括硬件结构和/或软件模块,以硬件结构、软件模块、或硬件结构加软件模块的形式来实现上述各功能。上述各功能中的某个功能以硬件结构、软件模块、还是硬件结构加软件模块的方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。需要说明的是,应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分,实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上,也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现;也可以全部以硬件的形式实现;还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现,部分模块通过硬件的形式实现。可以为单独设立的处理元件,也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现,此外,也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中,由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上确定模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起,也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。例如,以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路,例如:一个或多个特定集成电路(application specific integrated circuit,asic),或,一个或多个数字信号处理器(digital signal processor,dsp),或,一个或者多个现场可编程门阵列(field programmable gate array,fpga)等。再如,当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时,该处理元件可以是通用处理器,例如中央处理器(central processing unit,cpu)或其它可以调用程序代码的处理器。再如,这些模块可以集成在一起,以片上系统(system-on-a-chip,soc)的形式实现。
122.以上所述,仅是本技术的较佳实施方式而已,并非对本技术任何形式上的限制,虽然本技术已是较佳实施方式揭露如上,并非用以限定本技术,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本技术技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施方式,但凡是未脱离本技术技术方案内容,依据本技术的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本技术技术方案的范围内。
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