比较器的基准设置方法与装置、开关电源与家用电器与流程

本发明涉及电源技术领域，特别是涉及一种比较器的基准设置方法与装置、开关电源与家用电器。

背景技术：

在开关电源行业中，通常使用比较器来采集开关管的工作电流，当开关管的电流超过比较器设定值时，停止开关管的工作。而现有技术的技术方案通常是给比较器一个固定的基准，当开关管的工作电流超过该设定基准时关断开关管的输出。

然而，当出现异常状态，例如负载短路时，能量无法传递到负载端，开关管的电流上升速率急剧增大，此时仍按原有固定基准，将在开关管上产生较大的电压应力，可能引起开关管损坏。

技术实现要素：

本发明实施例旨在提供一种比较器的基准设置方法与装置、开关电源与家用电器，能够有效降低开关管在异常工况下的工作电压，提升开关管的可靠性。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供一种比较器的基准设置方法，应用于比较器，所述比较器包括基准输入端与信号输入端，所述方法包括：

控制所述基准输入端的输入数值从第一预设数值在第一预设时长内逐渐变化至第二预设数值，其中，所述第二预设数值小于所述信号输入端的最大预设输入数值；

控制所述基准输入端的输入数值保持所述第二预设数值。

在一种可选的方式中，在所述基准输入端的输入数值变化至所述第二预设数值之后，所述方法还包括:

控制所述基准输入端的输入数值保持所述第二预设数值。

在一种可选的方式中，所述第一预设数值小于所述第二预设数值，则所述控制所述基准输入端的输入数值从第一预设数值在第一预设时长内逐渐变化至第二预设数值，包括：

控制所述基准输入端的输入数值从所述第一预设数值在所述第一预设时长内逐渐增加至所述第二预设数值。

在一种可选的方式中，所述第一预设数值大于所述第二预设数值，则所述控制所述基准输入端的输入数值从第一预设数值在第一预设时长内逐渐变化至第二预设数值，包括：

控制所述基准输入端的输入数值从所述第一预设数值在所述第一预设时长内逐渐减小至所述第二预设数值。

在一种可选的方式中，所述方法还包括：

在所述信号输入端的输入数值为零的时刻，控制所述基准输入端的输入数值为所述第一预设数值。

第二方面，本发明提供一种比较器的基准设置装置，应用于比较器，所述比较器包括基准输入端与信号输入端，所述装置包括：

数值输入单元，用于控制所述基准输入端的输入数值从第一预设数值在第一预设时长内逐渐变化至第二预设数值。

第三方面，本发明还提供一种开关电源，包括：

开关管、比较器与控制单元；

所述控制单元分别与所述开关管和所述比较器连接，所述比较器的基准输入端用于输入所述控制单元所输出的基准值，所述比较器的信号输入端用于输入流经所述开关管的电流所对应的检测值，所述控制单元包括：

至少一个处理器以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行：

控制所述基准值从所述第一预设数值在所述第一预设时长内逐渐变化至所述第二预设数值；

控制所述基准值保持所述第二预设数值；

当所述检测值大于或者等于所述基准值时，控制所述开关管关断。

在一种可选的方式中，所述处理器具体执行：

控制所述基准电压值从第一预设数值在第一预设时长内逐渐增加至第二预设数值。

在一种可选的方式中，所述处理器具体执行：

控制所述基准电压值从第一预设数值在第一预设时长内逐渐减小至第二预设数值。

在一种可选的方式中，所述处理器还能够执行：

在所述检测电压值为零的时刻，控制所述基准输入端的输入数值为第一预设数值。

第四方面，本发明还提供一种家用电器，所述家用电器包括如上任意一项所述的开关电源。

本发明实施例的有益效果是：本发明提供一种比较器的基准设置方法，其中，比较器包括基准输入端与信号输入端，该方法包括：控制基准输入端的输入数值从第一预设数值在第一预设时长内逐渐变化至第二预设数值因此，若信号输入端的输入数值为流经开关管的电流对应的检测值，在开关管导通过程出现了异常工况时，会导致信号输入端的输入数值超过基准输入端的输入数值，从而使开关管被关断，而此时开关管的工作电压较低，即能够有效降低开关管在异常工况下的工作电压，提升开关管的可靠性。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为现有技术中的变频微波电源的电路结构示意图；

图2为现有技术中的开关管在正常工作状态下的电流波形示意图；

图3为现有技术中的开关管在异常工况下的电流波形示意图；

图4为现有技术中的在异常工况下的开关管上的电压波形示意图；

图5为本发明实施例提供的比较器的基准设置方法的流程示意图。

图6为本发明实施例提供的开关管在正常工作状态下的电流波形示意图；

图7为本发明实施例提供的开关管在异常工况下的电流波形示意图；

图8为本发明实施例提供的在异常工况下的开关管上的电压波形示意图；

图9为本发明实施例提供的比较器的基准设置装置的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的开关电源的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为现有技术中的开关电源领域中变频微波电源的电路结构。如图1所示，在该电路结构中，电容c1为母线滤波电容，电容c2为谐振电容，q1为开关管，t1为变压器，输出电压v0经整流滤波后供给磁控管工作。因此，需要采用比较器实时采集开关管的工作电流，并当开关管q1的电流超过比较器的基准设定值时，说明开关管q1工作在异常工况下，此时需停止开关管q1的工作，以断开电压v0的输出，从而对后续的电路或元器件等起到保护作用。

如图2所示，假设比较器的基准设置值所对应的电流基准为ref，为一固定基准值。当开关管q1工作在正常工作状态时，电流i0即为开关管q1的实际电流值，电流i0整个过程均未达到基准设置值ref。则，此时开关管q1在t0点关断的原因是开关管q1的导通时间达到了设定值。

如图3所示，电流i1为开关管q1的实际电流值，假设此时出现了异常工况，例如输出端发生短路时，变压器能量无法释放，原边电流急速上升。此时t1<t0，即开关管q1的导通时间还未达到了设定值，而是由于开关管q1的电流已经上升至基准设置值ref，所以比较器的输出端输出信号以控制开关管q1关断。

然而，如图4所示，在此异常工况下，因变压器负载处于短路态，变压器能量无法释放，在开关管q1上将产生极大的峰值电压(电压v1即为开关管q1上的电压曲线)，开关管q1上将超过1400v。而通常变频微波电源使用额定工作电压值为1350v的开关管，以降低成本，显然此时超过了开关管的额定工作电压，开关管存在发生过电压失效风险。

基于此，本申请提供一种比较器的基准设置方法，以更好的防止开关管被损坏，提高产品的可靠性。如图5所示，图5为本申请实施例提供的一种比较器的基准设置方法，其中，比较器包括基准输入端与信号输入端。该方法包括：

501：控制基准输入端的输入数值从第一预设数值在第一预设时长内逐渐变化至第二预设数值。

其中，第一预设时长可根据实际应用情况进行设置，这里不做限制。例如，在一实施例中，若信号输入端所输入的为流经开关管的电流所对应的检测值，此时，可将第一预设时长这一时间段设置成小于开关管的导通时间。则可在开关管的导通时间段内，开关管遇到异常工况时，其能够及时被关断。

需要说明的是，比较器可以为电流比较器，也可以为电压比较器，这里不做限制。

同样以信号输入端所输入的为流经开关管的电流所对应的检测值为例。当比较器选用电流比较器时，电流比较器的基准输入端的输入为电流基准，电流比较器的信号输入端的输入为流经开关管的电流所对应的检测值(此时该检测值即可为流经开关管的电流值)。

而当比较器选用电压比较器时，电压比价器的基准输入端的输入与电流基准对应的电压基准，电压比较器的信号输入端的输入为流经开关管的电流所对应检测值(此时该检测值为流经开关管的电流值对应的电压值，例如，可通过设置电阻，将流经开关管的电流值转化为对应电压值)

同时，第一预设数值与第二预设数值也可根据实际应用情况进行设置，这里不做限制。并且，由于第一预设数值与第二预设数值之间的大小关系，可在基准输入端获取到两种情况下的不同曲线。以下实施例均以比较器选用电流比较器为例进行说明。

第一种情况为：当第一预设数值小于第二预设数值时，此时基准输入端的输入数值是被控制从第一预设数值在第一预设时长内逐渐增加至第二预设数值。

进一步地，在一实施例中，当基准输入端的输入数值已经增加至第二预设数值时，则控制基准输入端的输入数值保持第二预设数值。

以信号输入端所输入的为流经如图1所示的开关管q1的电流所对应的检测值为例进行说明。

如图6所示，图6为开关管q1工作在正常工作状态时的电流波形图。当开关管q1工作在正常工作状态时，流经开关管q1的电流仍为电流i0，而此时比较器的基准输入端的输入数值所对应的电流基准为基准曲线ref1。

此时，第一预设数值对应基准曲线ref1中的电流imin，第一预设时长对应(0，t2)这一段时长，第二预设数值对应基准曲线ref1中的电流imax(此时的电流imax大于开关管正常工作状态下的最大电流)。可见，比较器的基准输入端的输入数值从第一预设数值在第一预设时长内逐渐增加至第二预设数值时，应对应基准曲线ref1从电流imin在(0，t2)时间段内增加至电流imax。并且，当基准输入端的输入数值为第二预设数值时，基准输入端的输入数值保持第二预设数值，即对应从t2时刻开始，基准曲线ref1即保持电流imax不变。从而完成了基准的设置过程。

具体地，由于开关管工作在正常工作状态时，在开关管的整个导通过程中的任意时刻，开关管的电流i0均小于基准曲线ref1。在该种情况下，开关管在t0时刻是基于开关管的导通时间达到了其设定值才关断。可见，在实际应用中，经过对电流imin以及电流imax进行相应设置，可使得基准曲线ref1不会影响开关管的正常工作过程。

进一步地，当开关管关断之后，信号输入端的输入数值为零，则需控制基准输入端的输入数值改变为第一预设数值，以为下一次开关管的导通做好准备。也就是说，在t0时刻，开关管的导通时间达到了预设值，开关管被关闭，流经开关管的电流值降低至0，从而比较器的信号输入端的输入数值为零。从而，对应的基准曲线ref1也应变化为电流imin，即比较器的基准输入端的输入数值为电流imin，并在下一次开关管导通之前，比较器的基准输入端的输入数值保持为电流imin。

当然，在另一种实施方式中，也可以在t0时刻，将基准曲线ref1的电流设置为任意值，比如保持电流imax。但必须保证在下一次开关管导通的时刻变化成电流imin，也就是说，每一次开关管导通的时刻对应的基准曲线ref1的电流应为电流imin，即在每一次开关管导通的时刻，比较器的基准输入端的输入数值为电流imin。

如图7所示，图7为本申请提供的开关管在异常工况下的电流波形图。此时，电流i1仍为开关管q1的实际电流值，且比较器的基准输入端的输入数值所对应的电流基准为基准曲线ref1。

在异常工况出现时，开关管电流急速上升，且在t3时刻导致开关管的电流值与基准曲线ref1的电流值相等(此时小于电流值imax)。则在t3时刻，比较器的信号输入端的输入数值达到了基准输入端的输入数值，会触发比较器输出对应的控制信号，以控制开关管关断。应理解，此时的t3时刻小于如图3所示的t1时刻，从而比较器能够提前关断开关管。

同样地，在开关管关断之后，流经开关管的电流值降至0，即信号输入端的输入数值为零，则需控制基准输入端的输入数值改变为第一预设数值(此时为电流imin)，以为下一次开关管的导通做好准备。又或者可以如上述内容所述，在t3时刻，将基准曲线ref1的电流设置为任意值，比如保持电流imax。但同样必须保证在下一次开关管导通的时刻变化成电流imin，也就是每一次开关管导通的时刻对应的基准曲线ref1的电流应为电流imin，即在每一次开关管导通的时刻，比较器的基准输入端的输入数值为电流imin。

此时，如图8所示，开关管在异常工况下承受的电压也较小，只有1200v，在开关管的规格范围之内，可防止开关管被损坏。并且，该种异常工况对应于图3的电流波形所对应的异常工况。由此可见，相对于现有技术而言，本申请能够有效降低开关管在异常工况下的工作电压，提升开关管的可靠性。

第二种情况为：当第一预设数值大于第二预设数值时，此时基准输入端的输入数值是被控制从第一预设数值在第一预设时长内逐渐减小至第二预设数值。

进一步地，在一实施例中，当基准输入端的输入数值减小至第二预设数值时，则控制基准输入端的输入数值保持第二预设数值。该种情况的实现过程与第一种情况类似，其在本领域技术人员容易理解的范围内，这里不再赘述。

综上，本申请提供的比较器的基准设置方法包括：控制基准输入端的输入数值从第一预设数值在第一预设时长内逐渐变化至第二预设数值。

因此，若信号输入端的输入数值为流经开关管的电流对应的检测值，在开关管导通过程出现了异常工况时，会导致信号输入端的输入数值超过基准输入端的输入数值，从而使开关管被关断，而此时开关管的工作电压较低，即能够有效降低开关管在异常工况下的工作电压，提升开关管的可靠性。

图9是本发明实施例提供一种比较器的的基准设置装置的结构示意图，其中，比较器包括基准输入端与信号输入端。如图9所示，比较器的基准设置装置900包括数值输入单元901。数值输入单元901用于控制基准输入端的输入数值从第一预设数值在第一预设时长内逐渐变化至第二预设数值。

由于装置实施例和方法实施例是基于同一构思，在内容不互相冲突的前提下，装置实施例的内容可以引用方法实施例的，在此不赘述。

图10为本发明实施例提供的开关电源的结构示意图。如图10所示，该开关电源包括控制单元1000、开关管1100以及比较器1200。其中，控制单元1000分别与开关管1100和比较器1200连接。比较器1200的基准输入端用于输入控制单元1000所输出的基准值，比较器1200的信号输入端用于输入流经开关管1100的电流所对应的检测值。

同时，控制单元1000还能够根据比较器1200的输出结果控制开关管1100。即比较器1200根据控制单元1000所输出的基准值跟流经开关管1100的电流所对应的检测值的大小关系输出相应的结果，若流经开关管1100的电流所对应的检测值大于控制单元1000所输出的基准值，则控制单元1000能够根据比较器的输出结果控制开关管1100关断。

其中，若比较器1200为电流比较器，则比较器1200的信号输入端所输入流经开关管1100的电流所对应的检测值，即为流经开关管1100的电流值。若比较器1200为电压比较器，则比较器1200的信号输入端所输入流经开关管1100的电流所对应的检测值，为流经开关管1100的电流所对应的电压值。

控制单元1000可以采用微控制单元(microcontrollerunit，mcu)或者数字信号处理(digitalsignalprocessing，dsp)控制器等。

控制单元1000包括至少一个处理器1001以及存储器1002，其中，存储器1002可以内置在控制单元1000中，也可以外置在控制单元1000外部，存储器1002还可以是远程设置的存储器，通过网络连接所述控制单元1000。

存储器1002作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。存储器1002可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器1002可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器1002可选包括相对于处理器1001远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

处理器1001通过运行或执行存储在存储器1002内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器1002内的数据，执行终端的各种功能和处理数据，从而对终端进行整体监控，例如实现本发明任一实施例所述的比较器的基准设置方法。

处理器1001可以为一个或多个，图10中以一个处理器1001为例。处理器1001和存储器1002可以通过总线或者其他方式连接。处理器1001可包括中央处理单元(cpu)、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、控制器、现场可编程门阵列(fpga)设备等。处理器205还可以被实现为计算设备的组合，例如，dsp与微处理器的组合、多个微处理器、结合dsp核心的一个或多个微处理器、或者任何其它此类配置。

本发明实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如图10中的一个处理器1001，可使得上述一个或多个处理器可执行上述任意方法实施例中的比较器的基准设置方法，例如，执行上述任意方法实施例中的比较器的基准设置方法，例如，执行以上描述的图5所示的各个步骤；也可实现附图9所述的各个单元的功能。

本发明实施例还提供一种家用电器，该家用电器包括如上任一实施例中的开关电源。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。