[發明專利]軟關斷控制模塊、參考信號發生單元、功率變換器及相關控制方法

有效

• 申請號: 201410305115.1
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN104038040A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 李伊珂;楊向一
• 申請（專利權）人: 成都芯源系統有限公司
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王波波

技術領域

本公開的實施例涉及功率變換器，尤其涉及開關型功率變換器及軟關斷控制電路和相關控制方法。

背景技術

功率變換器，例如開關型功率變換器，已經被廣泛應用于各種工業電子設備及消費電子設備中。以降壓式開關型功率變換器為例，其經常被應用于需要將輸入電壓調整至穩定的更低輸出電壓的場合。

通常開關型功率變換器包括控制電路，用于控制開關單元的導通和關斷切換，以將輸入電壓轉換為合適的輸出電壓。在開關型功率變換器剛斷電時，一般需要經過一個關斷過程，以基于控制單元對開關單元的控制逐步將輸出電壓從其穩態期望值降至參考地電勢。對于降壓式開關功率變換器，其開關單元一般包括串聯耦接于輸入電壓和地電勢之間的高側開關和低側開關。其關斷時，控制電路中用于防止流過低側開關的低側電流變負的過零檢測電路一般不使能，從而允許該低側電流在關斷過程中變負。但是，若該降壓型開關功率變換器工作于空載狀態，而又剛好發生關斷，所述低側電流變負時，該降壓型開關功率變換器將轉化成升壓型開關功率變換器。這是因為此時該負的低側電流將對耦接于該功率變換器輸入端的輸入電容充電。如果該功率變換器輸出端的輸出電容較大，例如為1000μF，而輸入電容相對較小，例如為20μF，則輸入電容將被逐周期充電，致使輸入電壓增大。該輸入電壓很有可能增大至超過功率變換器允許的安全工作電壓而將其燒毀，關斷失敗。

發明內容

針對現有技術中的一個或多個問題，本公開的實施例提供一種軟關斷控制模塊、參考信號發生單元、功率變換器及控制功率變換器的方法。

在本公開的一個方面，提出了一種軟關斷控制模塊，用于控制降壓型開關功率變換器的關斷過程。其中該功率變換器至少包括主開關，并基于該主開關的導通和關斷切換將輸入電壓轉換為輸出電壓，該功率變換器具有軟啟動/軟關斷控制引腳，用于提供可變參考信號。根據本公開實施例的軟關斷控制模塊具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端和輸出端，其中該第一輸入端用于接收所述輸入電壓；該第二輸入端用于接收使能信號，該使能信號具有第一使能狀態和第二使能狀態，第一使能狀態控制功率變換器關斷，第二使能狀態控制功率變換器啟動并工作；該第三輸入端用于接收閾值信號，該閾值信號用于判定所述輸入電壓在關斷過程中是否過壓；該軟關斷控制模塊用于至少基于所述使能信號、輸入電壓和閾值信號在其輸出端提供軟關斷控制信號；在使能信號為第一使能狀態時，若所述輸入電壓高于所述閾值信號，所述軟關斷控制信號控制所述可變參考信號增大，若所述輸入電壓低于所述閾值信號，所述軟關斷控制信號控制所述可變參考信號減小。

在一個實施例中，軟啟動/軟關斷控制引腳電耦接電容；在使能信號為第一使能狀態時，所述軟關斷控制信號電耦接至該軟啟動/軟關斷控制引腳以對所述電容進行充放電控制，若所述輸入電壓高于所述閾值信號，所述軟關斷控制信號控制所述電容充電以使可變參考信號增大，若所述輸入電壓低于所述閾值信號，所述軟關斷控制信號控制所述電容放電以使可變參考信號減小。

在一個實施例中，軟關斷控制模塊，包括：比較電路，具有第一比較輸入端、第二比較輸入端和比較輸出端，該第一比較輸入端用于接收所述輸入電壓，該第二比較輸入端用于接收所述閾值信號，該比較電路用于對輸入電壓和閾值信號進行比較以在比較輸出端提供比較信號；第一開關元件，具有第一開關控制端、開關第一端和開關第二端，第一開關控制端用于接收所述比較信號，開關第一端耦接第一電流源的第一端，開關第二端耦接軟關斷控制模塊的輸出端；第二開關元件，具有第二開關控制端、開關第三端和開關第四端，第二開關控制端用于接收所述比較信號，開關第三端耦接第二電流源的第一端，開關第二端耦接軟關斷控制模塊的輸出端；第一電流源，具有第一端和第二端，其第二端耦接開關功率變換器內部的電源；和第二電流源，具有第一端和第二端，其第二端連接至參考地；其中若輸入電壓小于所述閾值信號，所述比較信號具有第一邏輯狀態，使第一開關元件關斷、第二開關元件導通，則第二電流源提供的電流被電耦接輸出為所述軟關斷控制信號；若輸入電壓大于所述閾值信號，比較信號具有第二邏輯狀態，使第一開關元件導通、第二開關元件關斷，則第一電流源提供的電流被電耦接輸出為所述軟關斷控制信號。