直流-直流转换器制造技术

本申请涉及一种直流‑直流转换器。其中，该直流‑直流转换器包括：变压器；位于变压器的原边的开关单元；位于变压器的副边的同步整流单元；以及控制单元，被配置成控制同步整流单元导通和关断的时刻；其中，控制单元包括：激励信号产生子单元，被配置成在直流‑直流转换器开通时，产生与原边的启动信号相关的激励信号；以及延迟时间控制子单元，被配置成通过使用激励信号，使得同步整流单元相对于直流‑直流转换器开通的时刻延迟第一预定时间而导通。

DC-DC Converter

This application relates to a DC to DC converter. Among them, the DC-DC converter includes: transformer; switching unit on the original side of transformer; synchronous rectifying unit on the secondary side of transformer; and control unit, which is configured to control the turn-on and turn-off time of synchronous rectifying unit. The control unit includes: excitation signal generation sub-unit, which is configured to generate when the DC-DC converter is turned on. The excitation signal associated with the start signal of the original side and the delay time control sub-unit are configured to delay the first predetermined time for the synchronous rectifier unit to turn on relative to the opening time of the DC/DC converter by using the excitation signal.

【技术实现步骤摘要】
直流-直流转换器
本公开涉及电源领域，尤其涉及一种具有并联启动和预偏置功能的直流-直流转换器。
技术介绍
当多个电源模块并联时，每个电源开机和关机的时刻不一样，所以其中一个电源在开机和关机时，电源输出端会存在预偏置电压，当电源的输出端挂有一个电压源时，如果电源没有预偏置功能，那么电源在启动和关闭时，就会拉低负载上的电压，使得能量回灌而损坏电源的器件。当前的预偏置电路线路复杂可靠性差，在输出电压与预偏置电压相等时刻仍然有反向电流存在。
技术实现思路
在下文中给出了关于本公开的简要概述，以便提供关于本公开的某些方面的基本理解。但是，应当理解，这个概述并不是关于本公开的穷举性概述。它并不是意图用来确定本公开的关键性部分或重要部分，也不是意图用来限定本公开的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出关于本公开的某些概念，以此作为稍后给出的更详细描述的前序。鉴于以上问题，本公开的目的是提供能够解决现有技术中的一个或多个缺点的直流-直流转换器。根据本公开的一方面，提供了一种直流-直流转换器，该直流-直流转换器可以包括：变压器；位于变压器的原边的开关单元；位于变压器的副边的同步整流单元；以及控制单元，被配置成可以控制同步整流单元导通和关断的时刻；其中，控制单元包括：激励信号产生子单元，被配置成在直流-直流转换器开通时，可以产生与原边的启动信号相关的激励信号；以及延迟时间控制子单元，被配置成通过使用激励信号，可以使得同步整流单元相对于直流-直流转换器开通的时刻延迟第一预定时间而导通。在下面的说明书部分中给出本公开实施例的其它方面，其中，详细说明用于充分地公开本公开实施例的优选实施例，而不对其施加限定。附图说明参照下面结合附图对本公开实施例的说明，会更加容易地理解本公开的以上和其它目的、特点和优点。在附图中，相同的或对应的技术特征或部件将采用相同或对应的附图标记来表示。图1是现有技术中的具有热插拔电路的直流-直流转换器的示意性结构图。图2是现有技术中的并联直流-直流转换器的示意性结构图。图3是现有技术中的主从电源的示意性结构图。图4是例示根据本公开一个实施方式的直流-直流转换器的示意性框图。图5是例示根据本公开一个实施例的直流-直流转换器的示意性电路图。图6是例示在根据本公开实施例的直流-直流转换器开通时的信号波形的时序图。图7是例示在根据本公开实施例的直流-直流转换器关闭时的信号波形的时序图。图8是例示根据本公开的另一实施例的直流-直流转换器的示意性电路图。图9是例示根据本公开的另一实施例的直流-直流转换器的示意性电路图。图10是例示根据本公开的另一实施例的直流-直流转换器的示意性电路图。图11是例示根据本公开的另一实施例的直流-直流转换器的示意性电路图。图12是例示根据本公开的实施例的直流-直流转换器的并联启动的示意性电路图。具体实施方式为了更清楚地描述根据本公开实施方式的直流-直流转换器，先描述现有技术中的直流-直流转换器。图1是现有技术中的具有热插拔电路的直流-直流转换器的示意性结构图。图1所示的直流-直流转换器包括变压器、位于变压器的原边的开关单元、以及位于变压器的副边的同步整流单元。如图1所示，Vin+和Vin-分别表示开关单元的正极输入端子和负极输入端子，Vout+和Vout-分别表示该直流-直流转换器的正负极的输出端子，Np和Ns1分别是变压器的原边绕组和副边绕组，PWM为同步整流单元的驱动信号。在该没有预偏置功能的直流-直流转换器的输出端，可以通过串联一个热插拔电路即MOS场效应晶体管Q1来防止在直流-直流转换器启动和关闭时，发生能量回灌而损坏直流-直流转换器的器件。即，在直流-直流转换器开通和关断时，通过Q1的控制电路即Mosfet控制电路来控制Q1的打开和关闭的延时时间，从而防止其他并联的直流-直流转换器先建立输出电压并通过输出端回灌而损坏器件。然而，在图1所示的直流-直流转换器中，增加一个MOS场效应晶体管Q1会导致成本上升。另外，增加Mosfet控制电路会使得电路复杂。此外，输出大电流时会使直流-直流转换器的效率变低。图2是现有技术中的并联直流-直流转换器的示意性结构图。在并联直流-直流转换器系统中，如图2所示，#1和#2分别是两个并联的直流-直流转换器。每个直流-直流转换器包括变压器、位于变压器的原边的开关单元、以及位于变压器的副边的同步整流单元。如图2所示，Vin+和Vin-分别表示开关单元的正极输入端子和负极输入端子，Vout+和Vout-分别表示该直流-直流转换器的正负极的输出端子，Np和Ns1分别是变压器的原边绕组和副边绕组，VCC为副边的辅助电源，R1和R2为电阻器，Vp为单个直流-直流转换器输出端的偏置电压，Vo是直流-直流转换器的输出电压。PWM_in是Mosfet驱动器的输入信号，PWM_out是Mosfet驱动器的输出信号并且是同步整流单元的驱动信号，Enable信号为使能信号；在Enable信号为低电平时，Mosfet驱动器没有输出，而在Enable信号为高电平时，Mosfet驱动器的输出信号PWM_out与输入信号PWM_in相同。在图2所示的每个直流-直流转换器中，将Vp和电容器C1与比较器的正端引脚串联连接，因此，比较器的正端引脚电压能反映Vp电压的变化。比较器的负端引脚与参考电压REF连接。比较器对正端引脚电压与负端引脚电压即参考电压进行比较，以控制副边的同步整流管的工作状态。在直流-直流转换器启动时，比较器正端引脚电压小于负端引脚电压，Enable信号输出为低电平，同步整流单元工作在肖特基二极管状态。当直流-直流转换器的输出电压Vo低于Vp时，Vp电压保持不变，Enable信号保持低电平。当直流-直流转换器的输出电压Vo高于Vp时，Vp电压开始上升，那么比较器正端引脚电压大于负端引脚电压，Enable信号由低电平变为高电平，同步整流单元由肖特基二极管状态切换为同步整流状态。图2所示的并联直流-直流转换器可以用在开环系统中，但缺点是多直流-直流转换器并联时，每个直流-直流转换器的开机和关机的时间点不一致，Vp值会受其他直流-直流转换器的输出干扰。即，虽然一个直流-直流转换器的输出电压Vo还低于Vp时，但是Vp值可能受其他直流-直流转换器的输出影响而抬高，Enable信号由低电平变为高电平，从而使同步整流mosfet切换为同步整流状态工作，使得能量反灌损坏模块。图3是现有技术中的主从电源的示意性结构图。在并联电源系统中，可以首先分配一个电源作为主机，直接连接到电流共享总线，其余电源为从机，并从电流共享总线获取电流信号。在图3中，#1为主机，工作在压控模式，#2为从机，Vin是输入电压，Vo是输出电压，np和ns分别是原边绕组和副边绕组，I_BUS表示电流共享总线的信号，Io表示输出电流，R1和R2为电阻器。如图3所示，通过误差放大器将从机的输出电流信号与电流共享总线的信号进行比较，然后补偿为参考电压Ref。通过调整输出电压Vo，最终实现电流共享的目的。图3所示的主从电源的优点是可以实现精确的电流共享。缺点是如果主机故障，整个系统将完全瘫痪，并且宽频电压控制回路容易被噪声干扰，因此主机和从机之间的连接应尽可能短，而且在开环的转换器中无法实现。为了解决现有技术中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流‑直流转换器(50，80，90，10，11)，包括：变压器(501)；位于所述变压器(501)的原边的开关单元(502)；位于所述变压器(501)的副边的同步整流单元(503)；以及控制单元(504，804，904，104，114)，被配置成控制所述同步整流单元(503)导通和关断的时刻；其中，所述控制单元(504，804，904，104，114)包括：激励信号产生子单元(5041，8041，9041，1041，1141)，被配置成在所述直流‑直流转换器(50，80，90，10，11)开通时，产生与所述原边的启动信号相关的激励信号；以及延迟时间控制子单元(5042，8042，9042，1042，1142)，被配置成通过使用所述激励信号，使得所述同步整流单元(503)相对于所述直流‑直流转换器(50，80，90，10，11)开通的时刻延迟第一预定时间而导通。

【技术特征摘要】
1.一种直流-直流转换器(50，80，90，10，11)，包括：变压器(501)；位于所述变压器(501)的原边的开关单元(502)；位于所述变压器(501)的副边的同步整流单元(503)；以及控制单元(504，804，904，104，114)，被配置成控制所述同步整流单元(503)导通和关断的时刻；其中，所述控制单元(504，804，904，104，114)包括：激励信号产生子单元(5041，8041，9041，1041，1141)，被配置成在所述直流-直流转换器(50，80，90，10，11)开通时，产生与所述原边的启动信号相关的激励信号；以及延迟时间控制子单元(5042，8042，9042，1042，1142)，被配置成通过使用所述激励信号，使得所述同步整流单元(503)相对于所述直流-直流转换器(50，80，90，10，11)开通的时刻延迟第一预定时间而导通。2.根据权利要求1所述的直流-直流转换器(50，80，90，10，11)，其中，所述延迟时间控制子单元(5042，8042，9042，1042，1142)进一步被配置成响应于所述激励信号的消失，使得所述同步整流单元(503)相对于所述直流-直流转换器(50，80，90，10，11)关闭的时刻延迟第二预定时间而关断。3.根据权利要求2所述的直流-直流转换器(50，80，90，10，11)，其中，所述延迟时间控制子单元(5042，8042，9042，1042，1142)包括辅助电源(VCC)、稳压二极管(D2)、第一电容器(C2)以及MOS场效应晶体管(Q3)，所述稳压二极管(D2)与所述第一电容器(C2)并联，所述MOS场效应晶体管(Q3)的栅极连接到所述稳压二极管(D2)、漏极连接到所述控制单元(504，804，904，104，114)的输出端、以及源极接地，以及所述延迟时间控制子单元(5042，8042，9042，1042，1142)被配置成在所述激励信号的激励下，使所述辅助电源(VCC)给所述第一电容器(C2)充电，以使得从产生所述激励信号到经过所述第一预定时间的时间点处，所述第一电容器(C2)的充电电压等于所述稳压二极管(D2)的稳压值与所述MOS场效应晶体管(Q3)的门槛电压之和。4.根据权利要求3所述的直流-直流转换器(50，80，90，10，11)，其中，在所述第一预定时间后，所述直流-直流转换器(50，80，90，10，11)的输出电压高于预偏置电压。5.根据权利要求3所述的直流-直流转换器(50，80，90，10，11)，其中，所述延迟时间控制子单元(5042，8042，9042，1042，1142)被配置成在所述激励信号消失时，使所述第一电容器(C2)放电，以使得在从所述激励信号消失到经过所述第二预定时间的时间点处，所述第一电容器(C2)的放电电压等于所述稳压二极管(D2)的稳压值与所述MOS场效应晶体管(Q3)的门槛电压之和。6.根据权利要求1或2所述的直流-直流转换器(50，80，90，10，11)，其中，所述变压器(501)的副边具有第一绕组(Ns1)和第二绕组(Ns2)，其中，所述第一绕组(Ns1)连接到所述同步整流单元(503)，所述激励信号产生子单元(5041)包括串联连接的所述第二绕组(Ns2)、第一二极管(D1)以及第二电容器(C1)，其中，所述第二绕组(Ns2)的正极性端与所述第一二极管(D1)的阳极连接，所述第二绕组(Ns2)的负极性端与所述第二电容器(C1)的一端连接，所述第一二...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晋颖，李志硕，卢惠辉，何远东，程守唐，
申请(专利权)人：雅达电子国际有限公司，
类型：新型
国别省市：中国香港,81