一种电源的管理装置、电源及其管理方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电源的管理装置、电源及其管理方法，该装置包括：三角波发生单元(10)，用于产生三角波信号，并输出至所述比较器(30)的反相输入端；直流波发生单元(20)，用于产生直流波信号，并输出至所述比较器(30)的同相输入端；比较器(30)，用于根据所述三角波信号和所述直流波信号进行电压幅值比较，并根据比较结果产生所述电源上电或下电过程中所需占空比的PWM方波信号；储能单元(50)，用于在所述PWM方波信号的控制下进行充电或放电，以实现在所述电源上电或下电过程的软启动。本发明专利技术的方案，可以解决现有技术中开关电源采用芯片内置软启动方式在上电初期易损坏元器件的问题，达到不易损坏元器件的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种电源的管理装置、电源及其管理方法
本专利技术属于电源
，具体涉及一种电源的管理装置、电源及其管理方法，尤其涉及一种分立式电源管理的软启动装置、具有该装置的电源、以及该电源的管理方法。
技术介绍
在传统的降压型开关电源设计中，均采用芯片内置软启动方式，使电源输出电压平稳上升到额定阈值；传统芯片采用外挂电容接地的方式，上电软启动避免在电源上电初期控制电路产生PWM方波控制MOS管开通时出现100％占空比的情况，导致电感持续充电充到饱和状态，由于电感饱和状态的电流很大，容易导致电感和MOS管损坏。另外，该方法还存在一些缺点，例如：(1)芯片采购价格较高，不适于一些低成本方案；(2)芯片外置软启动电容的方案，由于芯片封装后难以改变上电软启动时间，不适合多种输出需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述缺陷，提供一种电源的管理装置、电源及其管理方法，以解决现有技术中开关电源采用芯片内置软启动方式在上电初期易损坏元器件的问题，达到不易损坏元器件的效果。本专利技术提供一种电源的管理装置，包括：三角波发生单元、直流波发生单元、比较器和储能单元；其中，所述三角波发生单元，用于产生三角波信号，并输出至所述比较器的反相输入端；所述直流波发生单元，用于产生直流波信号，并输出至所述比较器的同相输入端；所述比较器，用于根据所述三角波信号和所述直流波信号进行电压幅值比较，并根据比较结果产生所述电源上电或下电过程中所需占空比的PWM方波信号；所述储能单元，用于在所述PWM方波信号的控制下进行充电或放电，以实现在所述电源上电或下电过程的软启动。可选地，所述直流波发生单元，包括：第一开关管和调压模块；其中，所述第一开关管，用于在所述电源上电或下电时输出直流波信号；以及，通过控制所述调压模块在所述电源上电时充电电压的稳定程度、或控制所述调压模块在所述电源下电时放电电压的放电速度，实现通过控制所述调压模块上的电压而控制所述直流波信号的电压，以使所述比较器产生所需占空比的PWM方波信号以对所述电源进行控制；所述调压模块，用于在所述电源上电时通过充电的方式使所述直流波信号的电压按设定速率上升，或在所述电源下电时通过放电的方式使所述直流波信号按第二设定速率下降。可选地，所述第一开关管控制所述调压模块在所述电源上电时充电电压的稳定程度，包括：控制所述调压模块在所述电源上电初期使充电电流按设定速率上升；和/或，控制所述调压模块在所述电源上电时使所述直流波信号的上升斜率小于所述三角波信号的上升斜率，以使在所述电源上电时所述直流波信号的电压小于所述三角波信号的电压。可选地，直流波发生单元，还包括：阈值控制模块、第一限流模块中的至少之一；其中，所述调压模块，还用于在所述电源上电或下电的电压达到设定的电压阈值的情况下，使所述第一开关管输出的所述直流波信号的电压稳定程度达到所述电源上电或下电的稳压需求；所述阈值控制模块，用于设置或调整所述直流波信号的电压阈值；和/或，所述第一限流模块，用于控制所述调压模块的充电速度。可选地，所述第一开关管，包括：第一P型三极管；所述调压模块，包括：第一电容；所述阈值控制模块，包括：分压变阻器和分压电阻；所述第一限流模块，包括：第一限流电阻；其中，所述分压变阻器和所述分压电阻，串联在设定的直流电源与地之间；所述第一P型三极管的基极，连接至所述分压变阻器和所述分压电阻的公共端；所述第一P型三极管的发射极，经所述第一限流电阻后接所述直流电源，并经所述第一电容后接地，还连接至所述比较器的同相输入端。可选地，所述储能单元，包括：第一电感、第二电容和第三电容；其中，所述第二电容和所述第三电容并联设置在所述电源的负载的两端；所述第一电感，连接在所述第二电容和所述第三电容的一个公共端与所述比较器的输出端之间。可选地，所述储能单元，还包括：第二限流模块、第二开关管和单向开关中的至少之一；其中，所述第二限流模块，用于对所述比较器输出的所述PWM信号进行限流；和/或，所述第二开关管，用于根据所述PWM信号对所述第一电感、所述第二电容和所述第三电容的储能过程进行控制；和/或，所述单向开关，用于控制所述第一电感、所述第二电容和所述第三电容的储能过程中的电流单向导通而实现续流。可选地，所述第二限流模块，包括：第二限流电阻；所述第二开关管，包括：MOS管；所述单向开关，包括：二极管；其中，所述第二限流电阻，连接在所述比较器的输出端与所述MOS管的栅极之间；所述MOS管的漏极接设定的直流电源；所述MOS管的源极，分别连接至所述第一电感和所述二极管的阴极；所述二极管的阳极接地，并连接至所述第二电容和所述第三电容的另一个公共端。可选地，还包括：能力增强单元；所述能力增强单元，用于对所述PWM信号进行能力增强处理后，再输出至所述储能单元，以增强所述储能单元的带载能力。可选地，所述能力增强单元，包括：推挽电路；所述推挽电路连接在所述比较器与所述储能单元之间。与上述装置相匹配，本专利技术再一方面提供一种电源，包括：以上所述的电源的管理装置。与上述电源相匹配，本专利技术另一方面提供一种电源的管理方法，包括：通过三角波发生单元，产生三角波信号，并输出至所述比较器的反相输入端；通过直流波发生单元，产生直流波信号，并输出至所述比较器的同相输入端；通过比较器，根据所述三角波信号和所述直流波信号进行电压幅值比较，并根据比较结果产生所述电源上电或下电过程中所需占空比的PWM方波信号；通过储能单元，在所述PWM方波信号的控制下进行充电或放电，以实现在所述电源上电或下电过程的软启动。可选地，通过直流波发生单元，产生直流波信号，包括：通过第一开关管，在所述电源上电或下电时输出直流波信号；以及，通过控制所述调压模块在所述电源上电时充电电压的稳定程度、或控制所述调压模块在所述电源下电时放电电压的放电速度，实现通过控制所述调压模块上的电压而控制所述直流波信号的电压，以使所述比较器产生所需占空比的PWM方波信号以对所述电源进行控制；通过调压模块，在所述电源上电时通过充电的方式使所述直流波信号的电压按设定速率上升，或在所述电源下电时通过放电的方式使所述直流波信号按第二设定速率下降。可选地，通过第一开关管控制所述调压模块在所述电源上电时充电电压的稳定程度，包括：控制所述调压模块在所述电源上电初期使充电电流按设定速率上升；和/或，控制所述调压模块在所述电源上电时使所述直流波信号的上升斜率小于所述三角波信号的上升斜率，以使在所述电源上电时所述直流波信号的电压小于所述三角波信号的电压。可选地，通过第一开关管控制所述调压模块在所述电源上电时充电电压的稳定程度，还包括：通过所述调压模块，在所述电源上电或下电的电压达到设定的电压阈值的情况下，使所述第一开关管输出的所述直流波信号的电压稳定程度达到所述电源上电或下电的稳压需求；通过阈值控制模块，用于设置或调整所述直流波信号的电压阈值；和/或，通过第一限流模块，用于控制所述调压模块的充电速度。可选地，通过储能单元在所述PWM方波信号的控制下进行充电或放电，包括：通过第一电感、第二电容和第三电容，在所述PWM方波信号的控制下进行充电或放电；和/或，通过第二限流模块，对所述比较器输出的所述PWM信号进行限流；和/或，通过第二开关管，根据所述PWM信号对所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电源的管理装置，其特征在于，包括：三角波发生单元(10)、直流波发生单元(20)、比较器(30)和储能单元(50)；其中，所述三角波发生单元(10)，用于产生三角波信号，并输出至所述比较器(30)的反相输入端；所述直流波发生单元(20)，用于产生直流波信号，并输出至所述比较器(30)的同相输入端；所述比较器(30)，用于根据所述三角波信号和所述直流波信号进行电压幅值比较，并根据比较结果产生所述电源上电或下电过程中所需占空比的PWM方波信号；所述储能单元(50)，用于在所述PWM方波信号的控制下进行充电或放电，以实现在所述电源上电或下电过程的软启动。

【技术特征摘要】
1.一种电源的管理装置，其特征在于，包括：三角波发生单元(10)、直流波发生单元(20)、比较器(30)和储能单元(50)；其中，所述三角波发生单元(10)，用于产生三角波信号，并输出至所述比较器(30)的反相输入端；所述直流波发生单元(20)，用于产生直流波信号，并输出至所述比较器(30)的同相输入端；所述比较器(30)，用于根据所述三角波信号和所述直流波信号进行电压幅值比较，并根据比较结果产生所述电源上电或下电过程中所需占空比的PWM方波信号；所述储能单元(50)，用于在所述PWM方波信号的控制下进行充电或放电，以实现在所述电源上电或下电过程的软启动。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直流波发生单元(20)，包括：第一开关管和调压模块；其中，所述第一开关管，用于在所述电源上电或下电时输出直流波信号；以及，通过控制所述调压模块在所述电源上电时充电电压的稳定程度、或控制所述调压模块在所述电源下电时放电电压的放电速度，实现通过控制所述调压模块上的电压而控制所述直流波信号的电压，以使所述比较器(30)产生所需占空比的PWM方波信号以对所述电源进行控制；所述调压模块，用于在所述电源上电时通过充电的方式使所述直流波信号的电压按设定速率上升，或在所述电源下电时通过放电的方式使所述直流波信号按第二设定速率下降。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一开关管控制所述调压模块在所述电源上电时充电电压的稳定程度，包括：控制所述调压模块在所述电源上电初期使充电电流按设定速率上升；和/或，控制所述调压模块在所述电源上电时使所述直流波信号的上升斜率小于所述三角波信号的上升斜率，以使在所述电源上电时所述直流波信号的电压小于所述三角波信号的电压。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，直流波发生单元(20)，还包括：阈值控制模块、第一限流模块中的至少之一；其中，所述调压模块，还用于在所述电源上电或下电的电压达到设定的电压阈值的情况下，使所述第一开关管输出的所述直流波信号的电压稳定程度达到所述电源上电或下电的稳压需求；所述阈值控制模块，用于设置或调整所述直流波信号的电压阈值；和/或，所述第一限流模块，用于控制所述调压模块的充电速度。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一开关管，包括：第一P型三极管；所述调压模块，包括：第一电容；所述阈值控制模块，包括：分压变阻器和分压电阻；所述第一限流模块，包括：第一限流电阻；其中，所述分压变阻器和所述分压电阻，串联在设定的直流电源与地之间；所述第一P型三极管的基极，连接至所述分压变阻器和所述分压电阻的公共端；所述第一P型三极管的发射极，经所述第一限流电阻后接所述直流电源，并经所述第一电容后接地，还连接至所述比较器(30)的同相输入端。6.根据权利要求1-5之一所述的装置，其特征在于，所述储能单元(50)，包括：第一电感、第二电容和第三电容；其中，所述第二电容和所述第三电容并联设置在所述电源的负载的两端；所述第一电感，连接在所述第二电容和所述第三电容的一个公共端与所述比较器(30)的输出端之间。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述储能单元(50)，还包括：第二限流模块、第二开关管和单向开关中的至少之一；其中，所述第二限流模块，用于对所述比较器(30)输出的所述PWM信号进行限流；和/或，所述第二开关管，用于根据所述PWM信号对所述第一电感、所述第二电容和所述第三电容的储能过程进行控制；和/或，所述单向开关，用于控制所述第一电感、所述第二电容和所述第三电容的储能过程中的电流单向导通而实现续流。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二限流模块，包括：第二限流电阻；所述第二开关管，包括：MOS管；所述单向开关，包括：二极管；其...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭栋，黄诚成，胡飞鹏，钟成堡，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44