电源装置及调节死区时间的方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电源装置及调节死区时间的方法。该装置包括电源变换器及调节器，所述电源变换器包括原边mosfet、副边mosfet和变压器，所述调节器包括电流采样单元、参考电压产生单元、信号处理单元和控制单元。本发明专利技术实施例可以提高转换效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源技术，尤其涉及一种。
技术介绍
随着环保意识的提高，人们对电器的能源效率的要求越来越高，随之，对电源变换器的转换效率的要求也越来越高。电源变换器的损耗主要分布在磁性器件和开关管上，开关管的损耗分为开关损耗和导通损耗。开关损耗不仅和开关管本身有关，还和控制电路的控制有关。在隔离电源变换器里，初级开关管和次级同步整流开关管相互之间的死区时间对效率的影响比较大，负载轻时需要较大死区时间，负载重时需要较小的死区时间；输入电压高时需要较大死区时间，输入电压低时需要较小死区时间。现有技术主要通过数字技术，副边控制技术，直接在副边检测负载电流，由软件来调节死区时间。但是现有技术计算复杂，速度很慢，不能满足动态负载应用场合，转换效率较差。
技术实现思路
本专利技术实施例是提供一种，用以解决现有技术实现较慢的问题，提高转换效率。本专利技术实施例提供了一种电源装置，包括电源变换器及调节器，所述电源变换器包括原边副边和对所述原边和副边进行电压变换的变压器，所述原边mosfet连接到所述变压器的初级绕组，所述副边mosfet连接到所述变压器的次级绕组，所述调节器包括电流采样单元，用于对所述电源变换器的电流进行采样，并产生用于表征被采样电流大小的电压；参考电压产生单元，用于产生参考电压，所述参考电压为恒定值或者与所述原边的输入电压呈反向变化关系；信号处理单元，用于根据所述表征被采样电流大小的电压和参考电压，产生用于表征死区时间的死区参数，所述死区参数为电压值或者电流值；控制单元，用于根据所述死区参数调节死区时间，使得所述死区时间与被采样电流呈反向变化关系，以及，所述死区时间与所述输入电压呈正向变化关系，并根据调节后的死区时间对所述电源变换器中的原边mosfet，或者对所述原边mosfet和所述电源变换器中的副边mosfet进行开关控制。本专利技术实施例了提供一种调节死区时间的方法，包括对电源变换器的原边电流进行采样，并产生用于表征被采样电流大小的电压；产生参考电压，所述参考电压为恒定值或者与所述原边的输入电压呈反向变化关系;根据所述表征被采样电流大小的电压和参考电压，产生用于表征死区时间的死区参数，所述死区参数为电压值或者电流值；根据所述死区参数调节死区时间，使得所述死区时间与被采样电流呈反向变化关系，以及，所述死区时间与所述输入电压呈正向变化关系，并根据调节后的死区时间对所述电源变换器中的原边mosfet,或者,对所述原边mosfet和所述电源变换器中的副边mosfet进行开关控制。由上述技术方案可知，本专利技术实施例通过考虑输入电压及被采样电流的大小，并根据上述两个参数进行死区调节，可以降低复杂度，提高转换效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本专利技术第一实施例的电源装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例中参考电压产生单元的结构示意图；图3为本专利技术第二实施例的电源装置的结构示意图；图4为本专利技术第三实施例的电源装置的结构示意图；图5为本专利技术实施例中的信号处理单元的结构示意图；图6为本专利技术第四实施例的方法流程示意图；图7为本专利技术实施例中参考电压产生单元产生参考电压的流程示意图。具体实施例方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。 图I为本专利技术第一实施例的电源装置的结构示意图，包括电源变换器和调节器，电源变换器包括原边金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor, MOSFET) 111、副边 mosfet 112 和变压器 113,所述原边 mosfet连接到所述变压器的初级绕组，所述副边mosfet连接到所述变压器的次级绕组。其中，调节器包括电流采样单元121、参考电压产生单元122、信号处理单元123和控制单元124。电流采样单元121用于对所述电源转换器的原边电流进行采样，并产生用于表征被米样电流大小的电压Viv ;参考电压产生单兀122用于产生参考电压Vref,所述参考电压为恒定值或者与所述电源变换器的原边的输入电压Vin呈反向变化关系；信号处理单元123用于根据所述电压Viv和参考电压，产生用于表征死区时间的死区参数，该死区参数可以为电压值Vcd或者电流值Icd ;控制单元124用于根据所述死区参数调节死区时间，使得所述死区时间与被采样电流呈反向变化关系，以及，所述死区时间与所述输入电压呈正向变化关系，并根据调节后的死区时间对所述电源变换器中的原边mosfet (Ql)，或者对所述原边mosfet (Ql)和所述电源变换器中的副边mosfet (Q2)进行开关控制。例如,控制单元124具体用于控制所述电源变换器中的原边mosfet同时处于关断状态的时间为所述调节后的死区时间，或者，控制所述原边mosfet和所述电源变换器中的副边mosfet同时处于关断状态的时间为所述调节后的死区时间。其中，上述的所述死区时间与被采样电流呈反向变化关系，以及，所述死区时间与输入电压呈正向变化关系具体包括当被采样电流增加时，调节后的死区时间减小，当被采样电流减小时，调节后的死区时间增加；当输入电压增加时，调节后的死区时间增加，当输入电压减小时，调节后的死区时间减小。进一步地，为了实现高速控制，所述电流采样单元121、参考电压产生单元122、信号处理单元123和控制单元124可以均为硬件。另外，为了实现原边与副边的隔离，在原边与副边之间加入了隔离及驱动电路。其中，图2为本专利技术实施例中参考电压产生单元的结构示意图，参见图2，参考电压产生单元包括脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation, PWM)芯片21、mosfet 22、电容23、比较器24、滤波器25 ;所述PWM芯片21用于产生第一 PWM波，该第一 PWM波可以根据实际需要配置；所述mosfet 22用于根据所述第一 PWM波对所述电容进行放电；所述电容 23用于接受所述电源变换器的原边的输入电压的充电及所述mosfet的放电，产生锯齿波；所述比较器24用于比较所述锯齿波与预定的电压，产生第二 PWM波，所述第二 PWM波的占空比与所述输入电压的占空比成反比；所述滤波器25用于对所述第二 PWM波进行滤波，产生与所述输入电压呈反向变化关系的直流电压。之后，可以将该直流电压作为参考电压，或者，进一步包括微调器26，所述微调器26用于对所述直流电压进行微调，产生所述参考电压。具体地，Vin通过Rl给Cl充电，Ql则给Cl放电，一充一放，在电容Cl上形成锯齿波。Ql的开关控制信号来自PWM芯片。SI是比较器，接收锯齿波，把锯齿波和给定电压比较，产生一个新的PWM波，占空比和输入电压Vin成反比。新的PW本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电源装置，包括电源变换器及调节器，所述电源变换器包括原边金属-氧化物-半导体场效应晶体管mosfet、副边mosfet和变压器,所述原边mosfet连接到所述变压器的初级绕组，所述副边mosfet连接到所述变压器的次级绕组，其特征在于，所述调节器包括 电流采样单元，用于对所述电源变换器的原边电流进行采样，并产生用于表征被采样电流大小的电压； 参考电压产生单元，用于产生参考电压，所述参考电压为恒定值或者与所述原边的输入电压呈反向变化关系； 信号处理单元，用于根据所述表征被采样电流大小的电压和参考电压，产生用于表征死区时间的死区参数，所述死区参数为电压值或者电流值； 控制单元，用于根据所述死区参数调节死区时间，使得所述死区时间与被采样电流呈反向变化关系，以及，所述死区时间与所述输入电压呈正向变化关系，并根据调节后的死区时间对所述电源变换器中的原边mosfet，或者，对所述原边mosfet和所述电源变换器中的副边mosfet进行开关控制。2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，当所述参考电压与所述输入电压呈反向变化关系时，所述参考电压产生单元包括 PWM芯片、mosfet、电容、比较器、滤波器； 所述PWM芯片用于产生第一 PWM波； 所述mosfet用于根据所述第一 PWM波对所述电容进行放电； 所述电容用于接受所述输入电压的充电及所述mosfet的放电，产生锯齿波； 所述比较器用于比较所述锯齿波与预定的电压，产生第二 PWM波，所述第二 PWM波的占空比与所述输入电压的占空比成反比； 所述滤波器用于对所述第二 PWM波进行滤波，产生与所述输入电压呈反向变化关系的直流电压，以便根据所述直流电压产生所述参考电压。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于， 将所述滤波器产生的与所述输入电压呈反向变化关系的直流电压作为所述参考电压；或者， 所述参考电压产生单元还包括微调器，用于对所述滤波器产生的直流电压进行微调，产生所述参考电压。4.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述电流采样单元具体用于对所述原边的输入总线的电流进行采样，并得到所述表征被采样电流大小的电压。5.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述电流采样单元包括 采样模块，用于从所述原边mosfet上采样电流并根据被采样电流得到对应的电压； 滤波模块，用于对所述采样电流对应的电压滤波得到所述表征被采样电流大小的电压。6.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述信号处理单元包括 加法器，用于得到所述表征被采样电流大小的电压和参考电压的相加值，或者得到所述表征被采样电流大小的电压和参考电压的差值；放大器，用于对所述加法器处理后的电压信号进行放大处理，得到所述死区参数，以便根据所述死区参数调节死区时间时，使得所述死区时间与被采样电流呈反向变化关系，以及，所述死区时间与输入电压呈正向变化关系; 或者， 运算放大器，用于得到所述表征被采样电流大小的电压和参考电压相加或者相减处理后得到的电压值的放大值，将所述放大值作为死区参数，以便根据所述死区参数调节死区时间时，使得所述死区时间与被采样电流呈反向变化关系，以及，所述死区时间与输入电压呈正向变化关系。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述信号处理单元还包括 调节速度控制模块，用于当死区时间调大或者负载减小时加快所述死区参数的产生速度，以及，当死区时间调小或者负载增加时减小所述死区参数的产生速度。8.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述控制单元具体用于 控制所述电源变换器中的原边mosfet同时处于关断状态的时间为所述调节后的死区时间，或者，控制所述原...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭君，毛恒春，周涛，侯召政，傅电波，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：