一種數字電源保護電路及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及數字電源領域，尤其涉及一種數字電源保護電路及裝置。
【背景技術】
[0002]在直流-直流電源轉換電路中，橋式電路為常見的一種應用電路，橋式電路包括全橋電路和半橋電路。橋式電路在發波時序的控制下周期性工作，每一周期分為上半周期和下半周期，橋式電路中的功率開關分為第一次導通的功率開關和第二次導通的功率開關兩組，兩組功率開關在不同的半周期中導通。
[0003]典型的全橋電路如圖1所示包括:第一功率開關，第二功率開關，第三功率開關，第四功率開關，變壓器K1，隔直電容Cl，第一同步整流管，第二同步整流管，采樣電阻R1，濾波電感Tl和負載，具體的連接關系如圖1所示。在一個周期的上半周期中第一功率開關和第四功率開關導通，第二功率開關和第三功率開關截止；在一個周期的下半周期中第一功率開關和第四功率開關截止，第二功率開關和第三功率開關導通。其中，第一功率開關和第四功率開關導通就是全橋電路中第一次導通的功率開關；第二功率開關和第三功率開關就是全橋電路中第二次導通的功率開關。
[0004]典型的半橋電路如圖2所示包括:第五功率開關，第六功率開關，變壓器K2，隔直電容C2，第一同步整流管，第二同步整流管，采樣電阻Rl，濾波電感Tl和負載，具體的連接關系如圖2所示。在一個周期的上半周期中第五功率開關導通，第六功率開關截止；在一個周期的下半周期中第五功率開關截止，第六功率開關導通。其中，第五功率開關就是半橋電路中第一次導通的功率開關；第六功率開關就是半橋電路中第二次導通的功率開關。
[0005]對于橋式電路來說，為了維持變壓器的磁平衡，通常在變壓器的原邊串聯一個隔直電容(如圖1中的Cl，圖2中的C2)，并在每個周期內控制第一次導通的功率開關的導通時間與第二次導通的功率開關的導通時間相同，使得變壓器的原邊串聯的隔直電容的充電時間與放電時間相同，從而實現變壓器的磁平衡。但在橋式電路發生過流時，為了實現變壓器的磁平衡，通常采用如下技術方案。
[0006]在現有技術中，在當前周期內當過流信號出現在第一次導通的功率開關的導通時間內時，則根據過流信號出現的時間，將控制第一次導通的功率開關導通的有效電平信號調整為無效電平信號；當第二次導通的功率開關的導通時間內未出現過流信號時，或者，當過流信號還出現在第二次導通的功率開關的導通時間內，并且相對于功率開關的導通時間的起始時間而言，第二次過流信號出現的時間大于第一次過流信號出現的時間時，則均根據第一次過流信號出現的時間，將控制第二次導通的功率開關導通的有效電平信號調整為無效電平信號，從而使得在有過流信號出現時，可以保證在當前周期內，第一次導通的功率開關的導通時間與第二次導通的功率開關的導通時間相同，實現變壓器的磁平衡。其中，有效電平信號用于控制功率開關導通，無效電平信號用于控制功率開關截止。例如，有效電平信號可以是高電平，無效電平信號可以是低電平，這取決于功率開關中晶體管的類型和功率開關的具體電路設計。
[0007]但在上述實現過程中，如果當前周期內在第一次導通的功率開關的導通時間內沒有出現過流信號，但在第二次導通的功率開關的導通時間內出現過流信號，為了保證橋式電路不被損壞，只根據過流信號出現的時間，將控制當前周期內第二次導通的功率開關導通的有效電平信號關閉，但是并不根據當前的過流信號對后續信號進行處理，最終導致當前周期內關閉后的第二次導通的功率開關的有效電平信號持續時間與當前周期內第一次導通的功率開關的有效電平信號持續時間不同，并且后續沒有對后續信號作進一步處理，從而不能保證變壓器的磁平衡，降低了橋式電路的可靠性。
【發明內容】
[0008]本發明實施例提供一種數字電源保護電路及裝置，用于保證橋式電路中變壓器的磁平衡，提高橋式電路的可靠性。
[0009]為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案:
[0010]第一方面，本發明實施例提供了一種數字電源保護電路，其特征在于，應用于橋式電路，橋式電路包括:第一次導通的功率開關和第二次導通的功率開關；橋式電路由發波時序控制進行周期性工作，每一周期分為上半周期和下半周期；其中，第一次導通的功率開關是上半周期內導通的功率開關，第二次導通的功率開關是下半周期內導通的功率開關；發波時序包括第一發波時序和第二發波時序；數字電源保護電路包括:信號預處理電路，信號產生電路及時序調整電路；信號預處理電路，用于接收過流信號和第一發波時序，并根據第一發波時序對過流信號進行預處理，得到第一參考信號，并將第一參考信號發送至信號產生電路；第一發波時序為當前周期內控制第一次導通的功率開關的發波時序；過流信號包括在第一發波時序中的有效電平信號時間內橋式電路發生過流時輸出的信號；第一參考信號的上升沿表示第一發波時序內橋式電路發生過流的時刻；信號產生電路，用于接收第一發波時序，對第一發波時序的上升沿至第一參考信號的上升沿之間的時間計時，得到第一時間，在第一時間大于第二時間的情況下，將第一發波時序的上升沿延遲第二時間后產生第一關閉信號，并將第一關閉信號發送至時序調整電路；第二時間為上一周期內第二次導通的功率開關的導通時刻至橋式電路發生過流的時刻之間的時間；時序調整電路，用于根據第一關閉信號，將第一發波時序從有效電平調整為無效電平，以使得調整后的第一發波時序的有效電平信號持續時間與根據第二時間調整后的第二發波時序的有效電平信號持續時間相等；第二發波時序為上一周期內控制第二次導通的功率開關的發波時序。
[0011]結合第一方面，在第一方面的第一種可能的實現方式中，信號預處理電路，還用于接收第二發波時序，并根據第二發波時序對過流信號進行預處理，得到第二參考信號，并將第二參考信號發送至信號產生電路；過流信號還包括在第二發波時序中的有效電平信號時間內橋式電路發生過流時輸出的信號；第二參考信號的上升沿表示第二發波時序內橋式電路發生過流的時刻；信號產生電路，還用于接收第二發波時序，對第二發波時序的上升沿至第二參考信號上升沿之間的時間計時，得到第二時間，在第二時間小于存儲的第三時間的情況下，將第二發波時序的上升沿延遲第二時間后產生第二關閉信號，將第二關閉信號發送至時序調整電路，并將存儲的第三時間更新為第二時間；第三時間為上一周期內第一次導通的功率開關的導通時間；時序調整電路，還用于根據第二關閉信號，將第二發波時序從有效電平調整為無效電平。
[0012]結合第一方面或第一方面的第一種可能的實現方式，在第一方面的第二種可能的實現方式中，信號產生電路，還用于在第一時間不大于第二時間的情況下，將第一發波時序的上升沿延遲第一時間后產生第三關閉信號，并將第三關閉信號發送至時序調整電路；時序調整電路，還用于根據第三關閉信號，將第一發波時序從有效電平調整為無效電平。
[0013]結合第一方面的第一或第二種可能的實現方式，在第一方面的第三種可能的實現方式中，時序調整電路，還用于根據橋式電路工作的死區時間對第一關閉信號進行延時，得到第一延時信號，根據第一延時信號將第三發波時序調整為有效電平；并根據橋式電路工作的死區時間對第二關閉信號進行延時，得到第二延時信號，根據第二延時信號將第四發波時序調整為有效電平；第三發波時序為控制橋式電路中與第一次導通的功率開關對應的第一同步整流管的發波時序；第四發波時序為控制橋式電路中與第二次導通的功率開關對應的第二同步整流管的發波時序。
[0014]結合第一方面，或第一方面的第一至第三任一種可能的實現方式，在第一方面的第四種可能的實現方式中，信號預處理電路包括:第一基準信號產生電路及第一邏輯電路；第一基準信號產生電路，用于接收第一發波時序，根據第一發波時序產生第一基準信號，并將第一基準信號發送至第一邏輯電路；第一邏輯電路，用于接收過流信號，并將第一基準信號和過流信號相與取上升沿后，得到第一參考信號，并將第一參考信號發送至信號產生電路。
[0015]結合第一方面的第一至第三任一種可能的實現方式，在第一方面的第五種可能的實現方式中，信號預處理電路還包括:第二基準信號產生電路及第二邏輯電路；第二基準信號產生電路，用于接收第二發波時序，根據第二發波時序產生第二基準信號，并將第二基準信號發送至第二邏輯電路；第二邏輯電路，用于接收過流信號，并將第二基準信號和過流信號相與取上升沿后，得到第二參考信號，并將第二參考信號發送至信號產生電路。
[0016]結合第一方面或第一方面的第一至第五任一種可能的實現方式，在第一方面的第六種可能的實現方式中，信號產生電路包括:計數器，鎖存器和控制器；計數器，用于接收第一參考信號，對第一發波時序的上升沿至第一參考信號的上升沿之間的時間計時，得到第一時間，并將第一時間發送至控制器；鎖存器，用于存儲第二時間，并將第二時間發送至控制器；控制器，用于在第一時間大于第二時間的情況下，將第一發波時序的上升沿延遲第二時間后產生第一關閉信號，并將關閉信號發送至時序調整電路。
[0017]結合第一方面的第一至第三任一種可能的實現方式或者第一方面的第五種可能的實現方式，在第一方面的第七種可能的實現方式中，信號產生電路包括:計數器，鎖存器和控制器；計數器，用于接收第二參考信號，對第二發波時序的上升沿至第二參考信號上升沿之間的時間計時，得到第二時間，并將第一時間發送至控制器；鎖存器，用于存儲第三時間，并將第三時間發送至控制器；控制器，用于在第二時間小于第三時間的情況下，將第二發波時序的上升沿延遲第二時間后產生第二關閉信號，將第二關閉信號發送至時序調整電路，并觸發鎖存器將存儲的第三時間更新為第二時間。
[0018]第二方面，本發明實施例提供了一種數字電源，包括橋式電路和上述數字電源保護電路；數字電源保護電路，用于根據過流信號調整第一發波時序或第二發波時序中的至少一個，并將調整后的第一發波時序或調整后的第二發波時序中的至少一個發送至橋式電路；橋式電路，用于根據調整后的第一發波時序或調整后的第二發波時序中的至少一個控制橋式電路中的第一次導通功率開關或第二此導通的功率開關中的至少一個。
[0019]結合第二方面，在第二方面的第一種可能的實現方式中，數字電源還包括:輸出電流采集電路；輸出電流采集電路，用于采集橋式電路的輸出電流，根據橋式電路的輸出