[发明专利]同步整流电源变换器用的预偏置电路

说明书

技术领域

本发明涉及用于向直流电气设备供电的电压变换器，尤其涉及用于控制变换器的输出电压的控制电路。

背景技术

现代的电压变换器通常装备有同步整流器。这提高了变换器效率。然而，其缺点是，它会使能量逆向传输，从变换器的输出端到输入端。

通常，电压变换器配有反馈控制电路，该反馈控制电路具有来自变换器输出端的输入，并且该控制电路控制变换器输出的电压电平稳定在目标电平上。通常，这由在控制电路内的补偿器网络实现，并且该补偿器网络设置成可将变换器输出端的电压与内部基准电压进行比较。

这种类型的电压变换器频繁地通断。控制电路也随之通断动作。接通时，控制电路将控制变换器的输出电压以限定且优选地以单调方式从零上升至目标电平，也即持续上升直至达到目标电平。随着控制电路中的基准电压，变换器输出端上的电压上升。当变换器和控制电路启动时，通过内部电流源对电容充电而产生基准电压。

电压变换器通常用于通过母线向其它装置供电。这种装置可以是不同类型的设备，例如IC电路。还可有多个用于向母线供电而连接的电压变换器。这些设备往往在其到母线的连接线路中设有电容。

启动时电压变换器达到其目标操作电平的时间应足以使电压变换器能够对连接到母线的任何电容性负载充电。当然，也要求变换器快速动作。用于充电到基准电压的时间应该选择成可平衡这两项需要，该基准电压控制变换器输出电压电平的上升。

问题是，连接到母线上的设备会预偏置电压变换器输出端上的电压，或置于母线上的电容会在重新启动期间已被该变换器偏置。也就是说，在接通电压变换器时，其输出端上已经存在电压。在这种情况下，控制电路起到根据内部基准来调整母线电压的作用。结果，电压和电流逆向地从母线泄漏，直至电压达到等于基准电压的电平，其后，按正常启动性能斜坡上升。

母线电压的减小和电流的反向流动，可导致将由母线92供电的设备和/或电路的严重损坏，集成电路尤其容易损坏。

美国专利申请公开文件No.2005/0212500 A1公开了上述问题的解决方法，该方法利用了在接通电压变换器之前由母线电压部分充电的控制电路。尤其是，被预充电到基准电压。当变换器和控制电路被接通时，将母线电压与预充电基准电压进行比较。由于基准电压是预充电的，控制电路可根据预偏置电平来控制电压变换器升高输出电压或与之接近。从而，减少从母线到控制电路的漏电压和漏电流。其缺点是，用很长时间电压才能稳定到基准电压。

发明内容

本发明解决的问题是，当变换器在启动时在其输出端具有预偏置电压时，从变换器输出端到其输入端的功率耗用(power drain)。

本发明利用包含补偿器网络的控制电路来解决该问题，该补偿器网络包括第一运算放大器，该第一运算放大器设置成将变换器输出电压的第一分压与基准电压比较，并通过第一比较器的输出调整由变换器产生的电压。该控制电路还包括设置成由内部电压通过电阻充电的电容，其中，电阻和电容的大小选择成可提供所要求的启动性能。还包括带有第二运算放大器的比较器，该第二运算放大器设置成将变换器输出电压的第二分压与基准电压比较，其中，第二分压比第一分压低。比较器还设置成在基准电压低于变换器电压的第二分压时增大基准电压。

比较器具有比通过电阻正常充电更快地充电到基准电压的能力。因此，变换器输出端上的电压能够快速地从预偏置电平上升至对应于变换器输出端电压的电平。因此，即使没有完全避免但也可减小任何从变换器输出端到其输入端的电压泄漏和电流泄漏。

相比于对该问题的现有技术解决方法，本发明的解决方法具有如下优点：能够更快地将基准电压充电至对应于在变换器输出端上的预充电电平的电平。从而减小从变换器输出端到其输入端的任何剩余功率耗用，并因此减小连接到变换器输出端的设备和电路受损的风险。

附图说明

图1是本发明控制电路100的电路图。

图2是本发明控制电路100的电路图，该控制电路100具有备选的通过电阻的电压分配。

图3表示预偏置启动时电压变换器的输出电压。

图4表示预偏置启动时电压变换器的输出电压和电流。

优选实施方式