[发明专利]防止能量反灌的装置及方法

说明书

本发明提供了一种防止能量反灌的装置及方法，其中该装置包括：第一级功率变换电路、第二级功率变换电路以及控制电路，其中，第一级功率变换电路，分别与供电电源和第二级功率变换电路相连接，用于输出第一直流电压到第二级功率变换电路；控制电路，分别与第一级功率变换电路和第二级功率变换电路相连接，用于根据第二级功率变换电路输出的第二直流电压控制输入第二级功率变换电路的副边脉冲宽度调制驱动信号PWM‑S的开启或关闭。本发明技术方案解决了相关技术中电源开关机时无法有效防止输出能量反灌且电源电路的可靠性不高，导致功率器件应力超高或者损坏的问题，达到有效防止电源开关机时输出能量反灌且提高了电源电路的可靠性。

技术领域

本发明涉及电源保护领域，具体而言，涉及一种防止能量反灌的装置及方法。

背景技术

随着电子技术高速发展，很多应用场合要求电路的工作电压越来越低，电流越来越大。在输出低压大电流的情况下，二极管损耗所占输出功率的比率很大，所以传统二极管整流已不在适合低压大电流的电路。相关技术提出将同步整流技术应用于供电系统中，同步整流电路采用导通电阻很小的金属-氧化物-半导体-场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor，简称MOSFET)代替二极管整流。因为MOSFET导通损耗远远小于二极管，所以同步整流技术有效的提升了电源效率和功率密度。

但用MOSFET实现同步整流需要适当的驱动电路，所以增加了同步整流的复杂性。同时MOSFET具有双向导电性，在一些情况下，如重复开关机时，MOSFET会流过反灌电流，造成变换器功率器件应力超标，严重情况下会导致功率器件损坏。所以采用同步整流技术的电源电路的可靠性不高。因此需要提出新的解决方案解决上述技术问题，从而增强采用同步整流技术的电源的可靠性，防止电流反灌，减少电路损坏的几率。

在相关技术中，防止重复开关机能量反灌解决方案有：在电源开机时通过控制同步整流管驱动使得输出能量在输出电压上升前分段放电，将能量消耗在同步整流管上，缺点是上述分段放电的时间不能太短，放电的时间太短同步整流管的电压和电流应力将会很大，继而对同步整流管造成损害，但是时间太长对起机时间又会造成影响，不能满足起机时间要求，因此这种通过同步整流管来消耗掉电源输出的能量的技术方案对于解决同步整流技术的电源电路的可靠性不高的问题的效果并不理想，且由于在放电过程中同步整流管的应力非常高干扰较大，将会导致其他控制IC管脚应力也超标。另外一种解决办法是在开机时，把输出能量消耗在电阻上，正常工作时断开电阻，这种解决办法缺点是需要大功率电阻同时电阻也容易损坏。

针对相关技术中开机能量反灌的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种防止能量反灌的装置及方法，以至少解决相关技术中电源开关机时无法有效防止输出能量反灌且电源电路的可靠性不高，导致功率器件应力超高或者损坏的问题。

根据本发明的一个实施例，提供了一种防止能量反灌的装置，包括：第一级功率变换电路、第二级功率变换电路以及控制电路，其中，所述第一级功率变换电路，分别与供电电源和所述第二级功率变换电路相连接，用于输出第一直流电压到所述第二级功率变换电路；所述控制电路，分别与所述第一级功率变换电路和所述第二级功率变换电路相连接，用于根据所述第二级功率变换电路输出的第二直流电压控制输入所述第二级功率变换电路的副边脉冲宽度调制驱动信号(Secondary Pulse-width Modulation，简称为PWM-S)的开启或关闭。

可选地，所述控制电路包括主控制电路和驱动控制电路，其中，所述主控制电路用于控制所述第一级功率变换电路以及所述驱动控制电路的输出。

可选地，所述主控制电路用于当根据所述第二直流电压确定电源软启动时，向所述驱动控制电路发送第一控制信号，其中，所述第一控制信号用于指示所述驱动控制电路关闭所述PWM-S；所述驱动控制电路用于根据接收到的所述第一控制信号关闭所述PWM-S。