一种数字控制预偏置启机的方法与流程

本申请涉及控制电路技术领域，尤其涉及一种数字控制预偏置启机的方法。

背景技术：

预偏置启机，又叫prebias启机，其是在模块电源输出具有很大容性时(负载电容超过5000uf)，且输出电容上有一定的残压时，prebias启机才能起作用，此时，由于主管上占空比比较小，因此，对应的同步整流管的占空比就会很大，当同步整流mos管导通时，会对此电容进行放电，而且此时除了输出电感外，没有其它限流器件，这时电容会对电感和mos管瞬间放电，此时会对同步整流mos管有很大的冲击电流，反复多次开机，有可能造成mos管的损坏。

目前，大多预偏置启机都是采用模拟技术控制，即采用二极管启机然后再切换会同步整流来实现的，然而模拟控制下采用二极管启机需要增加额外的电路器件进行控制，增加了电路设计成本。

技术实现要素：

本申请提供了一种数字控制预偏置启机的方法，目的在于解决如何降低电路设计成本的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：

一种数字控制预偏置启机方法，应用于数字控制器，该方法包括：

采集被控制电路的输入电压和输出电压；

根据所述输出电压通过预设算法公式计算所述控制电路的补偿电压值，作为实际补偿电压值；

依据所述输入电压和所述输出电压，根据第一预设公式计算占空比；

将计算得到的占空比作为当前补偿电压值，用于按照第二预设公式计算当前的pwm高电平时间；

将所述实际补偿电压值与所述当前补偿电压值进行对比；

若所述实际补偿电压值与所述当前补偿电压值不相等，且所述实际补偿电压值与所述当前补偿电压值的差值小于预设阈值时，则以所述当前补偿电压值为准进行所述输出电压的闭环控制；

当所述实际补偿电压值与所述当前补偿电压值的差值大于所述预设阈值时，则以所述实际补偿电压值与所述当前补偿电压值中较小的值为准进行所述输出电压的闭环控制；

当采集得到的所述输出电压高于启机时的输出电压时，控制同步整流管驱动，防止输出电流反灌，以保护所述同步整流管不受电流冲击。

优选的，所述预设算法公式为comp＝(2p2z公式)*(vref-vout)，其中，comp为实际补偿电压值，vref为基准电压值，vout为输出电压。

优选的，所述第一预设公式为duty＝vout/vin，其中，duty为占空比，vout为输出电压，vin为输入电压。

优选的，所述第二预设公式为ton＝duty*period，其中，ton为pwm高电平时间，period为pwm的开关周期。

优选的，所述预设阈值为电压差值0.1v或占空比小于5％。

本申请所述的数字控制预偏置启机的方法，在上述闭环控制的过程中，同步整流管开始一直处于关闭状态，且一直采集输出电压值，当采样到的输出电压值高于启机时的输出电压值是，才打开同步整流管进行驱动，实现对被控制电路的全闭环控制。这样做可以起到防止输出电流反灌，因此，才在输出电压高于启机时输出电压时，才打开同步整流管，此时可以防止输出电压跌落，即电流反灌，以保护同步整流管不受电流冲击，即：输出电压完全没有跌落，没有电流反灌，本申请提供的数字控制预偏置启机的方法很好的实现了预偏置启机功能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的buck拓扑电路图；

图2为本申请实施例提供的一种数字控制预偏置启机的方法流程图；

图3为本申请实施例提供的预偏置启机输出电压波形示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例不限于被控制电路采样的拓扑方式：buck，boost，cuk，隔离可非隔离拓扑等。下面论述以buck拓扑为例，如图1所示。

如图2所示，本申请实施例提供的一种数字控制预偏置启机的方法流程图，该方法应用于数字控制器，该方法具体包括如下步骤：

s201：采集被控制电路的输入电压和输出电压。

本申请实施例中，在对被控制电路进行采样时，可以直接采集被控制电路的输入电压、输出电压和补偿电压值，需要说明的是，在纯数字化控制系统中，补偿电压值不是必须采样的，也可以通过采样的输出电压vout，再通过pid，2p2z，3p3z等算法计算得到；而对于半数字化控制系统，必须采样此补偿电压值，以获取环路输出信息。

需要说明的是，上述pid，2p2z，3p3z等算法属于现有技术，具体内容可参见相关内容的描述，在此不再详细的赘述。

s202：根据所述输出电压通过预设算法公式计算所述控制电路的补偿电压值，作为实际补偿电压值。

针对数字方案中的补偿电压值的计算，上述所述预设算法公式为comp＝(2p2z公式)*(vref-vout)，其中，comp为实际补偿电压值，vref为基准电压值，vout为输出电压。

s203：依据所述输入电压和所述输出电压，根据第一预设公式计算占空比。

本申请实施例是以buck为例来说明的，因此，在本申请实施例中，上述所述第一预设公式为duty＝vout/vin，其中，duty为占空比，vout为输出电压，vin为输入电压。而对于boost或其他拓扑，需要按照其他公式计算，在此，申请人对计算公式不做进一步的限定。

s204：将计算得到的占空比作为当前补偿电压值，用于按照第二预设公式计算当前的pwm高电平时间。

将步骤s203中计算得到的占空比作为当前补偿电压值，来按照第二预设公式计算当前的pwm高电平时间，上述所述第二预设公式为ton＝duty*period，其中，ton为pwm高电平时间，period为pwm的开关周期。

s205：将所述实际补偿电压值与所述当前补偿电压值进行对比。

s206：若所述实际补偿电压值与所述当前补偿电压值不相等，且所述实际补偿电压值与所述当前补偿电压值的差值小于预设阈值时，则以所述当前补偿电压值为准进行所述输出电压的闭环控制。

s207：当所述实际补偿电压值与所述当前补偿电压值的差值大于所述预设阈值时，则以所述实际补偿电压值与所述当前补偿电压值中较小的值为准进行所述输出电压的闭环控制。

在本申请实施例中，上述所述预设阈值为电压差值0.1v或占空比小于5％，在所述实际补偿电压值与所述当前补偿电压值不相等，则需要以当前补偿电压值为准来进行被控制电路的输出电压的闭环控制，直至所述实际补偿电压值与所述当前补偿电压值的差值小于预设阈值。

s208：当采集得到的所述输出电压高于启机时的输出电压时，控制同步整流管驱动，防止输出电流反灌，以保护所述同步整流管不受电流冲击。

本申请实施例中，在闭环控制的过程中，同步整流管开始一直处于关闭状态，且一直采集输出电压值，当采样到的输出电压值高于启机时的输出电压值是，才打开同步整流管进行驱动，实现对被控制电路的全闭环控制。这样做可以起到防止输出电流反灌，本申请实施例的启机时的输出电压的波形如图3所示，从输出电压的波形上看，如果有反灌，输出电压就会跌落，跌落越多，反灌电流越大。因此，才在输出电压高于启机时输出电压时，才打开同步整流管，此时可以防止输出电压跌落，即电流反灌，以保护同步整流管不受电流冲击，即：输出电压完全没有跌落，没有电流反灌，本申请提供的数字控制预偏置启机的方法很好的实现了预偏置启机功能。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。