CN104836209B - 一种数字电源保护电路及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种数字电源保护电路及装置，用于提高桥式电路的可靠性。该数字电源保护电路包括：信号预处理电路，用于接收过流信号和第一发波时序，并根据第一发波时序对过流信号进行预处理得到第一参考信号；第一发波时序为当前周期内控制第一次导通的功率开关的发波时序；信号产生电路，用于接收第一发波时序，对第一发波时序的上升沿至第一参考信号的上升沿之间的时间计时得到第一时间，并在第一时间大于第二时间的情况下，将第一发波时序的上升沿延迟第二时间后产生第一关闭信号；第二时间为上一周期内第二次导通的功率开关的导通时刻至发生过流的时刻之间的时间；时序调整电路，用于根据第一关闭信号调整第一发波时序。

Description

一种数字电源保护电路及装置
技术领域
本发明涉及数字电源领域，尤其涉及一种数字电源保护电路及装置。
背景技术
在直流-直流电源转换电路中，桥式电路为常见的一种应用电路，桥式电路包括全桥电路和半桥电路。桥式电路在发波时序的控制下周期性工作，每一周期分为上半周期和下半周期，桥式电路中的功率开关分为第一次导通的功率开关和第二次导通的功率开关两组，两组功率开关在不同的半周期中导通。
典型的全桥电路如图1所示包括：第一功率开关，第二功率开关，第三功率开关，第四功率开关，变压器K1，隔直电容C1，第一同步整流管，第二同步整流管，采样电阻R1，滤波电感T1和负载，具体的连接关系如图1所示。在一个周期的上半周期中第一功率开关和第四功率开关导通，第二功率开关和第三功率开关截止；在一个周期的下半周期中第一功率开关和第四功率开关截止，第二功率开关和第三功率开关导通。其中，第一功率开关和第四功率开关导通就是全桥电路中第一次导通的功率开关；第二功率开关和第三功率开关就是全桥电路中第二次导通的功率开关。
典型的半桥电路如图2所示包括：第五功率开关，第六功率开关，变压器K2，隔直电容C2，第一同步整流管，第二同步整流管，采样电阻R1，滤波电感T1和负载，具体的连接关系如图2所示。在一个周期的上半周期中第五功率开关导通，第六功率开关截止；在一个周期的下半周期中第五功率开关截止，第六功率开关导通。其中，第五功率开关就是半桥电路中第一次导通的功率开关；第六功率开关就是半桥电路中第二次导通的功率开关。
对于桥式电路来说，为了维持变压器的磁平衡，通常在变压器的原边串联一个隔直电容(如图1中的C1，图2中的C2)，并在每个周期内控制第一次导通的功率开关的导通时间与第二次导通的功率开关的导通时间相同，使得变压器的原边串联的隔直电容的充电时间与放电时间相同，从而实现变压器的磁平衡。但在桥式电路发生过流时，为了实现变压器的磁平衡，通常采用如下技术方案。
在现有技术中，在当前周期内当过流信号出现在第一次导通的功率开关的导通时间内时，则根据过流信号出现的时间，将控制第一次导通的功率开关导通的有效电平信号调整为无效电平信号；当第二次导通的功率开关的导通时间内未出现过流信号时，或者，当过流信号还出现在第二次导通的功率开关的导通时间内，并且相对于功率开关的导通时间的起始时间而言，第二次过流信号出现的时间大于第一次过流信号出现的时间时，则均根据第一次过流信号出现的时间，将控制第二次导通的功率开关导通的有效电平信号调整为无效电平信号，从而使得在有过流信号出现时，可以保证在当前周期内，第一次导通的功率开关的导通时间与第二次导通的功率开关的导通时间相同，实现变压器的磁平衡。其中，有效电平信号用于控制功率开关导通，无效电平信号用于控制功率开关截止。例如，有效电平信号可以是高电平，无效电平信号可以是低电平，这取决于功率开关中晶体管的类型和功率开关的具体电路设计。
但在上述实现过程中，如果当前周期内在第一次导通的功率开关的导通时间内没有出现过流信号，但在第二次导通的功率开关的导通时间内出现过流信号，为了保证桥式电路不被损坏，只根据过流信号出现的时间，将控制当前周期内第二次导通的功率开关导通的有效电平信号关闭，但是并不根据当前的过流信号对后续信号进行处理，最终导致当前周期内关闭后的第二次导通的功率开关的有效电平信号持续时间与当前周期内第一次导通的功率开关的有效电平信号持续时间不同，并且后续没有对后续信号作进一步处理，从而不能保证变压器的磁平衡，降低了桥式电路的可靠性。
发明内容
本发明实施例提供一种数字电源保护电路及装置，用于保证桥式电路中变压器的磁平衡，提高桥式电路的可靠性。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种数字电源保护电路，其特征在于，应用于桥式电路，桥式电路包括：第一次导通的功率开关和第二次导通的功率开关；桥式电路由发波时序控制进行周期性工作，每一周期分为上半周期和下半周期；其中，第一次导通的功率开关是上半周期内导通的功率开关，第二次导通的功率开关是下半周期内导通的功率开关；发波时序包括第一发波时序和第二发波时序；数字电源保护电路包括：信号预处理电路，信号产生电路及时序调整电路；信号预处理电路，用于接收过流信号和第一发波时序，并根据第一发波时序对过流信号进行预处理，得到第一参考信号，并将第一参考信号发送至信号产生电路；第一发波时序为当前周期内控制第一次导通的功率开关的发波时序；过流信号包括在第一发波时序中的有效电平信号时间内桥式电路发生过流时输出的信号；第一参考信号的上升沿表示第一发波时序内桥式电路发生过流的时刻；信号产生电路，用于接收第一发波时序，对第一发波时序的上升沿至第一参考信号的上升沿之间的时间计时，得到第一时间，在第一时间大于第二时间的情况下，将第一发波时序的上升沿延迟第二时间后产生第一关闭信号，并将第一关闭信号发送至时序调整电路；第二时间为上一周期内第二次导通的功率开关的导通时刻至桥式电路发生过流的时刻之间的时间；时序调整电路，用于根据第一关闭信号，将第一发波时序从有效电平调整为无效电平，以使得调整后的第一发波时序的有效电平信号持续时间与根据第二时间调整后的第二发波时序的有效电平信号持续时间相等；第二发波时序为上一周期内控制第二次导通的功率开关的发波时序。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，信号预处理电路，还用于接收第二发波时序，并根据第二发波时序对过流信号进行预处理，得到第二参考信号，并将第二参考信号发送至信号产生电路；过流信号还包括在第二发波时序中的有效电平信号时间内桥式电路发生过流时输出的信号；第二参考信号的上升沿表示第二发波时序内桥式电路发生过流的时刻；信号产生电路，还用于接收第二发波时序，对第二发波时序的上升沿至第二参考信号上升沿之间的时间计时，得到第二时间，在第二时间小于存储的第三时间的情况下，将第二发波时序的上升沿延迟第二时间后产生第二关闭信号，将第二关闭信号发送至时序调整电路，并将存储的第三时间更新为第二时间；第三时间为上一周期内第一次导通的功率开关的导通时间；时序调整电路，还用于根据第二关闭信号，将第二发波时序从有效电平调整为无效电平。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，信号产生电路，还用于在第一时间不大于第二时间的情况下，将第一发波时序的上升沿延迟第一时间后产生第三关闭信号，并将第三关闭信号发送至时序调整电路；时序调整电路，还用于根据第三关闭信号，将第一发波时序从有效电平调整为无效电平。
结合第一方面的第一或第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，时序调整电路，还用于根据桥式电路工作的死区时间对第一关闭信号进行延时，得到第一延时信号，根据第一延时信号将第三发波时序调整为有效电平；并根据桥式电路工作的死区时间对第二关闭信号进行延时，得到第二延时信号，根据第二延时信号将第四发波时序调整为有效电平；第三发波时序为控制桥式电路中与第一次导通的功率开关对应的第一同步整流管的发波时序；第四发波时序为控制桥式电路中与第二次导通的功率开关对应的第二同步整流管的发波时序。
结合第一方面，或第一方面的第一至第三任一种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，信号预处理电路包括：第一基准信号产生电路及第一逻辑电路；第一基准信号产生电路，用于接收第一发波时序，根据第一发波时序产生第一基准信号，并将第一基准信号发送至第一逻辑电路；第一逻辑电路，用于接收过流信号，并将第一基准信号和过流信号相与取上升沿后，得到第一参考信号，并将第一参考信号发送至信号产生电路。
结合第一方面的第一至第三任一种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，信号预处理电路还包括：第二基准信号产生电路及第二逻辑电路；第二基准信号产生电路，用于接收第二发波时序，根据第二发波时序产生第二基准信号，并将第二基准信号发送至第二逻辑电路；第二逻辑电路，用于接收过流信号，并将第二基准信号和过流信号相与取上升沿后，得到第二参考信号，并将第二参考信号发送至信号产生电路。
结合第一方面或第一方面的第一至第五任一种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，信号产生电路包括：计数器，锁存器和控制器；计数器，用于接收第一参考信号，对第一发波时序的上升沿至第一参考信号的上升沿之间的时间计时，得到第一时间，并将第一时间发送至控制器；锁存器，用于存储第二时间，并将第二时间发送至控制器；控制器，用于在第一时间大于第二时间的情况下，将第一发波时序的上升沿延迟第二时间后产生第一关闭信号，并将关闭信号发送至时序调整电路。
结合第一方面的第一至第三任一种可能的实现方式或者第一方面的第五种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，信号产生电路包括：计数器，锁存器和控制器；计数器，用于接收第二参考信号，对第二发波时序的上升沿至第二参考信号上升沿之间的时间计时，得到第二时间，并将第一时间发送至控制器；锁存器，用于存储第三时间，并将第三时间发送至控制器；控制器，用于在第二时间小于第三时间的情况下，将第二发波时序的上升沿延迟第二时间后产生第二关闭信号，将第二关闭信号发送至时序调整电路，并触发锁存器将存储的第三时间更新为第二时间。
第二方面，本发明实施例提供了一种数字电源，包括桥式电路和上述数字电源保护电路；数字电源保护电路，用于根据过流信号调整第一发波时序或第二发波时序中的至少一个，并将调整后的第一发波时序或调整后的第二发波时序中的至少一个发送至桥式电路；桥式电路，用于根据调整后的第一发波时序或调整后的第二发波时序中的至少一个控制桥式电路中的第一次导通功率开关或第二此导通的功率开关中的至少一个。
结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，数字电源还包括：输出电流采集电路；输出电流采集电路，用于采集桥式电路的输出电流，根据桥式电路的输出电流确定过流信号，并将过流信号发送至数字电源保护电路。
本发明实施例提供了一种数字电源保护电路及装置，应用于桥式电路中，使得上一周期内第二次导通的功率开关的导通时间与当前周期内第一次导通的功率开关的导通时间相等，从而保证了变压器的磁平衡，提高了桥式电路的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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发明的一些实施例，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为现有技术提供的一种全桥电路的示例图；
图2为现有技术提供的一种半桥电路的示例图；
图3为本发明实施例提供的一种数字电源的结构示意图；
图4本发明实施例提供的一种数字电源保护电路的示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种数字电源保护电路的示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种数字电源保护电路的示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种数字电源保护电路的示意图；
图8为本发明实施例提供的一种发波时序实例图；
图9为本发明实施例提供的另一种数字电源保护电路的示意图；
图10为本发明实施例提供的另一种发波时序实例图；
图11为本发明实施例提供的另一种发波时序实例图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明所有实施例中的有效电平是指该信号控制的相关器件正常工作电平，无效电平是指该信号控制的相关器件不工作的电平。根据具体的电路不同，可以有效信号是高电平信号，无效信号是低电平信号；也可以有效信号是低电平信号，无效信号是高电平信号。
本发明实施例提供一种数字电源，如图3所示，包括桥式电路301和数字电源保护电路302。
本发明实施例所提及的桥式电路301可以是现有技术中的任一全桥电路或者半桥电路，可如图1或图2所示。
其中，桥式电路301由发波时序控制进行周期性工作，每一周期分为上半周期和下半周期；其中，第一次导通的功率开关是上半周期内导通的功率开关，第二次导通的功率开关是下半周期内导通的功率开关，发波时序包括第一发波时序和第二发波时序。
数字电源保护电路302的输出端与桥式电路301连接。
数字电源保护电路302，用于根据过流信号调整第一发波时序或第二发波时序中的至少一个，并将调整后的第一发波时序或调整后的第二发波时序中的至少一个发送至桥式电路301。
其中，在当前周期第一次导通的功率开关导通时发生过流信号较晚或者没有发生过流信号的情况下，根据上一周期内第二次导通的功率开关的导通时间对当前周期内控制第一次导通的功率开关的第一发波时序从有效电平调整为无效电平，从而使得上一周期内第二次导通的功率开关的导通时间与当前周期内第一次导通的功率开关的导通时间相等。
在上一周期内在第二次导通的功率开关的导通时间内发生过流的时间比上一周期内在第一次导通的功率开关的导通时间内发生过流信号的时间早，为了保证上一周期内在第二次导通的功率开关的导通时间内出现的过流信号不损坏桥式电路，根据第二时间对上一周期内控制第二次导通的功率开关的第二发波时序从有效电平调整为无效电平，从而保证桥式电路的安全。
桥式电路301，用于根据调整后的第一发波时序或调整后的第二发波时序中的至少一个控制桥式电路301中的第一次导通功率开关或第二此导通的功率开关中的至少一个。
具体的，桥式电路301根据调整后的第一发波时序控制当前周期内第一次导通的功率开关的导通时间，其中第一发波时序中有效电平信号的持续时间就是当前周期内第一次导通的功率开关的导通时间。
桥式电路301根据调整后的第二发波时序控制上一周期内第二次导通的功率开关的导通时间，其中第二发波时序中有效电平信号的持续时间就是上一周期内第二次导通的功率开关的导通时间。
进一步的，如图3所示，该数字电源还包括：输出电流采集电路303。
数字电源保护电路302的输入端与输出电流采集电路303连接；
输出电流采集电路303，用于采集桥式电路301的输出电流，并根据桥式电路301的输出电流产生过流信号。
具体的，输出电流采集电路303用于采集图1所示的全桥电路的输出电流，或者，如图2所示的半桥电路的输出电流；其输出电流采集电路303中有参考电流，用于判断桥式电路输出的信号中是否产生过流；当输出电流采集电路303确定桥式电路的输出电流大于第二输入端接入的参考电流时，则确定桥式电路的输出端产生过流信号，并将采集到的桥式电路的输出电流作为过流信号发送至数字电源保护电路302。输出电流采集电路303的具体实现结构可参见现有技术的描述。
需要说明的是，输出电流采集电路303采集桥式电路输出电流的方式可以是在桥式电路301的输出端连接一个阻值很小的电阻，采集该电阻两端内的电压，并将该电压的值与该电阻的阻值结合起来得到桥式电路的输出电流。当然还可以根据现有技术中任一种采集电路电流的方法采集桥式电路的输出电流，本发明对此不做限制。
进一步的，如图4所示，该数字电源保护电路302包括：信号预处理电路401，信号产生电路402及时序调整电路403。
信号产生电路402的输入端与信号预处理电路401的输出端连接，信号产生电路402的输出端与时序调整电路403的输入端连接。
信号预处理电路401，用于接收过流信号和第一发波时序，并根据第一发波时序对过流信号进行预处理，得到第一参考信号，并将第一参考信号发送至信号产生电路。
其中，第一发波时序为当前周期内控制第一次导通的功率开关的发波时序；过流信号包括在第一发波时序中的有效电平信号时间内桥式电路发生过流时输出的信号；第一参考信号的上升沿表示第一发波时序内桥式电路发生过流的时刻。
信号产生电路402，用于接收第一发波时序，对第一发波时序的上升沿至第一参考信号的上升沿之间的时间计时，得到第一时间，并在第一时间大于第二时间的情况下，将第一发波时序的上升沿延迟第二时间后产生第一关闭信号，并将第一关闭信号发送至时序调整电路。
其中，第二时间为上一周期内第二次导通的功率开关的导通时刻至桥式电路发生过流的时刻之间的时间。
时序调整电路403，用于根据第一关闭信号，将第一发波时序从有效电平调整为无效电平，以使得调整后的第一发波时序的有效电平信号持续时间与根据第二时间调整后的第二发波时序的有效电平信号持续时间相等。
其中，第二发波时序为上一周期内控制第二次导通的功率开关的发波时序。
需要说明的是，因为桥式电路中第一次导通的功率开关与第二次导通的功率开关需要周期性的交替导通，所以控制第一次导通的功率开关的发波时序的有效电平与控制第二次导通的功率开关的发波时序的有效电平周期性的交替出现。以控制第一次导通的功率开关的发波时序的上升沿出现的时间为一个周期的起始时间，以控制第一次导通的功率开关的发波时序的下一个上升沿出现的时间为一个周期的终止时间，得到一个周期。上一周期是当前周期的前一个周期。上一周期可以为桥式电路控制功率开关导通与断开的第一个周期，也可以为桥式电路控制功率开关导通与断开的中间某个周期，本发明对此不做限制。
具体的，信号预处理电路401的输入端接收到的过流信号是在第一发波时序中的有效电平信号时间内发生过流时桥式电路输出的信号，由于桥式电路的功率开关在导通与断开的瞬间会产生振荡，所以过流信号中存在毛刺。为了过滤此毛刺，信号预处理电路401将当前周期内控制第一次导通的功率开关的发波时序的上升沿，即第一发波时序的上升沿，根据毛刺的宽度进行延时，并将上升沿延时后的发波时序与过流信号进行逻辑运算，得到将毛刺过滤后的过流信号，即第一参考信号，其中第一参考信号的上升沿代表当前周期第一次导通的功率开关导通的时间内发生过流的时刻。同时，信号产生电路402从信号预处理电路401接收第一参考信号，并从第一发波时序的上升沿开始计时，直至第一参考信号中上升沿出现时停止计时，得到第一次导通的功率开关导通至发生过流之间的时间，即第一时间，并将第一时间与存储的上一周期内第二次导通的功率开关的导通时刻至发生过流信号的时刻之间的第二时间进行比较，若确定第一时间大于第二时间，则说明当前周期内在第一次导通的功率开关的导通时间内发生过流的时间比上一周期内在第二次导通的功率开关的导通时间内发生过流的时间晚，而为了保证当前周期内第一次导通的功率开关的导通时间与上一周期内第二次导通的功率开关的导通时间相同，所以需要根据第二时间对当前周期内第一次导通的功率开关的导通时间进行控制。此时信号产生电路402将第一发波时序的上升沿延迟第二时间后产生第一关闭信号，时序调整电路403从信号产生电路402接收第一关闭信号，并根据第一关闭信号将第一发波时序从有效电平调整为无效电平，以控制第一发波时序中有效电平持续时间。由于第二时间是上一周期内控制第二次导通的功率开关的第二发波时序中有效电平持续时间，也就是上一周期内第二次导通的功率开关的导通时间，此时根据第二时间产生的第一关闭信号对第一发波时序的有效电平持续时间进行控制，也就是根据第二时间对本周期内第一次导通的功率开关的导通时间进行控制，从而使得上一周期内第二次导通的功率开关的导通时间与当前周期内第一次导通的功率开关的导通时间相等，保证了变压器的磁平衡。
需要说明的是，毛刺的宽度与桥式电路中功率开关的特性相关，一般情况下都是根据测试的结果获得的一个参考值。
需要说明的是，信号预处理电路401得到第一参考信号的方法，可以是上述方法，还可以为现有技术中的其他方式，本发明对此不作限制。只要第一参考信号的上升沿表示第一发波时序内桥式电路发生过流的时刻即可。
需要说明的是，过流信号虽然是在第一发波时序中的有效电平信号时间内桥式电路发生过流时输出的信号，但是在不对桥式电路输出的信号专门进行过流判定的情况下，不知道桥式电路是否发生过流。所以可以在桥式电路后加入判定过流的电路，例如图3中的输出电流采集电路303，用于确定桥式电路中是否发生过流。
本发明实施例提供了一种数字电源保护电路302，应用于桥式电路中，包括：信号预处理电路，信号产生电路及时序调整电路，信号预处理电路在接收到过流信号时，根据第一发波时序对过流信号进行预处理，得到第一参考信号，信号产生电路对第一发波时序的上升沿至第一参考信号的上升沿之间的时间计时，得到第一时间，在第一时间大于上一周期内第二次导通的功率开关的导通至发生过流的之间的第二时间的情况下，将第一发波时序的上升沿延迟第二时间后产生第一关闭信号，时序调整电路根据第一关闭信号将第一发波时序从有效电平调整为无效电平。这样在上一周期内在第二次导通的功率开关的导通时间内发生过流，为了避免过流对桥式电路的损坏，需要根据第二时间对上一周期内控制第二次导通的功率开关的发波时序，即第二发波时序从有效电平调整为无效电平，同时在当前周期第一次导通的功率开关导通时发生过流信号较晚或者没有发生过流信号的情况下，根据第二时间对当前周期内控制第一次导通的功率开关的发波时序，即第一发波时序从有效电平调整为无效电平，从而使得上一周期内第二次导通的功率开关的导通时间与当前周期内第一次导通的功率开关的导通时间相等，从而保证了变压器的磁平衡，提高了桥式电路的可靠性。
进一步的，信号预处理电路401，还用于接收第二发波时序，根据第二发波时序对过流信号进行预处理，得到第二参考信号，并将第二参考信号发送至信号产生电路402。
其中，过流信号还包括在第二发波时序中的有效电平信号时间内桥式电路发生过流时输出的信号。第二参考信号的上升沿表示第二发波时序内桥式电路发生过流的时刻。
信号产生电路402，还用于接收第二发波时序，对第二发波时序的上升沿至第二参考信号上升沿之间的时间计时，得到第二时间，在第二时间小于存储的第三时间的情况下，将第二发波时序的上升沿延迟第二时间后产生第二关闭信号，将第二关闭信号发送至时序调整电路403，并将存储的第三时间更新为第二时间。
其中，第三时间为上一周期内第一次导通的功率开关的导通时间。需要说明的是，上一周期内第一次导通的功率开关的导通过程中可能发生过流也可能没有发生过流。
时序调整电路403，还用于根据第二关闭信号，将第二发波时序从有效电平调整为无效电平。
具体的，信号预处理电路401在接收到过流信号时，将上一周期内控制第二次导通的功率开关的发波时序的上升沿，即第二发波时序的上升沿，根据毛刺的宽度进行延时，并将上升沿延时后的发波时序与过流信号相与取上升沿后，得到第二参考信号，得到将毛刺过滤后的在第二发波时序中的有效电平时间内发生的过流信号，即第二参考信号，其中第二参考信号的上升沿代表上一周期第二次导通的功率开关导通的时间内发生过流的时刻发生过流的时刻。同时，信号产生电路402从信号预处理电路401接收第二参考信号，并从第二发波时序的上升沿开始计时，直至计时到第二参考信号中出现上升沿时停止计时，得到第二次导通的功率开关导通至发生过流之间的时间，即第二时间，并将得到的第二时间与存储的上一周期内第一次导通的功率开关的导通时间，即第三时间进行比较，若确定第二时间小于第三时间，则说明上一周期内在第二次导通的功率开关的导通时间内发生过流的时间比上一周期内在第一次导通的功率开关的导通时间内发生过流信号的时间早，而此时由于上一周期内控制第一次导通的功率开关的发波时序已生成，所以无法对其进行修改，而为了保证上一周期内在第二次导通的功率开关的导通时间内出现的过流信号不损坏桥式电路，则将第二发波时序的上升沿延迟第二时间后产生第二关闭信号。此时时序调整电路403从信号产生电路402接收第二关闭信号，并根据第二关闭信号将第二发波时序从有效电平调整为无效电平，从而保证桥式电路的安全。
进一步的，信号产生电路402，还用于在第一时间不大于第二时间的情况下，将第一发波时序的上升沿延迟第一时间后产生第三关闭信号，并将第三关闭信号发送至时序调整电路403。
时序调整电路403，还用于根据第三关闭信号将第一发波时序从有效电平调整为无效电平，以使得过流信号不损坏桥式电路。
具体的，信号产生电路402在第一时间不大于第二时间时，则说明当前周期内在第一次导通的功率开关的导通时间内发生过流的时间比上一周期内在第二次导通的功率开关的导通时间内发生过流的时间早或者同时，此时上一周期内控制第二次导通的功率开关的发波时序已生成，所以无法对其进行修改，而为了保证当前周期内在第一次导通的功率开关的导通时间内出现的过流信号不损坏桥式电路，则将第一发波时序的上升沿延迟第一时间后产生第三关闭信号，并将第三关闭信号发送至时序调整电路403.，此时时序调整电路403从信号产生电路402接收第三关闭信号，并根据第三关闭信号将第一发波时序从有效电平调整为无效电平，从而保证桥式电路的安全。
进一步的，时序调整电路403，还用于根据桥式电路工作的死区时间对第一关闭信号进行延时，得到第一延时信号，根据第一延时信号将第三发波时序调整为有效电平；并根据桥式电路工作的死区时间对第二关闭信号进行延时，得到第二延时信号，根据第二延时信号将第四发波时序调整为有效电平。
其中，第三发波时序为控制桥式电路中与第一次导通的功率开关对应的第一同步整流管的发波时序；第四发波时序为控制桥式电路中与第二次导通的功率开关对应的第二同步整流管的发波时序。
需要说明的是，第一同步整流管的状态跟随第一次导通的功率开光的状态变化，当第一次导通的功率开关导通时，第一同步整流管不工作；当第一次导通的功率开关截止时，第一同步整流管工作；相应的，控制第一次打导通的功率开关的发波时序为有效电平时，控制第一同步整流管的第三发波时序为无效电平；控制第一次导通的功率开关的发波时序为无效电平时，控制第一同步整流管的第三发波时序为有效电平。
需要说明的是，参见图1或图2，第二同步整流管的状态跟随第二次导通的功率开光的状态变化，当第二次导通的功率开关导通时，第二同步整流管不工作；当第二次导通的功率开关截止时，第二同步整流管工作；相应的，控制第二次导通的功率开关的发波时序为有效电平时，控制第二同步整流管的第四发波时序为无效电平；控制第二次导通的功率开关的发波时序为无效电平时，控制第二同步整流管的第四发波时序为有效电平。
具体的，时序调整电路403在接收到第一关闭信号和第二关闭信号后，分别根据桥式电路工作的死区时间对第一关闭信号和第二关闭信号进行延时，得到对应的第一延时信号和第二延时信号，并根据第一延时信号对控制桥式电路中的第一同步整流管的发波时序，将第三发波时序调整为有效电平，即重新置位该第三发波时序，根据第二延时信号对控制桥式电路中的第二同步整流管的发波时序，将第四发波时序调整为有效电平，即重新置位该第四发波时序，防止桥式电路中在一个周期内第一次导通的功率开关与第二次导通的功率开关同时导通或同时断开。
优选的，如图5所示，信号预处理电路401包括：第一基准信号产生电路4011及第一逻辑电路4012。
第一逻辑电路4012的输入端与第一基准信号产生电路4011的输出端连接，第一逻辑电路4012的输出端与信号产生电路的第一输入端连接。
第一基准信号产生电路4011，用于接收第一发波时序，并根据第一发波时序产生第一基准信号，并将第一基准信号发送至第一逻辑电路4012。
第一逻辑电路4012，用于接收过流信号，并将第一基准信号和过流信号相与取上升沿后，得到第一参考信号，并将第一参考信号发送至信号产生电路。
具体的，第一基准信号产生电路4011的输入端连接桥式电路的输出端，用于获取当前周期内控制第一次导通的功率开关的发波时序，即第一发波时序，并根据过流信号中产生的毛刺的宽度对第一发波时序的上升沿进行延时，得到第一基准信号的上升沿，并控制第一基准信号的持续时间小于半个周期，得到第一基准信号的下降沿。由于第一逻辑电路4012的第一输入端与第一基准信号产生电路4011的输出端连接，用于接收第一基准信号，且第一逻辑电路4012的第二输入端与输出电流采集电路303的输出端连接，用于接收过流信号，此时，第一逻辑电路4012将过流信号和第一基准信号相与取上升沿后得到第一参考信号，又由于第一逻辑电路4012的输出端与信号产生电路402的第一输入端连接，则可将第一参考信号输出至信号产生电路402。
如图6所示，信号预处理电路401还包括：第二基准信号产生电路4013及第二逻辑电路4014。
第二逻辑电路4014的输入端与第二基准信号产生电路4013的输出端连接，第二逻辑电路4014的输出端与信号产生电路402的第二输入端连接。
第二基准信号产生电路4013，用于接收第二发波时序，并根据第二发波时序产生第二基准信号，并将第二基准信号发送至第二逻辑电路4014。
第二逻辑电路4014，用于接收过流信号，并将第二基准信号和过流信号相与取上升沿后，得到第二参考信号，并将第二参考信号发送至信号产生电路。
具体的，第二基准信号产生电路4013的输入端连接桥式电路的输出端，用于获取上一周期内控制第二次导通的功率开关的发波时序，即第二发波时序，并根据过流信号中产生的毛刺的宽度对第二发波时序的上升沿进行延时，得到第二基准信号的上升沿，并控制第二基准信号的持续时间小于半个周期，得到第二基准信号的下降沿。由于第二逻辑电路4014的第一输入端与第二基准信号产生电路4013的输出端连接，用于接收第二基准信号，且第二逻辑电路4014的第二输入端与输出电流采集电路303的输出端连接，用于接收过流信号，此时，第二逻辑电路4014将过流信号和第二基准信号相与取上升沿后得到第二参考信号，又由于第二逻辑电路4014的输出端与信号产生电路402的第二输入端连接，则可将第二参考信号输出至信号产生电路402。
优选的，如图7所示，第一逻辑电路4012包括第一与门40121和第一上升沿检测电路40122；第二逻辑电路4014包括第二与门40141和第二上升沿检测电路40142。
第一与门40121的第一输入端与第一基准信号产生电路4011的输出端连接，第一与门40121的第二输入端与信号采集电路的输出端连接，第一与门40121的输出端与第一上升沿检测电路40122的输入端连接；第一的输出端与信号产生电路402的第一输入端连接；第二与门40141的第一输入端与第二基准信号产生电路4014的输出端连接，第二与门40141的第二输入端与信号采集电路的输出端连接，第二与门40141的输出端与第二上升沿检测电路40142的输入端连接；第二上升沿检测电路40142的输出端与信号产生电路402的第二输入端连接。
其中，第一与门40121用于将第一基准信号和过流信号进行与运算，并输出至第一上升沿检测电路40122，以使得第一上升沿检测电路40122在第一基准信号和过流信号进行与运算的结果中取上升沿，并产生时序脉冲，得到第一参考信号。第二与门40141用于将第二基准信号和过流信号进行与运算，并输出至第二上升沿检测电路40142，以使得第二上升沿检测电路40142在第二基准信号和过流信号进行与运算的结果中取上升沿，并产生时序脉冲，得到第二参考信号。
示例性的，如图8所示，假设信号预处理电路401接收到的过流信号的波形为CS_OUT，接收到的第一发波时序为DPWM0A，接收到的第二发波时序为DPWM1A，则信号预处理电路401对第一发波时序DPWM0A的上升沿进行延时，得到第一基准信号blanking_win0的上升沿，并控制第一基准信号blanking_win0的持续时间小于半个周期，得到第一基准信号blanking_win0的下降沿。对第一发波时序DPWM0A的上升沿进行延时是为了过滤过流信号CS_OUT的毛刺，具体的延时时间可由本领域技术人员依照经验设定。信号预处理电路401对第二发波时序DPWM1A的上升沿进行延时得到第二基准信号blanking_win1的上升沿，并控制第二基准信号blanking_win1的持续时间小于半个周期，得到第二基准信号blanking_win1的下降沿，对第二发波时序DPWM1A的上升沿进行延时是为了过滤过流信号CS_OUT的毛刺，具体的延时时间可由本领域技术人员依照经验设定。然后分别将第一基准信号blanking_win0与过流信号CS_OUT相与并取上升沿，得到第一参考信号fault0，将第二基准信号blanking_win1与过流信号CS_OUT相与并取上升沿，得到第二参考信号fault1。
优选的，如图9所示，信号产生电路402包括：计数器4021，锁存器4022和控制器4023。
计数器4021的第一输入端与第一逻辑电路4012的输出端连接，计数器4021的第二输入端与第二逻辑电路4014的输出端连接，计数器4021的输出端分别与控制器4023和锁存器4022的输入端连接；锁存器4022的输出端分别与控制器4023和时序调整电路连接。
其中，计数器4021用于接收第一参考信号，对第一发波时序的上升沿至第一参考信号的上升沿之间的时间计时，得到第一时间，并将第一时间发送至控制器4023。
锁存器4022用于存储第二时间，并将第二时间发送至控制器4023。
控制器4023用于将第一时间与锁存器4022存储的第二时间进行比较，在第一时间大于第二时间的情况下，将第一发波时序的上升沿延迟第二时间后产生第一关闭信号，并将关闭信号发送至时序调整电路。
进一步的，计数器4021还用于接收第二参考信号，对第二发波时序的上升沿至第二参考信号上升沿之间的时间计时，得到第二时间，并将第一时间发送至控制器4023。
锁存器4022还用于存储第三时间，并将第三时间发送至控制器4023。
控制器4023用于将第二时间与锁存器4022存储的第三时间进行比较，在第二时间小于第三时间的情况下，将第二发波时序的上升沿延迟第二时间后产生第二关闭信号，将第二关闭信号发送至时序调整电路，并触发锁存器4022将存储的第三时间更新为第二时间。
示例性的，如图10所示，基于上述示例，信号产生电路402接收到信号预处理电路401输出的第一参考信号fault0和第二参考信号fault1，信号产生电路402接收到的第一发波时序为DPWM0A和第二发波时序为DPWM1A。
对于第一参考信号fault0，计数器4021从第一发波时序DPWM0A的上升沿开始计时，一直计数至第一参考信号fault0中的出现有效电平信号的位置，此时，停止计时，并将计时得到的第一时间输出至控制器4023，控制器4023对第一时间和锁存器4022中存储的第二时间进行比较，在第一时间大于第二时间的情况下，将第一发波时序DPWM0A的上升沿延迟第二时间后产生第一关闭信号match_fault0，时序调整电路403根据第一关闭信号match_fault0将第一发波时序DPWM0A从有效电平调整为无效电平，如图10所示的第一发波时序DPWM0A中的虚线位置。对于第二参考信号fault1，计数器4021从第二发波时序DPWM1A的上升沿开始计时，一直计数至第二参考信号fault1中的出现有效电平信号的位置，此时，停止计时，并将计时得到的第二时间输出至控制器4023，控制器4023对第二时间与锁存器4022中存储的第三时间进行比较，在第二时间小于第三时间的情况下，触发锁存器4022将存储的第三时间更新为第二时间，并将第二发波时序DPWM1A的上升沿延迟第二时间后产生第二关闭信号match_fault1，时序调整电路403根据第二关闭信号match_fault1将第二发波时序DPWM1A从有效电平调整为无效电平，如图10所示的第二发波时序DPWM1A中的虚线位置。
可以看出，由于当前周期内控制第一次导通的功率开关的第一发波时序是根据第二时间关闭的，且上一周期内控制第二次导通的功率开关的第二发波时序也是根据第二时间关闭的，从而得到关闭后的第一发波时序有效电平的持续时间和关闭后的第二发波时序有效电平的持续时间相等，具体可参见图10中第一发波时序DPWM0A和第二发波时序DPWM1A的虚线部分。
另外，时序调整电路403根据桥式电路工作的死区时间延时第一关闭信号match_fault0，得到第一延时信号fault_set0，并根据第一延时信号fault_set0中出现上升沿的位置将第三发波时序DPWM2A调整为有效电平，如图10所示的第三发波时序DPWM2A中的虚线位置。时序调整电路403还根据桥式电路工作的死区时间延时第二关闭信号match_fault1，得到第二延时信号fault_set1，并根据第二延时信号fault_set1中出现上升沿的位置将第四发波时序DPWM3A调整为有效电平，如图10所示的第四发波时序DPWM3A中的虚线位置。
示例性的，如图11所示，基于上述示例，信号产生电路402接收到信号预处理电路401输出的第一参考信号fault0，信号产生电路402接收到的第一发波时序为DPWM0A。
对于第一参考信号fault0，计数器4021从第一发波时序DPWM0A的上升沿开始计时，一直计数至第一参考信号fault0中的出现有效电平信号的位置，此时，停止计时，并将计时得到的第一时间输出至控制器4023，控制器4023对第一时间和锁存器4022中存储的第二时间进行比较，在第一时间不大于第二时间的情况下，根据将第一发波时序的上升沿延迟第一时间后产生第三关闭信号match_fault2，时序调整电路403根据第三关闭信号match_fault2将第一发波时序DPWM0A从有效电平调整为无效电平，如图11所示的第一发波时序DPWM0A中的虚线位置。
可以看出，根据第一时间产生第三关闭信号，并根据第三关闭信号对第一发波时序进行调整，从而保证了过流信号不损坏桥式电路。
本发明实施例提供了一种数字电源保护电路302，应用于桥式电路中，包括：信号预处理电路，信号产生电路及时序调整电路，信号预处理电路在接收到过流信号时，根据第一发波时序对过流信号进行预处理，得到第一参考信号，信号产生电路对第一发波时序的上升沿至第一参考信号的上升沿之间的时间计时，得到第一时间，在第一时间大于上一周期内第二次导通的功率开关的导通至发生过流之间的第二时间的情况下，将第一发波时序的上升沿延迟第二时间后产生第一关闭信号，时序调整电路根据第一关闭信号将第一发波时序从有效电平调整为无效电平。这样在上一周期内在第二次导通的功率开关的导通时间内发生过流，为了避免过流对桥式电路的损坏，需要根据第二时间对上一周期内控制第二次导通的功率开关的发波时序，即第二发波时序从有效电平调整为无效电平，同时在当前周期第一次导通的功率开关导通时发生过流信号较晚或者没有发生过流信号的情况下，根据第二时间对当前周期内控制第一次导通的功率开关的发波时序，即第一发波时序从有效电平调整为无效电平，从而使得上一周期内第二次导通的功率开关的导通时间与当前周期内第一次导通的功率开关的导通时间相等，从而保证了变压器的磁平衡，提高了桥式电路的可靠性。另外，时序调整电路还根据第一延时信号将第三发波时序调整为有效电平，根据第二延时信号将第四发波时序调整为有效电平，从而使得桥式电路根据调整后的第三发波时序和调整后的第四发波时序进行整流，保证了桥式电路工作时的死区时间。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以如之前实施例所述采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储作为硬件的在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种数字电源保护电路，其特征在于，应用于桥式电路，所述桥式电路包括：第一次导通的功率开关和第二次导通的功率开关；所述桥式电路由发波时序控制进行周期性工作，每一周期分为上半周期和下半周期；其中，所述第一次导通的功率开关是上半周期内导通的功率开关，所述第二次导通的功率开关是下半周期内导通的功率开关；所述发波时序包括第一发波时序和第二发波时序；
所述数字电源保护电路包括：信号预处理电路，信号产生电路及时序调整电路；
所述信号预处理电路，用于接收过流信号和所述第一发波时序，并根据所述第一发波时序对所述过流信号进行预处理，得到第一参考信号，并将所述第一参考信号发送至所述信号产生电路；所述第一发波时序为当前周期内控制所述第一次导通的功率开关的发波时序；所述过流信号包括在所述第一发波时序中的有效电平信号时间内所述桥式电路发生过流时输出的信号；所述第一参考信号的上升沿表示所述第一发波时序内所述桥式电路发生过流的时刻；
所述信号产生电路，用于接收所述第一发波时序，对所述第一发波时序的上升沿至所述第一参考信号的上升沿之间的时间计时，得到第一时间，在所述第一时间大于第二时间的情况下，将所述第一发波时序的上升沿延迟所述第二时间后产生第一关闭信号，并将所述第一关闭信号发送至所述时序调整电路；所述第二时间为上一周期内所述第二次导通的功率开关的导通时刻至所述桥式电路发生过流的时刻之间的时间；
所述时序调整电路，用于根据所述第一关闭信号，将所述第一发波时序从有效电平调整为无效电平，以使得调整后的第一发波时序的有效电平信号持续时间与根据所述第二时间调整后的第二发波时序的有效电平信号持续时间相等；所述第二发波时序为上一周期内控制所述第二次导通的功率开关的发波时序。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，
所述信号预处理电路，还用于接收所述第二发波时序，并根据所述第二发波时序对所述过流信号进行预处理，得到第二参考信号，并将所述第二参考信号发送至所述信号产生电路；所述过流信号还包括在所述第二发波时序中的有效电平信号时间内所述桥式电路发生过流时输出的信号；所述第二参考信号的上升沿表示所述第二发波时序内所述桥式电路发生过流的时刻；
所述信号产生电路，还用于接收所述第二发波时序，对所述第二发波时序的上升沿至所述第二参考信号上升沿之间的时间计时，得到所述第二时间，在所述第二时间小于存储的第三时间的情况下，将所述第二发波时序的上升沿延迟第二时间后产生第二关闭信号，将所述第二关闭信号发送至所述时序调整电路，并将存储的所述第三时间更新为所述第二时间；所述第三时间为所述上一周期内第一次导通的功率开关的导通时间；
所述时序调整电路，还用于根据所述第二关闭信号，将所述第二发波时序从有效电平调整为无效电平。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，
所述信号产生电路，还用于在所述第一时间不大于所述第二时间的情况下，将第一发波时序的上升沿延迟所述第一时间后产生第三关闭信号，并将所述第三关闭信号发送至所述时序调整电路；
所述时序调整电路，还用于根据所述第三关闭信号，将所述第一发波时序从有效电平调整为无效电平。
4.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，
所述时序调整电路，还用于根据所述桥式电路工作的死区时间对所述第一关闭信号进行延时，得到第一延时信号，根据所述第一延时信号将第三发波时序调整为有效电平；并根据所述桥式电路工作的死区时间对所述第二关闭信号进行延时，得到第二延时信号，根据所述第二延时信号将第四发波时序调整为有效电平；所述第三发波时序为控制所述桥式电路中与所述第一次导通的功率开关对应的第一同步整流管的发波时序；所述第四发波时序为控制所述桥式电路中与所述第二次导通的功率开关对应的第二同步整流管的发波时序。
5.根据权利要求1-4任一项所述的电路，其特征在于，所述信号预处理电路包括：第一基准信号产生电路及第一逻辑电路；
所述第一基准信号产生电路，用于接收所述第一发波时序，根据所述第一发波时序产生第一基准信号，并将所述第一基准信号发送至所述第一逻辑电路；
所述第一逻辑电路，用于接收所述过流信号，并将所述第一基准信号和所述过流信号相与取上升沿后，得到所述第一参考信号，并将所述第一参考信号发送至所述信号产生电路。
6.根据权利要求2-4任一项所述的电路，其特征在于，所述信号预处理电路包括：第二基准信号产生电路及第二逻辑电路；
所述第二基准信号产生电路，用于接收所述第二发波时序，根据所述第二发波时序产生所述第二基准信号，并将所述第二基准信号发送至所述第二逻辑电路；
所述第二逻辑电路，用于接收所述过流信号，并将所述第二基准信号和所述过流信号相与取上升沿后，得到所述第二参考信号，并将所述第二参考信号发送至所述信号产生电路。
7.根据权利要求1-4任一项所述的电路，其特征在于，所述信号产生电路包括：计数器，锁存器和控制器；
所述计数器，用于接收所述第一参考信号，对所述第一发波时序的上升沿至所述第一参考信号的上升沿之间的时间计时，得到所述第一时间，并将所述第一时间发送至所述控制器；
所述锁存器，用于存储所述第二时间，并将所述第二时间发送至所述控制器；
所述控制器，用于在所述第一时间大于所述第二时间的情况下，将所述第一发波时序的上升沿延迟所述第二时间后产生第一关闭信号，并将所述关闭信号发送至所述时序调整电路。
8.根据权利要求2-4任一项所述的电路，其特征在于，所述信号产生电路包括：计数器，锁存器和控制器；
所述计数器，用于接收所述第二参考信号，对所述第二发波时序的上升沿至所述第二参考信号上升沿之间的时间计时，得到所述第二时间，并将所述第一时间发送至所述控制器；
所述锁存器，用于存储所述第三时间，并将所述第三时间发送至所述控制器；
所述控制器，用于在所述第二时间小于所述第三时间的情况下，将所述第二发波时序的上升沿延迟所述第二时间后产生所述第二关闭信号，将所述第二关闭信号发送至所述时序调整电路，并触发所述锁存器将存储的所述第三时间更新为所述第二时间。
9.一种数字电源，其特征在于，包括桥式电路和权利要求1-8任一项所述的数字电源保护电路；
所述数字电源保护电路，用于根据所述过流信号调整第一发波时序或第二发波时序中的至少一个，并将调整后的所述第一发波时序或调整后的所述第二发波时序中的至少一个发送至所述桥式电路；
所述桥式电路，用于根据所述调整后的第一发波时序或所述调整后的第二发波时序中的至少一个控制所述桥式电路中的第一次导通功率开关或第二此导通的功率开关中的至少一个。
10.根据权利要求9所述的数字电源，其特征在于，所述数字电源还包括：输出电流采集电路；
所述输出电流采集电路，用于采集所述桥式电路的输出电流，根据所述桥式电路的输出电流确定所述过流信号，并将所述过流信号发送至所述数字电源保护电路。
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