CN109586558A - 一种电源关电波形编辑控制系统及方法 - Google Patents

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钱小辉
杨志浩
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Abstract

本发明涉及电学领域，尤其是涉及一种电源关电波形编辑控制系统及方法，本发明通过严格控制开电开关和放电开关的工作状态，来编辑关电时的输出电压的波形。具体是设置两个环路，分别是开电反馈环路和关电反馈环路；在开电反馈环路中，开电状态下，控制输出电压V1，使其输出负载所需要的电压Vout；在关电反馈环路中，关电状态下，与开电反馈环路同时工作，控制输出电压V1，使其输出负载所需要的电压Vout。本发明实现的功能和达到的效果，不受负载特性的影响，不管是容性负载，还是阻性负载，都能实现关电飞行时间的精确控制和关电波形的灵活编辑。

Description

一种电源关电波形编辑控制系统及方法
技术领域
本发明涉及电学领域，尤其是涉及一种电源关电波形编辑控制系统及方法。
背景技术
现在液晶模组等新型显示模组对点屏工作电压的要求越来越高，不仅需要严格控制上电时间和上电波形，还要求关电时间可控制和关电波形可编辑。
通常，采用PWM信号控制MOS开关的方法，只能简单的在一定范围内调节关电飞行时间，这种方法调节的关电飞行时间的精度和一致性都很差，容易受电路元器件和负载特性的影响，而且完全不能实现关电波形可编辑的功能。这种方法实现的效果很难满足当前显示模组的要求。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种电源关电波形编辑控制系统及方法，通过严格控制开电开关和放电开关的工作状态，来编辑关电时的输出电压的波形。这种方法实现的功能和达到的效果，不受负载特性的影响，不管是容性负载，还是阻性负载，都能实现关电飞行时间的精确控制和关电波形的灵活编辑。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种电源关电波形编辑控制系统，其特征在于，包括：
开电反馈环路：在开电状态下，控制输出电压V1，使其输出负载所需要的电压Vout；
关电反馈环路：在关电状态下，与开电反馈环路同时工作，控制输出电压V1，使其输出负载所需要的电压Vout。
在上述的一种电源关电波形编辑控制系统，所述开电反馈环路包括高压运算放大器、与高压运算放大器连接的数模转换器、若干分压电阻、以及与高压运算放大器输出连接的场效应晶体管。
在上述的一种电源关电波形编辑控制系统，所述关电反馈环路包括高压运算放大器、与高压运算放大器连接的数模转换器、若干分压电阻、与高压运算放大器输出连接的场效应晶体管、以及与场效应晶体管连接的保险管。
在上述的一种电源关电波形编辑控制系统，所述开电反馈环路中场效应晶体管为P沟道场效应晶体管；所述关电反馈环路中场效应晶体管为N沟道场效应晶体管。
在上述的一种电源关电波形编辑控制系统，所述开电反馈环路和关电反馈环路中的分压电阻数量相同，且两个环路中的分压电阻阻值分别一一对应相等。
一种电源关电波形编辑控制方法，其特征在于，包括：
开电反馈：在开电状态下，控制输出电压V1，使其输出负载所需要的电压Vout；
关电反馈：在关电状态下，与开电反馈环路同时工作，控制输出电压V1，使其输出负载所需要的电压Vout；
在上述的一种电源关电波形编辑控制方法，电路开电时，控制DAC1输出可调节的电压Vdac1，输出电压Vout经分压后反馈至高压运算放大器，通过高压运算放大器的输出电压来控制场效应晶体管工作在可变电阻区，使其输出负载所需要的电压Vout。
在上述的一种电源关电波形编辑控制方法，电路关电时，开电反馈环路中的DAC1输出电压Vdac1，关电反馈环路的DAC2输出电压Vdac2，这两个电压信号保持同步变化和电压相等，分别通过各自的反馈环路来控制相应的场效应晶体管，使其都工作在可变电阻区，控制Vout的关电时间和掉电波形。
在上述的一种电源关电波形编辑控制方法，所述开电反馈中场效应晶体管为P沟道场效应晶体管；所述关电反馈中场效应晶体管为N沟道场效应晶体管。
在上述的一种电源关电波形编辑控制方法，所述开电反馈和关电反馈中的分压电阻数量相同，且两个环路中的分压电阻阻值分别一一对应相等。
因此，本发明具有如下优点：1、控制关电飞行时间的精度高；2、关电波形可任意编辑；3、电路实现简单，节省成本。
附图说明
附图1是本发明的一种电路原理示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
图1中，
Power是电压生成模块，提供输出电压Vout。
DAC1和DAC2为数模转换器，用来输出可控的模拟电压信号Vdac1和Vdac2。
OP1和OP2为高压运算放大器，用来组成负反馈环路，分别用来控制PMOS和NMOS的工作状态。
PMOS是P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管，功能是开电开关和控制Vout的电压大小，NMOS是N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管，功能是放电开关。
R1和R2为高精度电阻器，组成分压器，对输出电压Vout进行分压处理，组成OP1的负反馈环路。
R3和R4为高精度电阻器，组成分压器，对输出电压Vout进行分压处理，组成OP2的负反馈环路。其中，R3＝R1，R4＝R2。
Fuse为保险管，功能是保护放电电路中的NMOS，防止放电时电流过大而烧坏NMOS。
Load为负载，实施例中为液晶模组。
实施例：
一、本发明提出的一种电源关电波形编辑控制系统，其原理框图如图1所示，包括：
开电反馈环路：在液晶模组开电状态下，控制输出电压V1，使其输出负载所需要的电压Vout，具体到本实施例，在控制系统开电时，控制DAC1的输出电压Vdac1，通过环路的负反馈作用，使电路输出负载所需要的电压Vout；包括高压运算放大器、与高压运算放大器连接的数模转换器、若干分压电阻、以及与高压运算放大器输出连接的场效应晶体管，其中，场效应晶体管为P沟道场效应晶体管，具体到本实施例，开电反馈环路由PMOS、OP1、DAC1、R1和R2组成。
关电反馈环路：在液晶模组关电状态下，与开电反馈环路同时工作，控制输出电压V1，使其输出负载所需要的电压Vout，具体到本实施例，在控制系统关电时，与开电反馈环路同时工作，同步控制DAC1的输出电压Vdac1和DAC2的输出电压Vdac2，通过环路的负反馈作用，使电路输出负载所需要的电压Vout；包括高压运算放大器、与高压运算放大器连接的数模转换器、若干分压电阻、与高压运算放大器输出连接的场效应晶体管、以及与场效应晶体管连接的保险管，其中，效应晶体管为N沟道场效应晶体管。具体到本实施例，关电反馈环路由Fuse、NMOS、OP2、DAC2、R3和R4组成。
并且，开电反馈环路和关电反馈环路中的分压电阻数量相同，且两个环路中的分压电阻阻值分别一一对应相等。
二、本发明提出的一种电源关电波形编辑控制方法，具体包括：
开电时，Power电压生成模块输出电压V1，通过一个由PMOS、OP1、DAC1、R1和R2组成的反馈环路的控制，精确的输出负载所需要的电压Vout。
在这个反馈环路中，软件控制DAC1输出可调节的电压Vdac1，连接到OP1的反相输入端，Vout通过两个电阻R1和R2分压，连接到OP1的同相输入端。在OP1的反馈调节下，控制PMOS工作在可变电阻区，来精确的输出Vout。
其中，Vdac1与输出电压Vout有以下关系，
Vdac1＝Vout/(R1+R2)*R2——公式1
在开电状态下，DAC2输出其最大电压值，使NMOS工作在截止区，处于关断状态，放电电路不导通。
关电过程中，由PMOS、OP1、DAC1、R1和R2组成的开电反馈环路，和由Fuse、NMOS、OP2、DAC2、R3和R4组成的关电反馈环路同时工作，两个DAC输出的电压Vdac1和Vdac2保持同步变化和电压相等，来分别控制相应环路中的PMOS和NMOS，使其都工作在可变电阻区，进而精确的控制Vout的关电时间和掉电波形。
在这个过程中，有如下关系，
R1＝R3 公式2
R2＝R4 公式3
Vdac1＝Vdac2 公式4
Vdac1＝Vout/(R1+R2)*R2 公式5
Vdac2＝Vout/(R3+R4)*R4 公式6
当两个DAC的输出电压，按照设定的关电波形变化时，电路的输出电压Vout也会跟随Vdac1和Vdac2，按照上面的公式5和公式6的比例进行同步变化。
由于负载的特性差异，可能会导致Vout掉电没有按照设定的波形来变化，掉电过快或者过慢，那么两个反馈环路就会通过自身的反馈调节特性，将Vout的掉电波形调整至设定的掉电波形。
当Vout掉电过快时，OP1和OP2同相端电压就比反相端电压小，两个运放的输出电压V_op1和V_op2就相应的变小，那么开电反馈环路中的PMOS的导通压差就增大，导通特性增强，前级电压V1就会自动补偿掉电过快的Vout。与此同时，放电反馈环路中的NMOS导通压差就减小，导通放电特性就变弱，通过减缓放电来阻止Vout掉电过快。
当Vout掉电过慢时，OP1和OP2同相端电压就比反相端电压大，两个运放的输出电压V_op1和V_op2也相应的变大，那么开电反馈环路中的PMOS的导通压差就减小，导通特性减弱，阻止了前级电压V1对Vout的补偿。与此同时，放电反馈环路中的NMOS导通压差就增大，导通放电特性就增强，通过加速放电来加快Vout的掉电时间。
在关电状态下，两个DAC的输出电压Vdac1和Vdac2都设置0V，两个反馈环路都停止工作，环路中的PMOS和NMOS都处于截止关断状态，使电路的输出电压Vout也为0V。
这种关电波形可灵活编辑的电路中，由于两个DAC的输出电压Vdac1和Vdac2是由软件控制的，其输出波形是可以任意编辑的，再通过两个反馈环路的反馈调节，使输出电压Vout在掉电过程中与Vdac1和Vdac2保持同步变化。不受负载特性的影响，可以实现输出电压Vout的掉电波形灵活编辑和任意控制。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种电源关电波形编辑控制系统，其特征在于，包括：
开电反馈环路：在开电状态下，控制输出电压V1，使其输出负载所需要的电压Vout；
关电反馈环路：在关电状态下，与开电反馈环路同时工作，控制输出电压V1，使其输出负载所需要的电压Vout。
2.根据权利要求1所述的一种电源关电波形编辑控制系统，其特征在于，所述开电反馈环路包括高压运算放大器、与高压运算放大器连接的数模转换器、若干分压电阻、以及与高压运算放大器输出连接的场效应晶体管。
3.根据权利要求2所述的一种电源关电波形编辑控制系统，其特征在于，所述关电反馈环路包括高压运算放大器、与高压运算放大器连接的数模转换器、若干分压电阻、与高压运算放大器输出连接的场效应晶体管、以及与场效应晶体管连接的保险管。
4.根据权利要求3所述的一种电源关电波形编辑控制系统，其特征在于，所述开电反馈环路中场效应晶体管为P沟道场效应晶体管；所述关电反馈环路中场效应晶体管为N沟道场效应晶体管。
5.根据权利要求3所述的一种电源关电波形编辑控制系统，其特征在于，所述开电反馈环路和关电反馈环路中的分压电阻数量相同，且两个环路中的分压电阻阻值分别一一对应相等。
6.一种电源关电波形编辑控制方法，其特征在于，包括：
开电反馈：在开电状态下，控制输出电压V1，使其输出负载所需要的电压Vout；
关电反馈：在关电状态下，与开电反馈环路同时工作，控制输出电压V1，使其输出负载所需要的电压Vout。
7.根据权利要求6所述的一种电源关电波形编辑控制方法，其特征在于，电路开电时，控制DAC1输出可调节的电压Vdac1，输出电压Vout经分压后反馈至高压运算放大器，通过高压运算放大器的输出电压来控制场效应晶体管工作在可变电阻区，使其输出负载所需要的电压Vout。
8.根据权利要求6所述的一种电源关电波形编辑控制方法，其特征在于，电路关电时，开电反馈环路中的DAC1输出电压Vdac1，关电反馈环路的DAC2输出电压Vdac2，这两个电压信号保持同步变化和电压相等，分别通过各自的反馈环路来控制相应的场效应晶体管，使其都工作在可变电阻区，控制Vout的关电时间和掉电波形。
9.根据权利要求6所述的一种电源关电波形编辑控制方法，其特征在于，所述开电反馈中场效应晶体管为P沟道场效应晶体管；所述关电反馈中场效应晶体管为N沟道场效应晶体管。
10.根据权利要求3所述的一种电源关电波形编辑控制方法，其特征在于，所述开电反馈和关电反馈中的分压电阻数量相同，且两个环路中的分压电阻阻值分别一一对应相等。
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