CN117277825A - 电源失效控制电路、控制方法以及功率变换器 - Google Patents

电源失效控制电路、控制方法以及功率变换器 Download PDF

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Abstract

提出一种电源失效控制电路、控制方法以及功率变换器，涉及电脑和服务器等电源领域。电源失效控制电路包括数/模转换器、数字补偿器、数字控制信号发生器、比较器以及输入输出口；数/模转换器根据功率变换器的输出电压生成数字信号，数字补偿器根据数字信号和数字电压阈值生成数字补偿信号，数字控制信号发生器根据数字补偿信号控制DC‑DC变换器，比较器用于当所述数字补偿信号达到所述PG关断阈值时生产比较信号，输入输出口根据比较信号输出PG关断信号。本申请会在数字补偿信号达到PG关断阈值时输出PG关断信号，能够精准判断出输出电压的拐点位置，从而可以精确控制输入电源断电后电源失效控制时序。

Description

电源失效控制电路、控制方法以及功率变换器
技术领域
本发明涉及电脑电源以及服务器电源等功率变换器领域，特别涉及一种应用于功率变换器的电源失效控制电路、控制方法以及变换器。
背景技术
图1示出了一种传统的电源变换器的结构示意图。图2示出了另一种传统的电源变换器的结构示意图。如图1所示，通常电脑（PC）以及服务器电源等功率变换器包括依次级联的整流电路1、功率因数校正（Power Factor Correction, PFC）电路2、母线电容C、隔离型DC-DC变换器3以及控制器5。整流电路1用于接收输入电源Vin，PFC电路2的输入端连接整流电路1的输出端，母线电容C并接在PFC电路2的输出端，隔离型DC-DC变换器3的输入端并接在母线电容C的两端，隔离型DC-DC变换器3的输出端连接负载4，其中隔离型DC-DC变换器3包括变压器，变压器的一次侧绕组连接PFC电路2，变压器的二次侧绕组连接负载4。控制器5包括一次侧控制器51、隔离电路52和二次侧控制器53。如图2所示，该电源变换器的结构与图1所示的电源变换器结构相似，其与图1所示的电源变换器的不同之处在于控制器，图2所示的控制器用于接收变压器二次侧的电压。
图3示出了传统的电源变换器输入电源关机的电源失效控制时序的时序图。结合图1和图2，电源失效（Power Fail, PF）控制时序是指当电源变换器接收的输入电源Vin在t0时刻断电，电源变换器的输出电压Vout在t1时刻下降至90%，电源良好（Power Good, PG）信号需要在t1时刻之前的t2时刻变成低电平，其中t1时刻与t2时刻之间的时间段大于等于1ms，然后在t3时刻关闭电源变换器的输出电压Vout。
电源失效控制的这个时序过程是为了满足Intel ATX 2.31以及Intel CRPS 2.2规范要求，其目的是为了防止电源电路时序不定时，主机内各部件未进入初始化状态造成工作错误以及突然停电，比如硬盘磁头来不及移至着陆区而划伤硬盘。
电源失效控制时序作为PC以及服务器电源的核心指标，目前业界检测并控制电源失效控制时序的方案主要有以下三种：
1、如图1所示，一次侧控制51器用于检测PFC电路的输出电压Vc，并当该输出电压降低至某一个阈值时通过隔离电路52向二次侧控制器53发送电平(TTL)信号，二次侧控制器53检测到该TTL信号后关断PG信号，然后延时关闭电源变换器的输出电压。由于该方案需要检测PFC电路2的输出电压以及需要隔离电路52传输TTL信号，这会增加检测以及隔离传输线路，并且当电源变换器接收输入电源为交流电源时PFC电路2的输出电压会存在2倍频的纹波，这影响了PFC电路2的输出电压检测的准确性，导致电源失效控制时序控制不准确。
2、如图1所示，一次侧控制器检测电源变换器接收的输入电源Vin，当检测到输入电源Vin断电时，通过隔离电路52向二次侧控制器53发送TTL信号，二次侧控制器53检测到该TTL信号并固定延时后关闭PG信号，然后再延时关闭电源变换器的输出电压。同样的，由于该方案需要检测输入电源Vin以及需要隔离电路52传输TTL信号，这会增加检测以及隔离传输线路，并且电源变换器的输入端的EMI电容（如X电容）等用于抑制电磁干扰的器件会影响电源变换器接收的输入电源Vin的掉电检测，导致电源失效控制时序不准确。
3、如图2所示，检测变压器的副边绕组电压，当变压器的副边绕组电压低于某一阈值时关闭PG信号，然后延时关闭电源变换器的输出电压。由于该方案需要通过控制器8检测变压器的副边绕组电压，需要增加检测线路，虽然不需要隔离电路传输TTL信号，但变压器的副边绕组电压为脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation, PWM）信号，需要滤波检测，导致电源失效控制时序不准确。另外变压器的副边不是直接反应母线电容的电压幅值的拓扑（比如LLC）是无法采用这种方案的。
如上所述，即目前的电源变换器关机的电源失效控制均需要额外增加专门的检测电路，导致线路复杂、成本高，还存在检测不准确的问题。另外还有些需要隔离传输，这也增加了成本。并且检测、传输也有延时，导致控制的时效性差。
因此，业界急需研发出一种既不需要增加检测线路又能够实现功率变换器输入电源关机的电源失效控制时序准确的电源失效控制电路。
发明内容
针对上文提到的需要增加检测线路以及功率变换器输入电源关机的电源失效控制时序不准确等问题。
本申请提出了一种应用于功率变换器输入电源关机的电源失效的控制电路，包括：
数/模转换器，用于接收与所述功率变换器的输出电压成比例的比例信号，并根据所述比例信号来生成数字信号；
数字补偿器，用于根据数字电压阈值与所述数字信号的差得到的数字误差信号来生成数字补偿信号；
数字控制信号发生器，用于根据所述数字补偿信号控制所述功率变换器的DC-DC变换器工作或关闭；
比较器，用于比较所述数字补偿信号和PG关断阈值，并且当所述数字补偿信号达到所述PG关断阈值时生成比较结果；以及
输入输出口，用于根据所述比较结果来输出PG关断信号。
可选地，当所述数字补偿信号达到所述PG关断阈值时，所述数字控制信号发生器延时预设时间后控制所述DC-DC变换器关闭。
可选地, 当所述功率变换器接收的输入电源关机且所述数字补偿信号达到所述PG关断阈值之前，所述数字控制信号发生器用于增大控制信号的导通时间，使得所述输出电压保持稳定。
可选地, 所述数字补偿信号包括频率信号，所述PG关断阈值包括频率阈值；所述比较器用于当所述频率信号小于所述频率阈值时生成所述比较结果，所述输入输出口根据所述比较结果输出PG关断信号。
可选地, 所述数字补偿信号包括占空比信号，所述PG关断阈值包括占空比阈值；所述比较器用于当所述占空比信号大于所述占空比阈值时生成所述比较结果，所述输入输出口根据所述比较结果输出PG关断信号。
可选地, 所述数字补偿信号包括PWM间相位信号，所述PG关断阈值包括相位阈值；所述比较器用于当所述PWM间相位信号大于所述相位阈值时生成所述比较结果，所述输入输出口根据所述比较结果输出PG关断信号。
可选地, 所述数字补偿信号包括环路计算信号，所述PG关断阈值包括环路设定比较阈值；所述比较器用于当所述环路计算信号大于所述环路设定比较阈值时生成所述比较结果，所述输入输出口根据所述比较结果输出PG关断信号。
可选地, 所述PG关断阈值略小于或等于所述数字补偿信号的极限值。
可选地，电源失效控制电路还包括减法器；
所述减法器，用于接收所述数字信号和数字电压阈值，并将所述数字电压阈值与所述数字信号进行减法运算来生成数字误差信号。
本申请还提出了一种用于功率变换器输入电源关机的电源失效的控制方法，所述控制方法包括：
通过数/模转换器接收与所述功率变换器的输出电压成比例的比例信号，并根据所述比例信号来生成数字信号；
根据数字电压阈值与所述数字信号的差得到的数字误差信号，通过数字补偿器生成数字补偿信号；
通过数字控制信号发生器接收所述数字补偿信号，并根据所述数字补偿信号控制所述功率变换器的DC-DC变换器工作或关闭；
通过比较器比较所述数字补偿信号和PG关断阈值，并且当所述数字补偿信号达到所述PG关断阈值时生成比较结果；以及
通过输入输出口接收所述比较结果，并根据所述比较结果输出PG关断信号。
可选地，当所述数字补偿信号达到所述PG关断阈值时，通过所述数字控制信号发生器延时预设时间后控制所述DC-DC变换器关闭。
可选地，当所述功率变换器耦接的输入电源关机且所述数字补偿信号达到所述PG关断阈值之前，通过所述数字控制信号发生器增大控制信号的导通时间，使得所述输出电压保持稳定。
可选地，所述数字补偿信号包括频率信号，所述PG关断阈值包括频率阈值；当所述频率信号小于所述频率阈值时通过所述比较器生成所述比较结果，通过所述输入输出口接收所述比较结果，并根据所述比较结果输出PG关断信号。
可选地，所述数字补偿信号包括占空比信号，所述PG关断阈值包括占空比阈值；当所述占空比信号大于所述占空比阈值时通过所述比较器生成所述比较结果，通过所述输入输出口接收所述比较结果，并根据所述比较结果输出PG关断信号。
可选地，所述数字补偿信号包括PWM间相位信号，所述PG关断阈值包括相位阈值；当所述PWM间相位信号大于所述相位阈值时通过所述比较器生成所述比较结果，通过所述输入输出口接收所述比较结果，并根据所述比较结果输出PG关断信号。
可选地，所述数字补偿信号包括环路计算信号，所述PG关断阈值包括环路设定比较阈值；当所述环路计算信号大于所述环路设定比较阈值时通过所述比较器生成所述比较结果，通过所述输入输出口接收所述比较结果，并根据所述比较结果输出PG关断信号。
本申请还提出了一种功率变换器，包括：
整流器，耦接输入电源，用于将所述输入电源的电压转换为直流电压；
PFC电路，所述PFC电路的输入端耦接所述整流器；
母线电容；耦接所述PFC电路的输出端；
DC-DC变换器，所述DC-DC变换器的输入端连接所述母线电容和所述PFC电路的输出端，所述DC-DC变换器的输出端连接负载；以及
上述所述的电源失效控制电路，耦接于所述DC-DC变换器的输出端和DC-DC变换器的控制端；用于根据所述功率变换器的输出电压控制所述DC-DC变换器工作或关闭。
可选地，功率变换器还包括减法器；
所述减法器耦接于所述功率变换器的输出端和电源失效控制电路之间，用于接收所述功率变换器的输出电压和电压阈值，并将所述输出电压和电压阈值进行减法运算来生成误差信号。
本申请可实现下列有益效果中的至少一者：
本申请使用不增加检测线路，不需要隔离电路进行信号传输，减少了线路复杂度，不需要额外材料成本。通过比较器判断数字补偿信号是否达到PG关断阈值来精确判断输出电压的拐点位置，从而能够精确控制输入电源断电后电源失效控制时序，同时得到功率变换器的最大保持时间。通过数字控制信号发生器在所述数字补偿信号达到所述PG关断阈值时，所述数字控制信号发生器延时预设时间后控制所述DC-DC变换器关闭，有助于保护与功率变换器相连的负载。
上文相当广泛地概述了本申请的特征和技术优点，以便可以更好地理解以下对本申请的详细描述。下文将描述本申请的额外特征和优点，它们形成本申请的权利要求的主题。本领域技术人员应明白，可容易地利用公开的概念和特定实施例作为修改或设计用于实现本申请的相同目的的其它结构或过程的基础。本领域技术人员还应意识到，此类等效构造没有偏离随附权利要求中所阐述的本申请的精神和范围。
附图说明
为了更全面地了解本申请及其优点，现在结合附图参考以下描述，图中：
图1示出了一种传统的电源变换器的结构示意图；
图2示出了另一种传统的电源变换器的结构示意图；
图3示出了传统的应用于功率变换器输入电源关机的电源失效时序控制的时序图；
图4示出了本申请实施例的应用于功率变换器输入电源关机的电源失效控制电路的连接示意图；
图5示出了本申请实施例的功率变换器的连接示意图；
图6示出了本申请实施例的电源失效控制方法的示意图。
除非另外指示，否则不同图中的对应数字和符号一般指对应部分。绘制附图是为了清楚地说明各种实施例的相关方面，它们不一定按比例绘制。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。本发明的说明书和权利要求书以及附图中的术语“第一” 、“第二”、“第三”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“耦接”、“相连”、 “连接”应做广义理解。例如，可以是电连接或相互通讯，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
图5示出了本申请实施例的功率变换器的连接示意图。如图5所示，功率变换器包括：整流器12、PFC电路13、DC-DC变换器14、母线电容Vbus以电源失效控制电路2，其中PFC电路为功率因数校准(Power Factor Correction, PFC)电路。整流器12耦接输入电源Vin，用于将所述输入电源Vin的电压转换为直流电压。PFC电路13输入端耦接所述整流器12，用于将整流器12输出的直流电压进行功率因数校准。母线电容Vbus耦接所述PFC电路13的输出端，用于对功率校准后的直流电压进行滤波和能量存储。DC-DC变换器14的输入端连接所述母线电容Vbus和所述PFC电路13的输出端，所述DC-DC变换器14的输出端连接负载15，给负载15提供电能。
本申请的功率变换器结构的整流器12、PFC电路13、DC-DC变换器14、母线电容Vbus与背景技术中的电源变换器结构以及连接关系类似，但是本申请的电源失效控制电路与背景技术中的控制器是完全不同的。本申请的电源失效控制电路能够准确判断输出电压的拐点位置，从而精确控制功率变换器输入电源关机的电源失效控制时序，该控制电路的结构、连接关系以及控制方式都是优于背景技术中的控制器的，具体可以参照图4的解释及说明。
图4示出了本申请实施例的电源失效控制电路的连接示意图。如图4所示，应用于功率变换器输入电源关机的电源失效控制电路包括：数/模转换器25、数字补偿器21、数字控制信号发生器22、比较器24以及输入输出口26。
数/模转换器25耦接于所述功率变换器的输出端，用于接收与所述功率变换器的输出电压Vo(t)成比例的比例信号Vs(t)，并根据所述比例信号Vs(t)来生成数字信号Vs[k]。具体地，数/模转换器25通过比例调节器23耦接于功率变换器的输出端，该比例调节器用于接收功率变换器的输出电压Vo(t)，并将该输出电压Vo(t)进行处理来生成与该输出电压Vo(t)成比例的比例信号Vs(t)。
数字补偿器21耦接于所述数/模转换器25，用于根据数字电压阈值Vref与所述数字信号Vs[k]的差得到的数字误差信号e[k]来生成数字补偿信号u[k]。电源失效控制电路还包括减法器16，减法器16耦接在数/模转换器25和数字补偿器21之间，将数字电压阈值Vref与数字信号Vs[k]做减法运算来生成数字误差信号e[k]。
数字控制信号发生器22耦接于所述数字补偿器，用于根据所述数字补偿信号u[k]控制所述功率变换器的DC-DC变换器14以预设控制方式工作或关闭，其中预设控制方式可以时变频控制方式、定频占空比控制方式、定频移相控制方式以及峰值电流控制方式其中一种。
比较器24耦接所述数字补偿器21，用于比较所述数字补偿信号u[k]和PG关断阈值，并且当所述数字补偿信号u[k]达到所述PG关断阈值时生成比较结果；以及输入输出口16耦接所述比较器，用于根据所述比较结果来输出PG关断信号，以关闭PG信号。这能够精确判断输出电压Vo(t)的拐点位置，从而精确控制电源失效控制时序。
在示例中，当所述数字补偿信号u[k]达到所述PG关断阈值时，所述数字控制信号发生器22会延时预设时间后控制所述DC-DC变换器14关闭。这有助于保护与功率变换器相连的负载。
在示例中，当所述功率变换器接收的输入电源关机且所述数字补偿信号u[k]达到所述PG关断阈值之前，所述数字控制信号发生器22用于增大控制信号的导通时间Ton，用于控制所述DC-DC变换器中开关管的导通时间，使得所述输出电压Vo(t)保持稳定。具体地，当输入电源Vin断电，即功率变换器关机时，功率变换器中的直流母线电压开始下降，为了维持输出电压Vo(t)的稳定，所述数字控制信号发生器22增大所述控制信号的导通时间Ton，使得所述DC-DC变换器中开关管的导通时间增加，使得输出电压Vo(t)稳定。当导通时间Ton达到极限值时，所述数字控制信号（脉冲宽度调制，Pulse Width Modulation）发生器22输出的控制信号不能再增大而保持不变，此时输出电压V0(t)出现拐点并开始下降。通过判断所述数字补偿信号u[k]达到所述PG关断阈值，精确判断输出电压Vo(t)的拐点位置，从而精确控制电源失效控制时序。在不同负载满足电源失效控制时序的同时可以得到功率变换器的最大保持时间。
在示例中，当功率变换器的DC-DC变换器14以变频控制方式工作时，所述数字补偿信号u[k]包括频率信号，所述PG关断阈值包括频率阈值；所述比较器24用于当所述频率信号小于所述频率阈值时生成所述比较结果，所述输入输出口26根据所述比较结果输出PG关断信号，以关闭PG信号，其中频率下降到所述频率阈值之前，控数字控制信号发生器输出的控制信号的导通时间Ton会增加。数字控制信号发生器22会延时预设时间后控制所述DC-DC变换器14关闭。上述通过判断频率信号可以判断输出电压Vo(t)的拐点位位置，从而精确控制电源失效控制时序，同时得到功率变换器的最大保持时间。
在示例中，当功率变换器的DC-DC变换器14以定频占空比控制方式工作时，所述数字补偿信号u[k]包括占空比信号，所述PG关断阈值包括占空比阈值；所述比较器24用于当所述占空比信号大于所述占空比阈值时生成所述比较结果，所述输入输出口26根据所述比较结果输出PG关断信号，以关闭PG信号，其中占空比增加到占空比阈值之前，数字控制信号发生器输出的控制信号的导通时间Ton会增加。数字控制信号发生器22会延时预设时间后控制所述DC-DC变换器14关闭。上述通过判断占空比信号可以判断输出电压Vo(t)的拐点位位置，从而精确控制电源失效控制时序，同时得到功率变换器的最大保持时间。
在示例中，当功率变换器的DC-DC变换器14以定频移相控制方式工作时，所述数字补偿信号u[k]包括PWM间相位信号，所述PG关断阈值包括相位阈值；所述比较器24用于当所述PWM间相位信号大于所述相位阈值时生成所述比较结果，所述输入输出口26根据所述比较结果输出PG关断信号，以关闭PG信号。数字控制信号发生器22会延时预设时间后控制所述DC-DC变换器14关闭。上述通过判断PWM间相位信号可以判断输出电压Vo(t)的拐点位位置，从而精确控制电源失效控制时序，同时得到功率变换器的最大保持时间。
在示例中，当功率变换器的DC-DC变换器14以峰值电流控制方式工作时，所述数字补偿信号u[k]包括环路计算信号，所述PG关断阈值包括环路设定比较阈值；所述比较器24用于当所述环路计算信号大于所述环路设定比较阈值时生成所述比较结果，所述输入输出口26根据所述比较结果输出PG关断信号，以关闭PG信号。数字控制信号发生器22会延时预设时间后控制所述DC-DC变换器14关闭。上述通过环路计算信号可以判断输出电压Vo(t)的拐点位位置，从而精确控制电源失效控制时序，同时得到功率变换器的最大保持时间。
在示例中，所述PG关断阈值略小于或等于所述数字补偿信号的极限值，其中PG关断阈值为占空比阈值略小于或等于占空比信号的极限值，相位阈值略小于或等于PWM间相位信号的极限值，环路设定比较阈值略小于或等于环路计算信号的极限值；频率阈值可以使用周期阈值进行比较，即周期阈值略小于或等于周期信号的极限值。具体地，当数字补偿信号u[k]达到PG关断阈值时，数字控制信号发生器22需要延时预设时间，该预设时间内DC-DC变换器14还处于工作状态，使得数字补偿信号u[k]达到极限值。
通过上述电源失效控制电路，能够在输入电源断电，即功率变换器关机，能够精确判断输出电压的拐点位置，从而能够精确控制电源失效控制时序，得到功率变换器的最大保持时间，不需要检测线路也不需要隔离电路进行控制信号传输，相当于传统的电源功率变换器输入电源关机的电源失效控制电路来说，其不需要增加检测电路和隔离电路，线路简单，成本较低。
如图5所示，电源失效控制电路2耦接于所述DC-DC变换器14的输出端和DC-DC变换器14的控制端；用于根据所述功率变换器的输出电压Vo(t)控制所述DC-DC变换器14的以预设控制方式工作或关闭，其中预设控制方式可以为变频控制方式、定频占空比控制方式、定频移相控制方式或者峰值电流控制方式。
在示例中，功率变换器还包括电磁干扰抑制（Electro Magnetic Interference，EMI）电路，该EMI电路耦接在输入电源Vin和整流器12之间，用于滤除来自输入电源Vin的各种干扰信号。
在示例中，功率变换器还包括减法器16。所述减法器16耦接于所述功率变换器的输出端和控制电路2之间，用于接收所述功率变换器的输出电压Vo(t)和电压阈值Vref，并将所述输出电压Vo(t)和电压阈值Vref进行减法运算来生成误差信号。
电源失效控制电路2接收并根据误差信号进行数据处理，以精确判断出输出电压Vo(t)的拐点位置，并延时预设时间关闭功率变换器，同时得到功率变换器的最大保持时间。
需要说明的是，在功率变换器中减法器16可以设置在功率变换器的输出端和电源失效控制电路2之间，先进行减法运算得到模拟误差信号然后再送入控制电路2中进行数字化处理。或者减法器16设置在电源失效控制电路2内部，先将与输出电压Vo(t)成比例的比例信号进行数/模转换后再进行减法运算得到数字误差信号。另外电源失效控制电路的具体实施方式可以参照图4，在这里不再赘述。
图6示出了本申请实施例的电源失效控制方法的示意图。如图4和图6所示，一种应用于功率变换器输入电源关机的电源失效控制方法包括以下步骤：
步骤301：通过数/模转换器收与所述功率变换器的输出电压成比例的比例信号，并根据所述比例信号来生成数字信号。
具体地，数/模转换器25耦接于所述功率变换器的输出端，用于接收与所述功率变换器的输出电压Vo(t)成比例的比例信号Vs(t)，并根据所述比例信号Vs(t)来生成数字信号Vs[k]。
步骤302：通过数字补偿器接收数字电压阈值与所述数字信号的差得到的数字误差信号，并根据所述数字误差信号来生成数字补偿信号。
具体地，数字补偿器21耦接于所述数/模转换器25，用于根据数字电压阈值Vref与所述数字信号Vs[k]的差得到的数字误差信号e[k]来生成数字补偿信号u[k]。
步骤303：通过数字控制信号发生器接收所述数字补偿信号u[k]，并根据所述数字补偿信号u[k]控制所述功率变换器的DC-DC变换器工作或关闭。
具体地，数字控制信号发生器22耦接于所述数字补偿器21，用于根据所述数字补偿信号u[k]控制所述功率变换器的DC-DC变换器14以预设控制方式工作或关闭，其中预设控制方式可以时变频控制方式、定频占空比控制方式、定频移相控制方式以及峰值电流控制方式其中一种。
步骤304：通过比较器比较所述数字补偿信号和PG关断阈值，并且当所述数字补偿信号达到所述PG关断阈值时生成比较结果。
具体地比较器24耦接所述数字补偿器21，用于比较所述数字补偿信号u[k]和PG关断阈值，并且当所述数字补偿信号u[k]达到所述PG关断阈值时生成比较结果。
步骤305：通过输入输出口接收所述比较结果，并根据所述比较结果输出PG关断信号，以关闭PG信号。
具体地，输入输出口26耦接所述比较器，用于根据所述比较结果来输出PG关断信号。这能够精确判断输出电压Vo(t)的拐点位置，从而精确控制电源失效时序。
在示例中，当所述数字补偿信号u[k]达到所述PG关断阈值时，通过所述数字控制信号发生器22延时预设时间后控制所述DC-DC变换器14关闭。
在示例中，当所述功率变换器耦接的输入电源关机且所述数字补偿信号u[k]达到所述PG关断阈值之前，通过所述数字控制信号发生器22增大所述控制信号的导通时间Ton，使得所述输出电压保持稳定。
在示例中，当功率变换器的DC-DC变换器14以变频控制方式工作时，所述数字补偿信号包括频率信号，所述PG关断阈值包括频率阈值；当所述频率信号小于所述频率阈值时通过所述比较器24生成所述比较结果，通过所述输入输出口26接收所述比较结果，并根据所述比较结果输出PG关断信号，以关闭PG信号。数字控制信号发生器22会延时预设时间后控制所述DC-DC变换器14关闭。上述通过判断频率信号可以判断输出电压Vo(t)的拐点位位置，从而精确控制电源失效时序，同时得到功率变换器的最大保持时间。
在示例中，当功率变换器的DC-DC变换器14以定频占空比控制方式工作时，所述数字补偿信号包括占空比信号，所述PG关断阈值包括占空比阈值；当所述占空比信号大于所述占空比阈值时通过所述比较器24生成所述比较结果，通过所述输入输出口26接收所述比较结果，并根据所述比较结果输出PG关断信号，以关闭PG信号。数字控制信号发生器22会延时预设时间后控制所述DC-DC变换器14关闭。上述通过判断占空比信号可以判断输出电压Vo(t)的拐点位位置，从而精确控制电源失效时序，同时得到功率变换器的最大保持时间。
在示例中，当功率变换器的DC-DC变换器14以定频相移控制方式工作时，所述数字补偿信号包括PWM间相位信号，所述PG关断阈值包括相位阈值；当所述PWM间相位信号大于所述相位阈值时通过所述比较器24生成所述比较结果，通过所述输入输出口26接收所述比较结果，并根据所述比较结果输出PG关断信号，以关闭PG信号。数字控制信号发生器22会延时预设时间后控制所述DC-DC变换器14关闭。上述通过判断PWM间相位信号可以判断输出电压Vo(t)的拐点位位置，从而精确控制电源失效时序，同时得到功率变换器的最大保持时间。
在示例中，当功率变换器的DC-DC变换器14以峰值电流控制方式工作时，所述数字补偿信号包括环路计算信号，所述PG关断阈值包括环路设定比较阈值；当所述环路计算信号大于所述环路设定比较阈值时通过所述比较器24生成所述比较结果，通过所述输入输出口26接收所述比较结果，并根据所述比较结果输出PG关断信号，以关闭PG信号。数字控制信号发生器22会延时预设时间后控制所述DC-DC变换器14关闭。上述通过判断环路计算信号可以判断输出电压Vo(t)的拐点位位置，从而精确控制电源失效时序，同时得到功率变换器的最大保持时间。
在示例中，所述PG关断阈值略小于或等于所述数字补偿信号的极限值，其中PG关断阈值为占空比阈值略小于或等于占空比信号的极限值，相位阈值略小于或等于PWM间相位信号的极限值，环路设定比较阈值略小于或等于环路计算信号的极限值；频率阈值可以使用周期阈值进行比较，即周期阈值略小于或等于周期信号的极限值。
通过上述电源失效控制方法，能够在输入电源断电，即功率变换器关机，能够精确判断输出电压的拐点位置，从而能够精确控制电源失效控制时序，得到功率变换器的最大保持时间，不需要检测线路也不需要隔离电路进行控制信号传输，相对于传统的电源功率变换器输入电源关机的电源失效控制电路来说，其不需要增加检测电路和隔离电路，线路简单，成本较低。
尽管详细描述了本申请的实施例及其优点，但是应了解，在不偏离由随附权利要求定义的本申请的精神和范围的情况下，可在本文中进行各种改变、替换和更改。
此外，本申请的范围不局限于本说明书中描述的过程、机器、制造、物质组成、方式、方法和步骤的特定实施例。本领域技术人员将从本申请的公开内容容易地明白，根据本申请，可利用与本文中描述的对应实施例执行大体上相同的功能或实现大体上相同的结果的目前现有或以后要开发的过程、机器、制造、物质组成、方式、方法或步骤。因此，希望随附权利要求在它们的范围内包含此类过程、机器、制造、物质组成、方式、方法或步骤。

Claims (18)

1.一种应用于功率变换器输入电源关机的电源失效控制电路，其特征在于，包括：
数/模转换器，用于接收与所述功率变换器的输出电压成比例的比例信号，并根据所述比例信号来生成数字信号；
数字补偿器，用根据数字电压阈值与所述数字信号的差得到的数字误差信号来生成数字补偿信号；
数字控制信号发生器，用于根据所述数字补偿信号控制所述功率变换器的DC-DC变换器工作或关闭；
比较器，用于比较所述数字补偿信号和PG关断阈值，并且当所述数字补偿信号达到所述PG关断阈值时生成比较结果；以及
输入输出口，用于根据所述比较结果来输出PG关断信号。
2.根据权利要求1所述的应用于功率变换器输入电源关机的电源失效控制电路，其特征在于，当所述数字补偿信号达到所述PG关断阈值时，所述数字控制信号发生器延时预设时间后控制所述DC-DC变换器关闭。
3.根据权利要求1所述的应用于功率变换器输入电源关机的电源失效控制电路，其特征在于，当所述功率变换器接收的输入电源关机且所述数字补偿信号达到所述PG关断阈值之前，所述数字控制信号发生器用于增大控制信号的导通时间，使得所述输出电压保持稳定。
4.根据权利要求1所述的应用于功率变换器输入电源关机的电源失效控制电路，其特征在于，所述数字补偿信号包括频率信号，所述PG关断阈值包括频率阈值；所述比较器用于当所述频率信号小于所述频率阈值时生成所述比较结果，所述输入输出口根据所述比较结果输出PG关断信号。
5.根据权利要求1所述的应用于功率变换器输入电源关机的电源失效控制电路，其特征在于，所述数字补偿信号包括占空比信号，所述PG关断阈值包括占空比阈值；所述比较器用于当所述占空比信号大于所述占空比阈值时生成所述比较结果，所述输入输出口根据所述比较结果输出PG关断信号。
6.根据权利要求1所述的应用于功率变换器输入电源关机的电源失效控制电路，其特征在于，所述数字补偿信号包括PWM间相位信号，所述PG关断阈值包括相位阈值；所述比较器用于当所述PWM间相位信号大于所述相位阈值时生成所述比较结果，所述输入输出口根据所述比较结果输出PG关断信号。
7.根据权利要求1所述的应用于功率变换器输入电源关机的电源失效控制电路，其特征在于，所述数字补偿信号包括环路计算信号，所述PG关断阈值包括环路设定比较阈值；所述比较器用于当所述环路计算信号大于所述环路设定比较阈值时生成所述比较结果，所述输入输出口根据所述比较结果输出PG关断信号。
8.根据权利要求1所述的应用于功率变换器输入电源关机的电源失效控制电路，其特征在于，所述PG关断阈值略小于或等于所述数字补偿信号的极限值。
9.根据权利要求1所述的应用于功率变换器输入电源关机的电源失效控制电路，其特征在于，还包括减法器；
用于接收所述数字信号和数字电压阈值，并将所述数字电压阈值与所述数字信号进行减法运算来生成数字误差信号。
10.一种应用于功率变换器输入电源关机的电源失效控制方法，其特征在于，所述方法包括：
通过数/模转换器接收与所述功率变换器的输出电压成比例的比例信号，并根据所述比例信号来生成数字信号；
根据数字电压阈值与所述数字信号的差得到的数字误差信号，通过数字补偿器生成数字补偿信号；
通过数字控制信号发生器接收所述数字补偿信号，并根据所述数字补偿信号控制所述功率变换器的DC-DC变换器工作或关闭；
通过比较器比较所述数字补偿信号和PG关断阈值，并且当所述数字补偿信号达到所述PG关断阈值时生成比较结果；以及
通过输入输出口接收所述比较结果，并根据所述比较结果输出PG关断信号。
11.根据权利要求10所述的电源失效控制方法，其特征在于，当所述数字补偿信号达到所述PG关断阈值时，通过所述数字控制信号发生器延时预设时间后控制所述DC-DC变换器关闭。
12.根据权利要求10所述的电源失效控制方法，其特征在于，当所述功率变换器耦接的输入电源关机且所述数字补偿信号达到所述PG关断阈值之前，通过所述数字控制信号发生器增大控制信号的导通时间，使得所述输出电压保持稳定。
13.根据权利要求10所述的电源失效控制方法，其特征在于，所述数字补偿信号包括频率信号，所述PG关断阈值包括频率阈值；当所述频率信号小于所述频率阈值时通过所述比较器生成所述比较结果，通过所述输入输出口接收所述比较结果，并根据所述比较结果输出PG关断信号。
14.根据权利要求10所述的电源失效控制方法，其特征在于，所述数字补偿信号包括占空比信号，所述PG关断阈值包括占空比阈值；当所述占空比信号大于所述占空比阈值时通过所述比较器生成所述比较结果，通过所述输入输出口接收所述比较结果，并根据所述比较结果输出PG关断信号。
15.根据权利要求10所述的电源失效控制方法，其特征在于，所述数字补偿信号包括PWM间相位信号，所述PG关断阈值包括相位阈值；当所述PWM间相位信号大于所述相位阈值时通过所述比较器生成所述比较结果，通过所述输入输出口接收所述比较结果，并根据所述比较结果输出PG关断信号。
16.根据权利要求10所述的电源失效控制方法，其特征在于，所述数字补偿信号包括环路计算信号，所述PG关断阈值包括环路设定比较阈值；当所述环路计算信号大于所述环路设定比较阈值时通过所述比较器生成所述比较结果，通过所述输入输出口接收所述比较结果，并根据所述比较结果输出PG关断信号。
17.一种功率变换器，其特征在于，包括：
整流器，耦接输入电源，用于将所述输入电源的电压转换为直流电压；
PFC电路，所述PFC电路的输入端耦接所述整流器；
母线电容；耦接所述PFC电路的输出端；
DC-DC变换器，所述DC-DC变换器的输入端连接所述母线电容和所述PFC电路的输出端，所述DC-DC变换器的输出端连接负载；以及
如权利要求1-9任意一项所述的电源失效控制电路，耦接于所述DC-DC变换器的输出端和DC-DC变换器的控制端；用于根据所述功率变换器的输出电压控制所述DC-DC变换器工作或关闭。
18.根据权利要求17所述的功率变换器，其特征在于，还包括减法器；
所述减法器耦接于所述功率变换器的输出端和电源失效控制电路之间，用于接收所述功率变换器的输出电压和电压阈值，并将所述输出电压和电压阈值进行减法运算来生成误差信号。
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