CN111756221B - 一种抑制启动时的过高电压产生的方法和电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种抑制电源提供单元启动时的过高电压产生的抑压电路及其实现方法。该抑压电路并联在电源转换MOS管的栅极和源极之间；在脉宽调制电压驱动的起始脉冲产生期间，该抑压电路减缓电源转换MOS管的栅极和源极之间的电压幅值上升的速度；在脉宽调制电压驱动的起始脉冲之后，该抑压电路不影响电源转换MOS管的开通速度。该抑压电路设计易于实现，不需要软件控制，电路设计简单，不需要大幅改动原有设计，成本低，效率高。

Description

一种抑制启动时的过高电压产生的方法和电路

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种用于抑制启动时的过高电压产生的电路及其实现方法。

背景技术

在当前的网络通信设备或其他电子设备的电源提供单元或电源模块中，在上电启动初期，由于电源提供单元中的缓冲电路还没有进入到正常工作状态，使得在上电启动初期，在电源提供单元或电源模块中的某些器件上产生过高的过压，这会极大增加通信设备的电源提供单元的失效风险；而在上电启动之后，过压的情况消失。对于这种情况，可以选用更高额定电压的相关元器件以同时满足启动和正常工作时的工作环境，但这种方法会使得成本上升以及电路面积增加。因此如何在当前设计电路的基础上进行改进，高效低成本地抑制电源提供单元启动时的过高电压的产生，这是个值得研究的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种抑制电源提供单元启动时的过高电压产生的抑压电路及其实现方法。该电路易于实现，不需要软件控制，能够在电源提供单元上电或复位起始时，抑制过高电压的产生，而不会影响电源提供单元在上电或复位起始之后的正常工作，从而为通信设备***提供高效低成本的电源。

根据本发明的第一方面的实施例，提供一种用于抑制电源提供单元启动时的过高电压产生的抑压电路，其中，所述电源提供单元包括脉宽调制电压驱动和电源转换MOS管，所述脉宽调制电压驱动的正极与所述电源转换MOS管的栅极相连，所述脉宽调制电压驱动的负极与所述电源转换MOS管的源极相连；其中，

所述抑压电路并联在所述电源转换MOS管的栅极和源极之间；在所述脉宽调制电压驱动的起始脉冲产生期间，所述抑压电路减缓所述电源转换MOS管的栅极和源极之间的电压幅值上升的速度；在所述脉宽调制电压驱动的起始脉冲之后，所述抑压电路不影响所述电源转换MOS管的开通速度。

具体地，所述抑压电路还包括：所述抑压电路不影响所述电源提供单元的重新启动的过程。

具体地，所述抑压电路包括：一个二级管，一个电容和一个电阻；所述电容和所述电阻并联；所述二级管的正极与所述脉宽调制电压驱动的正极相连；并联的电阻电容的一端与所述二极管的负极相连，另一端与所述电源转换MOS管的源极相连。

具体地，所述电容和所述电阻满足：

Kr*Kc>m*Ts；

其中，Kr是所述电阻的电阻值，Kc是所述电容的电容值，Ts是所述脉宽调制电压驱动产生的脉冲电压信号的周期，m取值为5。

具体地，所述电容和所述电阻满足：

Kr*Kc<Tp/n；

其中，Tp是所述电源提供单元重新启动所需的最短时间间隔，n取值为3。

根据本发明的第二方面的实施例，提供一种实现抑制电源提供单元启动时的过高电压产生的抑压电路的方法，其中，所述电源提供单元包括脉宽调制电压驱动和电源转换MOS管，所述脉宽调制电压驱动的正极与所述电源转换MOS管的栅极相连，所述脉宽调制电压驱动的负极与所述电源转换MOS管的源极相连；其中，所述方法包括：

S1：将所述抑压电路并联在所述电源转换MOS管的栅极和源极之间；

S2：在所述脉宽调制电压驱动的起始脉冲产生期间，使所述抑压电路减缓所述电源转换MOS管的栅极和源极之间的电压幅值上升的速度；在所述脉宽调制电压驱动的起始脉冲之后，使所述抑压电路不影响所述电源转换MOS管的开通速度。

具体地，该方法还包括：

S3：使所述抑压电路不影响所述电源提供单元的重新启动的过程。

具体地，所述步骤S2包括：

S21：布置一个二级管，一个电容和一个电阻；

S22：将所述电容和所述电阻并联；将所述二级管的正极与所述脉宽调制电压驱动的正极相连；将并联的电阻电容的一端与所述二极管的负极相连，另一端与所述电源转换MOS管的源极相连。

具体地，所述电容和所述电阻满足：

Kr*Kc>m*Ts；

其中，Kr是所述电阻的电阻值，Kc是所述电容的电容值，Ts是所述脉宽调制电压驱动产生的脉冲电压信号的周期，m取值为5。

具体地，所述电容和所述电阻满足：

Kr*Kc<Tp/n；

其中，Tp是所述电源提供单元重新启动所需的最短时间间隔，n取值为3。

根据本发明第三个方面的实施例，提供一种电子设备，该电子设备包括如前述的抑压电路。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：电路设计易于实现，不需要软件控制，能够在电源提供单元上电或复位起始时，抑制过高电压的产生，而不会影响电源提供单元在上电或复位起始之后的正常工作，电路设计简单，不需要大幅改动原有设计，成本低，效率高。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的实施例的抑制电源提供单元启动时的过高电压产生的抑压电路示意图。

图2是本发明的一个优选实施例的抑制电源提供单元启动时的过高电压产生的抑压电路示意图；

图3是本发明的一个优选实施例的抑制电源提供单元启动时的过高电压产生的抑压电路的应用的仿真结果示意图；

图4为本发明实施例的实现抑制电源提供单元启动时的过高电压产生的抑压电路的方法的流程示意图；

图5是本发明的一个优选实施例的实现抑制电源提供单元启动时的过高电压产生的抑压电路的方法的流程示意图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序、子电路等等。

后面所讨论的方法(其中一些通过流程图示出)可以通过硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或者其任意组合来实施。当用软件、固件、中间件或微代码来实施时，用以实施必要任务的程序代码或代码段可以被存储在机器或计算机可读介质(比如存储介质)中。(一个或多个)处理器可以实施必要的任务。

这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述本发明的示例性实施例的目的。但是本发明可以通过许多替换形式来具体实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。

应当理解的是，虽然在这里可能使用了术语“第一”、“第二”等等来描述各个单元，但是这些单元不应当受这些术语限制。使用这些术语仅仅是为了将一个单元与另一个单元进行区分。举例来说，在不背离示例性实施例的范围的情况下，第一单元可以被称为第二单元，并且类似地第二单元可以被称为第一单元。这里所使用的术语“和/或”包括其中一个或更多所列出的相关联项目的任意和所有组合。

应当理解的是，当一个单元被称为“连接”或“耦合”到另一单元时，其可以直接连接或耦合到所述另一单元，或者可以存在中间单元。与此相对，当一个单元被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一单元时，则不存在中间单元。应当按照类似的方式来解释被用于描述单元之间的关系的其他词语(例如“处于...之间”相比于“直接处于...之间”，“与...邻近”相比于“与...直接邻近”等等)。

这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

还应当提到的是，在一些替换实现方式中，所提到的功能/动作可以按照不同于附图中标示的顺序发生。举例来说，取决于所涉及的功能/动作，相继示出的两幅图实际上可以基本上同时执行或者有时可以按照相反的顺序来执行。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

图1为本发明的实施例的抑制电源提供单元启动时的过高电压产生的抑压电路示意图。根据本发明的实施例的抑压电路可以在电子设备的电源提供单元或电源提供电路中使用。其中，该电子设备包括但不限于终端设备、网络设备、通信设备、医疗设备、测量仪器等带有电源提供单元的电子设备。终端设备包括但不限于智能手机、平板电脑、PDA、PC机等。网络设备包括但不限于单个网络服务器、多个网络服务器组成的服务器组或基于云计算(Cloud Computing)的由大量计算机或网络服务器构成的云，其中，云计算是分布式计算的一种，由一群松散耦合的计算机集组成的一个超级虚拟计算机。通信设备包括但不限于路由器、交换机、基站、核心网、无线局域网控制器等设备。需要说明的是，电子设备，包括的终端设备、网络设备、通信设备等仅为举例，其他现有的或今后可能出现的带有抑制电源提供单元启动时的过高电压产生的抑压电路的电子设备如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并以引用方式包含于此。

本发明实施例的抑制电源提供单元启动时的过高电压产生的抑压电路中，电源提供单元包括脉宽调制电压驱动和电源转换MOS管，脉宽调制电压驱动的正极与电源转换MOS管的栅极相连，脉宽调制电压驱动的负极与电源转换MOS管的源极相连；其中，

抑压电路并联在电源转换MOS管的栅极和源极之间；在脉宽调制电压驱动的起始脉冲产生期间，抑压电路减缓电源转换MOS管的栅极和源极之间的电压幅值上升的速度；在脉宽调制电压驱动的起始脉冲之后，抑压电路不影响电源转换MOS管的开通速度。

如图1所示，本发明的实施例的电源提供单元包括脉宽调制电压驱动VP，该脉宽调制电压驱动VP提供脉冲宽度调制(PWM，Pulse Width Modulation)的周期性的脉冲电压信号。本发明的实施例的电源提供单元还包括电源转换MOS管M1，脉宽调制电压驱动VP的正极与电源转换MOS管M1的栅极相连，脉宽调制电压驱动VP的负极与电源转换MOS管M 1的源极相连。电源转换MOS管M1根据脉宽调制电压驱动VP的信号来开通和关断，与电源提供单元的其他部分电路一起完成电压和电流的转换与处理，为电源提供单元的后级提供所需要的电压或电流。电源提供单元的其他部分电路是指脉宽调制电压驱动VP和电源转换MOS管M1以外的不包括抑压电路在内的其他部分的电路，包括变换、整流、滤波和控制电路等。在电源提供单元上电起始或复位起始时，电源提供单元中的缓冲电路还没有进入到正常工作状态，会在电源提供单元中的某些器件，例如MOS管上产生过高的电压，过高的电压会超出器件的额定使用电压的范围，使器件超额工作。过高的电压也会超出电路设计要求的电压范围，使得相关模块或电路不能正常工作。

本发明实施例的抑压电路并联在电源转换MOS管M1的栅极和源极之间。该抑压电路并联在电源转换MOS管M1的栅极和源极之间，因此可以影响电源转换MOS管M1的栅级和源极之间的电压。在脉宽调制电压驱动VP的起始脉冲生成期间，该抑压电路减缓电源转换MOS管M1的栅极和源极之间的电压上升的速度；在脉宽调制电压驱动VP的起始脉冲之后，该抑压电路不影响所述电源转换MOS管M1的栅极和源极之间的开通电压上升的速度，即不影响MOS管的开通速度。脉宽调制电压驱动的起始脉冲产生期间所表示的时间段是指电源提供单元的上电初始或复位启动之后，脉宽调制电压驱动VP产生的第一个脉冲周期信号的有效脉冲宽度的时间段内；脉宽调制电压驱动的起始脉冲之后所表示的时间段是指脉宽调制电压驱动VP输出的第二个脉冲周期信号及其之后的时间段。在上电或复位起始时，脉宽调制电压驱动VP产生的第一个脉冲周期信号的有效脉冲宽度的期间，抑压电路对VP输出的第一个脉冲信号进行处理，使电源转换MOS管M1的开通速度变慢，从而使得变换电路的电压和电流变换速度减缓，减少寄生参数的影响，这样就使得在电源转换单元中的缓冲电路能有效发挥作用，从而抑制了在电源转换单元中的某些器件或节点上的过高电压的产生。在上电或复位起始之后，在脉宽调制电压驱动VP产生的第二个脉冲周期信号及其之后的时间里，抑制过高电压产生的抑压电路不再起作用，不再对电源转换MOS管M1的开通速度产生有效的影响，不会影响电源转换单元的其他部分电路的运行。图1中的抑制过高电压产生的抑压电路可以用多种方式实现。可以使用数字逻辑电路对脉宽调制电压驱动VP的信号进行处理，检测VP产生的起始脉冲信号，并控制输出到电源转换MOS管M1的栅极和源极之间的脉冲电压信号的脉冲幅度变化的速度，使得电源转换MOS管M1在起始脉冲有效期间的开通速度变慢。数字逻辑电路同时控制该电路在VP的起始脉冲之后不再工作，将VP输出的脉冲电压直通到电源转换MOS管M1的栅级和源极上。抑制过高电压产生的抑压电路也可以通过软件合并检测电路和控制电路的方式来实现：在检测电路检测到脉宽调制电压驱动VP输出的起始脉冲信号产生时，软件输出信号给控制电路，控制输出到电源转换MOS管M1的栅极和源极的脉冲电压的脉冲幅度的变化速度变缓或控制使该脉冲不输出到后级电路；而对起始脉冲之后的脉冲周期信号不做处理，使其直通到后级电路。

在本发明的一个实施例中抑制电源提供单元启动时的过高电压产生的抑压电路还包括：不影响电源提供单元的重新启动的过程。电源提供单元在复位或下电后会重新启动，此时抑压电路中的电容等器件上存储的电量应在下次启动之前完成放电，各个状态机、比较器等器件都应恢复到初始状态，从而不影响电源提供单元的重新启动的过程。

图2是本发明的一个优选实施例的抑制电源提供单元启动时的过高电压产生的抑压电路的示意图。如图2所示，本发明的优选实施例的抑压电路包括一个二级管D，一个电容C和一个电阻R。电容C和电阻R并联；二级管D的正极与脉宽调制电压驱动VP的正极相连；并联的电阻电容的一端与二极管D的负极相连，另一端与电源转换MOS管M1的源极相连。需要说明的是，本发明的实施例中的一个二极管、一个电阻和一个电容仅为举例，这里所使用的单数形式“一个”还包括复数，即多个二极管、多个电阻和多个电容，以及它们的组合，使得最终实施效果等效于本发明的实施例的一个二极管、一个电阻和一个电容，如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并以引用方式包含于此。图2中二极管D用于导通前向通过的电流或电压，而阻断反向经过的电流或电压。因此二极管D可以使脉宽调制电压驱动VP的输出通过，同时阻断电容C和电阻R上的可能有的反向输出到脉宽调制电压驱动VP的电压或电流，以保证脉宽调制电压驱动VP的正常工作。电容C用于减缓脉宽调制电压驱动VP的起始脉冲的上升速度。电容C可以吸收脉宽调制电压驱动VP的电量，使输出到电源转换MOS管M1的栅极和源极之间的电压的的起始脉冲的脉冲上升速度变缓，从而电源转换MOS管M1在脉宽调制电压驱动VP的起始脉冲产生期间的开通速度变慢。电阻R用于对电容C上的电量进行放电，使得在没有脉宽调制电压信号时，能按设定速度释放电容C上的电量，从而使抑压电路不影响电源提供单元的正常工作，也不影响电源提供单元在复位重启或下电重启的过程。

在一个优选实施例中，图2中的抑制过高电压产生的抑压电路的电阻R和电容C满足：Kr*Kc>m*Ts；其中，Kr是电阻R的电阻值，Kc是电容C的电容值，Ts是脉宽调制电压驱动VP产生的脉冲电压信号的周期，m取值为5。电阻R和电容C满足Kr*Kc>5Ts的条件时，可以使得电容C上的电量在Ts时间内保持住，不会被快速放电。Kr*Kc的值越大，在Ts的时间内，电容C上的电量保持得越多。根据仿真结果，Kr*Kc>5Ts时，电容C上可以保持住足够的电量；在实际环境中，抑压电路的使用效果也很好。

在另一个优选实施例中，图2中的抑制过高电压产生的抑压电路的电阻R和电容C满足：Kr*Kc<Tp/n；其中，Tp是电源提供单元重新启动所需的最短时间间隔，n取值为3。Tp是电源提供单元从断电或复位到再次重启的最小时间间隔。一般考虑到人按压按钮的时间间隔以及重启的路径和延时等，可以将Tp的值设定为0.1秒。当电阻R和电容C满足Kr*Kc<Tp/n的条件时，可以使得电容C上的电量在Tp的时间内基本完成放电。Kr*Kc的值越小，在Tp的时间内电容C上的电量下降得越快。根据仿真结果，Kr*Kc<Tp/3时，电容C在复位间隔时间内可以将大部分的电量放完，不影响下次重启的过程；在实际环境中，抑压电路的使用效果也很好。

图3是本发明的一个优选实施例的抑制电源提供单元启动时的过高电压产生的抑压电路的应用的仿真结果示意图。图3包括3a和3b两部分。图3a是不包括本发明的抑压电路的电源提供单元中的一个续流MOS管上的电压的仿真结果示意图。如图3a所示，在没有抑压电路时，续流MOS管上的漏源极电压在起始脉冲周期内会有过高电压产生，而在第二个脉冲周期之后没有过高电压的问题。图3b是包括抑压电路的电源提供单元中的续流MOS管上的电压的仿真结果示意图，与图3a相对应。抑压电路包括一个二级管，一个电容和一个电阻，二极管、电容和电阻的连接以及在电源提供单元中的位置如图2的实施例所示。Ts是脉宽调制电压驱动产生的脉冲信号的周期，在图中为4us；Tp是重启的最小时间间隔，为0.1s。图3b中使用的抑压电路的电容值Kc＝1uF，电阻值Kr＝10k。因此Kc*Kr＝0.01s，能够同时满足Kc*Kr>5*4us＝0.00002s，以及Kc*Kr<0.1/3s＝0.033s的条件。从图中可以看出，在使用抑压电路之后，电源转换MOS管上的栅源极电压的上升沿变缓，续流MOS管上的漏源极电压在起始脉冲周期内的最高电压从80v降低到63v，过高电压的问题消失。同时由于Kc*Kr<0.1/3s＝0.033s，因此当电源提供单元断电之后的0.1s后重新启动时，抑压电路中的电容储存的电量可以被释放干净，不影响电源提供单元的重新启动的过程。

图4为本发明的实施例的实现抑制电源提供单元启动时的过高电压产生的抑压电路的方法的流程示意图。根据本发明的实施例的方法可以在电子设备的电源提供单元或电源提供电路中使用。其中，该电子设备包括但不限于终端设备、网络设备、通信设备、医疗设备、测量仪器等带有电源提供单元的电子设备。终端设备包括但不限于智能手机、平板电脑、PDA、PC机等。网络设备包括但不限于单个网络服务器、多个网络服务器组成的服务器组或基于云计算(Cloud Computing)的由大量计算机或网络服务器构成的云，其中，云计算是分布式计算的一种，由一群松散耦合的计算机集组成的一个超级虚拟计算机。通信设备包括但不限于路由器、交换机、基站、核心网、无线局域网控制器等设备。需要说明的是，电子设备，包括的终端设备、网络设备、通信设备等仅为举例，其他现有的或今后可能出现的带有实现抑制电源提供单元启动时的过高电压产生的抑压电路的方法的电子设备如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并以引用方式包含于此。

本发明实施例的实现抑制电源提供单元启动时的过高电压产生的抑压电路的方法中，电源提供单元包括脉宽调制电压驱动和电源转换MOS管，脉宽调制电压驱动的正极与电源转换MOS管的栅极相连，脉宽调制电压驱动的负极与电源转换MOS管的源极相连。如图4所示，该方法包括步骤S1和步骤S2。在步骤S1中，将所述抑压电路并联在所述电源转换MOS管的栅极和源极之间。在步骤S2中，在所述脉宽调制电压驱动的起始脉冲产生期间，使所述抑压电路减缓所述电源转换MOS管的栅极和源极之间的电压幅值上升的速度；在所述脉宽调制电压驱动的起始脉冲之后，使所述抑压电路不影响所述电源转换MOS管的开通速度。

本发明的实施例的电源提供单元包括脉宽调制电压驱动VP，该脉宽调制电压驱动VP提供脉冲宽度调制(PWM，Pulse Width Modulation)的周期性的脉冲电压信号。本发明的实施例的电源提供单元还包括电源转换MOS管M1，脉宽调制电压驱动VP的正极与电源转换MOS管M1的栅极相连，脉宽调制电压驱动VP的负极与电源转换MOS管M 1的源极相连。电源转换MOS管M1根据脉宽调制电压驱动VP的信号来开通和关断，与电源提供单元的其他部分电路一起完成电压和电流的转换与处理，为电源提供单元的后级提供所需要的电压或电流。电源提供单元的其他部分电路是指脉宽调制电压驱动VP和电源转换MOS管M1以外的不包括抑压电路在内的其他部分的电路，包括变换、整流、滤波和控制电路等。在电源提供单元上电起始或复位起始时，电源提供单元中的缓冲电路还没有进入到正常工作状态，会在电源提供单元中的某些器件，例如MOS管上产生过高的电压，过高的电压会超出器件的额定使用电压的范围，使器件超额工作。过高的电压也会超出电路设计要求的电压范围，使得相关模块或电路不能正常工作。

在步骤S1中，将抑压电路并联在电源转换MOS管M1的栅极和源极之间。将抑压电路并联在电源转换MOS管M1的栅极和源极之间，就可以影响电源转换MOS管M1的栅级和源极之间的电压。

在步骤S2中，在脉宽调制电压驱动VP的起始脉冲产生期间，使该抑压电路减缓电源转换MOS管M1的栅极和源极之间的电压上升的速度；在脉宽调制电压驱动VP的起始脉冲之后，使该抑压电路不影响所述电源转换MOS管M1的栅极和源极之间的开通电压上升的速度，即开通速度。脉宽调制电压驱动的起始脉冲产生期间所表示的时间段是指电源提供单元的上电初始或复位启动之后，脉宽调制电压驱动VP产生的第一个脉冲周期信号的有效脉冲宽度的时间段内；脉宽调制电压驱动的起始脉冲之后所表示的时间段是指脉宽调制电压驱动VP输出的第二个脉冲周期信号及其之后的时间段。在上电或复位起始时，脉宽调制电压驱动VP产生的第一个脉冲周期信号的有效脉冲宽度的期间，使抑压电路对VP输出的第一个脉冲信号进行处理，使得电源转换MOS管M1的开通速度变慢，从而使得变换电路的电压和电流变换速度减缓，减少寄生参数的影响，这样就使得在电源转换单元中的缓冲电路能有效发挥作用，从而抑制了在电源转换单元中的某些器件或节点上的过高电压的产生。在上电或复位起始之后，在脉宽调制电压驱动VP产生的第二个脉冲周期信号及其之后的时间里，使抑压电路不再起作用，不再对电源转换MOS管M1的开通速度产生有效的影响，不会影响电源转换单元的其他部分电路的运行。实现抑制过高电压产生的抑压电路的方法有多种。可以使用数字逻辑电路对脉宽调制电压驱动VP的信号进行处理，检测VP产生的起始脉冲信号，并控制输出到电源转换MOS管M1的栅极和源极之间的脉冲电压信号的脉冲幅度变化的速度，使得电源转换MOS管M1在起始脉冲有效期间的开通速度变慢。数字逻辑电路同时控制该电路在VP的起始脉冲之后不再工作，将VP输出的脉冲电压直通到电源转换MOS管M1的栅级和源极上。实现抑制过高电压产生的抑压电路的方法也可以通过软件合并检测电路和控制电路的方式来实现：在检测电路检测到脉宽调制电压驱动VP输出的起始脉冲信号产生时，软件输出信号给控制电路，控制输出到电源转换MOS管M1的栅极和源极的脉冲电压的脉冲幅度的变化速度变缓或控制使该脉冲不输出到后级电路；而对起始脉冲之后的脉冲周期信号不做处理，使其直通到后级电路。

在本发明的一个实施例中实现抑制电源提供单元启动时的过高电压产生的抑压电路的方法还包括步骤S3(图中未示出)。在步骤S3中，使抑压电路不影响电源提供单元的重新启动的过程。电源提供单元在复位或下电后会重新启动，此时抑压电路中的电容等器件上存储的电量应在下次启动之前完成放电，各个状态机、比较器等器件都应恢复到初始状态，从而不影响电源提供单元的重新启动的过程。

图5是本发明的一个优选实施例的实现抑制电源提供单元启动时的过高电压产生的抑压电路的方法的流程示意图。如图5所示，本发明实施例的实现抑压电路的方法包括步骤S1和步骤S2。图5中所示标识的步骤S1与前面参照图4所描述的步骤S1的内容相同。在图5所示的优选实施例中，步骤S2包括步骤S21和步骤S22。

在步骤S21中，布置一个二级管D，一个电容C和一个电阻R。需要说明的是，本发明的实施例中的一个二极管、一个电阻和一个电容仅为举例，这里所使用的单数形式“一个”还包括复数，即多个二极管、多个电阻和多个电容，以及它们的组合，使得最终实施效果等效于本发明的实施例的一个二极管、一个电阻和一个电容，如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并以引用方式包含于此。

在步骤S22中，将电容C和电阻R并联；将二级管D的正极与脉宽调制电压驱动VP的正极相连；将并联的电阻电容的一端与二极管D的负极相连，另一端与电源转换MOS管M1的源极相连。二极管D用于导通前向通过的电流或电压，而阻断反向经过的电流或电压。因此二极管D可以使脉宽调制电压驱动VP的输出通过，同时阻断电容C和电阻R上的可能有的反向输出到脉宽调制电压驱动VP的电压或电流，以保证脉宽调制电压驱动VP的正常工作。电容C用于减缓脉宽调制电压驱动VP的起始脉冲的上升速度。电容C可以吸收脉宽调制电压驱动VP的电量，使输出到电源转换MOS管M1的栅极和源极之间的电压的的起始脉冲的脉冲上升速度变缓，从而电源转换MOS管M1在脉宽调制电压驱动VP的起始脉冲产生期间的开通速度变慢。电阻R用于对电容C上的电量进行放电，使得在没有脉宽调制电压信号时，能按设定速度释放电容C上的电量，从而使抑压电路不影响电源提供单元的正常工作，也不影响电源提供单元在复位重启或下电重启的过程。

在一个优选实施例中，抑制过高电压产生的抑压电路的电阻R和电容C满足：Kr*Kc>m*Ts；其中，Kr是电阻R的电阻值，Kc是电容C的电容值，Ts是脉宽调制电压驱动VP产生的脉冲电压信号的周期，m取值为5。电阻R和电容C满足Kr*Kc>5Ts的条件时，可以使得电容C上的电量在Ts时间内保持住，不会被快速放电。Kr*Kc的值越大，在Ts的时间内，电容C上的电量保持得越多。根据仿真结果，Kr*Kc>5Ts时，电容C上可以保持住足够的电量；在实际环境中，抑压电路的使用效果也很好。

在另一个优选实施例中，抑制过高电压产生的抑压电路的电阻R和电容C满足：Kr*Kc<Tp/n；其中，Tp是电源提供单元重新启动所需的最短时间间隔，n取值为3。Tp是电源提供单元从断电或复位到再次重启的最小时间间隔。一般考虑到人按压按钮的时间间隔以及重启的路径和延时等，可以将Tp的值设定为0.1秒。当电阻R和电容C满足Kr*Kc<Tp/n的条件时，可以使得电容C上的电量在Tp的时间内基本完成放电。Kr*Kc的值越小，在Tp的时间内电容C上的电量下降得越快。根据仿真结果，Kr*Kc<Tp/3时，电容C在复位间隔时间内可以将大部分的电量放完，不影响下次重启的过程；在实际环境中，抑压电路的使用效果也很好。

图3是本发明的一个优选实施例的抑制电源提供单元启动时的过高电压产生的抑压电路的应用的仿真结果示意图。图3a是不包括本发明的抑压电路的电源提供单元中的一个续流MOS管上的电压的仿真结果示意图。如图3a所示，在没有抑压电路时，续流MOS管上的漏源极电压在起始脉冲周期内会有过高电压产生，而在第二个脉冲周期之后没有过高电压的问题。图3b是包括抑压电路的电源提供单元中的续流MOS管上的电压的仿真结果示意图，与图3a相对应。抑压电路包括一个二级管，一个电容和一个电阻，二极管、电容和电阻的连接以及实现步骤如图5的实施例所示。Ts是脉宽调制电压驱动产生的脉冲信号的周期，在图中为4us；Tp是重启的最小时间间隔，为0.1s。图3b中使用的抑压电路的电容值Kc＝1uF，电阻值Kr＝10k。因此Kc*Kr＝0.01s，能够同时满足Kc*Kr>5*4us＝0.00002s，以及Kc*Kr<0.1/3s＝0.033s的条件。从图中可以看出，在使用抑压电路之后，电源转换MOS管上的栅源极电压的上升沿变缓，续流MOS管上的漏源极电压在起始脉冲周期内的最高电压从80v降低到63v，过高电压的问题消失。同时由于Kc*Kr<0.1/3s＝0.033s，因此当电源提供单元断电之后的0.1s后重新启动时，抑压电路中的电容储存的电量可以被释放干净，不影响电源提供单元的重新启动的过程。

需要注意的是，本发明的电路可采用专用集成电路(ASIC)或任何其他类似硬件设备来实现。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。***权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

除非另行定义，否则这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)都具有与示例性实施例所属领域内的技术人员通常所理解的相同的含义。还应当理解的是，除非在这里被明确定义，否则例如在通常使用的字典中定义的那些术语应当被解释成具有与其在相关领域的上下文中的含义相一致的含义，而不应按照理想化的或者过于正式的意义来解释。

Claims (11)

1.一种用于抑制电源提供单元启动时的过高电压产生的抑压电路，其中，所述电源提供单元包括脉宽调制电压驱动和电源转换MOS管，所述脉宽调制电压驱动的正极与所述电源转换MOS管的栅极相连，所述脉宽调制电压驱动的负极与所述电源转换MOS管的源极相连；其中，

所述抑压电路并联在所述电源转换MOS管的栅极和源极之间；在所述脉宽调制电压驱动的起始脉冲产生期间，所述抑压电路减缓所述电源转换MOS管的栅极和源极之间的电压幅值上升的速度；在所述脉宽调制电压驱动的起始脉冲之后，所述抑压电路不影响所述电源转换MOS管的开通速度；

其中，所述起始脉冲产生期间意指，所述电源提供单元的上电初始或复位启动之后，所述脉宽调制电压驱动产生的第一个脉冲周期信号的有效脉冲宽度的时间段内；所述脉宽调制电压驱动的起始脉冲之后意指，所述脉宽调制电压驱动输出的第二个脉冲周期信号及其之后的时间段。

2.根据权利要求1所述的抑压电路，其中还包括：所述抑压电路不影响所述电源提供单元的重新启动的过程。

3.根据权利要求1或2所述的抑压电路，其中，所述抑压电路包括：

一个二极管，一个电容和一个电阻；所述电容和所述电阻并联；所述二极管的正极与所述脉宽调制电压驱动的正极相连；并联的电阻电容的一端与所述二极管的负极相连，另一端与所述电源转换MOS管的源极相连。

4.根据权利要求3所述的抑压电路，其中，所述电容和所述电阻满足：

Kr*Kc>m*Ts；

其中，Kr是所述电阻的电阻值，Kc是所述电容的电容值，Ts是所述脉宽调制电压驱动产生的脉冲电压信号的周期，m取值为5。

5.根据权利要求3所述的抑压电路，其中，所述电容和所述电阻满足：

Kr*Kc<Tp/n；

其中，Tp是所述电源提供单元重新启动所需的最短时间间隔，n取值为3。

6.一种实现抑制电源提供单元启动时的过高电压产生的抑压电路的方法，其中，所述电源提供单元包括脉宽调制电压驱动和电源转换MOS管，所述脉宽调制电压驱动的正极与所述电源转换MOS管的栅极相连，所述脉宽调制电压驱动的负极与所述电源转换MOS管的源极相连；其中，所述方法包括：

S1：将所述抑压电路并联在所述电源转换MOS管的栅极和源极之间；

S2：在所述脉宽调制电压驱动的起始脉冲产生期间，使所述抑压电路减缓所述电源转换MOS管的栅极和源极之间的电压幅值上升的速度；在所述脉宽调制电压驱动的起始脉冲之后，使所述抑压电路不影响所述电源转换MOS管的开通速度；

其中，所述起始脉冲产生期间意指，所述电源提供单元的上电初始或复位启动之后，所述脉宽调制电压驱动产生的第一个脉冲周期信号的有效脉冲宽度的时间段内；所述脉宽调制电压驱动的起始脉冲之后意指，所述脉宽调制电压驱动输出的第二个脉冲周期信号及其之后的时间段。

7.根据权利要求6所述的方法，其中还包括：

S3：使所述抑压电路不影响所述电源提供单元的重新启动的过程。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述步骤S2包括：

S21：布置一个二极管，一个电容和一个电阻；

S22：将所述电容和所述电阻并联；将所述二极管的正极与所述脉宽调制电压驱动的正极相连；将并联的电阻电容的一端与所述二极管的负极相连，另一端与所述电源转换MOS管的源极相连。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述电容和所述电阻满足：

Kr*Kc>m*Ts；

其中，Kr是所述电阻的电阻值，Kc是所述电容的电容值，Ts是所述脉宽调制电压驱动产生的脉冲电压信号的周期，m取值为5。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述电容和所述电阻满足：

Kr*Kc<Tp/n；

其中，Tp是所述电源提供单元重新启动所需的最短时间间隔，n取值为3。

11.一种电子设备，其中包括如权利要求1至5中任一项所述的抑压电路。

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