CN113224946A - 一种温度控制方法、装置及直流升压电路 - Google Patents

一种温度控制方法、装置及直流升压电路 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种温度控制方法，方法包括以下步骤：通过温度检测电路对电源***控制芯片的温度进行检测，获取温度数据；根据温度数据，在判定为预设时间内温度上升且电源***内温度大于第一阈值的情况下，则控制温控开关处于断开状态并对PWM信号进行重新配置；在判定为预设时间内电源***控制芯片温度下降的情况下，则根据温度下降幅度，调整温控开关的工作状态,以使电源***控制芯片温度处于预设范围之内。本发明还提供了温度控制装置及直流升压电路。本发明能够对电源***内直流升压电路进行有效温度控制，稳定性较高；解决了现有技术存在的电源***内直流升压电路中温度滞后引起的电子元器件损坏的问题。

Description

一种温度控制方法、装置及直流升压电路
技术领域
本发明涉及电源***技术领域，具体涉及一种温度控制方法、装置及直流升压电路。
背景技术
在电源***中，直流升压电路一般用于在电源***中将低电压转换成高输出电压，以供电子设备使用。升压斩波电路是一种较为常见的直流升压电路。常规技术中升压控制是通过控制芯片(IC)集成升压斩波电路，来进行电压和电流闭环控制。随着芯片的功能集成度增加,芯片在工作过程中会产生大量的热量，大量热量会导致降低芯片等电子元器件的功能以及寿命。
为了防止控制芯片等电子元器件在高温环境下损坏，一般直流升压电路中增加过温保护电路。过温保护电路检测到芯片温度（或电源***内部温度）变化，当温度高于某一特定值时，过温保护电路会发送控制信号关断芯片的电压输出，直到温度回复正常，芯片又开始重新工作。然而现有技术所述的过温保护机制，具有一定的迟滞性；迟滞的过温保护机制会造成芯片等电子元器件损坏。
公开号为CN 112068631 A的专利文献公开了一种低功耗抗干扰的过温保护电路，该过温保护电路利用两个参考电压设置温度检测的迟滞窗口，能够防止芯片温度过高影响器件寿命；但是，在实践过程中，将上述现有温控技术方案应用于直流升压电路中，稳定性较低，成本较高，在高温环境中仍然出现过温控制不及时的情况，同时过温控制的开启频率较高。因此，如何对电源***内直流升压电路进行有效温度控制，是需要解决的技术问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种温度控制方法、装置，应用于直流升压电路，能够对电源***内直流升压电路进行有效温度控制，稳定性较高；解决了现有技术存在的电源***内直流升压电路中温度滞后引起的电子元器件损坏的问题。
本发明的技术方案如下：
本发明还提供了一种温度控制方法，包括以下步骤：通过温度检测电路对电源***控制芯片的温度进行检测，获取温度数据；根据温度数据，在判定为预设时间内温度上升且电源***内温度大于第一阈值的情况下，则控制温控开关处于断开状态并对PWM信号进行重新配置；在判定为预设时间内电源***控制芯片温度下降的情况下，则根据温度下降幅度，调整温控开关的工作状态,以使电源***控制芯片温度处于预设范围之内。
进一步地，对PWM信号进行重新配置，包括：配置定时器的工作方式为连续增减工作模式，以及计数周期为N倍载波周期；配置寄存器的值并对计数器设置为自动计数；在寄存器的值与计数器的值相等的情况下，输出一路PWM波；上述方式为对PWM信号进行重新配置方式，通过上述方式通过调节PWM波的占空比以及脉冲周期或宽度,来控制升压斩波电路中的开关管的开与断,能够重新获得所需要的幅值的输出电压，实现输出电压的动态调节和稳压范围较宽；采用调节控制芯片的输出电压的方式，可以有效调整控制芯片产生的热量；当电源***内处于高温环境时，通过调整升压斩波电路中开关管的工作频率，可以有效降低控制芯片新产生的热量，并保持控制芯片温度长期处于预设温度范围之内；同时在后续工作过程中，可以有效降低温控开关开启或断开的频率。
进一步地，根据温度下降幅度，调整温控开关的工作状态之前，还包括：获取输出电压与电源***控制芯片温度之间对应的数据集，并查找出输出电压出现的热迟滞窗口；根据热迟滞窗口信息，获得电源***内控制芯片关断的温度以及开启的温度信息，并计算温度迟滞量；上述方式为获得温度迟滞量的方法，采用上述方法，能够有效提升温度迟滞量的精确度以及获取的可靠性。
进一步地，查找出输出电压出现的热迟滞窗口，包括：在温度上升的情况下，获取输出电压下降速率大于第一预设速率时的第一温度，以及输出电压下降至零时的第二温度；在温度上升的情况下，获取输出电压上升速率大于第二预设速率时的第三温度，以及输出电压稳定输出时的第四温度；第一温度至第四温度之间的温度信息为热迟滞窗口信息。
进一步地，的电源***内控制芯片关断的温度为第一温度，电源***内控制芯片开启的温度为第三温度。
进一步地，根据温度下降幅度，调整温控开关的工作状态，包括：在预设时间内电源温度下降幅度超过温度迟滞量，则控制温控关处于闭合状态，否则控制温控开关处于断开状态。
本发明所述的温度控制方法，通过获取到温度检测电路对电源***控制芯片的温度进行检测的温度数据，然后在判定为预设时间内温度上升且电源***内温度大于第一阈值的情况下，则控制温控开关处于断开状态并对PWM信号进行重新配置；以及在判定为预设时间内电源***控制芯片温度下降的情况下，则根据温度下降幅度，调整温控开关的工作状态,以使电源***内部温度处于预设范围之内，有效地调整电源***内部模块的温度，防止电源***内芯片温度过高影响器件寿命。
本发明还提供了一种温度控制装置，该装置包括：
获取单元，用于通过温度检测电路对直流升压电路控制芯片的温度进行检测，获取温度数据；
控制单元，根据温度数据，在判定为预设时间内温度上升且电源***内温度大于第一阈值的情况下，则控制温控开关处于断开状态并对PWM信号进行重新配置；在判定为预设时间内电源***控制芯片温度下降的情况下，根据温度下降幅度，调整温控开关的工作状态,以使电源***控制芯片温度处于预设范围之内。
进一步地，装置还包括配置单元，用于配置定时器的工作方式为连续增减工作模式，以及计数周期为N倍载波周期；配置寄存器的值并对计数器设置为自动计数；在寄存器的值与计数器的值相等的情况下，输出一路PWM波。
进一步地，装置还包括：查找单元，用于获取输出电压与电源***控制芯片温度之间对应的数据集，并查找出输出电压出现的热迟滞窗口；计算单元，用于根据热迟滞窗口信息，获得电源***内控制芯片关断的温度以及开启的温度信息，并计算温度迟滞量。
进一步地，控制单元包括：第一控制子单元，在预设时间内电源温度下降幅度超过温度迟滞量，则控制温控开关处于闭合状态；第二控制子单元，输出电压值在预设时间内的下降幅度小于或等于温度迟滞量，则控制温控开关处于断开状态。
本发明的有益效果：
1.本发明在判定为预设时间内温度上升且电源***内温度大于第一阈值的情况下，通过对PWM信号进行重新配置，调整升压斩波电路中开关管的工作频率，控制控制芯片的输出电压，有效降低控制芯片产生的热量；
2.本发明根据输出电压出现的热迟滞窗口，获得电源***内控制芯片关断的温度以及开启的温度信息，从而计算的温度迟滞量，其准确度较高。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例所述的温度控制方法的流程图；
图2是本发明实施例所述的温度控制装置的连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1所示，本发明实施例提供了一种温度控制方法，方法包括以下步骤：
S101：通过温度检测电路对电源***控制芯片的温度进行检测，获取温度数据；
S102：根据温度数据，在判定为预设时间内温度上升且电源***内温度大于第一阈值的情况下，则控制温控开关处于断开状态并对PWM信号进行重新配置；
S103：在判定为预设时间内电源***控制芯片温度下降的情况下，在预设时间内电源温度下降幅度超过温度迟滞量，则控制温控开关处于闭合状态，否则控制温控开关处于断开状态。
其中，步骤S102中，对PWM信号进行重新配置，包括：
S10201：配置定时器的工作方式为连续增减工作模式，以及计数周期为N倍载波周期；
S10202：配置寄存器的值并对计数器设置为自动计数；
S10203：在寄存器的值与计数器的值相等的情况下，输出一路PWM波。
上述步骤中，S103中的温度迟滞量的获取，发生在S101之前，其具体包括以下步骤：
S10301：获取输出电压与电源***芯片温度之间对应的数据集，并查找出输出电压出现的热迟滞窗口；查找出输出电压出现的热迟滞窗口，包括：在温度上升的情况下，获取输出电压下降速率大于第一预设速率时的第一温度，以及输出电压下降至零时的第二温度；在温度上升的情况下，获取输出电压上升速率大于第二预设速率时的第三温度，以及输出电压稳定输出时的第四温度；第一温度、第二温度、第三温度以及第四温度之间的区域信息为热迟滞窗口信息。
本实施例中，通过数据集，电源***芯片在0至160度时,呈稳定输出电压状态，随着芯片温度升高，由于过温保护电路发出控制信号并断开芯片的电压输出,输出电压会在160至168度后慢速下降,并在168至172度之间快速降至零输出状态,其下降速率大于第一预设速率,此时,可将168度设置为第一温度,第二温度为172度；当温度降低时，过温保护电路发出控制信号并重新闭合温控开关，保持芯片的电压输出；此时下降至153度时，输出电压会缓慢上升并在下降至147度时，快速回位至稳定输出状态，其上升速率大于预设速率，此时可将147度设为第三温度，稳定输出状态时的温度为145度，145度可定义为第四温度；第一至第四温度之间的温度信息为热迟滞窗口信息。
S10302：根据热迟滞窗口信息，获得电源***内控制芯片关断的温度以及开启的温度信息，并计算温度迟滞量；其中，电源***内控制芯片关断的温度为第一温度，电源***内控制芯片开启的温度为第三温度。
本实施例中，第一温度为168度，第三温度为147度，温度迟滞量为第一温度和第三温度之间的差值，温度迟滞量为21度。
本发明实施例通过获取控制芯片温度，在判定为预设时间内温度上升且电源***内温度大于第一阈值的情况下，则控制温控开关处于断开状态并对PWM信号进行重新配置，在判定为预设时间内电源***控制芯片温度下降的情况下，在预设时间内电源温度下降幅度超过温度迟滞量，则控制温控开关处于闭合状态，否则控制温控开关处于断开状态，从而能够确保电源电源***内控制芯片等各个模块的温度处于预设范围内，相比于现有技术，本发明实施例所述温度控制方法，准确性高，能有效减少过温开关的工作频率，以及现有技术存在的电源***内直流升压电路中温度滞后引起的电子元器件损坏的问题。
本发明实施例还提供了一种温度控制装置，装置包括：
获取单元，用于通过温度检测电路对直流升压电路控制芯片的温度进行检测，获取温度数据；
控制单元，用于根据温度数据，在判定为预设时间内温度上升且电源***内温度大于第一阈值的情况下，则控制温控开关处于断开状态并对PWM信号进行重新配置；在判定为预设时间内电源***控制芯片温度下降的情况下，根据温度下降幅度，调整温控开关的工作状态,以使电源***控制芯片温度处于预设范围之内。
配置单元，用于配置定时器的工作方式为连续增减工作模式，以及计数周期为N倍载波周期；配置寄存器的值并对计数器设置为自动计数；在寄存器的值与计数器的值相等的情况下，输出一路PWM波。
查找单元，用于获取输出电压与电源***控制芯片温度之间对应的数据集，并查找出输出电压出现的热迟滞窗口；
计算单元，用于根据热迟滞窗口信息，获得电源***内控制芯片关断的温度以及开启的温度信息，并计算温度迟滞量。
其中，控制单元包括：
第一控制子单元，在预设时间内电源温度下降幅度超过温度迟滞量，则控制温控开关处于闭合状态，否则控制温控开关处于断开状态。
本发明实施例所述的温度控制装置与温度控制方法基于同样的发明构思，具备相同的有益效果，在此不再赘述。
本发明实施例还提供了一种直流升压电路,包括上述温度控制装置。

Claims (10)

1.一种温度控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
通过温度检测电路对电源***控制芯片的温度进行检测，获取温度数据；
根据温度数据，在判定为预设时间内温度上升且电源***内温度大于第一阈值的情况下，则控制温控开关处于断开状态并对PWM信号进行重新配置；
在判定为预设时间内电源***控制芯片温度下降的情况下，则根据温度下降幅度，调整温控开关的工作状态,以使电源***控制芯片温度处于预设范围之内。
2.如权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于：对PWM信号进行重新配置，包括：
配置定时器的工作方式为连续增减工作模式，以及计数周期为N倍载波周期；
配置寄存器的值并对计数器设置为自动计数；
在寄存器的值与计数器的值相等的情况下，输出一路PWM波。
3.如权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于：根据温度下降幅度，调整温控开关的工作状态之前，还包括：
获取输出电压与电源***控制芯片温度之间对应的数据集，并查找出输出电压出现的热迟滞窗口信息；
根据热迟滞窗口信息，获得电源***内控制芯片关断的温度以及开启的温度信息，并计算温度迟滞量。
4.如权利要求3所述的温度控制方法，其特征在于：查找出输出电压出现的热迟滞窗口，包括：
在温度上升的情况下，获取输出电压下降速率大于第一预设速率时的第一温度，以及输出电压下降至零时的第二温度；
在温度下降的情况下，获取输出电压上升速率大于第二预设速率时的第三温度，以及输出电压稳定输出时的第四温度；
第一温度至第四温度之间的温度信息为热迟滞窗口信息。
5.如权利要求3所述的温度控制方法，其特征在于：
所述的电源***内控制芯片关断的温度为第一温度，电源***内控制芯片开启的温度为第三温度。
6.如权利要求3所述的温度控制方法，其特征在于：根据温度下降幅度，调整温控开关的工作状态，包括：
在预设时间内电源温度下降幅度超过温度迟滞量，则控制温控开关处于闭合状态，否则控制温控开关处于断开状态。
7.一种温度控制装置，其特征在于，所述装置包括：
获取单元，用于通过温度检测电路对直流升压电路控制芯片的温度进行检测，获取温度数据；
控制单元，根据温度数据，在判定为预设时间内温度上升且电源***内温度大于第一阈值的情况下，则控制温控开关处于断开状态并对PWM信号进行重新配置；在判定为预设时间内电源***控制芯片温度下降的情况下，根据温度下降幅度，调整温控开关的工作状态,以使电源***控制芯片温度处于预设范围之内；
配置单元，用于配置定时器的工作方式为连续增减工作模式，以及计数周期为N倍载波周期；配置寄存器的值并对计数器设置为自动计数；在寄存器的值与计数器的值相等的情况下，输出一路PWM波。
8.如权利要求7所述的温度控制装置，其特征在于，所述装置还包括：
查找单元，用于获取输出电压与电源***控制芯片温度之间对应的数据集，并查找出输出电压出现的热迟滞窗口；
计算单元，用于根据热迟滞窗口信息，获得电源***内控制芯片关断的温度以及开启的温度信息，并计算温度迟滞量。
9.如权利要求7所述的温度控制装置，其特征在于，控制单元包括：
第一控制子单元，在预设时间内电源温度下降幅度超过温度迟滞量，则控制温控开关处于闭合状态，否则控制温控开关处于断开状态。
10.一种直流升压电路,其特征在于,包括上述权利要求7至权利要求9所述的温度控制装置。
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