低功耗短路保护的降压转换器制造技术

本实用新型专利技术提供一种低功耗短路保护的降压转换器，包括上管M1、下管M2,逻辑控制模块、谷底电流检测模块、电感L1、电阻R1、R2、输出电压与基准比较器、软启动模块、RS触发器、固定导通时间模块、PFM比较器、短路判断比较器、判断触发软启动模块、VFB电压放大器、电压比较处理器。相对于现有的短路保护，本实用新型专利技术短路期间的输入功耗极低。保护期间不需要较长时间的延时电路来达到降低功耗的目的。方案简单，同时成本低廉。检测短路保护期间，电感的上冲电流很小，提高了芯片短路器件的可靠性。短路恢复后，保证芯片软启动，控制电感电流缓慢增加，防止其浪涌电流过大，提高芯片的可靠性。

Low power short circuit protection buck converter

The utility model provides a buck converter with short circuit protection and low power consumption, including M1, M2 tube, the bottom of the logic control module, current detection module, L1, R1, R2 resistor inductance, output voltage and the reference comparator, soft start module, RS flip-flop, fixed turn-on time module, PFM comparator, short circuit judge the comparator, triggering soft start module, VFB voltage amplifier, voltage comparison processor. Compared with the existing short circuit protection, the input power consumption of the utility model is very low. The protection period does not require a long time delay circuit to achieve the purpose of reducing power consumption. The scheme is simple and the cost is low. During the short circuit protection, the current of the inductor is very small, which improves the reliability of the chip short circuit device. After the short circuit recovery, it can ensure the soft start of the chip and control the increase of the inductor current.

【技术实现步骤摘要】

本技术设及开关电源领域，尤其是降压型开关充电器。
技术介绍
目前随着移动手持设备越来越多，开关电源的应用也越来越广泛。开关电源一般 都需要短路保护功能，W防止短路时电流过大烧毁开关管。同时短路时，要求具有较低的功 耗，降低对前一级电源的消耗。 目前，开关电源中的短路保护电路大都采用脉宽调制控制模式，通过限制上管的 峰值来达到短路保护的功能。由于运种控制模式只是限制电感电流的峰值，在短路状态下 一直处于频繁的保护与恢复状态之间切换，主回路的工作电流仍然很大，导致损耗大，同时 可靠性比较低。 还有部分开关电源短路保护采用打嗎模式，来降低短路时的功耗。实现方法:通过 检测输出电压，当其低于某设定值时，发出短路保护信号，关闭开关管进入休眠模式。经过 一段很长时间的延时后重新软启动，启动过程若输出电压升高则判断退出短路保护。否则 经过一定时间的检测启动后，重新进入休眠模式。该实现方式，若要达到较低的短路功耗， 必须要求休眠时间和检测时间具有较大的比例，因此需要忍片内部有很长的延时电路，会 增加忍片的面积和成本，同时忍片会在短路的情况下不断的软起，导致可靠性降低的问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本技术提供一种低功耗短路保护的降压转换 器，W降低短路保护时开关电源的功耗，并且不会因需要较长时间的延时而增大体积和成 本。同时该电路可W实现自动检测短路保护退出，提高降压转换器忍片的可靠性。本实用新 型采用的技术方案是： 一种低功耗短路保护的降压转换器，包括上管Ml、下管M2，M1和M2均为开关管； 上管Ml的输入端接输入电压VIN，输出端接下管M2的输入端和电感Ll的一端，W及 谷底电流检测模块的输入端；电感Ll的另一端接电阻Rl的一端并产生输出电压VOUT;电阻 Rl的另一端接电阻R2的一端并产生电压VFB;下管M2和电阻R2的另一端接地；电压VFB输入 短路判断比较器的反相输入端、输出电压与基准比较器的反相输入端、^及￥!^电压放大器 的输入端；[000引短路判断比较器的同相输入端接参考电压VREF2;输出电压与基准比较器的同相 输入端接参考电压VREFl;短路判断比较器和输出电压与基准比较器的输出端均连接一电 压比较处理器的输入端；电压比较处理器的输出端输出电压VCOMP并输入PFM比较器的反相 输入端;谷底电流检测模块的输出端接PFM比较器的同相输入端； Vra电压放大器的输出端输出信号VS册RT并连接判断触发软启动模块的反相输入 端;判断触发软启动模块为一个比较器;判断触发软启动模块输出信号EN并连接软启动模 块的输入端;软启动模块的输出端输出斜坡电压VSS;斜坡电压VSS输入判断触发软启动模 块的同相输入端和电压比较处理器的输入端； PFM比较器的输出端接固定导通时间模块的输入端和RS触发器的S端；固定导通时 间模块的输出端接RS触发器的R端;RS触发器的Q端接逻辑控制模块的输入端;逻辑控制模 块的两个输出端分别接上管Ml和下管M2的控制端。 进一步地，VFB电压放大器的输入为电压VFB，输出电压为5*V邸+0.7V。 进一步地，参考电压VREFl为0.6v;参考电压VREF2为0.3v。 本技术的优点在于： 1)短路期间的输入功耗极低。保护期间不需要较长时间的延时电路来达到降低功 耗的目的。方案简单，同时成本低廉。 2)检测短路保护期间，电感的上冲电流很小，提高了忍片短路器件的可靠性 3)短路恢复后，保证忍片软启动，控制电感电流缓慢增加，防止其浪涌电流过大， 提高忍片的可靠性。【附图说明】 图1为本技术专利的原理框图。[001引图2为TON控制模式的原理时序图。 图3为短路保护期间的原理时序图。 图4为短路保护自动检测的时序图W及保护恢复的时序图。【具体实施方式】下面结合具体附图和实施例对本技术作进一步说明。 本技术提供一种低功耗短路保护的降压转换器，包括上管Ml、下管M2，M1和M2 均为开关管； 上管Ml的输入端接输入电压VIN，输出端接下管M2的输入端和电感Ll的一端，W及 谷底电流检测模块102的输入端；电感Ll的另一端接电阻Rl的一端并产生输出电压VOUT;电 阻Rl的另一端接电阻R2的一端并产生电压VFB;下管M2和电阻R2的另一端接地；电压VFB输 入短路判断比较器108的反相输入端、输出电压与基准比较器103的反相输入端、W及￥!^电 压放大器110的输入端； 短路判断比较器108的同相输入端接参考电压VREF2;VREF2为0.3V;输出电压与基 准比较器103的同相输入端接参考电压VREFl ;VREF1为0.6V;短路判断比较器108和输出电 压与基准比较器103的输出端均连接一电压比较处理器111的输入端；电压比较处理器111 的输出端输出电压VCOMP并输入PFM比较器107的反相输入端;PFM是指脉冲频率调制;谷底 电流检测模块102的输出端接PFM比较器107的同相输入端； VFB电压放大器110的输出端输出信号VS册RT并连接判断触发软启动模块109的反 相输入端;判断触发软启动模块109输出信号EN并连接软启动模块104的输入端;软启动模 块104的输出端输出斜坡电压VSS;斜坡电压VSS输入判断触发软启动模块109的同相输入端 和电压比较处理器111的输入端； PFM比较器107的输出端接固定导通时间模块106 (图1中的TON模块)的输入端和RS 触发器105的S端；固定导通时间模块106的输出端接RS触发器105的R端;RS触发器105的Q端 接逻辑控制模块101的输入端;逻辑控制模块101的两个输出端分别接上管Ml和下管M2的控 制端。本技术在原有开关电源的基础上，提出了短路判断比较器108,其输入为基准 VREF2和反馈电压VFB，输出端控制VCOMP电压，发生短路时将VCOMP电压固定当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低功耗短路保护的降压转换器，包括上管M1、下管M2，M1和M2均为开关管；其特征在于：上管M1的输入端接输入电压VIN，输出端接下管M2的输入端和电感L1的一端，以及谷底电流检测模块(102)的输入端；电感L1的另一端接电阻R1的一端并产生输出电压VOUT；电阻R1的另一端接电阻R2的一端并产生电压VFB；下管M2和电阻R2的另一端接地；电压VFB输入短路判断比较器(108)的反相输入端、输出电压与基准比较器(103)的反相输入端、以及VFB电压放大器(110)的输入端；短路判断比较器(108)的同相输入端接参考电压VREF2；输出电压与基准比较器(103)的同相输入端接参考电压VREF1；短路判断比较器(108)和输出电压与基准比较器(103)的输出端均连接一电压比较处理器(111)的输入端；电压比较处理器(111)的输出端输出电压VCOMP并输入PFM比较器(107)的反相输入端；谷底电流检测模块(102)的输出端接PFM比较器(107)的同相输入端；VFB电压放大器(110的)输出端输出信号VSHORT并连接判断触发软启动模块(109)的反相输入端；判断触发软启动模块(109)为一个比较器；判断触发软启动模块(109)输出信号EN并连接软启动模块(104)的输入端；软启动模块(104)的输出端输出斜坡电压VSS；斜坡电压VSS输入判断触发软启动模块(109)的同相输入端和电压比较处理器(111)的输入端；PFM比较器(107)的输出端接固定导通时间模块(106)的输入端和RS触发器(105)的S端；固定导通时间模块(106)的输出端接RS触发器(105)的R端；RS触发器(105)的Q端接逻辑控制模块(101)的输入端；逻辑控制模块(101)的两个输出端分别接上管M1和下管M2的控制端。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨潺，黄飞明，励晔，余东升，
申请(专利权)人：无锡硅动力微电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32