一种用于开关电源的输出电压过压保护电路及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于开关电源的输出电压过压保护电路及系统，包括：输入端通过分压电阻耦合于电路电源正极的电压电流转换模块；第一输入端耦合于所述电压电流转换模块输出端，第二输入端用于接收负载电路反馈信号的输出电压计算模块；第一输入端用于接收所述输出电压计算模块输送来的输出电压，第二输入端用于耦合基准电压的电压比较模块；所述电压比较模块的输出端输出控制信号，用于控制切断/开启开关电源供电。本发明专利技术有助于减小产品的体积。

Output voltage overvoltage protection circuit and system for switching power supply

The invention discloses a method for switching power supply output voltage over-voltage protection circuit and system, including: input through the voltage current conversion module is coupled to the resistor divider circuit power supply; the first input end is coupled to the voltage current conversion module output, second input end for receiving the output voltage of the load circuit feedback signal the calculation module; the first input end for receiving the output voltage output voltage is calculated delivery module, a second input voltage for coupling reference voltage comparison module; the output control signal of the voltage comparison module, used to control the cutting opening / switching power supply. The present invention is useful to reduce the volume of the product.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及过压保护
，特别是涉及一种用于开关电源的输出电压过压保护电路及系统。
技术介绍
输出过压保护(OverPowerProtection,OVP)是开关电源必须具备的一种基本功能，旨在当输出开路或者其它异常情况下，保护输出电压不至于上升的太高而烧坏与输出端相连接的电解电容或者其它器件。过压保护功能的首要任务就是，先要能检测出输出电压，然后当输出电压大于设定值时，系统就处于保护状态，限制输出电压的进一步升高。限制的方式主要是使开关电源停振，当输出电压满足一定条件才重新开始工作。现有的开关电源的输出电压保护电路，需要额外的绕组和电阻来检测输出电压，因而使系统的复杂度、成本、体积都有所上升。这对于很多体积和成本敏感的应用望而生畏，比如LED照明。LED灯珠颗粒的价格近年来由于产能充足和技术壁垒的攻克而不断下降。驱动电路所占的成本比例不断上升，这就要求驱动电路必须把成本做下去，才能与目前的LED照明匹配。因此，带副绕组的方案越来越受到摈弃。另一方面，LED照明很多领域要求电源的体积要非常小，比如球泡灯、射灯等，由于灯头体积非常小，驱动电源要能放进去就必须做的非常简单，体积要非常小。即现有技术中，不管是隔离变换器类型或者是降压拓扑结构的类型，都需要到变压器，及其包含的体积硕大的绕组，这显然不符合本领域技术发展的需求。应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。专利技术内容有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种有助于减小产品体积的用于开关电源的输出电压过压保护电路及系统。为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于开关电源的输出电压过压保护电路，包括：输入端通过分压电阻耦合于电路电源正极的电压电流转换模块；第一输入端耦合于所述电压电流转换模块输出端，第二输入端用于接收负载电路反馈信号的输出电压计算模块；第一输入端用于接收所述输出电压计算模块输送来的输出电压，第二输入端用于耦合基准电压的电压比较模块；所述电压比较模块的输出端输出控制信号，用于控制切断/开启开关电源供电。进一步的，所述输出电压计算模块包括一供电电源、电荷均衡节点、滤波器、积分电容、受控电流源和电压电流转换器；所述电荷均衡节点的一端通过受所述负载反馈信号控制的第一开关耦合于所述电压电流转换模块的输出端，同时，通过受所述负载电路反馈信号控制的第二开关耦合于所述受控电流源的输入端，所述受控电流源的输出端接地，所述电路电源通过所述电压电流转换器耦合于所述第一开关的输入端；所述电荷均衡节点的另一端通过所述滤波器耦合到所述输出电压计算模块的输出端；所述电荷均衡节点还通过一积分电容接地；所述输出电压计算模块的输出端通过所述电压电流转换器耦合于所述受控电流源的输入端，同时，耦合于所述电压比较模块的输入端；所述负载电路反馈信号电平为1时，所述第一开关导通；所述负载电路反馈信号电平为1或0时，所述第二开关导通。这是一个负反馈系统，电流源I110、受控电流源I210、第一开关S0、第二开关S1，积分电容C0、滤波器21以及电压电流转换器22，其中，I110是输入电压的分压经过电压电流转换模块110后产生的电流源，第一开关S0受Ton的控制，Ton为‘1’时，为电感电流充电周期，开关S0导通，对C0充电；I210是受控电流源，受积分电容C0的平均电压的控制，当电荷均衡节点(COMP节点)电压高时，I210电流也增大，经过第二开关S1的控制后，对COMP节点的下拉作用也增大，从而使COMP电压下降，最后形成一个平衡，COMP节点平衡，意味着充点电荷与放点电荷平衡；这使得输出电压的计算得到了电路基础，输出电压计算将直接影响到过压保护动作是否执行，即本方案是实现负载电路电压测量计算的保证，进而影响过压保护动作执行的重要电路。进一步的，所述受控电流源包括输入端耦合于所述第二开关、输出端接地的第三MOS管；所述电压电流转换器包括输入端耦合于所述供电电源的第二MOS管；输入端耦合于所述第二MOS管输出端的第五MOS管；一端耦合于所述第五MOS管输出端、另一端接地的转换电阻；输入端耦合于所述供电电源、控制端耦合于所述第二MOS管控制端的第六MOS管；输入端耦合于所述第六MOS管输出端、控制端耦合于所述第三MOS管的控制端的第四MOS管；所述第二MOS管的控制端和输出端通过导线耦合，所述第四MOS管的控制端和输入端通过导线耦合。TON控制第一开关导通时，对积分电容充电，则电荷均衡节点COMP处电压升高，这使得滤波器电压升高，滤波器电压升高，则电压电流转换器的电流也升高，致使I210处的电流升高，使得第二开关处对电荷均衡节点的下拉作用增强，强行拉低COMP处的电压，使得该电路处于一个电荷平衡状态，并以此反应为输出电压，使得输出电压的计算稳定而精确，对提高过压保护功能有好处。进一步的，所述输出电压计算模块还包括输入端耦合于所述供电电源的第七MOS管；所述第七MOS管的控制端耦合于所述第二MOS管的输出端；所述输出电压计算模块的输出端耦合于所述第七MOS管的输出端；一端耦合于所述输出电压计算模块的输出端，另一端接地的第二电阻；所述电压比较模块的第一输入端耦合于所述第七MOS管和第二电阻之间，用于接收所述输出电压计算模块输送来的输出电压；所述电压比较模块将所述输出电压同第二输入端接收的基准电压进行比较后，输出控制信号，用于控制切断/开启开关电源供电。其中，该输出电压计算模块的输出端，即图中所示的V0还可以直接耦合于所述第五MOS管的控制端，这将使得该V0的电压相当于COMP处的电压，达到输出电压输出的目的，当然，无论直接连接与否，Vcomp和V0都是相关的，可以互相反应求取，将该输出电压输出到电压比较模块进行是否过压判断后，即可根据判断结果决定是否进行过压保护操作。进一步的，所述电压比较模块包括控制端耦合于所述输出电压计算模块输出端的第八MOS管；输入端耦合于所述供电电源、输出端耦合于所述第八MOS管输入端的第十二MOS管；输入端耦合于所述基准电压的第九MOS管；输入端耦合于所述供电电源、输出端耦合于所述第九MOS管输入端、控制端耦合于所述第十二MOS管控制端的第十一MOS管；输入端分别耦合于所述第八MOS管和第九MOS管输出端、输出端接地的第十MOS管；输入端耦合于所述供电电源、控制端耦合于所述第十二MOS管输出端的第十三MOS管；输入端耦合于所述第十三MOS管输出端，控制端耦合于所述第十MOS管控制端、输出端接地的第十四MOS管；所述电压比较模块的输出端位于所述第十三MOS管和第十四MOS管之间。进一步的，所述滤波器包括一滤波电阻和滤波电容；所述滤波电阻的一端耦合于所述电荷均衡节点，另一端耦合于所述第五MOS管的控制端，同时通过所述滤波电容接地。电压比较模块根据输出电压计算模块输送来的输出电压，与基准电压进行比较后，决定是否输出控制信号，以控制切断/开启负载电路的供电。进一步的，所述电压电流转换模块包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于开关电源的输出电压过压保护电路，其特征在于，包括：输入端通过分压电阻耦合于电路电源正极的电压电流转换模块；第一输入端耦合于所述电压电流转换模块输出端，第二输入端用于接收负载电路反馈信号的输出电压计算模块；第一输入端用于接收所述输出电压计算模块输送来的输出电压，第二输入端用于耦合基准电压的电压比较模块；所述电压比较模块的输出端输出控制信号，用于控制切断/开启开关电源供电。

【技术特征摘要】
1.一种用于开关电源的输出电压过压保护电路，其特征在于，包括：输入端通过分压电阻耦合于电路电源正极的电压电流转换模块；第一输入端耦合于所述电压电流转换模块输出端，第二输入端用于接收负载电路反馈信号的输出电压计算模块；第一输入端用于接收所述输出电压计算模块输送来的输出电压，第二输入端用于耦合基准电压的电压比较模块；所述电压比较模块的输出端输出控制信号，用于控制切断/开启开关电源供电。2.如权利要求1所述的输出电压过压保护电路，其特征是：所述输出电压计算模块包括一供电电源、电荷均衡节点、滤波器、积分电容、受控电流源和电压电流转换器；所述电荷均衡节点的一端通过受所述负载反馈信号控制的第一开关耦合于所述电压电流转换模块的输出端，同时，通过受所述负载电路反馈信号控制的第二开关耦合于所述受控电流源的输入端，所述受控电流源的输出端接地，所述电路电源通过所述电压电流转换器耦合于所述第一开关的输入端；所述电荷均衡节点的另一端通过所述滤波器耦合到所述输出电压计算模块的输出端；所述电荷均衡节点还通过一积分电容接地；所述输出电压计算模块的输出端通过所述电压电流转换器耦合于所述受控电流源的输入端，同时，耦合于所述电压比较模块的输入端；所述负载电路反馈信号电平为1时，所述第一开关导通；所述负载电路反馈信号电平为1或0时，所述第二开关导通。3.如权利要求2所述的输出电压过压保护电路，其特征是：所述受控电流源包括输入端耦合于所述第二开关、输出端接地的第三MOS管；所述电压电流转换器包括输入端耦合于所述供电电源的第二MOS管；输入端耦合于所述第二MOS管输出端的第五MOS管；一端耦合于所述第五MOS管输出端、另一端接地的转换电阻；输入端耦合于所述供电电源、控制端耦合于所述第二MOS管控制端的第六MOS管；输入端耦合于所述第六MOS管输出端、控制端耦合于所述第三MOS管的控制端的第四MOS管；所述第二MOS管的控制端和输出端通过导线耦合，所述第四MOS管的控制端和输入端通过导线耦合。4.如权利要求3所述的输出电压过压保护电路，其特征是：所述输出电压计算模块还包括输入端耦合于所述供电电源的第七MOS管；所述第七MOS管的控制端耦合于所述第二MOS管的输出端；所述输出电压计算模块的输出端耦合于所述第七MOS管的输出端；一端耦合于所述输出电压计算模块的输出端，另一端接地的第二电阻；所述电压比较模块的第一输入端耦合于所述第七MOS管和第二电阻之间，用于接收所述输出电压计算模块输送来的输出电压；所述电压比较模块将所述输出电压同第二输入端接收的基准电压进行比较后，输出控制信号，用于控制切断/开启开关电源供电。5.如权利要求4所述的输出电压过压保护电路，其特征是：所述电压比较模块包括控制端耦合于所述输出电压计算模块输出端的第八MOS管；输入端耦合于所述供电电源、输出端耦合于所述第八MOS管输入端的第十二MOS管；输入端耦合于所述基准电压的第九MOS管；输入端耦合于所述供电电源、输出端耦合于所述第九MOS管输入端、控制端耦合于所述第十二MOS管控制端的第十一MOS管；输入端分别耦合于所述第八MOS管和第九MOS管输出端、输出端接地的第十MOS管；输入端...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖练章，
申请(专利权)人：上海典芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31