升压变换器以及用于升压变换器的控制器制造技术

公开了升压变换器以及用于升压变换器的控制器。升压变换器包括短路保护开关以及开关管。升压变换器启动时，导通开关管，提供控制电压至短路保护开关以逐渐导通短路保护开关；判断流经开关管的电流是否大于预设值；若该电流大于预设值，则断开开关管，同时开始计时；计时一段预设时间后，检测升压变换器是否出现输出短路；以及若升压变换器出现输出短路，则断开短路保护开关，从而为升压变换器提供保护。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】公开了升压变换器以及用于升压变换器的控制器。升压变换器包括短路保护开关以及开关管。升压变换器启动时，导通开关管，提供控制电压至短路保护开关以逐渐导通短路保护开关；判断流经开关管的电流是否大于预设值；若该电流大于预设值，则断开开关管，同时开始计时；计时一段预设时间后，检测升压变换器是否出现输出短路；以及若升压变换器出现输出短路，则断开短路保护开关，从而为升压变换器提供保护。【专利说明】升压变换器以及用于升压变换器的控制器
本技术涉及电子电路，尤其涉及升压变换器及其控制器。
技术介绍
在升压变换器中，若出现输出短路，可能会损坏器件。因此，应为升压变换器提供短路保护。现有的一种短路保护方法是在升压变换器的开关电路和输入电压之间耦接一短路保护开关。当检测到升压变换器出现输出短路时，断开短路保护开关，从而实现短路保护。为节约成本和/或提高电路特性，在现有技术中常采用外接短路保护开关。对于外接短路保护开关来说，其导通阈值电压通常是未知的。因此，在设计升压变换器的控制芯片时，由控制芯片提供至外接短路保护开关控制端的电压应留有足够裕量，以使控制芯片能够开启大部分外接短路保护开关。在现有技术中，对于上述短路保护方法，常在升压变换器启动之后一预设的固定时刻去检测判断升压变换器是否出现输出短路。然而，由于外接短路保护开关的导通阈值电压不固定，因而该短路保护方法存在不准确、不及时的问题。图1利用时间轴示出现有短路保护方法的工作原理。如图1所示，tl表示升压变换器启动时刻，t2表示外接短路保护开关导通的时刻，t3表示短路检测判断时刻；T1为tl时刻至t2时刻之间的时间，T2为t2时刻至t3时刻之间的时间，T3为tl时刻至t3时刻之间的时间。如前所述，t3时刻为升压变换器启动之后一预设的固定时刻，因而T3时段为固定值。而t2时刻和外接短路保护开关的导通阈值电压相关。若外接短路保护开关的导通阈值电压较大，则Tl时段较长，即T2时段较短，开关电路中的输出电容器可能还未充够电，短路判断不准确；若外接短路保护开关的导通阈值电压较小，则Tl时段较短，即T2时段较长，输出短路可能已经发生很久，器件已经损坏，短路判断不及时。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本技术的目的在于提供具有短路保护功能的升压变换器及其控制器。根据本技术实施例的一种用于升压变换器的控制器，该升压变换器包括短路保护开关和开关电路，短路保护开关具有第一端、第二端和控制端，其第一端接收输入电压，开关电路包括电感器、开关管、续流元件以及输出电容器，电感器具有第一端和第二端，其第一端耦接至短路保护开关的第二端；开关管具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接至电感器的第二端，其第二端耦接至参考地；续流元件具有第一端和第二端，其第一端耦接至电感器的第二端；输出电容器具有第一端和第二端，其第一端耦接至续流元件的第二端且提供输出电压，其第二端连接至参考地，控制器包括短路保护控制电路，包括电流检测电路，判断流经开关管的电流是否达到预设值，依据判断结果产生电流检测信号；计时电路，耦接至电流检测电路以接收电流检测信号，并依据电流检测信号产生计时信号；短路检测电路，耦接至计时电路以接收计时信号，依据计时信号检测升压变换器是否短路，并依据检测结果产生短路检测信号；以及控制电压产生电路，耦接至电流检测电路以接收电流检测信号，且耦接至短路检测电路以接收短路检测信号，控制电压产生电路依据电流检测信号和短路检测信号控制提供至短路保护开关控制端的控制电压的大小；以及开关控制电路，耦接至电流检测电路以接收电流检测信号，且耦接至开关电路以接收表示输出电压的反馈信号，开关控制电路依据电流检测信号和反馈信号产生开关控制信号以控制开关管的导通与关断。根据一些实施例，升压变换器还包括电流检测电阻，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至开关管的第二端且提供检测电压，所述第二端连接至参考地；以及电流检测电路包括电流检测比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端耦接至电流检测电阻的第一端以接收检测电压，所述第二输入端接收第一参考电压，电流检测比较器比较检测电压和第一参考电压，并根据比较结果在所述输出端产生电流检测信号。根据一些实施例，短路检测电路包括短路检测比较器，具有第一输入端、第二输入端、输出端和使能端，所述第一输入端耦接至开关电路以接收反馈信号，所述第二输入端接收第二参考电压，使能端耦接至计时电路以接收计时信号，短路检测比较器依据计时信号比较反馈信号和第二参考电压，并根据比较结果在所述输出端产生短路检测信号。根据一些实施例，控制电压产生电路包括:电容器，具有第一端和第二端，所述第一端接收输入电压，所述第二端耦接至短路保护开关的控制端；第一开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至电容器的第一端，所述第二端耦接至电容器的第二端，所述控制端耦接至短路检测电路以接收短路检测信号；电流源，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至电容器的第二端；以及第二开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至电流源的第二端，所述第二端连接至参考地，所述控制端耦接至电流检测电路以接收电流检测信号。根据一些实施例，控制电压产生电路还包括第三开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至电容器的第二端，所述第二端连接至参考地，所述控制端受计时信号和短路检测信号的控制。根据一些实施例，升压变换器还包括电流检测电阻，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至开关管且提供检测电压，所述第二端连接至参考地；以及开关控制电路包括:电流误差放大器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端耦接至电流检测电阻的第一端以接收检测电压，所述第二输入端连接至参考地，电流误差放大器放大检测电压，并在所述输出端产生电流误差放大信号；电压误差放大器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端接收第三参考电压，所述第二输入端接收反馈信号，电压误差放大器放大第三参考电压与反馈信号之间的差值，并在所述输出端产生电压误差放大信号；脉宽调制比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端耦接至电压误差放大器的输出端以接收电压误差放大信号，所述第二输入端耦接至电流误差放大器的输出端以接收电流误差放大信号，脉宽调制比较器比较电流误差放大信号和电压误差放大信号，并在所述输出端产生脉宽调制比较信号；以及第一触发电路，具有置位端、复位端和输出端，所述置位端接收时钟信号，所述复位端耦接至脉宽调制比较器的输出端以接收脉宽调制比较信号，所述输出端耦接至开关管的控制端且提供第一触发信号以控制开关管的导通与关断。根据一些实施例,控制电压产生电路还包括与门电路,具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端耦接至计时电路以接收计时信号，所述第二输入端耦接至短路检测电路以接收和短路检测信号反相的信号，所述输出端产生与门信号以提供至第三开关的控制端，其中，第一触发电路还具有使能端，所述使能端接收与门信号；以及开关控制电路还包括第二触发电路，具有置位端、复位端和输出端，所述置位端接收电路启动信号，所述复位端耦接至电流检测比较器的输出端以接收电流检测比较信号，所述输出端提供第二触发信号；以及或门电路，具有第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于升压变换器的控制器，其特征在于，升压变换器包括短路保护开关和开关电路，短路保护开关具有第一端、第二端和控制端，所述第一端接收输入电压，开关电路包括电感器、开关管、续流元件以及输出电容器，电感器具有第一端和第二端，所述第一端耦接至短路保护开关的第二端；开关管具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至电感器的第二端，所述第二端耦接至参考地；续流元件具有第一端和第二端，所述第一端耦接至电感器的第二端；输出电容器具有第一端和第二端，所述第一端耦接至续流元件的第二端且提供输出电压，所述第二端连接至参考地，控制器包括：短路保护控制电路，包括：电流检测电路，判断流经开关管的电流是否达到预设值，依据判断结果产生电流检测信号；计时电路，耦接至电流检测电路以接收电流检测信号，并依据电流检测信号产生计时信号；短路检测电路，耦接至计时电路以接收计时信号，依据计时信号检测升压变换器是否短路，并依据检测结果产生短路检测信号；以及控制电压产生电路，耦接至电流检测电路以接收电流检测信号，且耦接至短路检测电路以接收短路检测信号，控制电压产生电路依据电流检测信号和短路检测信号控制提供至短路保护开关控制端的控制电压的大小；以及开关控制电路，耦接至电流检测电路以接收电流检测信号，且耦接至开关电路以接收表示输出电压的反馈信号，开关控制电路依据电流检测信号和反馈信号产生开关控制信号以控制开关管的导通与关断。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李伊珂，郭王瑞，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51