一种电源保护控制方法技术

本发明专利技术提供一种电源保护控制方法，可以避免电源在触发保护后，带来如功耗大的问题，同时降低系统设计的复杂性。不需要外置电容即可实现检测延迟时间的设定，有效的避免了带容性负载启动误触发短路保护，同时有足够长的短路休息时间以确保电源在输出短路后能够充分散热，提高电源的可靠性，还可以确保故障排除后电源快速启动。当电源发生除短路故障外的其他故障时，电源不会错误地进入间歇工作状态。

【技术实现步骤摘要】
一种电源保护控制方法
本专利技术涉及一种电源保护控制方法。
技术介绍
开关电源具有体积小、重量轻、效率高等特点，已经广泛地应用于工业控制、通信办公、家庭消费等领域中。但随着电子技术的不断发展，电源有了不同的技术规格和指标，尤其是各种保护功能，短路保护作为其中最重要的功能更加倍受关注。为了达到短路保护目的，通常，控制IC会对与输出端电压相关的信号进行检测，并判断是否出现短路状况，以停止输出或输出驱动信号，而目前很多电源通过使控制IC的供电电压VDD下降到规定的阈值以下，即使控制IC欠压来停止输出驱动信号，从而关闭电源，实现短路保护。如图1所示，电源输出短路后，输出电压就会降低至最小值，控制IC通过自身功耗拉低旁路电容C2的电压，使控制IC供电电压VDD下降直至控制IC欠压，停止输出驱动信号；此时整个电源系统恢复到未启动状态，启动电路能够重新给旁路电容C2充电，让控制IC重新启动，输出驱动信号；若短路故障未排除，控制IC又会拉低旁路电容C2电压，回到上述过程，电源间歇工作直至短路故障排除。这里的启动电路实施方式有很多种，只要满足在控制IC的供电电压VDD未达到设定阈值前，启动电路不给旁路电容C2充电或是不影响控制IC实现欠压的目的即可。但是上述短路保护控制方法对旁路电容C2的取值要求较为严格，其取值不能太大，太大的话与启动电路配合后可能无法完成电源“启动时间”、“启动功耗”等参数指标，并且还会导致进入短路保护的时间太长，短路功耗太大；也不能太小，太小的话在电源带容性负载起机时，可能会误触发短路保护；这样就加大了系统设计的复杂性和短路保护性能的调试难度。而且随着电子技术的发展，为了满足越来越高的电源功能指标的要求，电源需要集成多种保护功能，那么控制IC就需要根据故障情况停止输出驱动信号。在这种背景下，上述短路保护控制方法变得更加不适用，下面以电源输入欠压故障为例进行解释。当检测到电源输入欠压故障，控制IC停止输出驱动信号后，输出电压就会降低至最小值，与上述情况类似，旁路电容C2放电以维持控制IC正常工作。若输入欠压故障持续时间很长，旁路电容C2持续放电直至控制IC欠压，那么当控制IC重启后，会有一段初始化时间，以保证控制IC内部的触发器和重要节点信号能够复位成所需要的初始值。一般的会将保护信号复位成无故障状态以满足特定的保护功能要求，更一般的为了防止保护误触发，各保护模块都会内置一个检测延时，那么初始化结束后，在检测延时内，控制IC可能会输出驱动信号，那么在高输入电压、轻载的情况下，电源的输出电压会升得很高，电源无法满足输入欠压保护的功能指标。针对上述问题，目前还存在另一种改进型控制方法，在电源带电时，保证控制IC不欠压的前提下，在检测到输出短路故障后，通过拉低一电源或控制IC的特定控制端口的电位，停止输出驱动信号，关闭电源以实现短路保护。这种控制方法的一种实施方式在2014年7月23日公开的公开号为CN203734296的中国专利中有详细的说明。虽然所述改进型控制方法能够克服旁路电容C2取值的矛盾，但是在电源带电，控制IC不欠压的前提下，要想拉低一原本端口输出为高电平的信号，就需要对“地”抽取电流，这就必不可少地会引进功耗，而且综上所述，在电源集成多种保护功能的情况下，这一功耗会贯穿在所有的保护模式中，因为触发保护后，输出电压的减小会引发短路保护电路工作。特别的，在某些高压应用下，如某些防雷电源系统中，要求电源系统在不遭受雷击的情况下，长时间处于保护状态；遭受雷击后，电源系统迅速启动给负载供电，完成应用要求。此时若采用上述保护控制方法，保护状态触发上述改进型短路保护电路工作，导致对“地”额外地抽取1mA左右的电流，而在所述应用下，电源系统的供电电压为220V，且所述电源系统由100个使用此类保护控制方法的电源组成，那么整个电源系统在不遭受雷击时的待机功耗将高达22瓦特。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电源保护控制方法，在正常实现各项电源保护功能的前提下，避免电源在触发保护后，带来如上所述的功耗大的问题，同时降低系统设计的复杂性。下面所述输出电压，若没有特别强调，指的是电源的输出端电压，所述翻转指的是高低电平翻转或者是低高电平翻转。为了更清楚的描述本专利技术所述的电源保护控制方法，以下借助于一个电源保护控制电路来说明。所述的电源保护控制电路包括一个软启动模块、一个短路保护模块、一个驱动器、一个窄脉冲发生器，以及第一输入输出端口FB和第一输出端口GATE。进一步的，所述短路保护模块包括依次连接的电压检测模块和计数控制模块，电压检测模块连接到所述的第一输入输出端口FB，所述电压检测模块检测光耦器输出的与输出电压相关联的反馈信号，判断是否出现短路状况，输出或停止输出短路保护信号至所述计数控制模块，所述计数控制模块根据短路保护信号的状态输出对应的一控制信号和一关断信号；一种电源保护控制方法，包括一种短路保护控制方法，实现保护控制的步骤如下：步骤一、电源上电，控制IC启动；步骤二、软启动模块控制第一输入输出端口的反馈信号从0V开始缓慢上升，电源正常软启动，驱动信号占空比缓慢增加；步骤三、电源软启动结束后，电压检测模块检测所述的反馈信号，并将所述反馈信号与预先设定的基准电压进行比较，若所述的反馈信号高于所述的基准电压，则所述电压检测模块输出短路保护信号给计数控制模块，进入步骤四，否则，不输出短路保护信号，电源正常工作，又开始检测反馈信号，开始电源自检测；步骤四、所述计数控制模块接收所述短路保护信号，检测延迟时间开始计时，判断所述短路保护信号持续时间是否超过检测延迟时间，如是则输出一个关断信号给驱动器，停止输出驱动信号，关闭电源，并将控制信号的状态翻转，进入步骤五，否则，返回步骤三；步骤五、短路休息时间开始计时，计时完毕后撤销所述关断信号，再一次翻转所述控制信号的状态，此时所述控制信号的翻转边沿触发窄脉冲发生器，所述窄脉冲发生器输出窄脉冲复位信号至所述软启动模块，重置软启动状态，拉低所述的反馈信号；步骤六、窄脉冲持续时间结束后，所述窄脉冲复位信号翻转成初始状态，返回步骤二。终上所述，若能够在所述电源软启动开始至所述检测延迟时间内排除短路故障，则电源将快速恢复正常工作状态，否则将重复步骤二～六的过程，使得电源间歇工作直至故障排除。优选的，所述的电源保护控制电路还包括一个第一保护模块、边沿产生器、第一输入端口VIN和第二输入端口VDD，所述第一保护模块包括，与第一输入端口VIN连接的一输入欠压保护模块、与第二输入端口VDD连接的一VDD过压保护模块，两者的输出端分别与第一与门的两输入端连接，第一与门的输出端分别与所述驱动器的输入端和所述边沿产生器的第一输入端连接，用于输出一故障信号。所述输入欠压保护模块可以对电源供电电压VDC进行检测，并判断是否出现输入欠压故障状况，所述VDD过压保护模块可以检测辅助绕组上的电压，进而间接检测输出电压，判断是否出现输出过压故障状况，若出现上述任一故障，则所述第一保护模块输出一个故障信号。优选的，一种电源保护控制方法，其特征在于：还包括另外一种保护控制方法，能够避免因第一保护模块检测到故障而引发所述的短路保护控制方法，其实现保护控制的过程如下：步骤A、电源上电，控制IC启动；步骤B、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源保护控制方法，其特征在于：包括一种短路保护控制方法，其实现保护控制的步骤如下：步骤一、电源上电，控制IC启动；步骤二、软启动模块控制第一输入输出端口的反馈信号从0V开始缓慢上升，电源正常软启动，驱动信号占空比缓慢增加；步骤三、电源软启动结束后，电压检测模块检测所述的反馈信号，并将所述反馈信号与预先设定的基准电压进行比较，若所述的反馈信号高于所述的基准电压，则所述电压检测模块输出短路保护信号给计数控制模块，进入步骤四，否则，不输出短路保护信号，电源正常工作，又开始检测反馈信号，开始电源自检测；步骤四、所述计数控制模块接收所述短路保护信号，检测延迟时间开始计时，判断所述短路保护信号持续时间是否超过检测延迟时间，如是则输出一个关断信号给驱动器，停止输出驱动信号，关闭电源，并将控制信号的状态翻转，进入步骤五，否则，返回步骤三；步骤五、短路休息时间开始计时，计时完毕后撤销所述关断信号，再一次翻转所述控制信号的状态，此时所述控制信号的翻转边沿触发窄脉冲发生器，所述窄脉冲发生器输出窄脉冲复位信号至所述软启动模块，重置软启动状态，拉低所述的反馈信号；步骤六、窄脉冲持续时间结束后，所述窄脉冲复位信号翻转成初始状态，返回步骤二。...

【技术特征摘要】
1.一种电源保护控制方法，其特征在于：包括一种短路保护控制方法，其实现保护控制的步骤如下：步骤一、电源上电，控制IC启动；步骤二、软启动模块控制第一输入输出端口的反馈信号从0V开始缓慢上升，电源正常软启动，驱动信号占空比缓慢增加；步骤三、电源软启动结束后，电压检测模块检测所述的反馈信号，并将所述反馈信号与预先设定的基准电压进行比较，若所述的反馈信号高于所述的基准电压，则所述电压检测模块输出短路保护信号给计数控制模块，进入步骤四，否则，不输出短路保护信号，电源正常工作，又开始检测反馈信号，开始电源自检测；步骤四、所述计数控制模块接收所述短路保护信号，检测延迟时间开始计时，判断所述短路保护信号持续时间是否超过检测延迟时间，如是则输出一个关断信号给驱动器，停止输出驱动信号，关闭电源，并将控制信号的状态翻转，进入步骤五，否则，返回步骤三；步骤五、短路休息时间开始计时，计时完毕后撤销所述关断信号，再一次翻转所述控制信号的状态，此时所述控制信号的翻转边沿触发窄脉冲发生器，所述窄脉冲发生器输出窄脉冲复位信号至所述软启动模块，重置软启动状态，拉低所述的反馈信号；步骤六、窄脉冲持续时间结束后，所述窄脉冲复位信号翻转成初始状态，返回步骤二。2.根据权利要求1所述的电源保护控制方法，其特征在于：还包括另外一种保护控制方法，能够避免因第一保护模块检测到故障而引发所述的短路保护控制方法，其实现保护控制的步骤如下：步骤A、电源上电，控制IC启动；步骤B、第一保护模块检测是否有故障发生，如果检测到有故障发生，则所述的第一保护模块输出一个故障信号直接关断驱动器，同时故障信号还会发送给边沿产生器，使得边沿产生器“屏蔽”掉来自计数控制模块的控制信号，进入步骤C；如果所述第一保护模块没有检测到故障，则不输出故障信号，输出电压未建立，光耦器截止，进入C1步骤；步骤C、软启动模块控制反馈信号从0V缓慢上升，若所述故障未排除，则驱动器不输出驱动信号，所述反馈信号持续上升，进入步骤D；若所述故障排除，则进入步骤G；步骤D、所述反馈信号超过设定的基准电压，则所述的电压检测模块输出短路保护信号至计数控制模块，若此时所述故障还未排除，进入步骤E；否则，进入步骤G；步骤E、所述计数控制模块接收所述短路保护信号，检测延迟时间开始计时，若所述故障在所述检测延迟时间内仍未排除，则一直不输出驱动信号，检测延迟时间计时完毕后所述控制信号的状态翻转，并进入步骤F；若检测延迟时间内故障排除，进入步骤G；步骤F、短路休息时间开始计时，计时完毕后再次翻转所述控制信号，若所述故障仍未排除，则上述控制信号仍处于被“屏蔽”状态，返回步骤D，否则，进入步骤G；C1、所述的软启动模...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐盛斌，余凤兵，符威，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44