谐振变换器及其过流保护电路和过流保护方法技术

公开了一种用于谐振变换器的过流保护电路。谐振变换器包括谐振电容和软启动电路，谐振电容中流过谐振回路电流，软启动电路提供软启动电压。过流保护电路包括暂态保护比较电路、使能比较电路和关机保护比较电路。暂态保护比较电路将第一阈值信号和电流检测信号进行比较并根据比较结果产生暂态保护信号以控制软启动电压是否降低。使能比较电路将软启动电压和使能参考电压进行比较并根据比较结果产生使能信号。关机保护比较电路在使能信号使能关机保护比较电路时将第二阈值信号和电流检测信号进行比较并根据比较结果产生关机保护信号。利用该过流保护电路，能防止在浪涌测试时误触发关机过流保护功能，还能提供正常工作情形下的过流保护功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子电路，尤其涉及一种应用于谐振变换器的过流保护电路和过流保护方法。
技术介绍
当谐振变换器处于工作环境中时，有时会出现过流情形，因而，谐振变换器通常具有过流保护功能以对其提供过流保护。谐振变换器中出现的过流情形至少包括两种，一种是如负载瞬态变化、软启动时间过短等引起的谐振回路电流暂时较大的过流，这种过流情形通常可以通过调节谐振回路电流上升速率来提供保护，其可以维持谐振变换器的输出不间断，我们称之为暂态过流情形；另一种是如电路短路等引起的谐振回路电流很大且持续很久的过流，这种过流情形需要使系统停止工作，即关机，以防止谐振变换器遭受损坏，我们称之为关机过流情形。然而，对于谐振变换器来说，它除了处于工作环境中，还可能处于浪涌测试环境中。浪涌测试会产生浪涌脉冲，其具有幅值很大、持续时间很短的特性。现有的大多数过流保护电路会将浪涌测试中的浪涌脉冲当作关机过流情形处理，因而触发关机过流保护。这样，谐振变换器的输出电压迅速下降，甚至下降至零，谐振变换器需要重新启动，这对于大多数应用场合，例如，服务器、计算机等来说，是不被允许的。因此，浪涌测试中，应当避免关机过流保护功能被误触发。图1示出现有技术中的一种用于谐振变换器101的过流保护电路102。谐振变换器101中的谐振电容中流过谐振回路电流。过流保护电路102对表征谐振回路电流的电流检测信号VCS进行滤波以生成关机保护信号SSHT来实 现过流保护且防止过流保护被误触发。同时，关机保护信号SSHT还另作它用，例如，用于实现容性模式保护功能。然而，如容性模式保护这样的功能要求关机保护信号SSHT能够实时跟随电感电流变化，这样，为了防止过流保护误触发而由滤波操作所生成的关机保护信号SSHT所带来的时间延迟便变得不可接受。现有技术还提出另一种过流保护方案。仍然利用图1加以说明，该方案利用滤波以生成的关机保护信号SSHT来实现过流保护且防止过流保护误触发，但与前述方案不同的是，该方案利用电流检测信号VCS来实现容性模式保护等功能。然而，该方案存在的问题在于，由于关机保护信号SSHT不能够跟随电感电流实时变化，过流保护的阈值信号需要进行调整，才能够有效地提供过流保护。另外，由于经过滤波操作的关机保护信号SSHT变得平滑，在过流信号较大时，可能无法有效地触发过流保护功能。因此，需要提出一种谐振变换器，其至少能够保证在浪涌测试时不会误触发关机过流保护，而在出现过流情形时，能够提供有效的保护。
技术实现思路
依据本专利技术实施例的一个方面，提出了一种用于谐振变换器的过流保护电路。谐振变换器包括谐振电容，谐振电容中流过谐振回路电流。谐振变换器还包括软启动电路，软启动电路提供软启动电压。过流保护电路包括暂态保护比较电路、使能比较电路和关机保护比较电路。暂态保护比较电路接收第一阈值信号和表征谐振回路电流的电流检测信号，将第一阈值信号和电流检测信号进行比较并根据比较结果产生暂态保护信号以控制软启动电压是否降低。使能比较电路接收软启动电压和使能参考电压，将软启动电压和使能参考电压进行比较并根据比较结果产生使能信号。关机保护比较电路接收第 二阈值信号、电流检测信号和使能信号，当使能信号使能关机保护比较电路时，关机保护比较电路将第二阈值信号和电流检测信号进行比较并根据比较结果产生关机保护信号。依据本专利技术实施例的又一个方面，提出了一种谐振变换器。谐振变换器包括谐振开关电路、软启动电路、过流保护电路和频率控制电路。谐振开关电路包括谐振电容、高侧开关和低侧开关，谐振电容中流过谐振回路电流，谐振开关电路通过高侧开关和低侧开关的导通与关断将接收的输入电压转换为输出电压。软启动电路提供软启动电压和与软启动电压呈反向变化的软启动电流。过流保护电路包括暂态保护比较电路、使能比较电路和关机保护比较电路。暂态保护比较电路接收第一阈值信号和表征谐振回路电流的电流检测信号，将第一阈值信号和电流检测信号进行比较并根据比较结果产生暂态保护信号以控制软启动电压是否降低。使能比较电路接收软启动电压和使能参考电压，将软启动电压和使能参考电压进行比较并根据比较结果产生使能信号。关机保护比较电路接收第二阈值信号、电流检测信号和使能信号，当使能信号使能关机保护比较电路时，关机保护比较电路将第二阈值信号和电流检测信号进行比较并根据比较结果产生关机保护信号。频率控制电路接收软启动电流和表征输出电压的反馈信号，频率控制电路根据软启动电流和反馈信号产生频率控制信号以控制高侧开关和低侧开关的导通与关断频率。依据本专利技术实施例的又一个方面，提出了一种用于谐振变换器的具有防误触发功能的过流保护方法。谐振变换器包括谐振电容和软启动电路，谐振电容中流过谐振回路电流，软启动电路提供软启动电压。过流保护方法包括：判断谐振回路电流是否达到第一预设值；若谐振回路电流达到第一预设值，则降低软启动电压；判断软启动电压是否下降到使能参考电压；若软启动电 压下降到使能参考电压，则判断谐振回路电流是否达到第二预设值；若谐振回路电流达到第二预设值，则使谐振变换器关机。利用本专利技术实施例提出的过流保护电路，一方面能够防止在浪涌测试时误触发关机过流保护功能，另一方面，能够有效地提供正常工作情形下的过流保护功能。附图说明图1示出现有技术中的一种用于谐振变换器101的过流保护电路102；图2示出依据本专利技术一个实施例的谐振变换器200；图3示出图2中谐振变换器200处于浪涌测试环境中的部分波形图；图4示出图2中谐振变换器200处于工作情况下出现关机过流情形的部分工作波形图；图5示出图2中谐振变换器200处于工作情况下出现暂态过流情形的部分工作波形图；图6示出当谐振变换器200处于处于工作情况下的软启动阶段时的部分工作波形图；图7示意性地给出依据本专利技术一个实施例的谐振变换器700；图8示出依据本专利技术一个实施例的用于谐振变换器的具有防误触发功能的过流保护方法800。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见 的是：不必采用这些特定细节来实行本专利技术。在其他实例中，为了避免混淆本专利技术，未具体描述公知的电路、材料或方法。在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本专利技术至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称“元件”“连接到”或“耦接”到另一元件时，它可以是直接连接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。图2示出依据本专利技术一个实施例的谐振变换器200。如图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于谐振变换器的过流保护电路，谐振变换器包括谐振电容和软启动电路，谐振电容中流过谐振回路电流，软启动电路提供软启动电压，过流保护电路包括：暂态保护比较电路，接收第一阈值信号和表征谐振回路电流的电流检测信号，将第一阈值信号和电流检测信号进行比较并根据比较结果产生暂态保护信号以控制软启动电压是否降低；使能比较电路，接收软启动电压和使能参考电压，将软启动电压和使能参考电压进行比较并根据比较结果产生使能信号；以及关机保护比较电路，接收第二阈值信号、电流检测信号和使能信号，当使能信号使能关机保护比较电路时，关机保护比较电路将第二阈值信号和电流检测信号进行比较并根据比较结果产生关机保护信号。

【技术特征摘要】
1.一种用于谐振变换器的过流保护电路，谐振变换器包括谐振电容和软启动电路，谐振电容中流过谐振回路电流，软启动电路提供软启动电压，过流保护电路包括：暂态保护比较电路，接收第一阈值信号和表征谐振回路电流的电流检测信号，将第一阈值信号和电流检测信号进行比较并根据比较结果产生暂态保护信号以控制软启动电压是否降低；使能比较电路，接收软启动电压和使能参考电压，将软启动电压和使能参考电压进行比较并根据比较结果产生使能信号；以及关机保护比较电路，接收第二阈值信号、电流检测信号和使能信号，当使能信号使能关机保护比较电路时，关机保护比较电路将第二阈值信号和电流检测信号进行比较并根据比较结果产生关机保护信号。2.如权利要求1所述的过流保护电路，其中，软启动电路还提供与软启动电压呈反向变化的软启动电流，谐振变换器部分地根据软启动电流将接收的输入电压转换为输出电压。3.如权利要求1所述的过流保护电路，其中，当电流检测信号大于第一阈值信号时，暂态保护信号使软启动电压降低；当软启动电压小于使能参考电压时，使能信号使能关机保护比较电路；当电流检测信号大于第二阈值信号时，关机保护信号使谐振变换器关机。4.如权利要求1所述的过流保护电路，其中，第一阈值信号小于第二阈值信号。5.如权利要求1所述的过流保护电路，其中，软启动电压降低时具有预设的下降速率。6.如权利要求1所述的过流保护电路，其中，软启动电路包括：软启动晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其中，软启动晶体管的第一端提供软启动电流至谐振变换器；软启动电阻，具有第一端和第二端，其中，软启动电阻的第一端耦接至软启动晶体管的第二端；软启动电容，具有第一端和第二端，其中，软启动电容的第一端耦接至软启动电阻的第二端，软启动电容的第二端耦接至参考地，软启动电容两端具有软启动电压；放电电路，耦接于软启动电容的第一端和第二端之间，放电电路还耦接至过流保护电路以接收暂态保护信号，其中，放电电路根据暂态保护信号选择性地形成电流通路以对软启动电容放电；以及软启动误差放大器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中，软启动误差放大器的第一输入端接收软启动参考电压，软启动误差放大器的第二输入端耦接至软启动晶体管的第二端，软启动误差放大器的输出端耦接至软启动晶体管的控制端。7.如权利要求1所述的过流保护电路，其中，谐振变换器包括与谐振电容并联耦接的电流检测电路，电流检测电路包括串联耦接的检测电容和检测电阻，检测电容和检测电阻的公共端生成电流检测信号。8.一种谐振变换器，包括：谐振开关电路，包括谐振电容、高侧开关和低侧开关，谐振电容中流过谐振回路电流，谐振开关电路通过高侧开关和低侧开关的导通与关断将接收的输入电压转换为输出电压；软启动电路，提供软启动电压和与软启动电压呈反向变化的软启动电流；过流保护电路，包括：暂态保护比较电路，接收第一阈值信号和表征谐振回路电流的电流检测信号，将第一阈值信号和电流检测信号进行比较并根据比较结果产生暂态保护信号以控制软启动电压是否降低；使能比较电路，接收软启动电压和使能参考电压，将软启动电压和使能参考电压进行比较并根据比较结果产生使能信号；以及关机保护比较电路，接收第二阈值信号、电流检测信号和使能信号，当使能信号使能关机保护比较电路时，关机保护比较电路将第二阈值信号和电流检测信号进行比较并根据比较结果产生关机保护信号；以及频率控制电路，接收软启动电流和表征输出电压的反馈信号，频率控制电路根据软启动电流和反馈信号产生频率控制信号以控制高侧开关和低侧开关的导通与关断频率。9.如权利要求8所述的谐振变换器，其中，当电流检测信号大于第一阈值信号时，暂态保护信号使软启动电压降低；当软启动电压小于使能参考电压时，使能信号使能关机保护比较电路；当电流检测信号大于第二阈值信号时，关机保护信号使谐振变换器关机。10.如权利要求8所述的谐振变换器，其中，软启动电压降低时具有预设的下降速率。11.如权利要求8所述的谐振变换器，其中，第一阈值信号小于第二阈值信号。12.如权利要求8所述的谐振变换器，其中，软启动电路包括：软启动晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其中，软启动晶体管的第一端提供软启动电流；软启动电阻，具有第一端和第二端，其中，...

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