具有过温保护功能的开关电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种具有过温保护功能的开关电路，包括开关电路、随温度变化的延时电路和驱动控制电路。开关电路包括主开关管和电感。随温度变化的延时电路电性连接主开关管，在主开关管关断且开关电路过温时，随温度变化的延时电路延时输出信号至驱动控制电路，开关电路过温的温度越高，随温度变化的延时电路延时输出信号的时间越长。驱动控制电路电性连接主开关管和随温度变化的延时电路，驱动控制电路根据随温度变化的延时电路输出的信号延时下一个周期主开关管的导通并保持电感电流峰值大小不变，减小开关电路的输出电流。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及过温保护
，且特别涉及一种具有过温保护功能的开关电路。
技术介绍
电路在工作时由于器件会发热，整个电路的温度会升高。为防止器件因电路整体温度升高而损坏，在电路工作时需要控制电路的温度，防止电路过温。在现有的开关电路中，一般过温保护方法都是通过减小输出电流来实现。现有的过温保护方法中电路处于峰值电流控制模式，当检测到电路过温时，降低设置的峰值电流，即通过降低电感电流的峰值来减小开关电路的输出电流。然而，电感电流峰值的降低将使得主开关管的开关频率得不到降低，甚至会升高。主开关管开关频率的升高将导致开关损耗增大，引起系统升温。因此，现有的减小输出电流的过温保护方法降温效果不好，甚至由于开关频率的升高，系统反而还会升温，从而无法达到降温的效果。图1所示为现有的过温保护方法中开关电路的温度、电感电流、电路的输出电流以及开关频率的波形图。
技术实现思路
本技术为了克服现有技术的不足，提供一种具有过温保护功能的开关电路。为了实现上述目的，本技术提供一种具有过温保护功能的开关电路，包括开关电路、随温度变化的延时电路和驱动控制电路。开关电路包括主开关管和电感。随温度变化的延时电路电性连接主开关管，在主开关管关断且开关电路过温时，随温度变化的延时电路延时输出信号至驱动控制电路，开关电路过温的温度越高，随温度变化的延时电路延时输出信号的时间越长。驱动控制电路电性连接主开关管和随温度变化的延时电路，驱动控制电路根据随温度变化的延时电路输出的信号延时下一个周期主开关管的导通并保持电感电流峰值大小不变，减小开关电路的输出电流。于本技术一实施例中，在临界导通定峰值控制模式下，具有过温保护功能的开关电路还包括电感电流峰值采样电路、辅助绕组和过零检测电路。电感电流峰值采样电路在主开关管导通时采样电感电流，当电感电流到达峰值后输出信号至驱动控制电路，驱动控制电路关断主开关管。辅助绕组设置在开关电路输入侧且与电感相耦合，在主开关管关断后检测电感电流。过零检测电路 电性连接辅助绕组，通过辅助绕组上的信号判断电感电流是否下降到零，当电感电流下降到零时输出信号至随温度变化的延时电路。于本技术一实施例中，电感电流峰值采样电路包括采样电阻和电流采样电路。采样电阻串联在主开关管和电感的通路上，获得主开关管导通时的电感电流。电流采样电路电性连接采样电阻，获得采样电阻上流过的电流，并将该电流与设定的峰值电流进行比较，当该电流等于设定的峰值电流时表征电感电流达到峰值。于本技术一实施例中，过零检测电路通过判断辅助绕组上的电压变化率来检测电感电流是否下降到零，当辅助绕组上的电压变化率为负时表征电感电流下降到零。于本技术一实施例中，过零检测电路通过判断辅助绕组上的电压来检测电感电流是否下降到零，当辅助绕组上的电压为零时表征电感电流下降到零。于本技术一实施例中，随温度变化的延时电路包括电流源、延时电容、控制开关和比较器。延时电容连接在电流源和地之间。控制开关并联在延时电容的两端，控制开关的控制极与主开关管的关断信号相连接。比较器的第一输入端连接在电流源和延时电容的公共端，比较器第二输入端连接设定阈值，比较器的输出与驱动控制电路相连接。于本技术一实施例中，电流源的输出电流与开关电路的过温温度相关，当开关电路未过温时，电流源输出一固定电流，当开关电路过温时，温度越高，电流源输出电流越小，延时时间越长。于本技术一实施例中，设定阈值与开关电路的过温温度相关，当开关电路未过温时，设定阈值为一固定电压，当开关电路过温时，温度越高，设定阈值的电压值越大，延时时间越长。本技术另一方面还提供一种具有过温保护功能的开关电路包括开关电路、随温度变化的延时电路和驱动控制电路。开关电路包括主开关管和电感。随温度变化的延时电路电性连接主开关管，在主开关管关断且开关电路过温时，随温度变化的延时电路延时输出信号至驱动控制电路，开关电路过温的温度越高，随温度变化的延时电路延时输出信号的时间越长。驱动控制电路电性连接主开关管和随温度变化的延时电路，在闭环控制模式下，驱动控制电路根据随温度变化的延时电路输出的信号延时下一个周期主开关管的导通并减小驱动控制电路的参考阈值，降低开关电路的输出电流。综上所述，本技术提供的具有过温保护功能的开关电路与现有技术相比具有以下优点：在所有的开关电路控制模式下，当开关电路过温时，在主开关管关断后延时下一周期主开关管的导通并保持电感电流峰值大小不变。在连续模式下，主开关的延时将使得电感电流下降到更小的值，从而降低开关电路的输出电流，达到过温保护的效果；而在临界导通模式下，主开关管的延时导通将临界导通模式转换为断续导通模式从而降低开关电路的输出电流，降低开关电路的温度。开关电路过温的温度越高，主开关管延时导通的时间将越长。进一步的，在保持电感电流峰值大小不变的情况下，主开关管的延时导通降低了主开关管的开关频率，开关损耗小，具有很好的降温效果。而在闭环控制模式下，当开关电路过温时，可在延时下一个周期主开关管导通的同时减小驱动控制电路的参考阈值来达到降低输出电流的效果。为让本技术的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。附图说明图1所示为现有的通过降低电感电流峰值的过温保护方法中开关电路的温度、电压、电感电流、输出电流以及开关频率的时序图。图2所示为本技术实施例一提供的具有过温保护功能的开关电路的工作流程图。图3所示为本技术实施例一提供的具有过温保护功能的开关电路的结构框图。图4所示为本技术实施例一提供的具有过温保护功能的开关电路的原理图。图5所示为图4中随温度变化的延时电路的电路原理图。图6所述为图4中开关电路的温度、辅助绕组上的电压、电感电流、输出电流以及开关频率的时序图。图7所示为图4中随温度变化的延时电路中过零检测信号、延时电容端电压VC以及输出信号的时序图。图8所示为在连续导通模式下工作的开关电路中开关电路的温度、电感电流、输出电流以及开关频率的时序图。具体实施方式在现有开关电路中，过温保护的实现方式是通过降低电感电流的峰值使得输出电流变小。然而，电感电流的峰值降低将使得开关管的开关频率增加，从而增加开关损耗而增加电路的温度。即现有的过温保护方法过温保护效果不佳或者甚至无法真正的实现过温保护。有鉴于此，本实施例提供一种能真正实现开关电路过温保护的具有过温保护功能的开关电路。具有过温保护功能的开关电路的工作原理为：在主开关管关断且开关电路过温时，驱动开关管导通的驱动控制电路随温度变化延时下一个周期主开关管的导通并保持电感电流峰值大小不变，减小开关电路的输出电流。开关电路过温的温度越高，延时的时间越长。本实施例提供的具有过温保护功能的开关电路不仅适用于开环控制模式下的开关电路，同样也适用于闭环控制模式下的开关电路。所述开环控制模式为通过控制电感电流的峰值来控制输出电流，而不检测输出电流来调整输出电流，如定峰值控制模式。所述闭环控制模式为通过检测输出电流作为反馈信号来对输出电流进行控制的模式，如恒导通时间控制或峰值电流控制。本实施例提供的具有过温保护功能的开关电路当系统过温时，在保持电感电流峰值大小不变的前提下延时下一个周期主开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有过温保护功能的开关电路，其特征在于，包括：开关电路，包括主开关管和电感；随温度变化的延时电路，电性连接主开关管，在主开关管关断且开关电路过温时，随温度变化的延时电路延时输出信号至驱动控制电路，开关电路过温的温度越高，随温度变化的延时电路延时输出信号的时间越长；驱动控制电路，电性连接所述主开关管和随温度变化的延时电路，驱动控制电路根据随温度变化的延时电路输出的信号延时下一个周期主开关管的导通并保持电感电流峰值大小不变，减小开关电路的输出电流。

【技术特征摘要】
1.一种具有过温保护功能的开关电路，其特征在于，包括：开关电路，包括主开关管和电感；随温度变化的延时电路，电性连接主开关管，在主开关管关断且开关电路过温时，随温度变化的延时电路延时输出信号至驱动控制电路，开关电路过温的温度越高，随温度变化的延时电路延时输出信号的时间越长；驱动控制电路，电性连接所述主开关管和随温度变化的延时电路，驱动控制电路根据随温度变化的延时电路输出的信号延时下一个周期主开关管的导通并保持电感电流峰值大小不变，减小开关电路的输出电流。2.根据权利要求1所述的具有过温保护功能的开关电路，其特征在于，在临界导通定峰值控制模式下，具有过温保护功能的开关电路还包括：电感电流峰值采样电路，在主开关管导通时采样电感电流，当电感电流到达峰值后输出信号至驱动控制电路，驱动控制电路关断主开关管；辅助绕组，设置在开关电路输入侧且与电感相耦合，在主开关管关断后检测电感电流；过零检测电路，电性连接辅助绕组，通过辅助绕组上的信号判断电感电流是否下降到零，当电感电流下降到零时输出信号至随温度变化的延时电路。3.根据权利要求2所述的具有过温保护功能的开关电路，其特征在于，所述电感电流峰值采样电路包括：采样电阻，串联在主开关管和电感的通路上，获得主开关管导通时的电感电流；电流采样电路，电性连接采样电阻，获得采样电阻上流过的电流，并将该电流与设定的峰值电流进行比较，当该电流等于设定的峰值电流时表征电感电流达到峰值。4.根据权利要求2所述的具有过温保护功能的开关电路，其特征在于，所述过零检测电路通过判断辅助绕组上的电压变化率来检测电感电流是否下降到零，当辅助绕组上的电压变化率为负时表征电感电流下降到零。...

【专利技术属性】
技术研发人员：白浪，黄必亮，任远程，周逊伟，
申请(专利权)人：杰华特微电子杭州有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33