一种AC/DC转换电路及其控制模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种AC/DC转换电路及其控制模块，在主开关管处于导通状态下的第一导通时间内，电流检测电路检测AC/DC转换电路中的电感电流是否大于第一阈值：若否，则最大关断时间选择电路将主开关管的最大关断时间设置为T1；若是，则最大关断时间选择电路将主开关管的最大关断时间设置为T2；计数器对主开关管最大关断时间为T2的次数进行计数，当计数值达到N次，则AC/DC转换电路进入短路保护状态。本实用新型专利技术不仅可以保证较快的系统启动速度，而且确保系统短路时输出电流小，系统可靠性高，很好地解决了启动和短路的矛盾。

【技术实现步骤摘要】
一种AC/DC转换电路及其控制模块
本技术属于AC/DC转换电路设计
，具体涉及一种AC/DC转换电路及其控制模块。
技术介绍
在单级交流输入、直流输出的AC/DC转换电路中，由于输入为电网电压，存在工频纹波，输出需要大电容来滤除该纹波，以得到直流电压或直流电流。在系统(即AC/DC转换电路)启动时，输出电压为0，由于输出电容大，需要一定时间使输出电压上升到一定值。而系统的启动时间则越短越好，因此希望在启动时，输入给输出尽可能多的能量，即电路中主MOS管的占空比希望尽可能大。而在系统输出短路时，输出电压也是接近0，为了减小短路时的输出电流，希望输入给输出尽可能少的能量，即主MOS管的占空比希望尽可能小。在启动时，输出电压需要上升到一定值，系统才可以通过采样输出电压来区分启动和短路，从而进行不同的处理。所以，在启动时当输出电压还未上升到一定值时，系统无法判断短路和启动，故短路保护和启动对系统的要求又是矛盾的。现有的解决方法是当输出电压低于一定值时，以较小的占空比工作，一般设置主MOS管的关断时间为100us以上，保证系统在短路保护时，输出电流小于一定值。这样做法在启动时，输出电压上升到一定值之前，输出电压的上升非常慢，势必影响了启动的速度。
技术实现思路
基于上述，本技术提供了一种AC/DC转换电路及其控制模块，不仅可以保证较快的系统启动速度，而且确保系统短路时输出电流小，系统可靠性高，很好地解决了启动和短路的矛盾。一种AC/DC转换电路的控制模块，包括：计时电路、电流检测电路、最大关断时间选择电路和计数器；所述计时电路对主开关管的导通时间进行计时，在主开关管处于导通状态下的第一导通时间内，所述电流检测电路检测AC/DC转换电路中的电感电流是否大于第一阈值：若否，则所述最大关断时间选择电路将主开关管的最大关断时间设置为T1；若是，则所述最大关断时间选择电路将主开关管的最大关断时间设置为T2；所述计数器对主开关管最大关断时间为T2的次数进行计数，当计数值达到N次，则AC/DC转换电路进入短路保护状态；其中，T1和T2均为预设的时间值且T2＞T1，N为大于1的自然数。进一步地，所述AC/DC转换电路还包括过零检测电路；当所述过零检测电路检测到电感电流为0时，或当AC/DC转换电路进入短路保护状态情况下或AC/DC转换电路输入掉电情况下，则将所述计数值清零。进一步地，当主开关管的最大关断时间为T1时，所述过零检测电路检测到电感电流为0，则将所述计数值清零。进一步地，所述计数器对主开关管最大关断时间为T2的次数进行计数，具体实现为：计数器初始化所述计数值为0，对于任一开关周期主开关管处于导通状态下的第一导通时间内，若电流检测电路检测到AC/DC转换电路中的电感电流大于第一阈值，则最大关断时间选择电路将主开关管的最大关断时间设置为T2，计数器的计数值加1。一种AC/DC转换电路，包括上述的控制模块。基于上述技术方案，本技术不仅可以保证较快的系统启动速度，而且确保系统短路时输出电流小，系统可靠性高，很好地解决了启动和短路的矛盾。附图说明图1(a)为反激式AC/DC转换电路的结构示意图。图1(b)为降压型AC/DC转换电路的结构示意图。图2为主MOS管导通信号BON和电感电流的波形示意图。图3(a)为本技术AC/DC转换电路控制方法的第一种实施流程示意图。图3(b)对应为图3(a)实施流程的控制电路实现结构示意图。图4(a)为本技术AC/DC转换电路控制方法的第二种实施流程示意图。图4(b)对应为图4(a)实施流程的控制电路实现结构示意图。图5(a)为本技术AC/DC转换电路控制方法的第三种实施流程示意图。图5(b)对应为图5(a)实施流程的控制电路实现结构示意图。具体实施方式为了更为具体地描述本技术，下面结合附图及具体实施方式对本技术的技术方案进行详细说明。本技术AC/DC转换电路控制方法，在主MOS管导通时，在第一导通时间(该时间小于等于主MOS的最小导通时间)内，判断系统中的电感电流是否大于第一阈值，如果未大于该阈值，则将主MOS管最大关断时间设置为T1(该时间相对T2来说比较短，一般为几十us)；如果电感电流在第一导通时间内大于一定阈值，则将主MOS管的最大关断时间设置为T2(该时间相对T1来说比较长，一般为几百us)；对主MOS管最大关断时间为T2的次数进行计数，当计数值达到N次，则系统判断当前状态为短路状态，系统进入短路保护状态。本技术控制方法可适用于常用的单级AC/DC电路，如图1(a)所示的反激(FLYBACK)电路或如图1(b)所示的降压(BUCK)电路。图2为当输出电压低(启动或短路)时主MOS管导通信号BON和电感电流的波形图。在BUCK和BUCK/BOOST电路中，电感电流下降的斜率与输出电压成正比；在FLYBACK电路中，电感电流下降的斜率与n*Vout成正比，其中n为变压器原副边的匝比，Vout为输出电压。由于在启动时输出电压低，因此电感电流下降斜率小，电感电流此时无法下降到0，处于连续导通模式(CCM)。当主MOS管最大关断时间为T1时，由于电感电流下降斜率小，电感电流峰值越来越高；经过几个开关周期后，则可以达到第一导通时间内电感电流峰值大于一定阈值的条件，则最大关断时间调整为T2，由于T2时间远大于T1，电感电流可以降低到比较低的值，从而避免电感电流峰值过高。如果是启动状态时，由于最大关断时间为T1的开关周期，从输入传输到输出的能量较多，输出电压可以迅速升高。输出电压升高后，则电感电流下降斜率变大，电感电流可以下降到0，可以进入正常的工作状态。如果是短路状态时，由于输出电压低，电感电流一直不能下降到0，因此对T2的计数一直不能被清零，当计数到N个后，则系统进入短路保护状态，进一步降低从输入到输出传输的能量，减小短路保护时的输出电流。实施例1如图3(a)所示，本实施例AC/DC转换电路控制方法流程为：在主MOS管导通时，在一定导通时间内，判断电感电流是否大于一定阈值，如果未大于该阈值，则将主MOS管最大关断时间设置为T1；如果电感电流在一定导通时间内大于一定阈值，则将主MOS管的最大关断时间设置为T2并使其次数加1；系统计数主MOS管最大关断时间为T2的次数，当电感电流到0，则清除对最大关断时间为T2的计数，否则不清零；当系统对最大关断时间为T2的计数达到N次后，则系统判断当前状态为短路状态，系统进入短路保护状态。图3(b)所示了本实施方式的电路实现结构，其包括：计时电路U10、电流检测电路U11、最大关断时间选择电路U13、过零检测电路U14、计数器U19、与门U12、或门U15以及两个RS触发器U18和U21。在主MOS管导通一定导通时间时，计时电路U10输出为高，并且计时电路U10的输出连接到与门U12的一个输入端，电流检测电路U11检测电感电流，当电感电流大于一定值，则其输出为高，否则其输出为低，并且其输出连接到与门U12的另一个输入端和RS触发器U18的清零端R。当电流检测电路U11输出为高时，则RS触发器U18的输出端Q为0，RS触发器U18的输出端连接到主MOS管的栅极，即产生主MOS管的关断信号。当计时电路U10和电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种AC/DC转换电路的控制模块，其特征在于，包括：计时电路、电流检测电路、最大关断时间选择电路和计数器；所述计时电路对主开关管的导通时间进行计时，在主开关管处于导通状态下的第一导通时间内，所述电流检测电路检测AC/DC转换电路中的电感电流是否大于第一阈值：若否，则所述最大关断时间选择电路将主开关管的最大关断时间设置为T1；若是，则所述最大关断时间选择电路将主开关管的最大关断时间设置为T2；所述计数器对主开关管最大关断时间为T2的次数进行计数，当计数值达到N次，则AC/DC转换电路进入短路保护状态；其中，T1和T2均为预设的时间值且T2＞T1，N为大于1的自然数。

【技术特征摘要】
1.一种AC/DC转换电路的控制模块，其特征在于，包括：计时电路、电流检测电路、最大关断时间选择电路和计数器；所述计时电路对主开关管的导通时间进行计时，在主开关管处于导通状态下的第一导通时间内，所述电流检测电路检测AC/DC转换电路中的电感电流是否大于第一阈值：若否，则所述最大关断时间选择电路将主开关管的最大关断时间设置为T1；若是，则所述最大关断时间选择电路将主开关管的最大关断时间设置为T2；所述计数器对主开关管最大关断时间为T2的次数进行计数，当计数值达到N次，则AC/DC转换电路进入短路保护状态；其中，T1和T2均为预设的时间值且T2＞T1，N为...

【专利技术属性】
技术研发人员：白浪，张军明，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