用于功率转换器的过载保护制造技术

本发明专利技术涉及用于功率转换器的过载保护。一种用于控制功率转换器的电路，包括过载监测器，所述过载监测器将电流感测信号的值与阈值信号的值进行比较，响应于比较结果而调整第一计数信号的值，并使用第一计数信号来确定功率转换器是否正操作在过载状况下。该电路还包括过载保护信号发生器，该过载保护信号发生器生成指示功率转换器是否正操作在过载状况下的过载保护信号。一种方法，包括：将指示功率转换器的输出信号的电流感测信号的值与阈值信号的值进行比较，响应于比较结果而调整第一计数信号的值，以及使用第一计数信号来确定功率转换器是否正操作在过载状况下。

【技术实现步骤摘要】
用于功率转换器的过载保护相关申请的交叉引用本公开要求于2016年6月2日提交的美国临时申请No.62/344,780的权益，该美国临时申请的全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及集成电路装置，并且更具体地涉及功率转换器。
技术介绍
功率转换器可以将输入电压转换成输出电压，并将输出电压提供至负载。当功率转换器的输出过载达较长的时间段时，功率转换器中的部件可能过热并可能损坏。因此，用于检测功率过载并保护功率转换器的部件的系统会是所期望的。附图说明图1例示了根据实施例的功率转换器。图2例示了根据实施例的适合用作图1的功率转换器的功率转换器。图3例示了根据实施例的适合用作图2的过载保护电路的过载保护电路。图4例示了根据实施例的适合用作图2的过载保护电路的过载保护电路。图5例示了根据图3中的过载保护电路的实施例的输入电压、电流感测信号和计数信号的示例波形。图6例示了根据图3中的过载保护电路的实施例的振荡信号、脉宽调制(PWM)信号、电流感测信号、输出信号、计数器输入信号和计数信号的示例波形。图7例示了根据实施例的适合用作图2的过载保护电路的过载保护电路。图8例示了根据图7中的过载保护电路的实施例的输入电压、电流感测信号、监测信号、第一计数信号、第二比较信号和第二计数信号的示例波形。图9例示了根据实施例的适合用作图2的过载保护电路的过载保护电路。图10例示了根据实施例的、适合用作图2的过载保护电路的过载保护电路。图11例示了根据实施例由过载保护电路执行的处理。具体实施方式实施例涉及功率转换器并且涉及检测功率转换器是否正操作在过载状况下。在实施例中，功率转换器接收输入电压并向负载提供输出信号(例如，输出电压或输出电流)。将电流感测信号的值与阈值信号的值进行比较，其中电流感测信号指示功率转换器的输出电压。响应于该比较结果而调整第一计数信号的值。使用第一计数信号来确定功率转换器是否正操作在过载状况下。图1例示了根据实施例的功率转换器100的框图。图1中的功率转换器100接收输入电压VIN并向负载160提供输出信号(例如，输出电压)VOUT。图1中的功率转换器100包括初级侧控制器110。图1中的初级侧控制器110可以集成在半导体芯片中，并且该半导体芯片可以以其自身被封装或者与一个或多个其它半导体芯片封装在一起。图1中的负载160可以包括一个或多个集成芯片(IC)。在实施例中，输出电压VOUT用来向中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、集成的存储器电路、电池充电器、发光二极管(LED)或其它类型的电气负载供电。图2例示了适合用作图1的功率转换器100的功率转换器200。功率转换器200包括初级侧电路202和次级侧电路204。图2中的初级侧电路202包括桥式整流器206、电容器208、初级绕组212、开关器件226、感测电阻器230和初级侧控制器210。电源(未示出)向桥式整流器206提供AC输入信号ACIN，桥式整流器206对接收到的AC信号ACIN的负半部分取反，以生成经整流的AC信号(或输入电压)VIN。输入电压VIN被施加到功率转换器200的初级绕组212。图2中的初级侧控制器210包括占空比(duty)发生器228、逻辑门222、触发器224和过载保护电路220。图2中的初级侧控制器210从感测节点SN接收电流感测信号CS，并且从次级侧电路204接收输出信号(或输出电压)VOUT和输出电流IOUT。图2中的初级侧控制器210生成PWM信号(或调制信号)PWM，以接通或关断开关器件226。结果，初级侧控制器210调整流过图2中的初级绕组212的第一电流的平均量值。图2中的占空比发生器228从次级侧电路204接收输出信号VOUT和输出电流IOUT，并响应于输出信号VOUT和输出电流IOUT而生成占空比控制信号DCS。图2中的逻辑门222对占空比控制信号DCS和比较信号COMP执行逻辑运算。在实施例中，逻辑门222是或(OR)门，并且对占空比控制信号DCS和比较信号COMP执行或(OR)逻辑运算，以生成复位信号RST。图2中的触发器224接收复位信号RST和振荡信号OSC。在实施例中，触发器224是置位/复位(RS)触发器。在这种实施例中，RS触发器224在振荡信号OSC具有逻辑高值时生成具有逻辑高值的PWM信号PWM，并且在复位信号RST具有逻辑高值时生成具有逻辑低值的PWM信号PWM。图2中的过载保护电路220接收电流感测信号CS、振荡信号OSC、PWM信号PWM、阈值信号CSTH和监测信号TMON，并生成比较信号COMP和过载保护信号OLP。在实施例中，过载保护电路220可以在不使用监测信号TMON的情况下操作，以生成过载保护信号OLP，如下面将参考图4描述的。当流过图2中的初级绕组212的第一电流的量值增加时，电流感测信号CS的值也增加。当电流感测信号CS的值超过阈值信号CSTH的值时，图2中的过载保护电路220向逻辑门222提供具有逻辑高值的比较信号COMP。图2中的逻辑门222向触发器224提供具有逻辑高值的复位信号RST，并且因此触发器224生成具有逻辑低值的PWM信号，以关断开关器件226。结果，图2中的初级侧控制器210将流过初级绕组212的第一电流的峰值限制为预定值。虽然图2中的初级侧控制器210包括接收比较信号COMP的逻辑门222，但是本公开的实施例不限于此。在实施例中，过载保护电路220可以不生成比较信号COMP，图2中的逻辑门222可以被省略，并且占空比控制信号DCS可以被用作复位信号RST。比较信号COMP指示电流感测信号CS的值是否等于或大于阈值信号CSTH的值。在实施例中，具有逻辑高值的比较信号COMP指示电流感测信号CS的值等于或大于阈值信号CSTH的值。过载保护信号OLP指示图2中的功率转换器200是否正操作在过载状况下。在实施例中，具有逻辑高值的过载保护信号OLP指示功率转换器200正操作在过载状况下。当图2中的过载保护电路220生成指示功率转换器200正操作在过载状况下的过载保护信号OLP时，图2中的功率转换器可以采取一个或多个预定动作。在实施例中，图2中的功率转换器200停止开关操作达预定的时间间隔，并且然后重新开始开关操作。例如，预定的时间间隔在从1秒至3秒的范围内。在另一个实施例中，图2中的功率转换器200停止开关操作，直到输出电压VOUT的电平变得基本上等于0V。图2中的次级侧电路204包括次级绕组214、二极管218和输出电容器216。二极管218和输出电容器216将流过图2中的次级绕组的第二电流转换成输出电流IOUT。当初级侧控制器210调整流过初级绕组212的第一电流的平均量值时，流过次级绕组214的第二电流的量值改变，由此调节输出电压VOUT和输出电流IOUT。图3例示了根据实施例的适合用作图2的过载保护电路220的过载保护电路320的框图。图3中的过载保护电路320包括过载监测电路(或过载监测器)342和过载保护信号发生器344。图3中的过载监测电路342接收电流感测信号CS、振荡信号OSC、PWM信号PWM、阈值信号CSTH和监测信号TMON，并生成比较信号COMP和计数信号CNT。例如，过载监测电路342将电流感测信号CS的值与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制功率转换器的电路，包括：过载监测器，被配置为将电流感测信号的值与阈值信号的值进行比较，并响应于比较结果而调整第一计数信号的值，所述电流感测信号指示所述功率转换器的输出信号，所述过载监测器使用所述第一计数信号来确定所述功率转换器是否正操作在过载状况下；以及过载保护信号发生器，被配置为生成指示所述功率转换器是否正操作在过载状况下的过载保护信号。

【技术特征摘要】
2016.06.02 US 62/344,780;2017.05.24 US 15/604,1291.一种用于控制功率转换器的电路，包括：过载监测器，被配置为将电流感测信号的值与阈值信号的值进行比较，并响应于比较结果而调整第一计数信号的值，所述电流感测信号指示所述功率转换器的输出信号，所述过载监测器使用所述第一计数信号来确定所述功率转换器是否正操作在过载状况下；以及过载保护信号发生器，被配置为生成指示所述功率转换器是否正操作在过载状况下的过载保护信号。2.根据权利要求1所述的电路，其中所述过载监测器包括：计数器，当所述电流感测信号的值等于或大于所述阈值信号的值时，增加所述第一计数信号的值。3.根据权利要求2所述的电路，其中所述过载保护信号发生器包括：第一比较器，将所述第一计数信号的值与参考信号的值进行比较，并且，当所述第一计数信号的值相对于所述参考信号的值具有给定值时，生成具有特定逻辑值的过载保护信号，所述过载保护信号的所述特定逻辑值指示所述功率转换器正操作在过载状况下。4.根据权利要求3所述的电路，其中所述过载监测器还包括：第二比较器，响应于所述电流感测信号和所述阈值信号而生成比较信号；触发器，响应于所述比较信号和调制信号而生成输出信号；以及逻辑门，响应于所述输出信号和振荡信号而生成计数器输入信号，以及其中，当所述电流感测信号的值等于或大于所述阈值信号的值时，所述计数器响应于所述计数器输入信号而增加所述第一计数信号的值，并且，当所述电流感测信号的值小于所述阈值信号的值时，所述计数器响应于所述计数器输入信号而维持或减小所述第一计数信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：严炫喆，金英钟，
申请(专利权)人：快捷韩国半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR