一种开关电源及其系统输出短路保护电路和方法技术方案

本申请公开了一种开关电源中的系统输出短路保护电路，包括系统输出检测电路、功率输出电路和启停控制电路；系统输出检测电路用于检测系统输出电压是否低于预设短路电压阈值；功率输出电路的供电端通过电源电容接地，输出端与功率开关管的控制端连接；启停控制电路用于在系统输出电压低于预设短路电压阈值后，将生成的过程控制信号输出至功率输出电路，并当供电端的供电端电压满足上电触发条件时对电源电容进行充电，以便功率输出电路根据过程控制信号进行上电后功率输出过程和上电后低耗输出过程。本申请降低了系统输出短路保护期间的平均功耗，提高了产品经济效益。本申请还公开了一种开关电源及其系统输出短路保护方法，也具有上述有益效果。

A short circuit protection circuit and method for switching power supply and its system output

【技术实现步骤摘要】
一种开关电源及其系统输出短路保护电路和方法
本申请涉及开关电源
，特别涉及一种开关电源及其系统输出短路保护电路和方法。
技术介绍
开关电源中一般都会设置有系统输出短路保护机制，在系统输出短路后进行重启。现有技术中的开关电源的输出短路保护过程实际上和开关电源第一次的启动过程是一样的。而由于用户对第一次启动速度的要求较高，所以现有技术中开关电源输出短路保护时的上电时间很短。当功率控制器的供电端电压完成上电后，开关电源又会启动正常工作，通过控制功率开关管进行开关动作而实现功率输出，此时处于输出短路状态的开关电源无法由辅助边绕组为供电端电压正常供电，因而使得供电端电压因功率消耗而降低，当降低至一定阈值时又会触发再一次的上电，如此，开关电源在输出短路保护过程中便不断往复进行着上电、放(耗)电的过程。由于现有技术中的开关电源在放电阶段的功率消耗较大，而功率消耗较小的上电时间又很短，因此，整个输出短路保护过程中的平均功耗较大。鉴于此，开关电源中采用何种系统输出短路保护技术，以便有效减少输出短路保护期间的平均功耗，进而有效提升开关电源的产品竞争力和经济效益，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种开关电源及其系统输出短路保护电路和方法，以便有效降低系统在输出短路保护期间内的平均功耗，进而有效提升开关电源的产品竞争力和经济效益。为解决上述技术问题，本申请提供了一种开关电源中的系统输出短路保护电路，包括系统输出检测电路、功率输出电路和启停控制电路；所述系统输出检测电路用于检测所述开关电源的系统输出电压是否低于预设短路电压阈值；所述功率输出电路的供电端通过电源电容接地，所述功率输出电路的输出端与功率开关管的控制端连接；所述启停控制电路与所述功率输出电路的所述供电端和控制端连接，并与所述系统输出检测电路的输出端连接，用于在所述系统输出电压低于所述预设短路电压阈值后，将生成的过程控制信号输出至所述功率输出电路，并当所述供电端的供电端电压满足上电触发条件时对所述电源电容进行充电，以便所述功率输出电路根据所述过程控制信号进行上电后功率输出过程和上电后低耗输出过程；处于功率输出状态时的所述功率输出电路用于控制所述功率开关管进行开关动作，处于低耗输出状态时的所述功率输出电路用于控制所述功率开关管保持关断状态。可选地，所述启停控制电路用于控制所述功率输出电路进行上电后功率输出过程的上电触发条件：为所述供电端电压下降至第一预设上电触发阈值；所述启停控制电路用于控制所述功率输出电路进行上电后低耗输出过程的上电触发条件：为所述供电端电压下降至第二预设上电触发阈值。可选地，所述第一预设上电触发阈值为所述功率输出电路的最低工作电压；所述第二预设上电触发阈值高于所述第一预设上电触发阈值。可选地，所述启停控制电路用于控制所述功率输出电路进行上电后功率输出过程的输出触发条件为：所述供电端电压上升至第一预设输出触发阈值；所述启停控制电路用于控制所述功率输出电路进行上电后低耗输出过程的输出触发条件为：所述供电端电压上升至第二预设输出触发阈值。可选地，所述第二预设输出触发阈值高于所述第一预设输出触发阈值。可选地，所述启停控制电路包括依次连接的计数器模块、启停控制器模块和上电启动电路，所述上电启动电路的输出端与所述功率输出电路的所述供电端连接，所述启停控制器模块的输出端与所述功率输出电路的所述控制端连接；所述计数器模块用于对所述功率输出电路在一个循环周期内完成的上电后低耗输出过程的次数进行计数并输出计数结果信号；所述上电启动电路用于在启动时为所述电源电容充电；所述启停控制器模块用于输出与所述计数结果信号对应的启动控制信号至所述上电启动电路，并输出与所述计数结果信号对应的所述过程控制信号至所述功率输出电路，以便所述功率输出电路根据所述过程控制信号在各个循环周期内进行一次上电后功率输出过程和预设数量次上电后低耗输出过程。可选地，在所述上电后功率输出过程中，所述功率输出电路控制所述功率开关管进行开关动作的持续时间为预设时长。可选地，还包括：与所述启停控制电路连接、与所述开关电源的正常供电电源相独立的短路供电电源，用于在系统输出短路后为所述启停控制电路供电。本申请还公开了一种开关电源中的系统输出短路保护方法，应用于如上所述的任一种系统输出短路保护电路中的启停控制电路，包括：获取所述系统输出检测电路输出的短路标志信号；根据所述短路标志信号判断是否系统输出短路；若是，则将生成的所述过程控制信号输出至所述功率输出电路，并在所述供电端电压满足所述上电触发条件时对所述电源电容进行充电，以便所述功率输出电路根据所述过程控制信号进行上电后功率输出过程和上电后低耗输出过程。本申请还公开了一种开关电源，包括如上所述的任一种系统输出短路保护电路。本申请所提供的开关电源中的系统输出短路保护电路，包括系统输出检测电路、功率输出电路和启停控制电路；所述系统输出检测电路用于检测所述开关电源的系统输出电压是否低于预设短路电压阈值；所述功率输出电路的供电端通过电源电容接地，所述功率输出电路的输出端与功率开关管的控制端连接；所述启停控制电路与所述功率输出电路的所述供电端和控制端连接，并与所述系统输出检测电路的输出端连接，用于在所述系统输出电压低于所述预设短路电压阈值后，将生成的过程控制信号输出至所述功率输出电路，并当所述供电端的供电端电压满足上电触发条件时对所述电源电容进行充电，以便所述功率输出电路根据所述过程控制信号进行上电后功率输出过程和上电后低耗输出过程；处于功率输出状态时的所述功率输出电路用于控制所述功率开关管进行开关动作，处于低耗输出状态时的所述功率输出电路用于控制所述功率开关管保持关断状态。可见，相比于现有技术，本申请所提供的开关电源中的系统输出短路保护电路，在检测到系统输出短路之后，利用启停控制电路控制开关电源的功率输出电路交替进行上电后功率输出过程和上电后低耗输出过程。本申请通过引入在整个过程中都禁止功率开关管开关动作的上电后低耗输出过程，避免了对供电端电能的过快消耗，有效地降低了开关电源在整个输出短路保护期间内的平均功耗，进而提升了开关电源的产品竞争力和经济效益。本申请所提供的开关电源及其系统输出短路保护方法同样具有上述有益效果。附图说明为了更清楚地说明现有技术和本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和本申请实施例描述中需要使用的附图作简要的介绍。当然，下面有关本申请实施例的附图描述的仅仅是本申请中的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，所获得的其他附图也属于本申请的保护范围。图1为一种开关电源的基本工作原理结构图；图2为开关电源在系统输出短路前后的信号波形图；图3为现有技术中的一种系统输出短路保护的信号波形图；图4为现有技术中的又一种系统输出短路保护的信号波形图；图5为本申请所提供的一种开关电源中的系统输出短路保护电路的结构示意图；图6为本申请所提供的一种系统输出短路保护的信号波形图；图7为本申请所提供的另一种系统输出短路保护的信号波形图；图8为本申请所提供的又一种系统输出短路保护的信号波形图；图9为本申请所提供的又一种开关电源中的系统输出短路保护电路的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关电源中的系统输出短路保护电路，其特征在于，包括系统输出检测电路、功率输出电路和启停控制电路；所述系统输出检测电路用于检测所述开关电源的系统输出电压是否低于预设短路电压阈值；所述功率输出电路的供电端通过电源电容接地，所述功率输出电路的输出端与功率开关管的控制端连接；所述启停控制电路与所述功率输出电路的所述供电端和控制端连接，并与所述系统输出检测电路的输出端连接，用于在所述系统输出电压低于所述预设短路电压阈值后，将生成的过程控制信号输出至所述功率输出电路，并当所述供电端的供电端电压满足上电触发条件时对所述电源电容进行充电，以便所述功率输出电路根据所述过程控制信号进行上电后功率输出过程和上电后低耗输出过程；处于功率输出状态时的所述功率输出电路用于控制所述功率开关管进行开关动作，处于低耗输出状态时的所述功率输出电路用于控制所述功率开关管保持关断状态。

【技术特征摘要】
1.一种开关电源中的系统输出短路保护电路，其特征在于，包括系统输出检测电路、功率输出电路和启停控制电路；所述系统输出检测电路用于检测所述开关电源的系统输出电压是否低于预设短路电压阈值；所述功率输出电路的供电端通过电源电容接地，所述功率输出电路的输出端与功率开关管的控制端连接；所述启停控制电路与所述功率输出电路的所述供电端和控制端连接，并与所述系统输出检测电路的输出端连接，用于在所述系统输出电压低于所述预设短路电压阈值后，将生成的过程控制信号输出至所述功率输出电路，并当所述供电端的供电端电压满足上电触发条件时对所述电源电容进行充电，以便所述功率输出电路根据所述过程控制信号进行上电后功率输出过程和上电后低耗输出过程；处于功率输出状态时的所述功率输出电路用于控制所述功率开关管进行开关动作，处于低耗输出状态时的所述功率输出电路用于控制所述功率开关管保持关断状态。2.根据权利要求1所述的系统输出短路保护电路，其特征在于，所述启停控制电路用于控制所述功率输出电路进行上电后功率输出过程的上电触发条件：为所述供电端电压下降至第一预设上电触发阈值；所述启停控制电路用于控制所述功率输出电路进行上电后低耗输出过程的上电触发条件：为所述供电端电压下降至第二预设上电触发阈值。3.根据权利要求2所述的系统输出短路保护电路，其特征在于，所述第一预设上电触发阈值为所述功率输出电路的最低工作电压；所述第二预设上电触发阈值高于所述第一预设上电触发阈值。4.根据权利要求1所述的系统输出短路保护电路，其特征在于，所述启停控制电路用于控制所述功率输出电路进行上电后功率输出过程的输出触发条件为：所述供电端电压上升至第一预设输出触发阈值；所述启停控制电路用于控制所述功率输出电路进行上电后低耗输出过程的输出触发条件为：所述供电端电压上升至第二预设输出触发阈值。5.根据权利要求4所述的系统输出短路保...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪虎，朱世鸿，
申请(专利权)人：上海新进芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31