一种无输出电流采样的变换器输出短路保护电路和方法技术

本发明专利技术公开了一种无输出电流采样的变换器输出短路保护电路和方法。在开关电源启动前，通过测量输出阻抗判断变换器输出是否短路。通过实时检测输出电压来监控变换器缓启动和运行中的开关电源短路状况；在开关电源运行中，若发生突然短路工况，则开关电源的输出电压必有一个较大跌落，当输出电压跌落至模拟比较器的比较阈值时，则判定发生短路工况并快速关闭开关电源。此外，本发明专利技术为涵盖开关电源缓启动过程中短路工况的甄别，设置模拟比较器的阈值随开关电源的输出电压缓启动而缓慢变化。本发明专利技术对开关电源启机前、缓启动过程中以及运行中的输出短路工况均进行了可靠监测，可以全方位无死角地有效识别输出短路故障工况，避免故障扩散和损坏开关电源。故障扩散和损坏开关电源。故障扩散和损坏开关电源。

【技术实现步骤摘要】
一种无输出电流采样的变换器输出短路保护电路和方法


[0001]本专利技术属于变换器控制
，特别是一种无输出电流采样的变换器输出短路保护电路和方法。

技术介绍

[0002]开关电源变换器因其高效率、小体积和高可靠性，目前被广泛应用于民用工业、航空航天及军用系统中。航空航天和军用系统的应用中通常对开关电源的可靠性提出了较高的要求，要求其具备短路保护的功能，开关电源既要能够在启动之前判断输出负载是否短路，也需要在启动过程中有效区分输出负载短路和正常运行工况，也需要在开关电源正常运行中能够可靠甄别短路工况并及时保护和切除变换器。
[0003]针对开关电源短路保护的方案，目前常用的方案主要是通过采样开关电源输出电流的方式进行实时监测，当输出电流超过设定阈值时，立即执行保护动作；该输出电流采样的方式通常包括通过串接采样电阻、电流霍尔等；通过串接采样的方式，一方面将损失开关电源的效率，另一方面采样电阻及其调理电路将会增大开关电源的体积，降低其功率密度；类似地，通过霍尔采样的方式，会增加开关电源的体积和其成本。
[0004]随着现代电子系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无输出电流采样的变换器输出短路保护电路，其特征在于，该电路包括：非隔离式开关电源(100)、输出负载装置(101)、数字控制器(102)、辅助源(103)、第一二极管(D1)、输入电压源(Vin)以及第一电阻(R1)至第七电阻(R7)；所述输入电压源(Vin)接入至所述非隔离式开关电源(100)，所述辅助源(103)的输入端连接输入电压源(Vin)的正极，输入电压源(Vin)的负极接地；所述辅助源(103)的输出端通过第一电阻(R1)连接第一二极管(D1)的正极，第一二极管(D1)的负极连接输出负载装置(101)的输出“正”端；所述输入电压源(Vin)的正极经由分压采样第四电阻(R4)和第五电阻(R5)，产生输入电压源的采样信号V
ins
；所述非隔离式开关电源(100)的输出电压V
o
经由分压采样第二电阻(R2)和第三电阻(R3)，产生输出电压的采样信号V
os
；所述辅助源(103)的输出电压V
aux
经由分压采样第六电阻(R6)和第七电阻(R7)，产生辅助源的采样信号V
axs
；上述三个采样信号作为所述数字控制器(102)的输入信号，数字控制器(102)根据三个采样信号对非隔离式开关电源(100)启动前、缓启动和运行过程中的短路进行判断，并在确认输出负载装置(101)短路后及时切断非隔离式开关电源(100)的输出，所述数字控制器(102)的输出信号为短路标志信号STt和非隔离式开关电源(100)的启动信号STp，该STp信号用于控制非隔离式开关电源(100)的启动和关机。2.根据权利要求1所述的无输出电流采样的变换器输出短路保护电路，其特征在于，该电路还包括：输入电容(Cin)，与所述输入电压源(Vin)并联接入至所述非隔离式开关电源(100)；或与输入电压源(Vin)相串联的滤波器。3.根据权利要求1所述的无输出电流采样的变换器输出短路保护电路，其特征在于，该电路还包括：输出电容(Co)或其他滤波装置，并联于所述输出负载装置(101)与非隔离式开关电源(100)之间。4.根据权利要求1所述的无输出电流采样的变换器输出短路保护电路，其特征在于，所述辅助源(103)的输出电压V
aux
与非隔离式开关电源(100)的输出电压V
o
的设定取值为：V
aux
＜＜V
o
且1.2V＜V
aux
＜12V。5.根据权利要求1所述的无输出电流采样的变换器输出短路保护电路，其特征在于，所述数字控制器(102)包括启机前短路甄别逻辑块(201)、模拟比较器(203)、两输入与门(202)和反相器(204)；所述启机前短路甄别逻辑块(201)和所述模拟比较器(203)分别用于非隔离式开关电源(100)的启动前短路判断和运行中短路判断；所述启机前短路甄别逻辑块(201)的输入信号包括所述采样信号V
os
、采样信号V
ins
和采样信号V
axs
，输出信号包括标志信号ST1、使能信号E
N
以及基准电压信号V
osH
；所述标志信号ST1用于指示变换器启动之前输出负载装置(101)是否短路，使能信号E
N
用于使能模拟比较器(20...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜耀，刘华吾，崔满超，赵瑞，王廷营，杨涛，曹赟，丁星星，戚宏伟，黄磊，
申请(专利权)人：连云港杰瑞电子有限公司，
类型：发明
国别省市：