开关电源及其过流保护电路制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种开关电源及其过流保护电路。根据本发明专利技术实施例提供的用于开关电源的过流保护电路，被配置为基于所述开关电源的输入电压或输出电压的大小，生成过流保护占空比信号；基于所述过流保护占空比信号，生成过流保护阈值电压；以及基于所述过流保护阈值电压和表征所述开关电源的输出电流的感测电流表征信号，生成用于控制所述开关电源中的开关管从导通状态变为关断状态的开关控制信号。号。号。

【技术实现步骤摘要】
开关电源及其过流保护电路


[0001]本专利技术总体上属于集成电路领域，尤其涉及一种开关电源及其过流保护电路。

技术介绍

[0002]当前的开关电源技术经过几十年的发展，对充电效率和充电速度等都提出了更高的要求，其中输出电压分成多段输出的多输出电压模式已经在不同功率的电源适配器中得到了广泛应用。
[0003]然而，当这种分段的多输出开关电源应用在宽输入电压条件下时，这可能导致开关电源在高压输入下发生过流保护时的工作频率高达上百KHZ，而在低压输入下发生过流保护时的工作频率只有几十KHZ，导致宽输入宽输出开关电源在发生过流保护时的工作模式和工作频率的差异很大，从而导致过流保护工作点的差异很大，增加了过流保护点的设计难度。

技术实现思路

[0004]第一方面，本专利技术实施例提供了一种用于开关电源的过流保护电路，其特征在于，所述过流保护电路被配置为：基于所述开关电源的输入电压或输出电压的大小，生成过流保护占空比信号；基于所述过流保护占空比信号，生成过流保护阈值电压；以及基于所述过流保护阈值电压和表征所述开关电源的输出电流的感测电流表征信号，生成用于控制所述开关电源中的开关管从导通状态变为关断状态的开关控制信号。
[0005]第二方面，本专利技术实施例提供了一种开关电源，包括如第一方面所述的过流保护电路。
[0006]第三方面，如第一方面和第二方面所述的开关电源为以下各项中的一项：降压型开关电源、升压型开关电源、升降压式开关电源、反激式开关电源、正激式开关电源、非对称半桥式开关电源。
[0007]本专利技术实施例提供的开关电源及其过流保护电路，通过基于开关电源的输入电压或输出电压的大小，产生对应的过流保护阈值电压，并且基于该过流保护阈值电压和表征开关电源的输出电流的感测电流表征信号，生成用于控制开关电源中的开关管从导通状态变为关断状态的开关控制信号，防止发生过流保护时的过流保护点差异过大。
附图说明
[0008]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0009]图1示出了传统反激式多模式工作开关电源的结构示意图；
[0010]图2示出了图1所示的反激式开关电源工作在宽输入电压条件下发生过流保护时的工作频率区域的示意图；
[0011]图3示出了图1所示的开关电源中的部分电路的结构示意图；
[0012]图4示出了图3所示的过流保护阈值产生控制单元的相应信号之间的对应关系的波形示意图；
[0013]图5示出了图1所示的反激式开关电源在逻辑区分的低压段下发生过流保护时的PWM信号与过流保护占空比信号OCP_duty以及过流保护阈值电压Vth_oc之间的关系时序图；
[0014]图6示出了图1所示的反激式开关电源在逻辑区分的高压段下发生过流保护时的PWM信号与过流保护占空比信号OCP_duty以及过流保护阈值电压Vth_oc之间的关系时序图；
[0015]图7示出了本专利技术一个实施例提供的反激式开关电源的结构示意图；
[0016]图8示出了图7所示的开关电源中的基于输入电压来产生过流保护阈值电压的电路的结构示意图；
[0017]图9示出了图7所示的反激式开关电源工作在宽输入电压条件下发生过流保护时的工作频率区域的示意图；
[0018]图10示出了图7所示的反激式开关电源在宽输入电压条件下发生过流保护时的PWM信号与过流保护占空比信号OCP_duty以及过流保护阈值电压Vth_oc之间的关系时序图；
[0019]图11示出了图7所示的开关电源中的基于输出电压来产生过流保护阈值电压的电路的结构示意图；
[0020]图12示出了图7所示的反激式开关电源工作在宽输出电压条件下发生过流保护时的工作频率区域的示意图；以及
[0021]图13示出了图7所示的反激式开关电源在宽输出电压条件下发生过流保护时的过流保护占空比信号OCP_duty与过流保护阈值电压Vth_oc之间的关系时序图。
具体实施方式
[0022]下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本专利技术，并不被配置为限定本专利技术。对于本领域技术人员来说，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术更好的理解。
[0023]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0024]当前的开关电源技术经过几十年的发展，对充电效率和充电速度等都提出了更高
的要求，其中输出电压分成多段输出的多输出电压模式已经在不同功率的电源适配器中得到了广泛应用，随着对电源适配器的不断小型化的需求，也随着诸如氮化镓(Ganfet)高频开关之类的低损耗器件的大规模应用，系统使用的变压器感量越来越小，系统的开关控制频率可以高达诸如几百KHZ。
[0025]当这种具有多个分段输出电压的开关电源应用在交流输入电压从诸如90V到264V的宽幅变化的开关电源系统时，这可能导致系统在高压输入条件下发生过流保护时工作频率高达上百KHZ，而在低压输入条件下发生过流保护时，系统可能工作在连续导通模式(Continuous Conduction Mode，CCM)，此时系统工作频率只有几十KHZ，这导致宽输入宽输出开关电源系统在发生过流保护时的工作模式和工作频率的差异很大，从而导致过流保护工作点在宽输入宽输出电压系统下产生巨大差异，给开关电源系统的过流保护点的系统设计带来了很大的难度。
[0026]为了更好地理解本专利技术实施例提供的开关电源及其过流保护电路，以下首先对传统的开关电源及其过流保护电路进行介绍。
[0027]参考图1，图1示出了传统反激式多模式工作开关电源的结构示意图。在图1所示的反激式开关电源100中，该开关电源可以输出多段输出电压Vout1～VoutN，该开关电源100可以包括频率控制单元102、输入单元104、准谐振谷底侦测单元106、开关管导通和关断控制逻辑108、频率选择控制逻辑110、CCM下钳频频率控制单元112、占空比控制的过流保护电路114、比较器116、比较器11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于开关电源的过流保护电路，其特征在于，所述过流保护电路被配置为：基于所述开关电源的输入电压或输出电压的大小，生成过流保护占空比信号；基于所述过流保护占空比信号，生成过流保护阈值电压；以及基于所述过流保护阈值电压和表征所述开关电源的输出电流的感测电流表征信号，生成用于控制所述开关电源中的开关管从导通状态变为关断状态的开关控制信号。2.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述过流保护电路进一步被配置为：基于所述开关电源的输入电压或输出电压所处的电压范围，生成具有相应占空比的所述过流保护占空比信号。3.根据权利要求2所述的过流保护电路，其特征在于，所述过流保护占空比信号的占空比与所述开关控制信号的占空比之间的差值在预设阈值之内。4.根据权利要求2所述的过流保护电路，其特征在于，所述过流保护电路进一步被配置为：基于所述开关电源的输入电压或输出电压所处的电压范围，产生的斜坡电压信号中选择对应的斜坡电压信号，其中，所述斜坡电压信号与过流保护点工作频率有关；以及将所选斜坡电压信号与参考电压信号进行比较，生成所述过流保护占空比信号。5.根据权利要求4所述的过流保护电路，其特征在于，所述过流保护电路包括多个频率控制单元和多个开关，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志强，杨彭林，孙运，
申请(专利权)人：昂宝电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：