【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电力电子，尤其是涉及一种开关电源及其短路保护控制系统。
技术介绍
1、现有的开关电源短路保护方案，根据取样信号的差异可以分为电流型保护和电压型保护。电压型保护容易发生误判，即使开关电源可以被正常保护，但是并不知道此时开关电源内主功率开关管承受了多大的电流应力，而较大的电流应力对主功率开关管的寿命影响较大，频繁超应力使用主功率开关管，易导致开关电源损坏。因此，对于大功率的开关电源而言，其短路保护一般采用电流型保护。
2、目前，诸如拓扑结构为buck型的大功率dc-dc开关电源大部分采用电流型短路保护控制，如采用电流峰值电流控制模式，即采用基于峰值电流的逐周期关断控制策略进行短路保护控制。开关电源一旦出现负载短路，开关电源将以极小的占空比进行逐周期关断。
3、在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：
4、上述模式中，在开关电源处于负载短路状态时，由于其功率变换电路中的储能电感也呈现短路状态，储能电感上的能量无法放出，而开关电源还在以极小的占空比给储能电感补充能量，储能电感的电流不断增大，容易引起续流二极管的烧毁，继而引起半桥直通，开关电源的可靠性较低。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请的目的是提供一种可靠性更高的开关电源及其短路保护控制系统。
2、为达到上述目的，本申请提供如下技术方案：
3、一种开关电源的短路保护控制系统，可用于控制所述开关电源的功率变换电路将输入电压变换成满足预设条件
4、所述短路检测电路与所述功率变换电路中储能电感连接，可用于采集流过所述储能电感的电流，得到采集电流，并根据所述采集电流的平均电流检测所述负载是否出现短路，以输出短路指示信号电流检测电路；
5、所述开关控制电路与所述短路检测电路连接，可用于在处于工作状态时根据所述采集电流以峰值电流控制模式控制所述功率变换电路中主功率开关管的开关状态；
6、所述微控制单元分别与所述短路检测电路和所述开关控制电路连接，可用于在根据所述短路指示信号确定所述负载出现短路时，向所述开关控制电路输出关断指示信号，以控制所述开关控制电路进入停止工作状态或进入间歇式工作状态。
7、在一些实施例中，所述短路检测电路包括采集电路、平均电路和短路指示电路；
8、所述采集电路与所述储能电感连接，可用于采集流过所述储能电感的电流，得到所述采集电流；
9、所述平均电路与所述采集电路连接，可用于对所述采集电流做平均处理，得到所述平均电流；
10、所述短路指示电路与所述平均电路连接，可用于接收所述平均电流，并将所述平均电流和阈值电流进行比较，得到所述短路指示信号。
11、在一些实施例中，所述采集电路包括与所述储能电感连接的霍尔电流传感器和与所述霍尔电流互感传感器连接的第一电容；
12、所述霍尔电流传感器用于采集流过所述储能电感的电流，以输出所述采集电流；
13、所述第一电容的第一端分别与所述霍尔电流传感器的供电端和第一基准电源连接，第二端接地。
14、在一些实施例中，所述平均电路包括rc滤波电路；
15、所述rc滤波电路的输入端与所述采集电路的输出端连接，可用于接收所述采集电流并输出所述平均电流。
16、在一些实施例中，所述短路指示电路包括第一误差运算放大器和单向导通器件；
17、所述第一误差运算放大器的第一输入端接收所述平均电流，第二输入端接收所述阈值电流，输出端与所述单向导通器件的电流输入端连接，所述单向导通器件的电流输出端输出所述短路指示信号。
18、在一些实施例中，所述短路检测电路还包括阈值电流产生电路；
19、所述阈值电流产生电路包括电阻分压器以及第一端与所述电阻分压器的分压输出端连接的第二电容，所述第二电容的第二端接地，且所述第二电容的第一端与所述短路指示电路连接，用于向所述短路指示电路输出所述阈值电流。
20、在一些实施例中，所述平均电路与所述微控制单元连接，所述微控制单元根据所述平均电流和所述输出电压计算所述开关电源的实时功率。
21、在一些实施例中，所述开关控制电路包括电压反馈电路、误差补偿电路、转换电路、比较电路和逻辑驱动电路；
22、所述电压反馈电路与所述功率变换电路的输出端连接，以输出所述输出电压的反馈电压；
23、所述误差补偿电路与所述电压反馈电路连接，用于输出表征所述反馈电压与第二基准电压之间的误差补偿电压；
24、所述转换电路与所述短路检测电路连接，用于接收所述采集电流，并将所述采集电流转换成对应的采集电压；
25、所述比较电路分别与所述误差补偿电路和所述转换电路连接，用于比较所述误差补偿电压与所述采集电压之间的大小，并输出对应的比较信号；
26、所述逻辑驱动电路分别与所述比较电路和所述主功率开关管连接，用于根据时钟信号和所述比较信号，输出驱动信号，以控制所述主功率开关管的开关状态。
27、在一些实施例中，所述开关电源的拓扑结构类型为buck型、boost型或buck-boost型；
28、所述功率变换电路中的续流管为二极管，所述二极管的阴极端分别与所述主功率开关管和所述储能电感连接，阳极接地。
29、一种开关电源，包括如上述任意一项所述的短路保护控制系统。
30、相较于现有技术，本申请提供的开关电源及其短路保护控制系统至少具有如下优点：
31、本申请提供的开关电源及其短路保护控制系统，通过短路检测电路来采集流经开关电源中储能电感的电流，以简化电路，并根据采集电流的平均电流检测负载当前是否出现短路，以向微控制单元输出表征负载是否处于短路状态的短路指示信号，以供微控制单元根据短路指示信号，控制开关控制电路工作的状态，若短路指示信号指示负载当前处于正常工作状态，则开关控制电路处于工作状态，并根据采集电流以峰值电流控制模式控制主功率开关管的开关状态，以避免主功率开关管的电流超应力；若短路指示信号指示负载当前处于短路状态，则开关控制电路进入停止工作状态或间歇式工作状态，以留有一定时间供储能电感释放掉能量，以避免造成续流管的电流超应力现象，有效的提高了开关电源的可靠性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种开关电源的短路保护控制系统，可用于控制所述开关电源的功率变换电路将输入电压变换成满足预设条件的输出电压来为负载供电，其特征在于，所述短路保护控制系统包括短路检测电路、开关控制电路和微控制单元；
2.根据权利要求1所述的短路保护控制系统，其特征在于，所述短路检测电路包括采集电路、平均电路和短路指示电路；
3.根据权利要求2所述的短路保护控制系统，其特征在于，所述采集电路包括与所述储能电感连接的霍尔电流传感器和与所述霍尔电流传感器连接的第一电容；
4.根据权利要求2所述的短路保护控制系统，其特征在于，所述平均电路包括RC滤波电路；
5.根据权利要求2所述的短路保护控制系统，其特征在于，所述短路指示电路包括第一误差运算放大器和单向导通器件；
6.根据权利要求2所述的短路保护控制系统，其特征在于，所述短路检测电路还包括阈值电流产生电路；
7.根据权利要求2所述的短路保护控制系统，其特征在于，所述平均电路与所述微控制单元连接，所述微控制单元根据所述平均电流和所述输出电压计算所述开关电源的实时功率。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的开关电源，其特征在于，所述开关电源的拓扑结构类型为BUCK型、BOOST型或BUCK-BOOST型；
10.一种开关电源，其特征在于，包括如权利要求1至9中任意一项所述的短路保护控制系统。
...【技术特征摘要】
1.一种开关电源的短路保护控制系统，可用于控制所述开关电源的功率变换电路将输入电压变换成满足预设条件的输出电压来为负载供电，其特征在于，所述短路保护控制系统包括短路检测电路、开关控制电路和微控制单元；
2.根据权利要求1所述的短路保护控制系统，其特征在于，所述短路检测电路包括采集电路、平均电路和短路指示电路；
3.根据权利要求2所述的短路保护控制系统，其特征在于，所述采集电路包括与所述储能电感连接的霍尔电流传感器和与所述霍尔电流传感器连接的第一电容；
4.根据权利要求2所述的短路保护控制系统，其特征在于，所述平均电路包括rc滤波电路；
5.根据权利要求2所述的短路保护控制系统，其特征在于，所述短路指示电路包括第一误差运算放大器和单向导通...
【专利技术属性】
技术研发人员：李庆磊，龙雪娇，王艳强，
申请(专利权)人：深圳市英维克信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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