电源控制电路、电源装置、电源系统以及电源控制装置的控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供电源控制电路、电源装置、电源系统以及电源控制装置的控制方法。电源控制电路在“Lo?Side?FET”的短路故障时，检测“Hi?Side?FET”和“Lo?Side?FET”的中间电压即基准电压VD，使用比较器COMP对阈值“VIN-VrefH”和VD进行比较。然后，如果基准电压VD小于阈值“VIN-VrefH”且开关控制信号(Hi?Dr)接通，则电源控制电路判定为短路故障。同样，电源控制电路在“Hi?Side?FET”的短路故障时，检测“Hi?Side?FET”和“Lo?Side?FET”的基准电压VD，使用比较器COMP对阈值“VrefL”和VD进行比较。然后，如果基准电压VD大于阈值“VrefL”且开关控制信号(Lo?Dr)接通，则电源控制电路判定为短路故障。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
以往，在以信息处理装置为首的各种电子设备等产品中利用的电源使用“Hi Side FET” 或 “Lo Side FET” 等的整流 FET (电场效应晶体管=Field Effect Transistor) 具体举例时，如图27所示，利用具有输入电源、输入电容器、平滑电感器、平滑电容器、负载、Hi Side FET、Lo Side FET、逆变器的非绝缘方式DC-DC转换器降压电路(开关控制方式)等。该非绝缘方式DC-DC转换器降压电路通过从Hi驱动器或Lo驱动器输出的开关控制信号(Hi Dr或Lo Dr)对输入电流进行导通/切断，通过平滑电感器、平滑电容器、负载，对电压/电流进行平均化并输出。这里，输入电源是对上述非绝缘方式DC-DC转换器降压电路提供电力的电源，输入电容器是蓄积或释放由输入电源提供的电能的电容器。并且，平滑电感器是用于上述非绝缘方式DC-DC转换器降压电路内的噪声抑制、整流、平滑的电感器，平滑电容器是如下的电感器在电压高时进行充电，在电压低时进行放电，从而使电压平滑，即具有减小电压变动(脉动电压)的作用。但是，在使用整流FET的电源(例如非绝缘方式DC-DC转换器降压电路等)中，在产生了整流FET等的短路的情况下，在电路整体中流过大电流，成为该电源和连接电源的设备(连接设备)的故障原因。因此，在产生了短路的情况下，作为保护电路整体的手法，利用图观所示的保护电路。在该保护电路中，使用电流感应电阻Rsensel，在检测到从电源的输入侧流入的过剩电流的情况下，判定为“Hi Side FET”的短路故障，实施打开“Breaker FET1”从而断开故障部位的处理。同样，在保护电路中，使用电流感应电阻RsenSe2，在检测到从电源的输出侧流入的过剩电流的情况下，判定为“Lo Side FET”的短路故障，实施打开“Breaker FET2” 从而断开故障部位的处理。并且，该保护电路检测在电流感应电阻Rsensel中产生的微小电压，利用放大器 AMPl进行放大，使用比较器COMPl对在延迟电路DELAYl中实施了忽略临时峰值的滤波后的电压与基准电压进行比较。然后，如果实施滤波而得到的电压大于基准电压，则保护电路检测为“Hi Side FET”的短路故障。同样，保护电路检测在电流感应电阻Rsensd中产生的微小电压，利用放大器AMP2进行放大，使用比较器C0MP2对在延迟电路DELAY2中实施了忽略临时峰值的滤波后的电压与基准电压进行比较，如果其结果为实施滤波而得到的电压大于基准电压，则检测到“Lo Side FET”的短路故障。专利文献1 日本特开平05-146049号公报但是，上述现有技术存在无法准确地检测短路故障的课题。具体而言，在上述保护电路中，在输出电容器的电容较多的条件下接通电源的情况、或者负载从轻负载向重负载急剧变化的情况下，即使是正常状态，有时也产生过剩电流。并且，在输出中残存有电压的条件下接通电源的情况、或者负载从重负载向轻负载急剧变化的情况下，即使是正常状态， 有时也产生逆电流。但是，在现有的保护电路中，在产生了基于过剩电流的逆电流的情况下，无法判断是否产生了基于故障的逆电流，所以，将基于在上述正常状态下产生的过剩电流的逆电流也判断为故障。并且，在现有的保护电路中，使用比较器与基准电压进行比较，但是，需要为了防止误检测而以使基准电压与原本希望检测的电压相比增大几10%的方式来增大阈值极限、 延迟电路DELAY实施滤波的时间。因此，检测故障、打开“Breaker FET”并断开故障部位所需的时间变长，电源的输入电压降低，进而，装置整体的电压也降低。即，可能由于短路故障波及而使装置整体停止。并且，在现有的保护电路中，在产生了阻抗故障的情况下，电流感应电阻 Rsensel (或电流感应电阻RSenSe2)电压效应非常小或不产生，所以，无法检测阻抗故障。 其结果，存在引起发热烧损这样的课题。另外，阻抗故障表示FEC中的短路状态不完全而具有某个电阻值从而使FET故障的状态、换言之短路故障或开路故障的中间的中途半端的故障。
技术实现思路
因此，本专利技术是为了解决上述现有技术的课题而完成的，其目的在于，提供能够准确地检测短路故障的。为了解决上述课题并实现目的，本申请公开的电源控制电路的特征在于，该电源控制电路具有第1电流切断电路，其输入端子与输入电源的第1电极连接，根据输入到控制端子的切断控制信号，切断来自所述输入电源的电流；第1开关电路，其输入端子与所述第1电流切断电路的输出端子连接，并且，输出端子与基准节点连接，根据输入到控制端子的第1开关控制信号，对向所述基准节点流出的电流或从所述基准节点流入的电流进行开关；第2开关电路，其输入端子与所述基准节点连接，并且，输出端子与所述输入电源的第 2电极连接，根据输入到控制端子的第2开关控制信号，对从所述基准节点流入的电流或向所述基准节点流出的电流进行开关；第2电流切断电路，其输出端子与负载连接，根据输入到控制端子的所述切断控制信号，切断从所述基准节点流入的电流；以及切断控制信号生成电路，其在对所述基准节点的电压与第1基准电压进行比较的结果为所述基准节点的电压低于所述第1基准电压的情况下，在所述第1开关控制信号接通时，输出所述切断控制信号，或者，在对所述基准节点的电压与第2基准电压进行比较的结果为所述基准节点的电压高于所述第2基准电压的情况下，在所述第2开关控制信号接通时，输出所述切断控制信号。根据本申请公开的电源控制装置，能够准确地检测短路故障。 附图说明图1是示出包含实施例1的电源控制电路的DDC转换器的图。图2是示出实施例1的电源控制电路的结构的框图。图3是例示了阈值VIN-VrefH的设定的想法的图。图4是例示了阈值VrefL的设定的想法的图。图5是示出负载电流较大时的正常动作波形的图。图6是示出负载电流较小时的正常动作波形的图。图7是用于说明“Hi Side FET”的短路故障时的图。图8是示出在负载电流较大时产生的“Hi Side FET”的短路故障时的动作波形的图。图9是示出在负载电流较大时产生的“Hi Side FET”的Low阻抗故障时的动作波形的图。图10是示出在负载电流较大时产生的“Hi Side FET”的High阻抗故障时的动作波形的图。图11是示出在负载电流较大时产生的“Hi Side FET”的开路故障时的动作波形的图。图12是示出在负载电流较小时产生的“Hi Side FET”的短路故障时的动作波形的图。图13是示出在负载电流较小时产生的“Hi Side FET”的Low阻抗故障时的动作波形的图。图14是示出在负载电流较小时产生的“Hi Side FET”的High阻抗故障时的动作波形的图。图15是示出在负载电流较小时产生的“Hi Side FET”的开路故障时的动作波形的图。图16是用于说明“Lo Side FET”的短路故障时的图。图17是示出在负载电流较大时产生的“Lo Side FET”的短路故障时的动作波形的图。图18是示出在负载电流较大时产生的“Lo Side FET”的Low阻抗故障时的动作波形的图。图19是示出在负载电流较大时产生的“Lo Side FET”的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电源控制电路，其特征在于具有：第１电流切断电路，其输入端子与输入电源的第１电极连接，根据输入到控制端子的切断控制信号，切断来自所述输入电源的电流；第１开关电路，其输入端子与所述第１电流切断电路的输出端子连接，并且，输出端子与基准节点连接，根据输入到控制端子的第１开关控制信号，对向所述基准节点流出的电流或从所述基准节点流入的电流进行开关；第２开关电路，其输入端子与所述基准节点连接，并且，输出端子与所述输入电源的第２电极连接，根据输入到控制端子的第２开关控制信号，对从所述基准节点流入的电流或向所述基准节点流出的电流进行开关；第２电流切断电路，其输出端子与负载连接，根据输入到控制端子的所述切断控制信号，切断从所述基准节点流入的电流；以及切断控制信号生成电路，其在对所述基准节点的电压与第１基准电压进行比较的结果为所述基准节点的电压低于所述第１基准电压的情况下，在所述第１开关控制信号接通时，或者，在对所述基准节点的电压与第２基准电压进行比较的结果为所述基准节点的电压高于所述第２基准电压的情况下，在所述第２开关控制信号接通时，输出所述切断控制信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电源控制电路，其特征在于具有第1电流切断电路，其输入端子与输入电源的第1电极连接，根据输入到控制端子的切断控制信号，切断来自所述输入电源的电流；第1开关电路，其输入端子与所述第1电流切断电路的输出端子连接，并且，输出端子与基准节点连接，根据输入到控制端子的第1开关控制信号，对向所述基准节点流出的电流或从所述基准节点流入的电流进行开关；第2开关电路，其输入端子与所述基准节点连接，并且，输出端子与所述输入电源的第 2电极连接，根据输入到控制端子的第2开关控制信号，对从所述基准节点流入的电流或向所述基准节点流出的电流进行开关；第2电流切断电路，其输出端子与负载连接，根据输入到控制端子的所述切断控制信号，切断从所述基准节点流入的电流；以及切断控制信号生成电路，其在对所述基准节点的电压与第1基准电压进行比较的结果为所述基准节点的电压低于所述第1基准电压的情况下，在所述第1开关控制信号接通时， 或者，在对所述基准节点的电压与第2基准电压进行比较的结果为所述基准节点的电压高于所述第2基准电压的情况下，在所述第2开关控制信号接通时，输出所述切断控制信号。2.根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于， 所述切断控制信号生成电路具有第1比较电路，其对所述基准节点的电压与所述第1基准电压进行比较； 第1逻辑积电路，其生成所述第1比较电路的输出与所述第1开关控制信号的逻辑积； 第2比较电路，其对所述基准节点的电压与所述第2基准电压进行比较； 第2逻辑积电路，其生成所述第2比较电路的输出与所述第2开关控制信号的逻辑积；以及逻辑和生成电路，其生成所述第1逻辑积电路的输出与所述第2逻辑积电路的输出的逻辑和。3.根据权利要求2所述的电源控制电路，其特征在于，所述切断控制信号生成电路还具有保持电路，该保持电路保持所述逻辑和生成电路的输出，并输出所述切断控制信号。4.根据权利要求1 3中的任一项所述的电源控制电路，其特征在于， 所述第1基准电压高于所述第2基准电压。5.根据权利要求1 3中的任一项所述的电源控制电路，其特征在于， 所述第1开关控制信号和所述第2开关控制信号彼此排他地接通。6.根据权利要求1 3中的任一项所述的电源控制电路，其特征在于，所述电源控制电路具有第1平滑电路，该第1平滑电路与所述第1电流切断电路的输出和所述输入电源的第2电极并联连接。7.根据权利要求1 3中的任一项所述的电源控制电路，其特征在于，所述电源控制电路经由第2平滑电路，对从所述基准节点流入所述第2电流切断电路的输入端子的电流或从所述第2电流切断电路的输入端子向所述基准节点流出的电流进行平滑。8.一种电源装置，其特征在于具有输入电源；第1电流切断电路，其输入端子与所述输入电源的第1电极连接，根据输入到控制端子的切断控制信号，切断来自所述输入电源的电流；第1开关电路，其输入端子与所述第1电流切断电路的输出端子连接，并且，输出端子与基准节点连接，根据输入到控制端子的第1开关控制信号，对向所述基准节点流出的电流或从所述基准节点流入的电流进行开关；第2开关电路，其输入端子与所述基准节点连接，并且，输出端子与所述输入电源的第 2电极连接，根据输入到控制端子的第2开关控制信号，对从所述基准节点流入的电流或向所述基准节点流出的电流进行开关；第2电流切断电路，其输出端子与负载连接，根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：板仓和彦，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP