[發(fā)明專利]一種安全高效的開關電源電路及設備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710032689.6
• 申請日: 2007-12-17
• 公開（公告）號: CN101521466A
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發(fā)明（設計）人: 王志展;胡文和;李花珍
• 申請（專利權）人: 廣州市友騰電子有限公司
• 主分類號: H02M5/275
• 分類號: H02M5/275;H02M5/10
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司
• 代理人: 溫 旭

技術領域

本發(fā)明涉及電子電路技術領域，尤其涉及一種安全高效的、可用于各種開關電源以及數(shù)碼及丁類功率放大器的電路及設備。

背景技術

傳統(tǒng)開關電源限流中的電流采樣方法有兩種：第一種方法：利用電流互感器將回路中的電流轉換成電壓信號；第二種方法：利用電流在電阻上產生的壓降，將回路電流轉換成電壓信號。采樣后得到的電壓信號可控制驅動電路，達到限制回路電流的目的。

但是上述傳統(tǒng)方法也存在一些缺點，例如采用第一種方法的電流互感器的電流采樣電路會有以下缺點：

第一、由于電感性元件存在“電流—電壓”相位差，只能利用積分電路取平均值，因此，不能及時準確的檢測到瞬時大電流，在幾百nS級的時間內，功率管就可能會損壞；第二、磁性材料特性偏差大，溫度穩(wěn)定性差，磁性材料在居里溫度點附近將會失去磁特性導致采樣的準確性大大降低，甚至失效；第三、采樣電路不能反映功率管的工作環(huán)境溫度，限流控制電路難以做到合理的溫度補償，在高溫條件下工作時容易損壞。

而采用第二種方法的電阻采樣的電路則存在以下缺點：

第一、需要大體積(大功率)、小阻值的采樣電阻串聯(lián)，在待檢測和控制電流的回路中，該采樣電阻不但體積較大，還會增加功耗降低轉換效率，浪費能源；第二、采樣電路不能反映功率管的工作環(huán)境溫度，限流控制電路難以做合理的溫度補償，在高溫條件下工作時容易損壞；第三、在半橋和全橋電路中，不能對接在正電壓端的功率開關器件作適時檢測和逐周關斷，只能對接在地端(負電壓端)的功率開關器件做適時檢測和逐周關斷。

因此，業(yè)界迫切需求一種可克服以上缺點的開關電源電路。

發(fā)明內容

基于現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明需要解決的問題之一在于提供一種開關電源電路及設備，具有安全高效、低功耗。

本發(fā)明需要解決的問題之二在于提供一種開關電源電路及設備，能夠快速、準確地檢測及控制被檢測回路的電流值。

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種技術方案：一種開關電源電路，該電路包括：

功率開關單元，分別與驅動電路以及外部負載相連；

驅動電路，與電源相連，用于驅動所述功率開關單元的導通或關斷；

激勵電路，與電源相連，用于產生并輸出激勵信號；

電流采樣及分離電路，分別與激勵電路、功率開關單元以及限流控制電路相連，用于根據(jù)激勵電路輸出的激勵信號同步測量通過所述功率開關單元中的電流，并將測量結果傳送給限流控制電路，其中所述電流隨負載或者電路中的寄生元件而變化；

限流控制電路，位于激勵電路與驅動電路之間，用于根據(jù)測量結果控制該驅動電路調整所述功率開關單元通過的電流的最大限定電流值。

基于上述方案，本發(fā)明還提供了一種開關電源設備，其包括兩組上述方案中的所述開關電源電路，其中第一組所述開關電源電路的功率開關單元與外部負載電流輸出端的正電壓端相連；第二組所述開關電源電路的功率開關單元與外部負載電流輸出端的負電壓端相連。

基于上述方案，本發(fā)明還提供了一種開關電源設備，其包括兩組上述方案中的所述開關電源電路，該第一、二組所述開關電源電路的功率開關單元對接于外部負載電流輸出端。

基于上述方案，本發(fā)明還提供了一種開關電源設備，其包括四組上述方案中所述的開關電源電路，其中第一、二組所述開關電源電路的功率開關單元對接于外部負載電流輸出端的正電壓端；第三、四組所述開關電源電路的功率開關單元對接于外部負載電流輸出端的負電壓端。

本發(fā)明通過設有電流采樣及分離電路，利用其第一輸出端準確及時地檢測通過功率開關單元中的電流在該寄生電阻上的壓降，該電壓值準確、快速地反映了流經(jīng)功率開關單元中電流的電流值。電流采樣及分離電路并將檢測的結果通過第二輸出端反饋到所述限流控制電路，所述限流控制電路根據(jù)反饋信號限制通過所述功率開關單元中的電流，有效地保護了功率開關單元。加之，所述寄生元件的電阻如通態(tài)電阻(R_DS-on)等具備了正溫度系數(shù)的熱敏電阻特性，這些電阻的阻值隨著工作環(huán)境溫度的變化而變化，阻值變化，相應所述電流采樣及分離電路檢測到的壓降也會變化，反饋到所述限流控制電路的反饋信號也會變化，所述限流控制電路根據(jù)反饋信號的變化就會改變通過功率開關單元中的電流的限流(最大限定電流)值，這樣，本發(fā)明開關電源電路具備了根據(jù)環(huán)境溫度變化而合理改變限流(最大限定電流)值的功能。本發(fā)明開關電源電路利用輸入的激勵信號(例如周期方波信號)能作適時檢測和逐周關斷。綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比較具備了安全、高效、低功耗，而且能快速準確地檢測及控制被檢測回路的電流值的有益效果。