[發明專利]開關電源及其控制電路和開路保護設置電路及方法

在審

• 申請號: 201510348972.4
• 申請日: 2015-06-19
• 公開（公告）號: CN104868448A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 朱曉杰;姚云龍
• 申請（專利權）人: 杭州士蘭微電子股份有限公司
• 主分類號: H02H7/12
• 分類號: H02H7/12
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 李小芳

技術領域

本發明涉及開關電源，尤其涉及用于開關電源的控制電路和開路保護設置電路及相應方法。

背景技術

開關電源是通過控制功率驅動管(例如晶體管、場效應管、可控硅閘流管等)的導通和關斷來維持穩定電壓或電流輸出的一種電源。與傳統的線性電源相比，開關電源的效率更高、損耗和發熱更少，因此在電子技術中具有廣泛的應用前景。

對于開關電源來說，電源輸出部分的能量主要以電場/磁場變換的方式存儲于電感中，并隨后向負載供電。如果負載開路，電感中的磁場能量無法釋放，電感兩端會出現高壓，有可能擊穿開關電源內部各種器件。因此，需要及時檢測輸出開路情況，并在檢測到輸出開路時避免輸出電壓過高。圖1示出了一種現有的降壓結構開關電源，包括開路保護設置模塊101，其連接至管腳ROVP，管腳ROVP經電阻器R2接地。開路保護設置模塊101在檢測到開路過壓時可以使開關電源進入保護狀態，此時的輸出電壓Vout即為開路保護電壓Vovp。通過調節電阻R2的大小，可以設置不同的輸出開路保護電壓Vovp。

然而，由電阻器控制的開路保護電壓Vovp抗干擾能力很差，易受潮濕漏電、高溫環境、PCB版材料等外部因素的影響，引起Vovp電壓偏離設定值，甚至造成電源系統工作失常。因此，本領域需要提供一種改進的用于開關電源的開路保護設置電路。

發明內容

針對傳統開關電源采用電阻來設置開路保護電壓Vovp的方式容易因潮濕漏電、外部干擾等因素而導致輸出開路保護電壓偏差較大甚至失效的問題，本發明提供了一種改進的用于開關電源的開路保護設置電路及方法。

在根據本發明的一個實施例中，提供了一種用于開關電源的控制電路，所述控制電路包括：功率驅動管；開路保護設置電路，其連接至所述控制電路的至少一個外部管腳，所述開路保護設置電路包括：時間選擇模塊，其基于所述至少一個外部管腳的連接狀態選擇多個預設的基準時間之一作為內部基準時間；以及第一比較器，其一個輸入端連接到所述時間選擇模塊以接收所述內部基準時間并且其另一輸入端接收所述開關電源的電感退磁時間，所述第一比較器在所述電感退磁時間小于所述內部基準時間的情況下輸出保護信號；以及RS觸發器，其連接至所述開路保護設置電路以接收所述保護信號，所述保護信號使所述RS觸發器輸出關斷所述功率驅動管的觸發信號。

在一實施例中，所述控制電路還包括：過零檢測模塊，其連接至所述開關電源的電感和所述RS觸發器并在所述電感的放電電流過零時輸出導通信號至所述RS觸發器以使所述RS觸發器輸出導通所述功率驅動管的觸發信號；以及第二比較器，其連接至所述開關電源的采樣電阻和所述RS觸發器并在所述采樣電阻上的采樣電壓信號高于參考電壓時輸出關斷信號至所述RS觸發器以使所述RS觸發器輸出關斷所述功率驅動管的觸發信號。

在一實施例中，所述控制電路還包括：邏輯和驅動模塊，其連接至所述RS觸發器以接收所述觸發信號并根據所述觸發信號來導通或關斷所述功率驅動管。

在一實施例中，所述開路保護設置電路還包括：管腳狀態檢測模塊，其連接到所述至少一個外部管腳以檢測所述至少一個外部管腳的連接狀態并輸出組合邏輯值；寄存器，其連接到所述管腳狀態檢測模塊以接收和存儲所述組合邏輯值并將反映所述至少一個外部管腳的連接狀態的所述組合邏輯值提供給所述時間選擇模塊。

在一實施例中，所述管腳狀態檢測模塊連接至啟動信號并由所述啟動信號控制。

在一實施例中，對于所述至少一個外部管腳中的每個外部管腳，所述管腳狀態檢測模塊包括：電流源，其連接至該外部管腳；第三比較器，其接收該外部管腳上的電壓值并將所述電壓值與參考電壓作比較，所述第三比較器的輸出信號指示該外部管腳的連接狀態并被輸出至所述寄存器。

在一實施例中，對于所述至少一個外部管腳中的每個外部管腳，所述管腳狀態檢測模塊還包括：開關，其連接至所述電流源并由所述啟動信號控制。

在一實施例中，所述啟動信號在所述開關電源啟動期間為有效信號。

在一實施例中，每個外部管腳的連接狀態為接地、懸空、和接高中的一種。