[發(fā)明專利]集成線性補償?shù)倪^流保護電路

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710445014.8
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN109038506A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 莊華龍;曹磊
• 申請（專利權(quán)）人: 帝奧微電子有限公司
• 主分類號: H02H7/125
• 分類號: H02H7/125
• 代理公司: 上海宏威知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31250
• 代理人: 張曉芳

一種集成線性補償?shù)倪^流保護電路，可與電源系統(tǒng)的晶體管連接，包括過流點檢測模塊、狀態(tài)檢測及屏蔽模塊、計數(shù)器模塊以及控制邏輯模塊。過流點檢測模塊用于判斷輸入至晶體管的電流是否過流，并在過流時發(fā)送一過流信號；狀態(tài)檢測及屏蔽模塊用于判斷電源系統(tǒng)是否處在穩(wěn)定狀態(tài)，若電源系統(tǒng)處在穩(wěn)定狀態(tài)則發(fā)送一穩(wěn)定信號；計數(shù)器模塊用于接收過流信號以及穩(wěn)定信號，其中，當計數(shù)器模塊連續(xù)接收過流信號的次數(shù)大于默認次數(shù)，且接收到穩(wěn)定信號時，計數(shù)器模塊發(fā)送一觸發(fā)信號；以及控制邏輯模塊與計數(shù)器模塊連接，并用以控制晶體管的開啟或關(guān)斷，其中，當控制邏輯模塊接收到觸發(fā)信號時，關(guān)斷晶體管。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成線性補償?shù)倪^流保護電路，尤指一種應(yīng)用在單級功率因數(shù)校正(PFC，Power Factor Correction)恒壓控制系統(tǒng)的交流-直流(AC-DC)驅(qū)動器的集成線性補償?shù)倪^流保護電路。

背景技術(shù)

一般而言，在現(xiàn)有的AC-DC開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器中，為了防止負載電路在發(fā)生故障或出現(xiàn)異常過載電流時，系統(tǒng)的輸出功率急劇增大，造成高壓功率器件(例如晶體管MOSFET)、電源系統(tǒng)本身以及負載電路發(fā)生永久性的損壞，通常會引入過流保護機制(OCP)。又由于在開關(guān)電源系統(tǒng)中，從發(fā)生過流信號到系統(tǒng)關(guān)閉MOSFET會產(chǎn)生延時，而這個延時會隨著輸入電壓的升高而增大，導致OCP閾值有很大差異，因此在現(xiàn)有技術(shù)中使用線性O(shè)CP補償電路在全電壓范圍內(nèi)使電源系統(tǒng)的OCP曲線趨向平坦。

請參閱圖1及圖2，圖1為現(xiàn)有技術(shù)的單級PFC的恒電壓(Constant Voltage)驅(qū)動器架構(gòu)示意圖，圖2為圖1中各節(jié)點的波形圖。如圖所示，現(xiàn)有技術(shù)的在單級PFC系統(tǒng)3中，為了對OCP進行補償，就需要獲取輸入電壓的信息。由于單級PFC系統(tǒng)3的為了保持高功率因數(shù)性能，AC電壓(圖2：V_AC波形)在經(jīng)過整流橋之后沒有大容值的電解電容對其進行濾波，在系統(tǒng)工作時單級PFC系統(tǒng)3看到的輸入電壓仍然是脈動幅度很大的直流電源(圖2：V_BUS波形)。所以單級PFC系統(tǒng)3無法簡單的獲取穩(wěn)定的輸入電壓的信息。現(xiàn)有的技術(shù)方案有兩種：1.通過變壓器輔助繞組逐周期對輸入電壓進行采樣，根據(jù)采樣信號逐周期對過流點進行補償。缺點是無法在較寬的輸入電壓范圍內(nèi)實現(xiàn)低壓段不補償，高壓段足夠補償。同時容易出現(xiàn)低壓時過補償，導致輸入電流失真，影響功率因數(shù)性能。2.在前一個方法的基礎(chǔ)上在系統(tǒng)內(nèi)部引入一個模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC,Analog to Digital Converter)模塊逐周期采樣輸入電壓信號，并通過電容對ADC輸出信號進行積分，獲得輸入電壓信號的平均值。該方法可以獲得穩(wěn)定的輸入電壓信號，缺點是ADC模塊和積分電容面積較大，提高了芯片成本，同時響應(yīng)速度較慢。

上述兩種現(xiàn)有的OCP補償技術(shù)方案各有缺點，因此，如何能提供一種保證OCP補償一致性的同時，既不增加芯片成本，也不影響功率因數(shù)性能的集成線性補償?shù)倪^流保護電路，即為各家業(yè)者亟待解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的種種缺失，本發(fā)明的主要目的，即在于提供一種保證OCP補償一致性的同時，既不增加芯片成本，也不影響功率因數(shù)性能的集成線性補償?shù)倪^流保護電路。

為了達到上述目的及其他目的，本發(fā)明提供一種與電源系統(tǒng)的晶體管連接的集成線性補償?shù)倪^流保護電路，包括過流點檢測模塊、狀態(tài)檢測及屏蔽模塊、計數(shù)器模塊以及控制邏輯模塊。

過流點檢測模塊用于判斷輸入至晶體管的電流是否過流，并在過流時發(fā)送一過流信號；狀態(tài)檢測及屏蔽模塊用于判斷電源系統(tǒng)是否處在穩(wěn)定狀態(tài)，若電源系統(tǒng)處在穩(wěn)定狀態(tài)，環(huán)路狀態(tài)檢測模塊發(fā)送一穩(wěn)定信號；計數(shù)器模塊與過流點檢測模塊以及狀態(tài)檢測及屏蔽模塊連接，用于接收過流信號以及穩(wěn)定信號，其中，當計數(shù)器模塊連續(xù)接收過流信號的次數(shù)大于默認次數(shù)，且接收到穩(wěn)定信號時，計數(shù)器模塊發(fā)送一觸發(fā)信號；以及控制邏輯模塊與計數(shù)器模塊連接，并用以控制晶體管的開啟或關(guān)斷，其中，當控制邏輯模塊接收到觸發(fā)信號時，關(guān)斷晶體管。