[發明專利]一種升壓保護電路及其控制方法

在審

• 申請號: 201810217158.2
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108322020A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 申志鵬;翁斌;王小亮
• 申請（專利權）人: 廣州金升陽科技有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H02M3/335;H02M1/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種升壓保護電路及其控制方法，升壓保護電路包括采樣電路、比較控制電路，以及相應的控制方法實現BOOST升壓電路當輸入電壓很接近升壓輸出電壓時控制并關閉升壓電路，當輸入電壓低于設定值時控制并打開升壓電路，以解決現有BOOST升壓電路中當輸入電壓接近升壓輸出電壓時不能被關閉，且開關頻率與占空比被降低到很低，以至于升壓電路嘯叫且升壓電路的功率MOS管損耗發熱大，易被損壞的問題，并且本發明易于設計，且可靠性高。

技術領域

本發明涉及一種開關電源BOOST升壓保護電路，適用于高電壓、超寬輸入范圍的應用場合。

背景技術

近年來，隨著光伏發電、超高壓輸電等電力行業的迅速發展，對超寬輸入范圍的電源需要越來越多，單級電源變換器已經很難通過設計出合適的功率器件來滿足這么寬范圍的輸入電壓。

現有技術中對于超寬輸入范圍的電源，往往通過在單級電源變換器的前級再增加一級如圖1所示的BOOST升壓電路，該升壓電路由升壓電感L1、升壓二極管D1、升壓電容C1和控制升壓電容C1充放電的開關電路組成，其中控制升壓電容C1充放電的開關電路為MOS管Q1，MOS管Q1由PWM控制電路控制其開通和關斷。

增加BOOST升壓電路的目的在于將輸入電壓范圍為A到B之間的輸入電壓進行分段處理，當輸入電壓范圍在A到C之間時通過BOOST升壓電路將輸入電壓升到C點電壓，當輸入電壓范圍在C到B之間時BOOST升壓電路的開關電路常開，輸入電壓經升壓電感L1直接輸入至后級變換器，其中三點電壓的大小關系為A＜C≤B，通過這樣的方法從而能減小前后兩級變換器的輸入電壓范圍。

例如，某車載控制系統要求輸入電壓范圍為150～1000VDC，輸出直流電壓包括24V、220V等，總功率為數百瓦。前級變換器的控制策略為：當輸入電壓為150V～600V之間時通過前級BOOST升壓電路將輸入電壓升高為600V；當輸入電壓為600V～1000V時，BOOST升壓電路的開關電路常開，輸入電壓經升壓電感L1直接輸入至后級變換器。

但是在上述情況下，現有的BOOST升壓電路在輸入電壓很接近輸出電壓點C的時候，就會出現BOOST升壓電路中的升壓功率MOS管Q1發熱損耗大，并且出現BOOST升壓電路嘯叫，其原因是，當輸入電壓很接近輸出電壓點C的時候，升壓電路的頻率會降到很低，此時占空比也會降到很小，當輸入電壓越接近輸出電壓，這種變化的趨勢越明顯，當開關頻率降低到一定程度的時候，人耳就能聽到升壓電路的嘯叫聲，當占空比小到一定程度時，將使MOS管無法正常導通，一直處于線性工作狀態，從而導致MOS管發熱損耗很嚴重，最終導致MOS管失效。

現有技術中一方面通過提升BOOST升壓電路的開關頻率，當輸入電壓接近輸出電壓點C的時候，使開關頻率無法再降低到人耳能聽到的范圍，從而避免聽到升壓電路的嘯叫聲，但是開關頻率的提升，將進一步導致占空比更小，將使MOS管的損耗進一步的加大，使MOS管發熱損耗更嚴重；另一方面通過并聯多個MOS管來分擔一部分熱量，從而保護MOS管不被損壞，但是將導致產品成本高，且產品尺寸更大。

因此，有必要對現有技術進行改進。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題之一為提供一種升壓保護電路，以解決現有BOOST升壓電路嘯叫，且功率MOS發熱大的問題；同時，本發明還提供一種該升壓保護電路對應的控制方法，此為本發明要解決的技術問題之二。

為解決上述第一個技術問題，本發明通過以下技術措施實現：

一種升壓保護電路，其特征在于包括：采樣電路、比較控制電路；采樣電路的一端用于連接升壓電路的輸入正端，采樣電路的另一端用于連接升壓電路的輸入地；比較控制電路的輸入端連接采樣電路的輸出端；比較控制電路的輸出端用于連接升壓電路的PWM控制電路；采樣電路用于采樣升壓電路的輸入電壓并輸出采樣信號至比較控制電路，比較控制電路用于將采樣信號與設定值進行比較，并輸出控制信號至升壓電路的PWM控制電路，控制升壓電路是否工作。