[實用新型]短路保護的檢測電路

有效

• 申請號: 201821373508.6
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN209148780U
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 周阿鋮;曾正球
• 申請（專利權）人: 深圳南云微電子有限公司;廣州金升陽科技有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型提供一種短路保護的檢測電路，包括啟動電路和比較器，還包括正溫度系數電流生成電路和短路保護閾值生成電路，所述正溫度系數電流生成電路，利用鏡像生成的兩路相同大小的電流分別降落在電流密度不同的兩個雙極性晶體管上，產生兩個雙極性晶體管的基極?發射極電壓的差值，該電壓的差值與絕對溫度成正比，然后通過電阻轉化成短路保護閾值補償的正溫度系數電流；所述短路保護閾值生成電路，利用鏡像將兩路正溫度系數電流降落在單位電阻構成數量不同的兩個電阻上，通過設計兩路正溫度系數電流的比例與兩個電阻的單位電阻比例，匹配生成與開關管NM1漏極檢測電壓溫度系數吻合的短路保護閾值電壓。

技術領域

本實用新型涉及一種開關電源的短路保護檢測電路，特別是一種具有溫度補償的短路保護的檢測電路，以及一種具有溫度補償的短路保護的檢測方法。

背景技術

評價開關電源的質量指標通常以安全性和可靠性為第一原則。同其他電子設備一樣，短路是開關電源最嚴重的故障之一，短路保護是否可靠，是影響開關電源可靠性的重要因素。短路故障發生時，過大的電流不僅會縮短其流過的功率開關器件的承受時間，而且會使開關快速關斷然后承受瞬態高壓導致開關管的擊穿失效，因此控制芯片(或稱控制器)必須進行相應的過流檢測，進而采取有效的保護措施。

為了有效的短路保護檢測，前人做過了許多有效設計。如圖1所示，副邊反饋類的電源發生輸出短路后，輸出電壓V_OUT掉低，則可編程精密參考TL431的輸出會因為輸入的減小而大幅增加，使得光耦10所抽電流急劇減小，控制芯片 100的反饋引腳FB的電壓升高。控制芯片100通過FB電壓與設定閾值的比較實現對輸出短路故障的檢測。如圖2所示，原邊反饋類的電源輸出電壓的變化將通過輔助繞組20和R10、R20分壓電阻反饋到控制芯片100的FB引腳，因此發生輸出短路后，FB引腳電壓隨輸出Vout的下掉而降低，控制芯片100也是通過 FB的電壓與設定閾值的比較實現對輸出短路故障的檢測。針對上述兩種有反饋回路的開關電源，與光耦輸出或者輔助繞組連接的反饋引腳都包含了輸出電壓的信息，因此能夠用于判定輸出是否短路。但對于一些無反饋環路的電源結構，例如推挽式變換器和全橋式變換器等，它們不受環路控制，只需要控制芯片提供具有一定死區時間間隔的互補功率管柵極信號即可。

如圖3所示推挽變換器的電路原理圖，該拓撲由控制芯片100提供兩路交替驅動的開關信號便可實現原邊的推挽控制，控制芯片100已將開關管Q1、Q2集成到內部以減小該電源的體積。當輸出短路時由于沒有反饋引腳可以利用，而副邊的短路電流會通過繞組傳到原邊通路，因此可通過取開關管導通期間的漏極電壓來用于檢測輸出，該電壓包含有可以體現輸出是否短路的開關管電流信息。但是該方案的施行受到兩個缺點的限制，一是受開關管正溫度系數的導通內阻影響，若采用固定的基準電壓來做短路保護閾值，導通狀態下的開關管的漏極電壓在高溫下會更容易到達短路閾值，引起誤觸發短路保護的現象；二是開關管在關斷期間漏極電壓會很高(幾十到幾百伏)，直接將該電壓接至芯片內部用作短路保護的判斷容易損傷低壓檢測電路。

實用新型內容

(一)要解決的技術問題

1、提供一種具有溫度補償的短路保護的檢測方法，該方法可應用于集成有開關管的所有開關電源控制器中，并設計了相應的溫度補償電路，以解決現有技術中1)要求控制器有特定反饋環路和反饋引腳，2)受限于開關管正溫度系數的導通內阻影響，不能直接從開關管漏極取電壓以反映開關電流信息的問題。

2、提供一種應用上述具有溫度補償的短路保護檢測方法的短路保護的檢測電路。

(二)技術方案

一種具有溫度補償的短路保護的檢測方法，用于對開關電源變換器中輸出短路的檢測和溫度補償，包括如下步驟：