[發(fā)明專利]基于固定周期開關(guān)電源的過流保護電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910208309.2
• 申請日: 2019-03-19
• 公開（公告）號: CN109742737B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏虎;劉桂芝;黃年亞;趙壽全
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫麟力科技有限公司
• 主分類號: H02H7/12
• 分類號: H02H7/12
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

本發(fā)明提供了一種基于固定周期開關(guān)電源的過流保護電路，電感L的一端通過負載連接輸入電源Vin的正極，電感L的另一端連接開關(guān)管Q1的漏極；振蕩器通過RS觸發(fā)器連接開關(guān)管Q1的柵極，開關(guān)管Q1的源極通過電阻Rcs接地，恒流采樣單元分別連接開關(guān)管Q1的源極和與門G1的一個輸入端，最小導通時間計時單元分別連接開關(guān)管Q1的柵極和與門G1的另一個輸入端，與門G1的輸出端連接RS觸發(fā)器的R輸入端，導通時間檢測單元的輸入端分別連接最小導通時間計時單元的輸出端和恒流采樣單元的輸出端，導通時間檢測單元的輸出端連接振蕩器周期調(diào)節(jié)單元的輸入端，振蕩器周期調(diào)節(jié)單元的輸出端連接振蕩器。該發(fā)明具有設(shè)計科學、實用性強、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及了一種基于固定周期開關(guān)電源的過流保護電路。

背景技術(shù)

固定周期開關(guān)電源由于系統(tǒng)的器件少、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，在電源領(lǐng)域廣泛應用。如圖1為現(xiàn)有的一種開關(guān)電源結(jié)構(gòu)，在開關(guān)管Q1導通時，通過恒流采樣單元、采樣電阻Rcs來檢測輸出電流，并與振蕩器、RS觸發(fā)器一起控制開關(guān)管Q1的開關(guān)狀態(tài)，使輸出電流維持在期望的電流值。

圖2是現(xiàn)有開關(guān)電源電路的工作時序圖，振蕩器用于產(chǎn)生周期固定的方波信號CLK，信號CLK的周期T即為該固定周期開關(guān)電源電路的開關(guān)周期。當CLK信號由低電平變?yōu)楦唠娖胶螅琑S觸發(fā)器的輸出信號DRV由低電平變?yōu)楦唠娖剑_關(guān)管Q1由關(guān)斷狀態(tài)變?yōu)閷顟B(tài)。開關(guān)管導通時間為Ton，開關(guān)管關(guān)斷時間為Toff，并且T＝Ton+Toff。在開關(guān)管Q1導通時間Ton內(nèi)，電感電流增大，電感電流增大值為：△IL+＝(Vin-Vout)/L*Ton；在開關(guān)管Q1關(guān)斷時間Toff內(nèi)，電感電流減小，電感電流減小值為：△IL-＝Vout/L*Toff＝Vout/L*(T-Ton)。當△IL+＝△IL-時，每個開關(guān)周期內(nèi)電感電流平均值相等，輸出電流Iout的平均值為恒定值。

開關(guān)管Q1由關(guān)斷狀態(tài)變?yōu)閷顟B(tài)的瞬間，由于電感、功率管漏極寄生電容諧振的影響，采樣電阻Rcs上會出現(xiàn)一個電壓尖沖。為了避免該電壓尖沖造成電路工作狀態(tài)錯誤，一般在開關(guān)管Q1導通后經(jīng)過一個固定的延遲時間才被允許關(guān)斷，該固定的延遲時間即開關(guān)管最小導通限制時間Ton_min，由最小導通時間計時單元產(chǎn)生。當開關(guān)管Q1由關(guān)斷變?yōu)殚_啟后，最小導通時間計時單元開始計時，Ton_min由低電平變?yōu)楦唠娖剑辉谧钚〞r間計時單元計時結(jié)束后，Ton_min由高電平變?yōu)榈碗娖健?/p>

開關(guān)管Q1導通時，通過電感L的電流同時通過開關(guān)管Q1和采樣電阻Rcs，通過檢測采樣電阻Rcs上的電壓Vcs可以間接地檢測電感電流。

輸入電壓Vin較低時，在開關(guān)管Q1導通時間內(nèi)，恒流檢測單元通過檢測Vcs電壓檢測電感電流，當電感電流平均值高于期望值時，恒流檢測單元的輸出信號SHUT由低電平變?yōu)楦唠娖剑琑S觸發(fā)器的輸入信號CLR由低電平變?yōu)楦唠娖剑琑S觸發(fā)器的輸出信號DRV由高電平變?yōu)榈碗娖剑_關(guān)管Q1由導通狀態(tài)變?yōu)殛P(guān)斷狀態(tài)。