[發明專利]開關功率變換器及升壓關斷時間自適應調節單元

有效

• 申請號: 202011514258.5
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112688540B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 張健
• 申請（專利權）人: 成都芯源系統有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H02M1/088;H02M1/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

提出了一種開關功率變換器、適用于開關功率變換器的升壓關斷時間自適應調節單元以及升壓短路保護單元。根據本公開各實施例的開關功率變換器可以工作于升壓周期，升壓關斷時間自適應調節單元可以在該開關功率變換器正常工作于升壓周期時調節其升壓周期的關斷時間與其輸出電壓反向變化。其中該升壓關斷時間自適應調節單元包括升壓短路保護單元，可以在該開關功率變換器工作于升壓周期的過程中若發生短路故障，則可以調節其升壓周期的關斷時間與其輸出電壓同向變化，從而達到限制流過該開關功率變換器中的感性儲能元件的電感電流的作用，以避免/阻止電感電流在升壓周期中因短路故障而過度增大。

技術領域

本公開的實施例涉及功率變換器，尤其涉及包含升壓周期/升壓模式的開關功率變換器及其短路保護。

背景技術

包含升壓周期/升壓模式的開關功率變換器，比如升壓型開關功率變換器或者升壓-降壓型開關功率變換器可以根據需求將輸入電壓轉換為高于該輸入電壓的輸出電壓。實際應用中，可能會發生開關功率變換器工作于升壓周期時其輸出短路的情況，這時需要提供有效的短路保護機制以避免電路損毀。

發明內容

針對現有技術中的一個或多個問題，本公開的實施例提供一種開關功率變換器、用于開關功率變換器的升壓關斷時間自適應調節單元及升壓短路保護單元。

在本公開的一個方面，提出了一種開關功率變換器，其可以包括：開關單元，用于基于至少一個控制信號調整由開關功率變換器的輸入端傳輸至開關功率變換器的輸出端的功率；控制電路，用于提供所述至少一個控制信號以控制所述開關單元的導通和關斷切換。該控制電路可以包括：升壓關斷時間控制單元，用于至少基于該開關功率變換器的輸入端處的供電電壓和輸出端處的輸出電壓提供關斷時間控制信號，該升壓關斷時間控制單元通過該關斷時間控制信號調節所述開關單元在升壓周期的關斷時間與所述輸出電壓反向變化；和升壓短路保護單元，用于至少基于該開關功率變換器的輸入端處的供電電壓和輸出端處的輸出電壓提供短路保護信號至所述升壓關斷時間控制單元，在所述開關功率變換器工作于升壓周期的過程中若發生短路故障，則該短路保護信號作用于所述升壓關斷時間控制單元調節所述升壓周期的關斷時間與所述輸出電壓同向變化。

根據本公開的一個實施例，所述升壓關斷時間控制單元可以通過該關斷時間控制信號調節所述開關單元在升壓周期的關斷時間與所述輸入電壓同向變化。

根據本公開的一個實施例，在所述開關功率變換器正常地工作于升壓周期時，所述短路保護信號對所述升壓關斷時間控制單元不發揮作用。

根據本公開的一個實施例，在所述開關功率變換器工作于升壓周期的過程中若發生短路故障，所述短路保護信號作用于所述升壓關斷時間控制單元還進一步調節所述升壓周期的關斷時間與所述供電電壓反向變化。

根據本公開的一個實施例，所述控制電路可以進一步包括：調整單元，用于至少將表征所述輸出電壓的反饋信號與參考信號進行運算，以提供攜帶該反饋信號與該參考信號之差值信息的調節信號。

根據本公開的一個實施例，所述控制電路可以進一步包括：升壓周期控制單元，其耦接所述升壓關斷時間控制單元和所述調整單元，并可以基于所述關斷時間控制信號和所述調節信號產生升壓周期控制信號以控制所述開關單元在升壓周期的導通與關斷切換。

根據本公開的一個實施例，所述升壓關斷時間控制單元可以包括：受控計時電路，受所述供電電壓和所述輸出電壓控制產生所述關斷時間控制信號，該關斷時間控制信號是第一邏輯狀態電平和第二邏輯狀態電平交替的數字波形信號，其每次由第二邏輯狀態電平跳變為第一邏輯狀態電平時觸發當前升壓周期中的關斷時間終止。

根據本公開的一個實施例，所述升壓關斷時間控制單元可以通過采用受所述輸出電壓控制的電流源對計時電容充電所得的電容電壓與表征所述供電電壓的分壓信號比較產生所述關斷時間控制信號。