[發明專利]一種非線性可調節谷值電流的過流保護電路

有效

• 申請號: 202110103115.3
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN112821368B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 周云;薛露;李林洋;張興宏;呂堅
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 林菲菲

本發明公開了一種非線性可調節谷值電流的過流保護電路，本發明的過流保護電路由輸出電路和數字型Buck控制電路組成；所述數字型Buck控制電路用于檢測所述輸出電路的電感電流和所述輸出電路的輸出分壓；所述數字型Buck控制電路基于檢測到的信號進行分階段調節并產生數字脈沖信號；所述數字型Buck控制電路將產生的數字脈沖信號傳輸給所述控制電路的第一場效應管NM1和第二場效應管NM2的柵極，用于控制所述第一場效應管NM1的占空比。本發明在輸出電路中的電感電流超過閾值電流時，輸出電壓降低到參考電壓時，通過調節電流大小，使得輸出電路中電感電流低到設定閾值；相較于傳統保護電路，不會使得負載與輸入電源隔離。

技術領域

本發明屬于電源技術領域，具體涉及一種非線性可調節谷值電流的過流保護電路。

背景技術

在遇到負載突增、雷雨天氣以及環境變化等極端情況時，開關電源極易損壞，會導致電子設備電流過大，進而產生大量的熱量，因此要想處于突發故障或惡劣環境下的開關電源仍然能夠安全可靠的運行，就必須做好過電流保護電路設計。

現有的開關電源中的過流保護電路通常是將輸出電路中電感電流輸入電流檢測電路中，若電感電流超過用戶設置的過流門限時，降低輸出電路中NMOS的柵極電壓，NMOS關斷，使得負載與輸入電源隔離(即輸出電路中的電感電流過大時，就立刻使得負載與輸入電源隔離，buck電路不工作，從而影響系統性能)，達到對電路實施保護的目的。

發明內容

為了解決現有過流保護電路技術存在的技術問題，本發明提供了一種非線性可調節谷值電流的過流保護電路。本發明的過流保護電流在輸出電路中的電感電流超過閾值電流時，輸出電壓降低到參考電壓時，通過調節電流大小，使得輸出電路中電感電流低到設定閾值；相較于傳統保護電路，不會使得負載與輸入電源隔離。

本發明通過下述技術方案實現：

一種非線性可調節谷值電流的過流保護電路，本發明的過流保護電路由輸出電路和數字型Buck控制電路組成；

所述數字型Buck控制電路用于檢測所述輸出電路的電感電流和所述輸出電路的輸出分壓；

所述數字型Buck控制電路基于檢測到的信號進行分階段調節并產生數字脈沖信號；

所述數字型Buck控制電路將產生的數字脈沖信號傳輸給所述控制電路的第一場效應管NM1和第二場效應管NM2的柵極，用于控制所述第一場效應管NM1的占空比。

優選的，本發明的數字型Buck控制電路包括電流檢測電路、限流保護電路、邏輯控制電路、數字脈寬調制器、數字比較器、數字補償器和第一模數轉換器；

所述電流檢測電路用于檢測輸出電路的電感電流并將其轉換為電壓信號Vi輸出，所述電壓信號Vi和輸出電路的輸出分壓FB輸入到所述限流保護電路中進行分階段調節產生輸出信號OUT_L，所述輸出信號OUT_L輸入到所述邏輯控制電路中；

所述輸出電路1的輸出分壓FB與參考信號Vref相加后通過所述第一模數轉換器轉換為數字信號，該數字信號輸入到所述數字補償器中進行數字補償之后輸出；

所述數字補償器的輸出信號和所述電流檢測電路的輸出信號Vi輸入到所述數字比較器中進行處理之后輸出信號至所述數字脈寬調制器，所述數字脈寬調制器的輸出信號用于控制所述邏輯控制電路產生數字脈沖信號控制所述輸出電路第一場效應管NM1的占空比。

優選的，本發明的限流保護電路包括第二模數轉換器、數字加法器、數值比較器和檢流控壓電路；

所述第二模數轉換器用于將所述輸出電路的輸出分壓FB轉換為數字信號DFB并將其傳輸給所述數字加法器；

所述數字加法器將接收到的數字信號DFB與參考信號Vref1相加得到數字信號OFB并將其傳輸給所述數值比較器；