[發明專利]輸出短路保護方法、電源管理芯片及開關電源

有效

• 申請號: 202110925228.1
• 申請日: 2021-08-12
• 公開（公告）號: CN113488975B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 郭艷梅;朱臻;李岳輝;郜小茹;陳一輝;繆海峰;江儒龍
• 申請（專利權）人: 上海晶豐明源半導體股份有限公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02;H02H3/02;H02H3/08;H02H1/00;H02M1/32
• 代理公司: 上海思捷知識產權代理有限公司 31295
• 代理人: 鄭星

本發明涉及一種輸出短路保護方法、電源管理芯片及開關電源。通過檢測流過所述功率管的電流是否出現累積，統計出現電流累積的連續導通脈沖數，當出現電流累積的連續導通脈沖數達到設定值時，觸發一調整階段，使調整階段內的至少部分開關周期對應的所述前沿消隱時間被縮短或取消，避免流過功率管的電流過大，相對于現有電源管理芯片的故障響應措施，不需要對電源進行重啟，也不需要調整原有時序，更易于實現，另外避免了現有電源管理芯片的故障響應措施在芯片啟動階段容易誤觸發而導致自動重啟的問題。

技術領域

本發明涉及電源技術領域，尤其涉及一種輸出短路保護方法、一種電源管理芯片及一種開關電源。

背景技術

輸出短路測試是電源模塊測試評估階段中一項必測項目，輸出短路時要求電源不炸機，且在輸出短路故障解除后，電源模塊能夠正常工作。如果不設置任何輸出短路保護措施，則當輸出短路時，輸出電壓為0，電源管理芯片會以芯片所允許的最高開關頻率驅動開關電源中的用于調整能量輸出的功率管，同時功率管具有最小導通時間(即短導通時間，一般接近于前沿消隱時間t_LEB1)。在輸出短路時，電感電流無法完成退磁，流過功率管的電流非常容易累積而超過功率管的極限值。作為示例，圖1以返馳式(flyback)變換器為例，示出了輸出短路時流過功率管的電流發生累積的現象。圖1中I_{limit_OCP}表示逐周期過流保護閾值。參照圖1，輸出短路導致產生短導通脈沖，且電流逐周期而累積。當功率管的電流超過極限值，容易造成功率管被擊穿而損壞，即產生炸機現象。

為避免輸出短路時炸機，在電源管理芯片中需要設置輸出短路保護。現有的電源管理芯片在檢測出輸出短路后，采用的故障響應措施通常是自動重啟或者時序停止(CLKdown)。但是，該些措施需要調整電源以及時鐘的工作，實現起來較為困難，而且芯片啟動階段容易被誤觸發為自動重啟。

發明內容

為了避免現有輸出短路保護措施的缺點，本發明提出了一種輸出短路保護方法。另外還提出了一種電源管理芯片及一種開關電源。

一方面，本發明提供一種輸出短路保護方法，用于對一開關電源中流過功率管的電流進行控制，所述輸出短路保護方法包括：

采用一前沿消隱時間對流過所述功率管的電流進行逐周期過流保護，并且檢測流過所述功率管的電流是否出現累積，并統計出現電流累積的連續導通脈沖數，當出現電流累積的連續導通脈沖數達到設定值時，觸發一調整階段，所述調整階段內的至少部分開關周期對應的所述前沿消隱時間被縮短或取消；

當所述調整階段結束，恢復所述前沿消隱時間并進行逐周期過流保護。

可選的，所述調整階段持續設定時長或者設定數量的開關周期。

可選的，檢測流過所述功率管的電流是否出現累積的方法為：檢測所述功率管的導通脈沖時間是否為短導通時間，若是，則出現電流累積；或者，檢測流過所述功率管的電流是否觸發到短路保護閾值，若是，則出現電流累積。

可選的，所述逐周期過流保護還采用一過流保護閾值逐周期地限制流過所述功率管的電流，當所述前沿消隱時間經過之后，若檢測到流過所述功率管的電流達到所述過流保護閾值，控制所述功率管關斷，所述短路保護閾值大于所述過流保護閾值。

一方面，本發明提供一種電源管理芯片，用于對一開關電源中流過功率管的電流進行控制，所述電源管理芯片包括：

驅動產生模塊，配置為采用一前沿消隱時間對流過所述功率管的電流進行逐周期過流保護，并生成所述功率管的控制信號；

電流累積檢測模塊，配置為檢測流過所述功率管的電流是否出現累積，并統計出現電流累積的連續導通脈沖數，當出現電流累積的連續導通脈沖數達到設定值時，進入一調整階段，在所述調整階段內將所述前沿消隱時間縮短或取消，當所述調整階段結束，使所述前沿消隱時間恢復到縮短前的值。

可選的，所述電流累積檢測模塊包括：