[發明專利]一種用于COT控制模式DC-DC轉換器的短路保護電路和方法

有效

• 申請號: 202111247781.0
• 申請日: 2021-10-26
• 公開（公告）號: CN113991992B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 譚潤欽
• 申請（專利權）人: 深圳市單源半導體有限公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02H7/12
• 代理公司: 杭州天昊專利代理事務所(特殊普通合伙) 33283
• 代理人: 向慶寧

1.一種用于COT控制模式DC-DC轉換器的短路保護電路，其特征在于，包括：

短路狀態判斷電路，輸入端接入DC-DC轉換器的下開關管限流信號和發波控制信號，輸出端耦接發波時間調節電路，短路狀態判斷電路基于下開關管限流信號和發波控制信號判斷DC-DC轉換器的短路狀態，并輸出短路狀態判斷信號；其中，下開關管限流信號為下開關管的導通電流與預設限流值的比較信號，發波控制信號為輸出電壓與預設電壓的比較信號；短路狀態判斷電路包括短路狀態清零電路、采樣時鐘產生電路和D觸發器，其中，短路狀態清零電路的輸入端耦接DC-DC轉換器的下開關管導通信號、下開關管最小導通完成信號和軟啟動的使能信號，輸出端耦接D觸發器的清零端，用于在每次下開關管導通時輸出短路狀態清零信號；采樣時鐘產生電路的輸入端耦接DC-DC轉換器的下開關管最小導通完成信號和發波控制信號，輸出端耦接D觸發器的時鐘輸入端，用于輸出采樣時鐘；D觸發器的數據輸入端接入DC-DC轉換器的下開關管限流信號，數據鎖存輸出端耦接發波時間調節電路，用于輸出短路狀態判斷信號；其中，短路狀態清零電路包括第一與門電路、第一非門電路、或門電路和第二與門電路，其中，第一與門電路的第一輸入端耦接DC-DC轉換器的下開關管導通標志信號，第二輸入端耦接DC-DC轉換器的下開關管導通使能信號，輸出端通過第一非門電路耦接或門電路的第一輸入端；或門電路的第二輸入端耦接DC-DC轉換器的下開關管最小導通完成信號，輸出端耦接第二與門電路的第一輸入端；第二與門電路的第二輸入端耦接DC-DC轉換器軟啟動的使能信號，輸出端耦接D觸發器的清零端；采樣時鐘產生電路包括第二非門電路和或非門電路，其中，第二非門電路的輸入端耦接DC-DC轉換器的下開關管最小導通完成信號，輸出端耦接或非門電路的第一輸入端；或非門電路的第二輸入端耦接接入DC-DC轉換器的發波控制信號，輸出端耦接D觸發器的時鐘輸入端；

發波時間調節電路，輸入端耦接短路狀態判斷電路的輸出端，輸出端耦接DC-DC轉換器的上開關管驅動器，發波時間調節電路基于短路狀態判斷信號調節DC-DC轉換器的發波時間，并輸出發波時間控制信號，所述DC-DC轉換器的發波時間調節為一定比例的正常發波時間，調節比例為(0,1]，發波時間控制信號的脈沖寬度為DC-DC轉換器的發波時間。

2.根據權利要求1所述的用于COT控制模式DC-DC轉換器的短路保護電路，其特征在于，所述下開關管限流信號由DC-DC轉換器的下開關管過流比較器輸出，所述下開關管過流比較器的第一輸入端接入下開關管的電流信號，第二輸入端接入預設限流值。

3.根據權利要求1所述的用于COT控制模式DC-DC轉換器的短路保護電路，其特征在于，所述發波控制信號由DC-DC轉換器的環路比較器輸出，所述環路比較器的第一輸入端耦接DC-DC轉換器的輸出端，第二輸入端接入預設電壓。

4.根據權利要求1所述的用于COT控制模式DC-DC轉換器的短路保護電路，其特征在于，短路狀態判斷信號為發生輸出短路時，發波時間調節電路的調節比例為(0,1)，則發波時間小于正常發波時間；短路狀態判斷信號為未發生輸出短路時，發波時間調節電路的調節比例為1，則發波時間為正常發波時間。

5.根據權利要求1或4所述的用于COT控制模式DC-DC轉換器的短路保護電路，其特征在于，短路狀態判斷信號為發生輸出短路時，發波時間調節電路的調節比例為0.5。

6.根據權利要求1所述的用于COT控制模式DC-DC轉換器的短路保護電路，其特征在于，發波時間調節電路包括電流源、電容陣列、開關管和比較器，電容陣列包括兩個以上計時電容，其中，至少一個計時電容的一端耦接電流源并接入比較器的第一輸入端，另一端接地；至少一個計時電容與開關管串聯后一端耦接電流源并接入比較器的第一輸入端，另一端接地，開關管的控制端耦接短路狀態判斷電路的輸出端，并基于短路狀態判斷電路控制開關管的通斷；比較器的第二輸入端接入參考電壓，輸出端耦接DC-DC轉換器的驅動模塊。