[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

本發明提供了一種用于COT控制模式DC?DC轉換器的短路保護電路，包括短路狀態判斷電路和發波時間調節電路，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；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來控制DC?DC轉換器發波。本發明的方案利用DC?DC轉換器的下開關管限流信號和發波控制信號來間接判斷短路狀態；且在每次開通下開關管時都將輸出的短路狀態判斷信號清零，在每個開關周期判斷是否發生短路；采用減小DC?DC轉換器發波時間來減小電感電流的上升時間的方法，進而減小電感電流峰值。

技術領域

本發明涉及電子領域，具體但不限于涉及一種用于COT控制模式DC-DC轉換器的短路保護電路和方法。

背景技術

《一種DC-DC轉換器的短路保護電路設計》（袁政，西安電子科技大學）一文中提出：在負載短接時，通過改變電流限比較器輸入端基準電壓達到降低電路最大輸出電流的措施。《用于降壓型DC-DC轉換器的短路保護電路設計》（干紅林，西南交通大學）一文中提出：具有基本的峰值限流功能，該方案還能使轉換器在輸出短路時觸發周期性的休眠與軟啟動。

現有技術的缺點是：都需要電流峰值檢測電路，需要耗費較大的面積。在DC-DC轉換器中，電流峰值檢測電路集成在上管的驅動電路中，需要耗費較多的面積來實現一個比較大的電流轉換比，將DC-DC輸出的大電流轉換為一個小電流來進行檢測。

有鑒于此，需要提供一種新的結構或控制方法，以期解決上述至少部分問題。

發明內容

針對現有技術中的一個或多個問題，本發明提出了一種用于COT控制模式DC-DC轉換器的短路保護電路和方法，采用了短路狀態判斷電路和發波時間調節電路來實現減小短路狀態下的電感峰值電流。

實現本發明目的的技術解決方案為：

根據本發明的一個方面，一種用于COT控制模式DC-DC轉換器的短路保護電路，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；

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。

可選的，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。

可選的，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。