開關(guān)電源及其控制電路和開路保護(hù)設(shè)置電路及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及開關(guān)電源，尤其涉及用于開關(guān)電源的控制電路和開路保護(hù)設(shè)置電路及 相應(yīng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 開關(guān)電源是通過控制功率驅(qū)動(dòng)管（例如晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管、可控硅閘流管等）的導(dǎo) 通和關(guān)斷來(lái)維持穩(wěn)定電壓或電流輸出的一種電源。與傳統(tǒng)的線性電源相比，開關(guān)電源的效 率更高、損耗和發(fā)熱更少，因此在電子技術(shù)中具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0003] 對(duì)于開關(guān)電源來(lái)說，電源輸出部分的能量主要以電場(chǎng)/磁場(chǎng)變換的方式存儲(chǔ)于電 感中，并隨后向負(fù)載供電。如果負(fù)載開路，電感中的磁場(chǎng)能量無(wú)法釋放，電感兩端會(huì)出現(xiàn)高 壓，有可能擊穿開關(guān)電源內(nèi)部各種器件。因此，需要及時(shí)檢測(cè)輸出開路情況，并在檢測(cè)到輸 出開路時(shí)避免輸出電壓過高。圖1示出了一種現(xiàn)有的降壓結(jié)構(gòu)開關(guān)電源，包括開路保護(hù)設(shè) 置模塊101，其連接至管腳R0VP，管腳R0VP經(jīng)電阻器R2接地。開路保護(hù)設(shè)置模塊101在檢 測(cè)到開路過壓時(shí)可以使開關(guān)電源進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，此時(shí)的輸出電壓Vout即為開路保護(hù)電壓 Vovp。通過調(diào)節(jié)電阻R2的大小，可以設(shè)置不同的輸出開路保護(hù)電壓Vovp。
[0004] 然而，由電阻器控制的開路保護(hù)電壓Vovp抗干擾能力很差，易受潮濕漏電、高溫 環(huán)境、PCB版材料等外部因素的影響，引起Vovp電壓偏離設(shè)定值，甚至造成電源系統(tǒng)工作失 常。因此，本領(lǐng)域需要提供一種改進(jìn)的用于開關(guān)電源的開路保護(hù)設(shè)置電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)傳統(tǒng)開關(guān)電源采用電阻來(lái)設(shè)置開路保護(hù)電壓Vovp的方式容易因潮濕漏電、 外部干擾等因素而導(dǎo)致輸出開路保護(hù)電壓偏差較大甚至失效的問題，本發(fā)明提供了一種改 進(jìn)的用于開關(guān)電源的開路保護(hù)設(shè)置電路及方法。
[0006] 在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種用于開關(guān)電源的控制電路，所述控制 電路包括：功率驅(qū)動(dòng)管；開路保護(hù)設(shè)置電路，其連接至所述控制電路的至少一個(gè)外部管腳， 所述開路保護(hù)設(shè)置電路包括：時(shí)間選擇模塊，其基于所述至少一個(gè)外部管腳的連接狀態(tài)選 擇多個(gè)預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)時(shí)間之一作為內(nèi)部基準(zhǔn)時(shí)間；以及第一比較器，其一個(gè)輸入端連接到所 述時(shí)間選擇模塊以接收所述內(nèi)部基準(zhǔn)時(shí)間并且其另一輸入端接收所述開關(guān)電源的電感退 磁時(shí)間，所述第一比較器在所述電感退磁時(shí)間小于所述內(nèi)部基準(zhǔn)時(shí)間的情況下輸出保護(hù)信 號(hào)；以及RS觸發(fā)器，其連接至所述開路保護(hù)設(shè)置電路以接收所述保護(hù)信號(hào)，所述保護(hù)信號(hào) 使所述RS觸發(fā)器輸出關(guān)斷所述功率驅(qū)動(dòng)管的觸發(fā)信號(hào)。
[0007] 在一實(shí)施例中，所述控制電路還包括：過零檢測(cè)模塊，其連接至所述開關(guān)電源的電 感和所述RS觸發(fā)器并在所述電感的放電電流過零時(shí)輸出導(dǎo)通信號(hào)至所述RS觸發(fā)器以使所 述RS觸發(fā)器輸出導(dǎo)通所述功率驅(qū)動(dòng)管的觸發(fā)信號(hào)；以及第二比較器，其連接至所述開關(guān)電 源的采樣電阻和所述RS觸發(fā)器并在所述采樣電阻上的采樣電壓信號(hào)高于參考電壓時(shí)輸出 關(guān)斷信號(hào)至所述RS觸發(fā)器以使所述RS觸發(fā)器輸出關(guān)斷所述功率驅(qū)動(dòng)管的觸發(fā)信號(hào)。
[0008] 在一實(shí)施例中，所述控制電路還包括：邏輯和驅(qū)動(dòng)模塊，其連接至所述RS觸發(fā)器 以接收所述觸發(fā)信號(hào)并根據(jù)所述觸發(fā)信號(hào)來(lái)導(dǎo)通或關(guān)斷所述功率驅(qū)動(dòng)管。
[0009] 在一實(shí)施例中，所述開路保護(hù)設(shè)置電路還包括：管腳狀態(tài)檢測(cè)模塊，其連接到所述 至少一個(gè)外部管腳以檢測(cè)所述至少一個(gè)外部管腳的連接狀態(tài)并輸出組合邏輯值；寄存器， 其連接到所述管腳狀態(tài)檢測(cè)模塊以接收和存儲(chǔ)所述組合邏輯值并將反映所述至少一個(gè)外 部管腳的連接狀態(tài)的所述組合邏輯值提供給所述時(shí)間選擇模塊。
[0010] 在一實(shí)施例中，所述管腳狀態(tài)檢測(cè)模塊連接至啟動(dòng)信號(hào)并由所述啟動(dòng)信號(hào)控制。
[0011] 在一實(shí)施例中，對(duì)于所述至少一個(gè)外部管腳中的每個(gè)外部管腳，所述管腳狀態(tài)檢 測(cè)模塊包括：電流源，其連接至該外部管腳；第三比較器，其接收該外部管腳上的電壓值并 將所述電壓值與參考電壓作比較，所述第三比較器的輸出信號(hào)指示該外部管腳的連接狀態(tài) 并被輸出至所述寄存器。
[0012] 在一實(shí)施例中，對(duì)于所述至少一個(gè)外部管腳中的每個(gè)外部管腳，所述管腳狀態(tài)檢 測(cè)模塊還包括：開關(guān)，其連接至所述電流源并由所述啟動(dòng)信號(hào)控制。
[0013] 在一實(shí)施例中，所述啟動(dòng)信號(hào)在所述開關(guān)電源啟動(dòng)期間為有效信號(hào)。
[0014] 在一實(shí)施例中，每個(gè)外部管腳的連接狀態(tài)為接地、懸空、和接高中的一種。
[0015] 在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種用于開關(guān)電源的開路保護(hù)設(shè)置電路， 包括：管腳狀態(tài)檢測(cè)模塊，其連接到至少一個(gè)外部管腳以檢測(cè)所述至少一個(gè)外部管腳的連 接狀態(tài)并輸出反映所述至少一個(gè)外部管腳的連接狀態(tài)的組合邏輯值；寄存器，其連接到所 述管腳狀態(tài)檢測(cè)模塊以接收并存儲(chǔ)所述組合邏輯值；時(shí)間選擇模塊，其連接到所述寄存器 以接收所述組合邏輯值并根據(jù)所述組合邏輯值選擇多個(gè)預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)時(shí)間之一作為內(nèi)部基 準(zhǔn)時(shí)間；以及第一比較器，其一個(gè)輸入端連接到所述時(shí)間選擇模塊以接收所述內(nèi)部基準(zhǔn)時(shí) 間并且其另一輸入端接收所述開關(guān)電源的電感退磁時(shí)間，所述第一比較器在所述電感退磁 時(shí)間小于所述內(nèi)部基準(zhǔn)時(shí)間的情況下輸出保護(hù)信號(hào)以關(guān)斷所述開關(guān)電源的功率驅(qū)動(dòng)管。
[0016] 在一實(shí)施例中，每個(gè)外部管腳的連接狀態(tài)為接地、懸空、和接高中的一種。
[0017] 在一實(shí)施例中，所述至少一個(gè)外部管腳為兩個(gè)外部管腳，每個(gè)外部管腳具有兩種 連接狀態(tài)，所述管腳狀態(tài)檢測(cè)模塊輸出四個(gè)組合邏輯值之一，所述時(shí)間選擇模塊具有四個(gè) 預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)時(shí)間。
[0018] 在一實(shí)施例中，所述至少一個(gè)外部管腳為三個(gè)外部管腳，每個(gè)外部管腳具有兩種 連接狀態(tài)，所述管腳狀態(tài)檢測(cè)模塊輸出八個(gè)組合邏輯值之一，所述時(shí)間選擇模塊具有八個(gè) 預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)時(shí)間。
[0019] 在一實(shí)施例中，所述電感退磁時(shí)間為所述開關(guān)電源的功率驅(qū)動(dòng)管的關(guān)斷時(shí)間。
[0020] 在一實(shí)施例中，所述管腳狀態(tài)檢測(cè)模塊連接至啟動(dòng)信號(hào)并由所述啟動(dòng)信號(hào)控制。
[0021] 在一實(shí)施例中，對(duì)于所述至少一個(gè)外部管腳中的每個(gè)外部管腳，所述管腳狀態(tài)檢 測(cè)模塊包括：電流源，其連接至該外部管腳；第二比較器，其接收該外部管腳上的電壓值并 將所述電壓值與參考電壓作比較，所述第二比較器的輸出信號(hào)指示該外部管腳的連接狀態(tài) 并被輸出至所述寄存器。
[0022] 在一實(shí)施例中，對(duì)于所述至少一個(gè)外部管腳中的每個(gè)外部管腳，所述管腳狀態(tài)檢 測(cè)模塊還包括：開關(guān)，其連接至所述電流源并由所述啟動(dòng)信號(hào)控制。
[0023] 在一實(shí)施例中，所述啟動(dòng)信號(hào)在所述開關(guān)電源啟動(dòng)期間為有效信號(hào)。
[0024]在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種開關(guān)電源，其包括如上所述的控制電 路或如上所述的開路保護(hù)設(shè)置電路。
[0025]在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種用于開關(guān)電源的控制方法，包括：檢測(cè) 所述開關(guān)電源的控制電路的至少一個(gè)外部管腳的連接狀態(tài)；基于所述至少一個(gè)外部管腳的 連接狀態(tài)來(lái)選擇多個(gè)預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)時(shí)間之一作為內(nèi)部基準(zhǔn)時(shí)間；將所述開關(guān)電源的電感退磁 時(shí)間與所述內(nèi)部基準(zhǔn)時(shí)間作比較；以及在所述電感退磁時(shí)間小于所述內(nèi)部基準(zhǔn)時(shí)間的情況 下輸出保護(hù)信號(hào)以關(guān)斷所述開關(guān)電源的功率驅(qū)動(dòng)管。
[0026]在一實(shí)施例中，所述控制方法還包括：向所述至少一個(gè)外部管腳中的每個(gè)外部管 腳提供電流；檢測(cè)每個(gè)外部管腳上的電壓值；以及將每個(gè)外部管腳上的電壓值與參考電壓 作比較以確定每個(gè)外部管腳的連接狀態(tài)。
[0027]在一實(shí)施例中，所述控