過流檢測信號0C都可以通過或 門822對RS觸發(fā)器823置位以提供兩個互為互補的控制信號HS和LS分別導通主開關M， 同時關斷整流器RC。在動態(tài)調整模式中，當整流器RC關斷時，主開關Μ導通，電感電流紅 通過導通的主開關Μ從開關電路801的輸出端流到輸入端，并且逐漸增加。同時，控制信號 HS觸發(fā)計時電路831開始計時，經過一段由計時電路831決定的時間，主開關Μ關斷，整流 器RC導通。電感電流k通過導通的整流器RC從開關電路801的輸出端流到參考地并逐 漸減小。如圖8所示，由于開關電源800的嚴格控制，在主開關Μ導通的這段時間內，電感 電流L一直為負向，以使壓降VIN-V0用于減小電感L負向電流的幅度且電感電流u不會 增加輸出電壓V0。這樣，輸出電壓V0將從高值回歸到正常水平。因為整流器RC的關斷時 間toff和輸入電壓VIN成反向變化且整流器RC關斷時電感電流k的上升斜率隨輸入電 壓VIN同向變化，所以，與傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明中電感電流k的峰峰紋波電流值Ipp隨輸 入電壓VIN變化的變化值減小。這樣，本發(fā)明所提出的技術方案提高了負向電流的精確度。 此外，由于控制電路802和過壓保護電路803共享一個計時電路，控制器整體電路的面積更 小，開關電源800可以給出更緊湊的方案。此外，因為在整流器RC關斷時，主開關Μ導通， 電感電流過導通的主開關Μ而不是體二極管流到輸入電壓VIN，這樣避免了注入電流， 減小了功耗。
[0074] 本領域普通技術人員應該知曉，為了描述的方便，圖8實施例中復用的計時電路 831包括在過壓保護電路803內而不是控制電路802內，但是，這和復用的計時電路831包 括在控制電路802內而不是在過壓保護電路803內的本質是相同的。
[0075] 圖10給出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的過壓保護電路1000。與圖2所示的過壓保 護電路203相比，過壓保護電路1000還包括與門1035,與門1035具有第一輸入端、第二輸 入端和輸出端，第一輸入端耦接于過壓檢測電路CMP1以接收過壓檢測信號0V，第二輸入端 耦接于過流檢測電路CMP2以接收過流檢測信號0C。與門1035基于過壓檢測信號0V和過 流檢測信號0C生成與信號。計時電路1031耦接于與門1035以接收與信號并生成計時信號 Τ0。在圖10所示的實施例中，當反饋信號VFB小于過壓閾值VREF1時，過流檢測電路CMP2 被過壓檢測信號0V無效掉。
[0076] 圖11給出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的應用于開關電源的過壓保護方法1100。開關 電源包括主開關和整流器，并基于輸入電壓VIN生成受控的輸出電壓V0。如圖11所示，過 壓保護方法1100包括步驟1101~1105。步驟1101 :檢測輸出電壓V0是否大于預設值。如 果沒有，直接進行到步驟1105結束過壓保護流程；否則，進行到步驟1102 :閉合整流器。步 驟1103 :檢測流過整流器的電流是否小于負向電流限。如果沒有，繼續(xù)停留在步驟1102保 持整流器導通；否則，進行到步驟1104 :關斷整流器一段時間，關斷的時間和輸入電壓VIN 成反向變化。接著，再次回到步驟1101。
[0077] 在一實施例中，過壓保護方法1100中步驟1101還包括比較過壓閾值信號和表征 輸出電壓V0的反饋信號。在另一實施例中，步驟1103還包括比較表征流過整流器中的電 流的電流感應信號和過流閾值信號。
[0078] 在一些實施例中，過壓保護方法1100還包括在整流器關斷時間內，閉合主開關。 相反，過壓保護方法1100還包括，在整流器關斷時間內，關斷主開關。
[0079] 在圖11所示的實施例中，過壓保護方法1100中額外包括步驟1106~1108以限 制整流器的開關周期數(shù)。步驟1106 :當檢測到輸出電壓V0高于預設值時，開始對整流器的 開關周期進行計數(shù)。然后，步驟1107:檢測整流器的開關周期數(shù)是否達到預設值。如果沒 有達到預設值，跳回到步驟1106 ;否則，進行到步驟1108關斷開關電源。步驟1106~1108 所示的方法限制了可以從輸出電壓V0轉移到輸入電壓VIN的總能量，從而可以防止輸入電 壓VIN的過度充電。本領域普通技術人員應該了解，圖11所示過壓保護方法1100中的步 驟1106~1108是示意性，在一些實施例中可以省略。
[0080] 雖然已參照幾個典型實施例描述了本發(fā)明，但應當理解，所用的術語是說明和示 例性、而非限制性的術語。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實施而不脫離發(fā)明的精神或實 質，所以應當理解，上述實施例不限于任何前述的細節(jié)，而應在隨附權利要求所限定的精神 和范圍內廣泛地解釋，因此落入權利要求或其等效范圍內的全部變化和改型都應為隨附權 利要求所涵蓋。
【主權項】
1. 一種用于控制開關電路的控制器，開關電路包括主開關和整流器，開關電路通過主 開關和整流器的導通與關斷將輸入電壓轉換為輸出電壓，控制器包括： 過壓保護電路，過壓保護電路包括： 過壓檢測電路，比較過壓閾值信號和表征輸出電壓的反饋信號，并基于比較結果生成 過壓檢測信號； 過流檢測電路，比較過流閾值信號和表征流過整流器的電流的電流感應信號，并基于 比較結果生成過流檢測信號；以及 計時電路，基于過壓檢測信號和過流檢測信號生成計時信號，其中，計時信號用于控制 整流器的關斷時間，使得關斷時間隨輸入電壓成反向變化；以及 控制電路，耦接于過壓保護電路和開關電路，并基于過流檢測信號、計時信號以及反饋 信號生成控制信號以控制主開關和整流器。2. 如權利要求1所述的控制器，其中整流器的關斷時間與輸入電壓成反比例關系。3. 如權利要求1所述的控制器，其中整流器的關斷時間與輸入電壓和輸出電壓兩者的 差成反比例關系。4. 如權利要求1所述的控制器，其中過壓保護電路還包括時間限制電路，從輸出電壓 過壓的時刻開始一段預設時間后，時間限制電路關斷開關電路。5. 如權利要求1所述的控制器，其中過流檢測電路耦接于過壓檢測電路以接收過壓檢 測信號，且在被過壓檢測信號使能時對過流閾值信號和電流感應信號進行比較從而生成過 流檢測信號，其中計時電路耦接于過流檢測電路以接收過流檢測信號并基于過流檢測信號 生成計時信號。6. 如權利要求1所述的控制器，其中過壓保護電路還包括與門電路，與門電路具有第 一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中，第一輸入端耦接至過壓檢測電路以接收過壓檢測信 號，第二輸入端耦接至過流檢測電路以接收過流檢測信號，與門電路根據(jù)過壓檢測信號和 過流檢測信號在輸出端生成與門信號，其中，計時電路耦接至與門電路，并基于與門信號產 生計時信號。7. 如權利要求1所述的控制器，其中過壓檢測電路還比較反饋信號和退出參考電壓， 當反饋信號高于過壓閾值信號時，過壓檢測信號從第一狀態(tài)跳變到第二狀態(tài)，當反饋信號 小于退出參考信號時，過壓檢測信號從第二狀態(tài)跳變到第一狀態(tài)。8. 如權利要求1所述的控制器，其中控制電路包括： 導通時間控制電路，提供導通時間控制信號； 比較電路，比較反饋信號和參考信號，并基于比較結果生成比較信號； 觸發(fā)電路，耦接于導通控制電路和比較電路，并基于導通時間控制信號和比較信號生 成第一觸發(fā)信號作為第一控制信號以控制主開關，并生成第二觸發(fā)信號； 與非門，耦接于過流檢測電路和計時電路，并基于過流檢測信號和計時信號生成與非 信號；以及 第一與門，耦接于與非門和觸發(fā)器，其基于與非信號和第二觸發(fā)信號生成第二控制信 號以控制整流器。9. 如權利要求8所述的控制器，其中過壓保護電路還包括周期計數(shù)電路，周期計數(shù)電 路耦接于過流檢測電路并基于過流檢測信號生成周期計數(shù)信號，其中控制電路還包括第二 與門，第二與門耦接于周期計數(shù)電路和觸發(fā)器，第二與門基于第一觸發(fā)信號和周期計數(shù)信 號生成第一控制信號以控制主開關，第一與門還耦接于周期計數(shù)電路，第一與門基于周期 計數(shù)信號、與非信號和第二觸發(fā)信號生成第二控制信號以控制整流器。10. 如權利要求1所述的控制器，其中控制電路包括： 比較電路，比較反饋信號和參考信號并基于比較結果生成比較信號； 或門，耦接于比較電路和過流檢測電路，并基于過流檢測信號和比較信號生成或信號； 以及 觸發(fā)器，耦接于計時電路和或門，并基于計時信號和或信號生成控制信號。11. 一種開關電源，包括： 開關電路，包括主開關和整流器，其中開關電路通過主開關和整流器的導通與關斷將 輸入電壓轉換為輸出電壓；以及 如權利要求1至10中任意一項所述的控制器。12. -種用于開關電源的過壓保護方法，其中開關電源包括主開關和整流器，其中開關 電路通過主開關和整流器的導通與關斷將輸入電壓轉換為輸出電壓，過壓保護方法包括： 檢測輸出電壓是否高于預設值； 當輸出電壓高于預設值時，閉合整流器； 檢測流過整流器的電流是否小于負向電流限；以及 當流過整流器的電流小于負向電流限時，關斷整流器一段時間；其中，關斷時間與輸入 電壓成反向變化。13. 如權利要求12所述的過壓保護方法，其中整流器的關斷時間與輸入電壓成反比例 關系。14. 如權利要求12所述的過壓保護方法，其中整流器的關斷時間與輸入電壓和輸出電 壓兩者的差成反比例關系。15. 如權利要求12所述的過壓保護方法，還包括從輸出電壓過壓的時刻開始一段預設 時間后，關斷開關電源。16. 如權利要求12所述的過壓保護方法，還包括在整流器關斷時，將主開關導通。
【專利摘要】公開了一種具有過壓保護電路的開關電源和控制器以及過壓保護方法。過壓保護電路檢測輸出電壓是否高于過壓閾值并在輸出電壓高于過壓閾值時閉合整流器。過壓保護電路檢測流過整流器的電流是否小于負向電流限，并在流過整流器的電流小于負向電流限時關斷整流器一段時間，整流器關斷的時間和輸入電壓成反向變化。本發(fā)明的開關電源的峰峰紋波電流值的變化量可以有效減小。
【IPC分類】H02H7/12, H02M3/156
【公開號】CN105356750
【申請?zhí)枴緾N201510881041
【發(fā)明人】約翰·?？?
【申請人】成都芯源系統(tǒng)有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年12月4日
【公告號】US20160172999