本發(fā)明涉及電源控制技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種開(kāi)關(guān)電源控制裝置以及一種開(kāi)關(guān)電源。
背景技術(shù):
圖1為一典型的開(kāi)關(guān)電源電路,交流電在經(jīng)過(guò)全波整流(二極管D11、D12、D13、D14組成整流橋)后,再經(jīng)由電容C12、C13及電感L11組成的π型濾波電路轉(zhuǎn)換為高壓直流電,次級(jí)側(cè)的D13、C11組成了次級(jí)整流濾波網(wǎng)絡(luò),對(duì)變壓器次級(jí)側(cè)的電壓進(jìn)行整流和濾波后輸出。從π型濾波電路引出的由R13、C14組成的啟動(dòng)電路為控制芯片提供啟動(dòng)電壓;電阻R14、R15組成了反饋分壓網(wǎng)絡(luò),控制芯片內(nèi)部的采樣電路通過(guò)該反饋分壓網(wǎng)絡(luò)采樣反饋繞組Lk耦合的輸出電壓;控制芯片采樣輸出電壓后,通過(guò)內(nèi)部處理后產(chǎn)生一控制信號(hào)控制開(kāi)關(guān)管T1的導(dǎo)通/關(guān)斷,從而調(diào)整輸入功率大小,適應(yīng)輸出負(fù)載的變化。其中,電流檢測(cè)電阻R12控制芯片通過(guò)電流檢測(cè)電阻R12對(duì)變壓器主邊電感進(jìn)行限流,防止流經(jīng)開(kāi)關(guān)管T1的電流太大。但是,在開(kāi)關(guān)電源的生產(chǎn)過(guò)程中常常會(huì)由于一些生產(chǎn)不良,器件失效等原因?qū)е聶z流電阻R12短路,R12短路后變壓器主邊電感便無(wú)法限流,當(dāng)開(kāi)關(guān)管T1打開(kāi)后,電流將持續(xù)上升直到開(kāi)關(guān)管T1由于功率過(guò)高而損壞甚至導(dǎo)致開(kāi)關(guān)電源炸機(jī),在測(cè)試及使用中帶來(lái)安全隱患。
目前,開(kāi)關(guān)電源生產(chǎn)商一般的做法是在測(cè)試過(guò)程中將這部分不良品篩選出來(lái),以免流向用戶?;蛘?,對(duì)主邊電感導(dǎo)通時(shí)間進(jìn)行限制,即在開(kāi)關(guān)管T1打開(kāi)后,固定延時(shí)Ton時(shí)間,若在此時(shí)間內(nèi)檢流電阻R12上的電壓未達(dá)到最大值,則判斷檢流電阻R12短路,關(guān)斷開(kāi)關(guān)管T1從而關(guān)閉控制芯片。
在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明過(guò)程中,發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問(wèn)題:測(cè)試過(guò)程中將這部分不良品篩選出來(lái)的方案效率低,成本高;限制主邊電感導(dǎo)通時(shí)間的方案,由于主邊電感電流不僅與開(kāi)關(guān)管T1導(dǎo)通時(shí)間有關(guān),還與電流上升斜率有關(guān),當(dāng)輸入電壓較低時(shí),主邊電感電流上升斜率較小,如果主邊Ton設(shè)置過(guò)小,易導(dǎo)致誤保護(hù),當(dāng)輸入電壓升高時(shí),主邊電感電流上升斜率會(huì)增大,在相同時(shí)間內(nèi)的電流峰值也越大,如果主邊Ton設(shè)置過(guò)大,則同樣會(huì)導(dǎo)致炸機(jī),所以固定導(dǎo)通時(shí)間的方案往往在輸入電壓較低時(shí)會(huì)誤保護(hù),而在輸入電壓較高的時(shí)候也會(huì)失效。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一。
為此,本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提出一種開(kāi)關(guān)電源控制裝置,該開(kāi)關(guān)電源控制裝置能快速檢測(cè)到開(kāi)關(guān)電源的檢流電阻是否短路,一旦發(fā)生短路則關(guān)斷開(kāi)關(guān)管,從而關(guān)閉開(kāi)關(guān)電源控制裝置,防止開(kāi)關(guān)電源炸機(jī),也不會(huì)發(fā)生誤保護(hù)。
本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提出一種開(kāi)關(guān)電源,該開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)電源控制裝置能快速檢測(cè)到開(kāi)關(guān)電源的檢流電阻是否短路,一旦發(fā)生短路則關(guān)斷開(kāi)關(guān)管,從而關(guān)閉開(kāi)關(guān)電源控制裝置,防止開(kāi)關(guān)電源炸機(jī),也不會(huì)發(fā)生誤保護(hù)。
為達(dá)到上述目的,本發(fā)明第一方面的實(shí)施例提出了一種開(kāi)關(guān)電源控制裝置,該開(kāi)關(guān)電源控制裝置包括:驅(qū)動(dòng)控制器,所述驅(qū)動(dòng)控制器用于采集開(kāi)關(guān)電源的反饋繞組的輸出電壓信號(hào),并根據(jù)所述輸出電壓信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通/關(guān)斷的驅(qū)動(dòng)信號(hào);檢流電阻短路保護(hù)模塊,所述檢流電阻短路保護(hù)模塊用于檢測(cè)開(kāi)關(guān)電源的檢流電阻兩端的電壓,所述開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí),當(dāng)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)所述檢流電阻兩端的電壓低于預(yù)定值時(shí),則所述檢流電阻短路保護(hù)模塊產(chǎn)生檢流電阻短路保護(hù)信號(hào),所述驅(qū)動(dòng)控制器根據(jù)所述檢流電阻短路保護(hù)信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)以控制所述開(kāi)關(guān)管關(guān)斷。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電源控制裝置,通過(guò)設(shè)置檢流電阻短路保護(hù)模塊,開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí),當(dāng)在預(yù)定時(shí)間內(nèi),檢流電阻短路保護(hù)模塊檢測(cè)到開(kāi)關(guān)電源的檢流電阻兩端的電壓低于預(yù)定值時(shí),即此時(shí)檢流電阻短路,檢流電阻短路保護(hù)模塊產(chǎn)生檢流電阻短路保護(hù)信號(hào);同時(shí),驅(qū)動(dòng)控制器根據(jù)保護(hù)信號(hào)控制所述開(kāi)關(guān)管關(guān)斷,從而關(guān)閉開(kāi)關(guān)電源控制裝置,防止開(kāi)關(guān)電源炸機(jī),而且不會(huì)發(fā)生誤保護(hù)。
為達(dá)到上述目的,本發(fā)明第二方面的實(shí)施例提出一種開(kāi)關(guān)電源,該開(kāi)關(guān)電源包括:整流模塊,所述整流模塊用于將輸入的交流電壓整流成直流電壓;變壓器,所述變壓器包括初級(jí)繞組、次級(jí)繞組和反饋繞組;整流濾波模塊;所述整流濾波模塊與所述變壓器的次級(jí)繞組連接,用于將所述次級(jí)繞組輸出的電壓進(jìn)行整流濾波后輸出;開(kāi)關(guān)管和檢流電阻,所述開(kāi)關(guān)管的第一輸出端與所述變壓器的初級(jí)繞組連接,所述開(kāi)關(guān)管的第二輸出端與所述檢流電阻的一端連接,所述檢流電阻的另一端接地;以及開(kāi)關(guān)電源控制裝置,所述開(kāi)關(guān)電源控制裝置包括:驅(qū)動(dòng)控制器,所述驅(qū)動(dòng)控制器分別與所述反饋繞組和所述開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)端連接,用于采集開(kāi)關(guān)電源的反饋繞組的輸出電壓信號(hào),并根據(jù)所述輸出電壓信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通/關(guān)斷的驅(qū)動(dòng)信號(hào);檢流電阻短路保護(hù)模塊,所述檢流電阻短路保護(hù)模塊分別與所述驅(qū)動(dòng)控制器和所述檢流電阻的一端連接,用于所述檢流電阻兩端的電壓,所述開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí),當(dāng)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)所述檢流電阻兩端的電壓低于預(yù)定值時(shí),則所述檢流電阻短路保護(hù)模塊產(chǎn)生檢流電阻短路保護(hù)信號(hào),所述驅(qū)動(dòng)控制器根據(jù)所述檢流電阻短路保護(hù)信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)以控制所述開(kāi)關(guān)管關(guān)斷。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電源,通過(guò)在其開(kāi)關(guān)電源控制裝置中設(shè)置檢流電阻短路保護(hù)模塊,開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí),當(dāng)在預(yù)定時(shí)間內(nèi),檢流電阻短路保護(hù)模塊檢測(cè)到開(kāi)關(guān)電源的檢流電阻兩端的電壓低于預(yù)定值時(shí),即此時(shí)檢流電阻短路,檢流電阻短路保護(hù)模塊產(chǎn)生檢流電阻短路保護(hù)信號(hào);同時(shí),驅(qū)動(dòng)控制器根據(jù)保護(hù)信號(hào)控制所述開(kāi)關(guān)管關(guān)斷,從而關(guān)閉開(kāi)關(guān)電源控制裝置,防止開(kāi)關(guān)電源炸機(jī),而且不會(huì)發(fā)生誤保護(hù)。
本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
附圖說(shuō)明
本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解,其中:
圖1為現(xiàn)有的開(kāi)關(guān)電源的電路圖;
圖2為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電源控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電源的電路圖;
圖4為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電源工作的時(shí)序圖;
圖5為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電源控制裝置的檢流電阻短路保護(hù)模塊的電路圖;
圖6為圖5的檢流電阻短路保護(hù)模塊工作的時(shí)序圖;
圖7為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電源控制裝置的檢流電阻短路保護(hù)模塊的電路圖;;
圖8根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電源控制裝置的檢流電阻短路保護(hù)模塊的電路圖。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例,所述實(shí)施例的示例在附圖中示出,其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的,僅用于解釋本發(fā)明,而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。
下文的公開(kāi)提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)化本發(fā)明的公開(kāi),下文中對(duì)特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然,它們僅僅為示例,并且目的不在于限制本發(fā)明。此外,本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的,其本身不指示所討論各種實(shí)施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。
在本發(fā)明的描述中,需要說(shuō)明的是,除非另有規(guī)定和限定,術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“接”應(yīng)做廣義理解,例如,可以是機(jī)械連接或電連接,也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通,可以是直接相連,也可以通過(guò)中間媒介間接相連,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)的具體含義。
參照下面的描述和附圖,將清楚本發(fā)明的實(shí)施例的這些和其他方面。在這些描述和附圖中,具體公開(kāi)了本發(fā)明的實(shí)施例中的一些特定實(shí)施方式,來(lái)表示實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例的原理的一些方式,但是應(yīng)當(dāng)理解,本發(fā)明的實(shí)施例的范圍不受此限制。相反,本發(fā)明的實(shí)施例包括落入所附加權(quán)利要求書(shū)的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。
首先參照附圖來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例提出的一種開(kāi)關(guān)電源控制裝置。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有開(kāi)關(guān)電源工作的時(shí)候,如圖1所示,開(kāi)關(guān)管T1的輸出端會(huì)固有的并聯(lián)有寄生電容Cs,該寄生電容Cs主要由開(kāi)關(guān)管T1的寄生電容及變壓器寄生電容組成。當(dāng)開(kāi)關(guān)管T1關(guān)斷時(shí),開(kāi)關(guān)電源的輸入電壓Vin直接加在開(kāi)關(guān)管T1的輸出端,則寄生電容Cs上就會(huì)儲(chǔ)能。當(dāng)開(kāi)關(guān)管T1導(dǎo)通時(shí),輸入電壓Vin加在初級(jí)線圈上,此時(shí)初級(jí)線圈上的電流Ik從0線性增加至最大值Ikk,初級(jí)線圈上儲(chǔ)能,同時(shí),由于寄生電容Cs被開(kāi)關(guān)管T1短路,存儲(chǔ)在寄生電容Cs上的能量會(huì)迅速通過(guò)開(kāi)關(guān)管T1釋放到地,放電電流為Is。因此,流過(guò)開(kāi)關(guān)管T1的電流I1=Ik+Is。
由于寄生電容Cs的放電電流Is是開(kāi)關(guān)管T1固有的放電電流,與初級(jí)線圈電流無(wú)關(guān),且放電時(shí)間短,可以在極短的時(shí)間內(nèi)被采樣到,而且在該時(shí)間內(nèi),初級(jí)線圈電流Ik幾乎沒(méi)有增加。因此,可以通過(guò)在一個(gè)預(yù)定時(shí)間內(nèi)對(duì)檢流電阻兩端的電壓進(jìn)行檢測(cè),若其低于設(shè)定的判定閾值,則認(rèn)為檢流電阻短路,此時(shí),控制芯片關(guān)斷開(kāi)關(guān)管T1直到控制芯片掉電后重新啟動(dòng)。
基于上述的發(fā)現(xiàn),本發(fā)明的一實(shí)施例提供了一開(kāi)關(guān)電源控制裝置,如圖2所示,該開(kāi)關(guān)電源控制裝置100包括驅(qū)動(dòng)控制器10、檢流電阻短路保護(hù)模塊20和電源模塊30,其中電源模塊30為驅(qū)動(dòng)控制器10、檢流電阻短路保護(hù)模塊20供電,驅(qū)動(dòng)控制器10用于采集開(kāi)關(guān)電源的反饋繞組的輸出電壓信號(hào),并根據(jù)所述輸出電壓信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通/關(guān)斷的驅(qū)動(dòng)信號(hào);檢流電阻短路保護(hù)模塊20,用于檢測(cè)開(kāi)關(guān)電源的檢流電阻兩端的電壓,開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí),當(dāng)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)檢流電阻兩端的電壓低于預(yù)定值時(shí),則檢流電阻短路保護(hù)模塊20產(chǎn)生檢流電阻短路保護(hù)信號(hào),驅(qū)動(dòng)控制器10根據(jù)檢流電阻短路保護(hù)信號(hào)控制所述開(kāi)關(guān)管關(guān)斷。
根據(jù)本實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電源控制裝置,通過(guò)設(shè)置檢流電阻短路保護(hù)模塊20,開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí),當(dāng)在預(yù)定時(shí)間內(nèi),檢流電阻短路保護(hù)模塊20檢測(cè)到開(kāi)關(guān)電源的檢流電阻兩端的電壓低于預(yù)定值時(shí),即此時(shí)檢流電阻短路,檢流電阻短路保護(hù)模塊20產(chǎn)生檢流電阻短路保護(hù)信號(hào);同時(shí),驅(qū)動(dòng)控制器10根據(jù)保護(hù)信號(hào)控制所述開(kāi)關(guān)管關(guān)斷,從而關(guān)閉開(kāi)關(guān)電源控制裝置100,防止開(kāi)關(guān)電源炸機(jī),而且不會(huì)發(fā)生誤保護(hù)。
為方便描述,本發(fā)明在以下實(shí)施例中將開(kāi)關(guān)電源控制裝置100定義成具有5個(gè)端/引腳的裝置/芯片,即具有VDD端、DRV端、VFB端、IFB端和GND端的裝置/芯片。其中,電源模塊30通過(guò)VDD端為電源模塊30提供外部電源;驅(qū)動(dòng)控制器10通過(guò)DRV端輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)以控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通/關(guān)斷;開(kāi)關(guān)電源的反饋繞組的輸出電壓信號(hào)通過(guò)VFB端采集到驅(qū)動(dòng)控制器10內(nèi);檢流電阻短路保護(hù)模塊20通過(guò)IFB端檢測(cè)開(kāi)關(guān)電源的檢流電阻兩端的電壓;GND端接地,同時(shí)為開(kāi)關(guān)電源控制裝置100提供地,即開(kāi)關(guān)電源控制裝置100中的所有接地的部件都是接GND端。
圖3為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電源的電路圖,如圖3所示,該開(kāi)關(guān)電源包括:整流模塊200,整流模塊200用于將輸入的交流電壓整流成直流電壓,具體地,整流模塊200包括由四個(gè)二極管組成的整流橋,以及由兩個(gè)電容和一個(gè)電感組成的π型濾波電路,整流濾波模塊200通過(guò)整流橋和π型濾波電路將交流電轉(zhuǎn)換為高壓直流電;變壓器300,變壓器300包括初級(jí)繞組Lm、次級(jí)繞組和反饋繞組L1;整流濾波模塊400;整流濾波模塊400與變壓器300的次級(jí)繞組連接,用于將所述次級(jí)繞組輸出的電壓進(jìn)行整流濾波后轉(zhuǎn)換成直流電輸出;開(kāi)關(guān)管Q1和檢流電阻Rcs,開(kāi)關(guān)管Q1的第一輸出端與變壓器的初級(jí)繞組L1連接,開(kāi)關(guān)管的第二輸出端與檢流電阻Rcs的一端連接,檢流電阻Rcs的另一端接地;以及開(kāi)關(guān)電源控制裝置100,該開(kāi)關(guān)電源控制裝置100包括:驅(qū)動(dòng)控制器10、檢流電阻短路保護(hù)模塊20,驅(qū)動(dòng)控制器10分別與反饋繞組L1和開(kāi)關(guān)管Q1的輸入端連接,用于采集開(kāi)關(guān)電源的反饋繞組L1的輸出電壓信號(hào),并根據(jù)所述輸出電壓信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)管Q1導(dǎo)通/關(guān)斷的驅(qū)動(dòng)信號(hào);檢流電阻短路保護(hù)模塊20分別與驅(qū)動(dòng)控制器100和檢流電阻Rcs的一端連接,用于檢測(cè)開(kāi)關(guān)電源的檢流電阻Rcs兩端的電壓,開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)管Q1導(dǎo)通時(shí),當(dāng)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)檢流電阻Rcs兩端的電壓低于預(yù)定值時(shí),則檢流電阻短路保護(hù)模塊20產(chǎn)生檢流電阻短路保護(hù)信號(hào),驅(qū)動(dòng)控制器10根據(jù)檢流電阻短路保護(hù)信號(hào)控制所述開(kāi)關(guān)管Q1關(guān)斷。
開(kāi)關(guān)管Q1的類型可以是任意的,本實(shí)施例中僅以的開(kāi)關(guān)管Q1為IGBT為例來(lái)說(shuō)明,其中,開(kāi)關(guān)管Q1的第一輸出端為IGBT的集電極,開(kāi)關(guān)管Q1的第二輸出端為IGBT的發(fā)射極,開(kāi)關(guān)電容Coss并聯(lián)在開(kāi)關(guān)管Q1的輸出端,即開(kāi)關(guān)電容Coss一端接IGBT的集電極,另一端接IGBT的發(fā)射極,開(kāi)關(guān)Q1的輸入端即為IGBT的柵極。
具體地,開(kāi)關(guān)電源控制裝置100通過(guò)VDD端與從π型濾波電路引出的由Rc、Ca組成的啟動(dòng)電路連接,為開(kāi)關(guān)電源控制裝置100提供啟動(dòng)電壓,并在開(kāi)關(guān)電源控制裝置100開(kāi)啟后為主邊功率環(huán)路提供能量;DRV端與開(kāi)關(guān)管Q1的門極連接;反饋繞組L1輸出的電壓信號(hào)經(jīng)電阻Ra、Rb組成的反饋分壓網(wǎng)絡(luò)輸出給VFB端;IFB端接檢流電阻Rcs的一端和開(kāi)關(guān)管Q1的發(fā)射極,GND端接地。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電源工作的電流/電壓波形圖,如圖4所示,其中,Ilm是主邊電感電流,Ipk指主邊電感電流峰值,Icoss為開(kāi)關(guān)電容Coss放電電流,Ics為開(kāi)關(guān)管Q1的輸出電流,Vcs為檢流電阻Rcs上電壓,Vpk為檢流電阻上峰值電壓,Vcs_LV為低壓輸入時(shí)檢流電阻Rcs上電壓,Vcs_HV為高壓輸入時(shí)檢流電阻Rcs上電壓,Vref為短路判定基準(zhǔn)。可以看到,Icoss是系統(tǒng)中開(kāi)關(guān)管Q1固有的放電電流,與電感電流無(wú)關(guān),且放電時(shí)間短,可以在極短的時(shí)間內(nèi)被采樣到,而在這個(gè)時(shí)間內(nèi),電感電流幾乎沒(méi)有增加。因此,通過(guò)在一個(gè)預(yù)定時(shí)間內(nèi)對(duì)Vcs電壓進(jìn)行檢測(cè),若Vcs電壓低于設(shè)定的判定閾值,則認(rèn)為檢流電阻Rcs短路,此時(shí),控制芯片關(guān)斷開(kāi)關(guān)管Q1直到控制芯片掉電后重新啟動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電源,通過(guò)在其開(kāi)關(guān)電源控制裝置100中設(shè)置檢流電阻短路保護(hù)模塊20,開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)管Q1導(dǎo)通時(shí),當(dāng)在預(yù)定時(shí)間內(nèi),檢流電阻短路保護(hù)模塊20檢測(cè)到開(kāi)關(guān)電源的檢流電阻Rcs兩端的電壓低于預(yù)定值時(shí),即此時(shí)檢流電阻Rcs短路,檢流電阻短路保護(hù)模塊20產(chǎn)生檢流電阻短路保護(hù)信號(hào);同時(shí),驅(qū)動(dòng)控制器10根據(jù)保護(hù)信號(hào)控制所述開(kāi)關(guān)管Q1關(guān)斷,從而關(guān)閉開(kāi)關(guān)電源控制裝置100,防止開(kāi)關(guān)電源炸機(jī),而且不會(huì)發(fā)生誤保護(hù)。
作為本實(shí)施例的優(yōu)選實(shí)施方式之一,該預(yù)定時(shí)間大于或等于并聯(lián)在開(kāi)關(guān)管Q1的輸出端的開(kāi)關(guān)電容Coss的放電時(shí)間,其中開(kāi)關(guān)電容Coss由開(kāi)關(guān)管Q1的寄生電容和開(kāi)關(guān)電源變壓器的寄生電容組成。
進(jìn)一步地,開(kāi)關(guān)電源控制裝置100還包括過(guò)流保護(hù)模塊40,過(guò)流保護(hù)模塊40與驅(qū)動(dòng)控制器40連接,過(guò)流保護(hù)模塊40用于檢測(cè)流經(jīng)開(kāi)關(guān)管Q1的電流,當(dāng)流經(jīng)開(kāi)關(guān)管的Q1電流大于一閾值時(shí)產(chǎn)生過(guò)流保護(hù)信號(hào)給驅(qū)動(dòng)控制器10,驅(qū)動(dòng)控制器10根據(jù)過(guò)流保護(hù)信號(hào)控制開(kāi)關(guān)管Q1關(guān)斷。其中,過(guò)流保護(hù)模塊40開(kāi)關(guān)管Q1關(guān)斷的優(yōu)先級(jí)低于檢流電阻短路保護(hù)模塊中開(kāi)關(guān)管Q1關(guān)斷的優(yōu)先級(jí),即當(dāng)同時(shí)發(fā)生過(guò)流和檢流電阻短路時(shí),開(kāi)關(guān)電源控制裝置100優(yōu)先進(jìn)行檢流電阻短路保護(hù)。
作為本實(shí)施例的另一優(yōu)選實(shí)施方式,如圖3所示,驅(qū)動(dòng)控制器10包括:采樣模塊,所述采樣模塊的輸入端接所述反饋繞組的輸出電壓信號(hào),對(duì)所述反饋繞組的輸出電壓信號(hào)進(jìn)采樣;誤差放大器,所述誤差放大器的負(fù)向輸入端接所述采樣模塊的輸出端;TDS檢測(cè)模塊,所述TDS檢測(cè)模塊的輸入端接所述采樣模塊的輸入端,所述TDS檢測(cè)模塊的輸出端接所述誤差放大器的輸出端;依次串聯(lián)的恒壓恒流控制模塊、邏輯控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊,所述恒壓恒流控制模塊的輸入端接所述誤差放大器的輸出端,所述驅(qū)動(dòng)模塊用于根據(jù)所述邏輯控制模塊輸出的邏輯信號(hào),產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通/關(guān)斷的驅(qū)動(dòng)信號(hào);所述過(guò)流保護(hù)模塊和檢流電阻短路保護(hù)模塊分別與所述邏輯控制模塊的連接。
進(jìn)一步地,電源模塊30包括:?jiǎn)?dòng)模塊和基準(zhǔn)偏置模塊,其中,啟動(dòng)模塊用于實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)電源控制裝置的遲滯啟動(dòng)和為開(kāi)關(guān)電源控制裝100提供使能信號(hào),基準(zhǔn)偏置模塊用于給開(kāi)關(guān)電源控制裝置內(nèi)部電路提供基準(zhǔn)和偏置電壓,如:為采樣模塊、誤差放大器、TDS檢測(cè)模塊、恒壓恒流控制模塊、邏輯控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、過(guò)流保護(hù)模塊和檢流電阻短路保護(hù)模塊等提供基準(zhǔn)和偏置電壓。
下面結(jié)合圖2-4說(shuō)明開(kāi)關(guān)電源的工作原理:開(kāi)關(guān)電源接入市電后,整流模塊200開(kāi)始工作并將輸入的交流市電整流成直流電壓,同時(shí)為開(kāi)關(guān)電源控制裝置100提供開(kāi)啟電壓,當(dāng)VDD端的電壓達(dá)到開(kāi)啟電壓后,電源模塊30的啟動(dòng)模塊產(chǎn)生使能信號(hào),使能內(nèi)部電路,同時(shí)基準(zhǔn)偏置模塊產(chǎn)生內(nèi)部電路參考基準(zhǔn)信號(hào)及偏置信號(hào)為內(nèi)部各電路提供參考基準(zhǔn)電壓及偏置電壓。VFB端采集反饋繞組L1的輸出電壓信號(hào),并將該電壓信號(hào)送入誤差放大器,誤差放大器將該電壓信號(hào)與基準(zhǔn)電壓信號(hào)VREF_EA進(jìn)行比較放大后輸出,誤差放大器的輸出信號(hào)送入恒壓恒流控制模塊,恒壓恒流控制模塊根據(jù)該輸出信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)用以調(diào)整開(kāi)關(guān)電源的工作頻率及占空比;控制邏輯模塊將恒壓恒流模塊產(chǎn)生的控制信號(hào)進(jìn)行邏輯處理,最終產(chǎn)生開(kāi)關(guān)電源工作的控制信號(hào),并輸入驅(qū)動(dòng)模塊,驅(qū)動(dòng)模塊接收該開(kāi)關(guān)控制信號(hào),同時(shí)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)給DRV端,DRV端驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管Q1的導(dǎo)通/關(guān)斷,以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)電源主邊輸入功率的調(diào)整,使開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)定工作。同時(shí),過(guò)流保護(hù)模塊40通過(guò)IFB端檢測(cè)流經(jīng)開(kāi)關(guān)管Q1的電流,當(dāng)流經(jīng)開(kāi)關(guān)管的Q1電流大于一閾值時(shí)產(chǎn)生過(guò)流保護(hù)信號(hào)給控制邏輯模塊,控制邏輯模塊產(chǎn)生邏輯指令給開(kāi)關(guān)管Q1,控制開(kāi)關(guān)管Q1關(guān)斷。檢流電阻短路保護(hù)模塊20也通過(guò)IFB端檢測(cè)檢流電阻Rcs上的電壓,當(dāng)開(kāi)關(guān)管Q1導(dǎo)通時(shí),如果在預(yù)定時(shí)間內(nèi)檢流電阻兩端的電壓低于預(yù)定值,則檢流電阻Rcs短路,檢流電阻短路保護(hù)模塊20產(chǎn)生檢流電阻短路保護(hù)信號(hào)給控制邏輯模塊,控制邏輯模塊根據(jù)該檢流電阻短路保護(hù)信號(hào)產(chǎn)生一控制信號(hào)并輸入驅(qū)動(dòng)模塊,通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制開(kāi)關(guān)管Q1關(guān)斷直到開(kāi)關(guān)電源控制裝置100掉電后重新啟動(dòng)。
圖5為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電源控制裝置的檢流電阻短路保護(hù)模塊的電路圖,如圖5所示,檢流電阻短路保護(hù)模塊20包括:短路信號(hào)產(chǎn)生模塊201,用于采集檢流電阻Rcs兩端的電壓并產(chǎn)生短路信號(hào);延時(shí)信號(hào)產(chǎn)生模塊202,用于根據(jù)與驅(qū)動(dòng)信號(hào)同步的邏輯控制信號(hào)生成延時(shí)信號(hào);控制模塊203,控制模塊203分別與短路信號(hào)產(chǎn)生模塊201和延時(shí)信號(hào)產(chǎn)生模塊202連接,用于根據(jù)短路信號(hào)和延時(shí)信號(hào)生成檢流電阻短路保護(hù)信號(hào)。
為方便描述,以下實(shí)施例中將延時(shí)信號(hào)產(chǎn)生模塊202中接收與驅(qū)動(dòng)信號(hào)同步的邏輯控制信號(hào)的輸入端定義為PULSE端,該P(yáng)ULSE端與驅(qū)動(dòng)控制器10中的邏輯控制模塊的輸出端連接;將控制模塊203輸出檢流電阻短路保護(hù)信號(hào)的輸出端定位為CSP端,該CSP端與驅(qū)動(dòng)控制器10中的邏輯控制模塊的輸入端連接。
本實(shí)施例中,具體地,控制模塊203包括:或非門NOR,或非門NOR的第一輸入端接收短路信號(hào)short,或非門NOR的第二輸入端接收延時(shí)信號(hào)delay;與門AND,與門AND的第一輸入端接或非門NOR的輸出端,與門AND的第二輸入端接使能信號(hào),該使能信號(hào)為開(kāi)關(guān)電源控制器100電源模塊提供的使能信號(hào),與門AND的輸出端輸出檢流電阻短路保護(hù)信號(hào),即接CSP端。
短路信號(hào)產(chǎn)生模塊201包括:第一比較器COMP1,第一比較器COMP1的負(fù)向輸入端接檢流電阻Rcs的一端,即接開(kāi)關(guān)電源控制器100的IFB端,檢流電阻Rcs的另一端接地;第一比較器COMP1的正向輸入端接第一參考電壓;串聯(lián)的第一反相器N1和第二反相器N2,第一比較器COMP1的輸出端接第一反相器N1的輸入端;第一RS觸發(fā)器RS1,所述第一RS觸發(fā)器RS1的R端接收與驅(qū)動(dòng)信號(hào)同步的邏輯控制信號(hào),所述第一RS觸發(fā)器RS1的S端接所述第二反相器N2的輸出端,所述第一RS觸發(fā)器RS1的Q端輸出所述短路信號(hào)short。
延時(shí)信號(hào)產(chǎn)生模塊202包括:第一電阻R1和第一電容C1,第一電阻R1的一端接收與驅(qū)動(dòng)信號(hào)同步的邏輯控制信號(hào),即第一電阻R1的一端PULSE端,第一電阻R1的另一端接第一電容C1的一端;第一電容C1的另一端接地;依次串聯(lián)的第一施密特觸發(fā)器SMT1、第三反相器N3和第四反相器N4,第一施密特觸發(fā)器SMT1的輸入端與第一電容C1的一端連接;與非門NAND,與非門NAND的第一輸入端接第一電阻R1的一端,與非門NAND的第二輸入端接第四反相器N4的輸出端,與非門NAND的輸出端輸出延時(shí)信號(hào)delay。
下面結(jié)合圖6來(lái)說(shuō)明本實(shí)施例中檢流電阻短路保護(hù)模塊的工作過(guò)程。
如圖6所述,CSP為檢流電阻短路保護(hù)信號(hào),EN為使能信號(hào),PULSE為邏輯控制信號(hào)。檢流電阻保護(hù)模塊20通過(guò)IFB端檢測(cè)檢流電阻Rcs兩端的電壓Vcs,再經(jīng)過(guò)第一比較器COMP1與預(yù)定值Vref進(jìn)行比較,第一比較器COMP1的輸出再經(jīng)由第一反相器N1、第二反相器N2和第一RS觸發(fā)器RS1產(chǎn)生短路信號(hào)short
檢流電阻保護(hù)模塊20通過(guò)PULSE端接收與驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管Q1導(dǎo)通/關(guān)斷的驅(qū)動(dòng)信號(hào)同步的邏輯控制信號(hào)PULSE,邏輯控制信號(hào)PULSE經(jīng)過(guò)由第一電阻R1、第一電容C1、第一施密特觸發(fā)器SMT1、第三反相器N3、第四反相器N4和與非門NAND后得到一個(gè)延時(shí)信號(hào)delay。
開(kāi)關(guān)電源控制裝置100上電開(kāi)始工作,此時(shí),EN為高電平,short為高電平,CSP為低電平,delay為高電平有效的時(shí)鐘信號(hào),第一個(gè)周期,在delay的一個(gè)有效時(shí)鐘周期內(nèi),當(dāng)檢流電阻Rcs兩端的電壓Vcs小于Vref時(shí),short變?yōu)榈碗娖?,?dāng)檢流電阻Rcs兩端的電壓Vcs大于Vref時(shí),short恢復(fù)為高電平,CSP輸出保持,檢流電阻未短路。第二個(gè)周期,在delay的一個(gè)有效時(shí)鐘周期內(nèi),short持續(xù)為低電平,則檢流電阻短路,CSP輸出高電平直到開(kāi)關(guān)電源控制芯片重啟,使能信號(hào)EN復(fù)位為低電平。
圖7為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電源控制裝置的檢流電阻短路保護(hù)模塊的電路圖,如圖7所示,本實(shí)施例中,短路信號(hào)產(chǎn)生模塊201包括:第一MOS管M1、第二MOS管M2和第三MOS管M3,第二MOS管M2和第三MOS管M3共柵極,第一MOS管M1的源極接第二MOS管M2的漏極,第二MOS管M2的柵極接檢流電阻Rcs的一端,即接開(kāi)關(guān)電源控制器100的IFB端,檢流電阻Rcs的另一端接地,第二MOS管M2的源極接第一MOS管M1的漏極;串聯(lián)的第二施密特觸發(fā)器SMT2和第五反相器N5,第二施密特觸發(fā)器SMT2的輸入端接所述第二MOS管M2的源極;第二RS觸發(fā)器RS2,第二RS觸發(fā)器RS2的R端接收與驅(qū)動(dòng)信號(hào)同步的邏輯控制信號(hào),即第二RS觸發(fā)器RS2的R端接PULSE端,所述第二RS觸發(fā)器RS2的S端接所述第五反相器N5的輸出端,所述第二RS觸發(fā)器RS2的Q端輸出所述短路信號(hào)short。
延時(shí)信號(hào)產(chǎn)生模塊202包括:第一電阻R1和第一電容C1,第一電阻R1的一端接收與驅(qū)動(dòng)信號(hào)同步的邏輯控制信號(hào),即第一電阻R1的一端接PULSE端,第一電阻R1的另一端接第一電容C1的一端;第一電容C1的另一端接地;依次串聯(lián)的第一施密特觸發(fā)器SMT1、第三反相器N3和第四反相器N4,第一施密特觸發(fā)器SMT1的輸入端與第一電容C1的一端連接;與非門NAND,與非門NAND的第一輸入端接第一電阻R1的一端,與非門NAND的第二輸入端接第四反相器N4的輸出端,與非門NAND的輸出端輸出延時(shí)信號(hào)delay。
圖8為根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電源控制裝置的檢流電阻短路保護(hù)模塊的電路圖,如圖8所示,本實(shí)施例中,短路信號(hào)產(chǎn)生模塊包括:第一MOS管M1、第二MOS管M2和第三MOS管M3,第二MOS管M2和第三MOS管M3共柵極,第一MOS管M1的源極接第二MOS管M2的漏極,第二MOS管M2的柵極接檢流電阻Rcs的一端,即接開(kāi)關(guān)電源控制器100的IFB端,檢流電阻Rcs的另一端接地,第二MOS管M2的源極接第一MOS管M1的漏極;串聯(lián)的第二施密特觸發(fā)器SMT2和第五反相器N5,第二施密特觸發(fā)器SMT2的輸入端接所述第二MOS管M2的源極;第二RS觸發(fā)器RS2,第二RS觸發(fā)器RS2的R端接收與驅(qū)動(dòng)信號(hào)同步的邏輯控制信號(hào),即第二RS觸發(fā)器RS2的R端接PULSE端,所述第二RS觸發(fā)器RS2的S端接所述第五反相器N5的輸出端,所述第二RS觸發(fā)器RS2的Q端輸出所述短路信號(hào)short。
延時(shí)信號(hào)產(chǎn)生模塊202包括:第四MOS管M4、第五MOS管M5、第六MOS管M6和第七M(jìn)OS管M7,第五MOS管M5和第六MOS管M6共柵極,第四MOS管M4的源極接第五MOS管M5的漏極,第五MOS管M5的柵極接收與驅(qū)動(dòng)信號(hào)同步的邏輯控制信號(hào),即第五MOS管M5的柵極接PULSE端,第五MOS管M5的源極接第六MOS管M6的漏極,第七M(jìn)OS管M7的柵極接第五MOS管M5的源極,第七M(jìn)OS管M7的源極和漏極相連且均與第六MOS管M6的漏極相連;第三施密特觸發(fā)器SMT3的輸入端接第七M(jìn)OS管M7的柵極,第三施密特觸發(fā)器SMT3的輸出端輸出延時(shí)信號(hào)delay。
應(yīng)當(dāng)理解,本發(fā)明的各部分可以用硬件、軟件、固件或它們的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。在上述實(shí)施方式中,多個(gè)步驟或方法可以用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中且由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的軟件或固件來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如,如果用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn),和在另一實(shí)施方式中一樣,可用本領(lǐng)域公知的下列技術(shù)中的任一項(xiàng)或他們的組合來(lái)實(shí)現(xiàn):具有用于對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)實(shí)現(xiàn)邏輯功能的邏輯門電路的離散邏輯電路,具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路,可編程門陣列(PGA),現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)等。
本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法攜帶的全部或部分步驟是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件完成,所述的程序可以存儲(chǔ)于一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中,該程序在執(zhí)行時(shí),包括方法實(shí)施例的步驟之一或其組合。
此外,在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理模塊中,也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在,也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn),也可以采用軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)。所述集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí),也可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。
上述提到的存儲(chǔ)介質(zhì)可以是只讀存儲(chǔ)器,磁盤或光盤等。
在本說(shuō)明書(shū)的描述中,參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中,對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且,描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型,本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。