專利名稱：用于隔離式電源供應器的電流感測電阻短路保護裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種隔離式電源供應器，具體地說，是一種隔離式電源供應器的電流 感測電阻短路保護裝置及方法。
背景技術：
如圖1所示，在隔離式電源供應器10中，交流電壓VAC經(jīng)整流電路12及電容14整 流及濾波后產(chǎn)生直流輸入電壓Vin供給變壓器18的一次側線圈Lp，一次側線圈Lp與功率 開關20串聯(lián)，功率開關20受電源控制器16提供的控制信號Vgate切換，使變壓器18將電 力從其一次側線圈Lp，傳遞到二次側線圈Ls，因而在輸出端產(chǎn)生輸出電壓Vout。電流感測 電阻Rcs與功率開關20串聯(lián)，感測一次側線圈Lp的電流Ip，電源控制器16根據(jù)電流感測 電阻Rcs提供的電壓Vcs以及從輸出端Vout回授的電壓Vcomp決定功率開關20的責任周 期。當電流感測電阻Rcs短路時，其上的電壓Vcs為零，故功率開關20的責任周期會達到 最大值，導致電流Ip快速上升，大的電流Ip會造成變壓器18飽和，以及燒毀電流感測電阻 Res、功率開關20及電源控制器16等組件，因此需要保護機制在檢測到電流感測電阻Rcs 短路時關閉功率開關20。傳統(tǒng)的電流感測電阻短路保護方法是在一個脈寬調(diào)變周期內(nèi)經(jīng)過一段時間后，若 電壓Vcs仍小于預設的參考電壓，則發(fā)出電流感測電阻短路信號，在連續(xù)數(shù)個周期都出現(xiàn) 所述電流感測電阻短路信號時，例如連續(xù)8個周期，則認定電流感測電阻Rcs發(fā)生短路，并 讓隔離式電源供應器10進入保護模式。然而，在高輸入電壓Vin的情況下，電流Ip上升速 度較快，造成隔離式電源供應器10尚未進入保護模式便發(fā)生過電流的狀況。因此已知的電流感測電阻短路保護方法存在著上述種種不便和問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提出一種用于隔離式電源供應器的電流感測電阻短路保護裝 置及方法。本發(fā)明的另一目的，在于提出一種更快速判斷電流感測電阻是否發(fā)生短路的保護 裝置及方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術解決方案是一種用于隔離式電源供應器的電流感測電阻短路保護裝置，所述隔離式電源供應 器包含功率開關受控制信號切換以及與所述功率開關串聯(lián)的電流感測電阻，其特征在于所 述電流感測電阻短路保護裝置包括一檢測電路，連接所述功率開關，監(jiān)視所述控制信號，在所述控制信號大于第一臨 界值時，觸發(fā)保護信號；一停止工作電路，連接所述檢測電路，根據(jù)所述保護信號停止所述功率開關切換。
本發(fā)明的電流感測電阻短路保護裝置還可以采用以下的技術措施來進一步實現(xiàn)。
前述的電流感測電阻短路保護裝置，其中所述檢測電路在所述功率開關打開一段 時間后，所述電流感測電阻上的電壓小于第二臨界值時被致能信號致能。前述的電流感測電阻短路保護裝置，其中所述檢測電路包括一比較器，連接所述功率開關，比較所述控制信號及第一臨界值產(chǎn)生一比較信 號；一邏輯電路，連接所述比較器，根據(jù)所述比較信號及致能信號決定所述保護信號。前述的電流感測電阻短路保護裝置，其中更包括比較器連接所述電流感測電阻， 比較所述電流感測電阻上的電壓及所述第二臨界值，在所述功率開關打開一段時間后，所 述電流感測電阻上的電壓小于所述第二臨界值時觸發(fā)所述致能信號。前述的電流感測電阻短路保護裝置，其中更包括計數(shù)器在所述功率開關打開一段 時間后，所述電流感測電阻上的電壓小于所述第二臨界值時觸發(fā)所述致能信號。前述的電流感測電阻短路保護裝置，其中所述停止工作電路包括正反器根據(jù)所述 保護信號產(chǎn)生停止信號以停止所述功率開關切換。一種隔離式電源供應器的電流感測電阻短路保護方法，所述隔離式電源供應器包 含功率開關受控制信號切換以及與所述功率開關串聯(lián)的電流感測電阻，其特征在于所述電 流感測電阻短路保護方法包括以下步驟(A)監(jiān)視所述控制信號；(B)在所述控制信號大于第一臨界值時，觸發(fā)停止信號以停止所述功率開關切換。前述的電流感測電阻短路保護方法，其中所述步驟B包括在所述電流感測電阻上 的電壓小于第二臨界值時才允許觸發(fā)所述停止信號。采用上述技術方案后，本發(fā)明的用于隔離式電源供應器的電流感測電阻短路保護 裝置及方法具有以下優(yōu)點1.保護隔離式電源供應器。2.能更快速判斷電流感測電阻是否短路。


圖1為已知的隔離式電源供應器示意圖；圖2為控制信號Vgate在電流感測電阻Rcs短路時的波形圖；圖3為本發(fā)明的實施例的示意圖；圖4為圖3的電路中信號的波形圖。組件符號說明10、隔離式電源供應器12、整流電路14、電容16、電源控制器18、變壓器20、功率開 關22、寄生電容30、電流感測電阻短路保護裝置32、單擊電路33、反相器34、比較器36、與 門38、與門40、計數(shù)器42、檢測電路44、比較器46、與門48、或門50、停止工作電路52、正反 器60、信號S2的波形62、控制信號Vgate的波形64、信號S5的波形66、保護信號S7的波 形68、信號Enable的波形。
具體實施例方式以下結合實施例及其附圖對本發(fā)明作更進一步說明。
現(xiàn)請參閱圖1，圖1為已知的隔離式電源供應器示意圖。如圖所示，事實上電流感 測電阻Rcs的短路并不會造成功率開關20的源極與地端GND之間的電阻值完全降到零，因 此電壓Vcs仍然會隨著電流Ip的上升而增加，又因為功率開關20的閘極及源極之間具有 寄生電容22，因此控制信號Vgate的準位也會跟著上升。圖2為控制信號Vgate在電流感 測電阻Rcs短路時的波形圖，在電流感測電阻Rcs發(fā)生短路后，控制信號Vgate會上升，因 此可利用控制信號Vgate的準位判斷電流感測電阻Rcs是否短路。例如，當控制信號Vgate 上升至預設的臨界值時，便認定電流感測電阻Rcs發(fā)生短路，并關閉功率開關20，讓隔離式 電源供應器10進入保護模式。圖3為本發(fā)明的實施例，圖4為所述電路30中信號的波形圖。參照圖1、圖3及圖 4，在電流感測電阻短路保護裝置30中，單擊電路32根據(jù)控制信號Vgate觸發(fā)單擊信號Si, 經(jīng)反相器33產(chǎn)生單擊信號S2，如圖4的波形60所示；比較器34比較電流感測電阻Rcs上 的電壓Vcs及參考電壓Vref，在電壓Vcs小于參考電壓Vref時，比較器34的輸出信號S3 為高準位，與門36接收信號S2及S3確認電壓Vcs是否在功率開關20打開(turn on) 一 段時間后仍然小于參考電壓Vref，若為是，則與門36的輸出信號S4為高準位，與門38接收 信號S4及控制信號Vgate判斷電壓Vcs是否在功率開關20打開期間低于參考電壓Vref， 若為是，與門38的輸出信號S5為高準位，如圖4的波形64所示；計數(shù)器40計數(shù)信號S5連 續(xù)出現(xiàn)的次數(shù)，如果信號S5連續(xù)出現(xiàn)數(shù)個周期，例如8個周期，計數(shù)器40送出信號S8經(jīng)或 門48至停止工作電路50中正反器52之重置端R，重置正反器52的輸出信號Enable關閉， 此信號Enable用來停止功率開關20切換，讓隔離式電源供應器10進入保護模式。為了更快速判斷電流感測電阻Rcs是否短路，電流感測電阻短路保護裝置30使用 檢測電路42監(jiān)視控制信號Vgate。在電流感測電阻Rcs發(fā)生短路期間，例如時間tl至t2， 控制信號Vgate的準位隨著電流Ip的上升而增加，如圖4的波形62所示，在時間t2時，控 制信號Vgate大于臨界值Vgate_High，造成檢測電路42觸發(fā)保護信號S7，如圖4的波形66 所示，保護信號S7經(jīng)或門48至正反器52之重置端R以重置正反器52，因此正反器52的輸 出信號Enable轉為低準位以停止功率開關20切換，如圖4的波形68所示，讓隔離式電源 供應器10進入保護模式。為了避免發(fā)生誤動作，提供致能信號EN給檢測電路42，在功率開 關20打開一小段時間后電壓Vcs小于參考電壓Vref時致能檢測電路42。在此實施例中， 致能信號EN可由計數(shù)器40或比較器34提供。在檢測電路42中，比較器44比較控制信號 Vgate及臨界值VgateJligh產(chǎn)生比較信號S6，與門46根據(jù)致能信號EN及比較信號S6決 定保護信號S7。以上實施例僅供說明本發(fā)明之用，而非對本發(fā)明的限制，有關技術領域的技術人 員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變化。因此，所有等同 的技術方案也應該屬于本發(fā)明的范疇，應由各權利要求限定。
權利要求
一種用于隔離式電源供應器的電流感測電阻短路保護裝置，所述隔離式電源供應器包含功率開關受控制信號切換以及與所述功率開關串聯(lián)的電流感測電阻，其特征在于所述電流感測電阻短路保護裝置包括一檢測電路，連接所述功率開關，監(jiān)視所述控制信號，在所述控制信號大于第一臨界值時，觸發(fā)保護信號；一停止工作電路，連接所述檢測電路，根據(jù)所述保護信號停止所述功率開關切換。
2.如權利要求1所述的電流感測電阻短路保護裝置，其特征在于，所述檢測電路在所 述功率開關打開一段時間后，所述電流感測電阻上的電壓小于第二臨界值時被致能信號致 能。
3.如權利要求2所述的電流感測電阻短路保護裝置，其特征在于，所述檢測電路包括一比較器，連接所述功率開關，比較所述控制信號及第一臨界值產(chǎn)生一比較信號；一邏輯電路，連接所述比較器，根據(jù)所述比較信號及致能信號決定所述保護信號。
4.如權利要求2所述的電流感測電阻短路保護裝置，其特征在于，更包括比較器連接 所述電流感測電阻，比較所述電流感測電阻上的電壓及所述第二臨界值，在所述功率開關 打開一段時間后，所述電流感測電阻上的電壓小于所述第二臨界值時觸發(fā)所述致能信號。
5.如權利要求2所述的電流感測電阻短路保護裝置，其特征在于，更包括計數(shù)器在所 述功率開關打開一段時間后，所述電流感測電阻上的電壓小于所述第二臨界值時觸發(fā)所述 致能信號。
6.如權利要求1所述的電流感測電阻短路保護裝置，其特征在于，所述停止工作電路 包括正反器根據(jù)所述保護信號產(chǎn)生停止信號以停止所述功率開關切換。
7.一種隔離式電源供應器的電流感測電阻短路保護方法，所述隔離式電源供應器包含 功率開關受控制信號切換以及與所述功率開關串聯(lián)的電流感測電阻，其特征在于所述電流 感測電阻短路保護方法包括以下步驟(A)監(jiān)視所述控制信號；(B)在所述控制信號大于第一臨界值時，觸發(fā)停止信號以停止所述功率開關切換。
8.如權利要求7所述的電流感測電阻短路保護方法，其特征在于，所述步驟B包括在所 述電流感測電阻上的電壓小于第二臨界值時才允許觸發(fā)所述停止信號。
全文摘要
一種用于隔離式電源供應器的電流感測電阻短路保護裝置，所述隔離式電源供應器包含功率開關受控制信號切換以及與所述功率開關串聯(lián)的電流感測電阻，其特征在于所述電流感測電阻短路保護裝置包括一檢測電路，連接所述功率開關，監(jiān)視所述控制信號，在所述控制信號大于第一臨界值時，觸發(fā)保護信號；一停止工作電路，連接所述檢測電路，根據(jù)所述保護信號停止所述功率開關切換。本發(fā)明的用于隔離式電源供應器的電流感測電阻短路保護裝置及方法具有保護隔離式電源供應器和能更快速判斷電流感測電阻是否短路的優(yōu)點。
文檔編號H02H7/10GK101958533SQ200910159758
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月13日 優(yōu)先權日2009年7月13日
發(fā)明者張光甫, 陳佑民, 黃培倫 申請人:上海立隆微電子有限公司