專利名稱:具有開回路保護與短路保護的電源供應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種電源供應(yīng)器,尤指一種具有開回路保護與短路保護的電源供應(yīng)器
背景技術(shù):
一般電源供應(yīng)器能夠提供穩(wěn)定的電壓與電流。為了符合安全規(guī)范(safety),電 源供應(yīng)器必須提供開回路保護(open-loop protection)與短路保護(short circuit protection),以確保電源供應(yīng)器本身與負(fù)載端的應(yīng)用電路不受影響。參考圖1,其為現(xiàn)有技 術(shù)具有開回路保護的電源供應(yīng)器的電路圖。現(xiàn)有技術(shù)的電源供應(yīng)器包含變壓器T1、重置電 路14、訊號產(chǎn)生電路10、振蕩器12、功率開關(guān)Q1、回授偵測電路16、延遲電路18以及驅(qū)動電 路20。如圖1所示,變壓器T1具有一次側(cè)繞組Np與二次側(cè)繞組Ns,用以儲存能量與功率 轉(zhuǎn)換。變壓器T1耦接至電源供應(yīng)器的輸入電壓Vin,以產(chǎn)生輸出電壓I。功率開關(guān)A對變 壓器T1進行切換動作,將變壓器T1的一次側(cè)繞組Np儲存的能量轉(zhuǎn)換至二次側(cè)繞組Ns。轉(zhuǎn) 換至二次側(cè)繞組Ns的能量透過輸出整流器^與輸出電容Q整流并產(chǎn)生輸出電壓\。電流 感測電阻&與功率開關(guān)A串聯(lián)連接。電流感測電阻&根據(jù)變壓器T1的一次側(cè)切換電流Ip 產(chǎn)生電流訊號Vcs。另外,電源供應(yīng)器的輸出電壓\透過回授方式提供回授訊號Vfb至重置 電路14與回授偵測電路16。重置電路14包含邏輯電路144、功率限制比較器146及PWM(Pulse Width Modulation)比較器148。重置電路14依據(jù)電流訊號Vcs、功率限制訊號Vun與回授訊號Vfb 產(chǎn)生清除訊號CLR,以截止切換訊號VPWM。功率限制比較器146與PWM比較器148的一輸入 端耦接到電流感測電阻&,以接收電流訊號V。s。功率限制比較器146的另一輸入端接收功 率限制訊號VMT。PWM比較器148的另一輸入端接收回授訊號VFB。當(dāng)電流訊號Vcs大于功率限制訊號Vuff時,功率限制比較器146的輸出端將輸出低 準(zhǔn)位的過電流訊號0C。另外,當(dāng)電流訊號Vcs大于回授訊號Vfb時,PWM比較器148的輸出 端將產(chǎn)生低準(zhǔn)位的回授控制訊號CNTR。邏輯電路144的兩輸入端分別耦接功率限制比較 器146及PWM比較器148的輸出端。因此,邏輯電路144的輸出端將依據(jù)過電流訊號OC與 /或回授控制訊號CNTR產(chǎn)生低準(zhǔn)位的清除訊號CLR,以截止切換訊號VPWM。換句話說,重置 電路14根據(jù)回授控制訊號CNTR的邏輯準(zhǔn)位或過電流訊號OC的邏輯準(zhǔn)位決定清除訊號CLR 的邏輯準(zhǔn)位。訊號產(chǎn)生電路10包含邏輯電路101、正反器103與邏輯電路105。邏輯電路101為 反相器,其輸入端耦接振蕩器12以接收振蕩器12輸出的頻率訊號PLS。邏輯電路101的輸 出端耦接正反器103的頻率輸入端CK,以驅(qū)動正反器103。正反器103的輸入端D耦接延 遲電路18的輸出端。正反器103的輸出端Q耦接邏輯電路105的一輸入端,邏輯電路105 的另一輸入端經(jīng)由邏輯電路101接收頻率訊號PLS。邏輯電路105的輸出端產(chǎn)生切換訊號 V 。邏輯電路105為與門(AND gate)。正反器103的重置輸入端R耦接重置電路14的輸出端,以接收清除訊號CLR。訊號產(chǎn)生電路10耦接振蕩器12與重置電路14的輸出端。訊 號產(chǎn)生電路10根據(jù)振蕩器12輸出的頻率訊號PLS產(chǎn)生切換訊號VPWM。驅(qū)動電路20接收切 換訊號Vpwm,以產(chǎn)生驅(qū)動訊號Ve。驅(qū)動訊號Ve用于控制功率開關(guān)%的切換,以調(diào)整輸出電壓 \。由于切換訊號Vpwm被提供至驅(qū)動電路20以產(chǎn)生驅(qū)動訊號Ve,所以切換訊號Vpwm亦用于 控制功率開關(guān)A的切換。訊號產(chǎn)生電路10根據(jù)重置電路14輸出的清除訊號CLR周期性 地調(diào)整切換訊號Vpwm的脈波寬度,使電源供應(yīng)器的輸出電壓Vtj得到穩(wěn)定調(diào)整,并且限制輸出 功率。請參考圖1,回授偵測電路16的兩輸入端分別接收回授訊號Vfb與臨界訊號Vumt以 產(chǎn)生拉高(pull-high)訊號SPH。當(dāng)電源供應(yīng)器為操作正常時,回授訊號Vfb低于臨界訊號 Vlimto此時,回授偵測電路16的輸出端產(chǎn)生低準(zhǔn)位的拉高訊號、。延遲電路18接收低準(zhǔn) 位的拉高訊號Sph后不會進行計數(shù),并直接輸出高準(zhǔn)位的截止訊號Soff到訊號產(chǎn)生電路10。 訊號產(chǎn)生電路10接收高準(zhǔn)位的截止訊號Stw并不會栓鎖切換訊號VPWM。但,當(dāng)電源供應(yīng)器的輸出端發(fā)生開回路(Open Loop)狀態(tài)時,回授訊號Vfb的準(zhǔn)位 會透過拉高電阻Rph而被拉高到供應(yīng)電壓\c。當(dāng)回授訊號Vfb的準(zhǔn)位被拉高而大于臨界訊 號Vumt時,回授偵測電路16的輸出端產(chǎn)生高準(zhǔn)位的拉高訊號 5ΡΗ。延遲電路18將根據(jù)高準(zhǔn) 位的拉高訊號Sph進行計數(shù),并在計數(shù)一延遲時間之后產(chǎn)生低準(zhǔn)位的截止訊號S,。訊號產(chǎn) 生電路10將依據(jù)低準(zhǔn)位的截止訊號Soff栓鎖切換訊號Vpwm,即栓鎖驅(qū)動訊號Ve。因此,回授 偵測電路16與延遲電路18在回授訊號Vfb的準(zhǔn)位被拉高時,將驅(qū)使訊號產(chǎn)生電路10栓鎖 切換訊號Vpwm進行開回路保護。此外,電源供應(yīng)器短路時,回授訊號Vfb的準(zhǔn)位也會透過拉高電阻Rph被拉高到供應(yīng) 電壓\c?;厥趥蓽y電路16即會產(chǎn)生高準(zhǔn)位的拉高訊號SPH。延遲電路18即會進行計數(shù),并 且在計數(shù)到延遲時間之后產(chǎn)生低準(zhǔn)位的截止訊號S,。訊號產(chǎn)生電路10將依據(jù)低準(zhǔn)位的截 止訊號Stw栓鎖切換訊號Vpwm,以保護電源供應(yīng)器與負(fù)載端的應(yīng)用電路。短路保護的延遲時 間同于開回路保護的延遲時間。然而,電源供應(yīng)器短路時,電源供應(yīng)器或負(fù)載端的應(yīng)用電路 在短時間內(nèi)就可能會受到破壞。所以,為了提高電源供應(yīng)器的安全性,電源供應(yīng)器短路時訊 號產(chǎn)生電路10應(yīng)盡速栓鎖切換訊號乂胃進行短路保護。因此,如何使電源供應(yīng)器正確的區(qū) 分電源供應(yīng)器為開回路或者短路,且在電源供應(yīng)器短路時盡速進行短路保護,實為當(dāng)今電 源供應(yīng)器設(shè)計時重要的課題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供具有開回路保護與短路保護的電源供應(yīng)器。本發(fā)明的電源 供應(yīng)器在回授訊號被拉高時,利用一導(dǎo)通偵測電路偵測功率開關(guān)的導(dǎo)通時間,而區(qū)分電源 供應(yīng)器為開回路或者短路,以決定延遲電路的延遲時間。如此,電源供應(yīng)器短路時,電源供 應(yīng)器即可在短時間進行短路保護。本發(fā)明的技術(shù)方案一種具有開回路保護與短路保護的電源供應(yīng)器,其包含一變壓器,該變壓器接收一輸入電壓以產(chǎn)生一輸出電壓;一功率開關(guān),該功率開關(guān)耦接該變壓器并切換該變壓器,以調(diào)整該輸出電壓;一訊號產(chǎn)生電路,該訊號產(chǎn)生電路產(chǎn)生一切換訊號以控制該功率開關(guān)的切換;一導(dǎo)通偵測電路,該導(dǎo)通偵測電路偵測該功率開關(guān)的一導(dǎo)通時間,以產(chǎn)生一短路訊號;以及一延遲電路,該延遲電路依據(jù)該電源供應(yīng)器的一回授訊號與該短路訊號計數(shù)一 第一延遲時間或一第二延遲時間,以產(chǎn)生一截止訊號至該訊號產(chǎn)生電路,而拴鎖該切換訊 號;其中,該延遲電路依據(jù)該短路訊號決定計數(shù)該第一延遲時間或該第二延遲時間。本發(fā)明中,其更包含一確認(rèn)電路,該確認(rèn)電路依據(jù)一參考訊號與該短路訊號,而確認(rèn)該功率開關(guān)的該 導(dǎo)通時間持續(xù)高于一時間門坎并產(chǎn)生一選擇訊號,其中,該延遲電路依據(jù)該選擇訊號決定 計數(shù)該第一延遲時間或該第二延遲時間。本發(fā)明中,其中該參考訊號相關(guān)于該切換訊號。本發(fā)明中,其中該導(dǎo)通偵測電路偵測該功率開關(guān)的該導(dǎo)通時間,該導(dǎo)通時間小于 一時間門坎且該回授訊號高于一臨界訊號表示該電源供應(yīng)器短路,該延遲電路依據(jù)該短路 訊號計數(shù)該第一延遲時間;該導(dǎo)通時間大于該時間門坎且該回授訊號高于該臨界訊號表示 該電源供應(yīng)器開回路,該延遲電路依據(jù)該短路訊號計數(shù)該第二延遲時間,該第一延遲時間 短于該第二延遲時間。本發(fā)明中,其中該導(dǎo)通偵測電路包含一鋸齒訊號產(chǎn)生電路,該鋸齒訊號產(chǎn)生電路依據(jù)該功率開關(guān)的該導(dǎo)通時間產(chǎn)生一 鋸齒訊號;一比較器,該比較器比較該鋸齒訊號與一門坎訊號,以產(chǎn)生一周期訊號;以及一計數(shù)電路,依據(jù)一觸發(fā)訊號與該周期訊號進行計數(shù),并產(chǎn)生該短路訊號。本發(fā)明中,其更包含—振蕩器,該振蕩器產(chǎn)生一基本脈波訊號;以及一除頻器,該除頻器接收該基本脈波訊號并除頻該基本脈波訊號,以產(chǎn)生一第一 脈波訊號與一第二脈波訊號;其中,該延遲電路依據(jù)該短路訊號選擇該第一脈波訊號或該第二脈波訊號,以依 據(jù)該第一脈波訊號或該第二脈波訊號計數(shù)該第一延遲時間或該第二延遲時間。本發(fā)明中,其更包含一振蕩器,該振蕩器產(chǎn)生一頻率訊號,該訊號產(chǎn)生電路依據(jù)該頻率訊號產(chǎn)生該切 換訊號。本發(fā)明中,其更包含一回授偵測電路,該回授偵測電路依據(jù)該電源供應(yīng)器的該回授訊號產(chǎn)生一拉高訊 號,該延遲電路依據(jù)該拉高訊號與該短路訊號計數(shù)該第一延遲時間或該第二延遲時間。本發(fā)明中,其中該回授偵測電路依據(jù)該回授訊號與一臨界訊號產(chǎn)生該拉高訊號。本發(fā)明中,更包含一重置電路,該重置電路依據(jù)該電源供應(yīng)器的一電流訊號、一功率限制訊號與該 回授訊號產(chǎn)生一清除訊號,以截止該切換訊號。本發(fā)明具有的有益效果本發(fā)明所述的具有開回路保護與短路保護的電源供應(yīng)器 包含一變壓器、一功率開關(guān)、一訊號產(chǎn)生電路、一導(dǎo)通偵測電路與一延遲電路。其中,變壓 器接收一輸入電壓用于產(chǎn)生一輸出電壓。功率開關(guān)耦接變壓器并切換變壓器以調(diào)整輸出電壓。訊號產(chǎn)生電路產(chǎn)生一切換訊號以控制功率開關(guān)的切換。導(dǎo)通偵測電路偵測功率開關(guān)的 一導(dǎo)通時間,以產(chǎn)生一短路訊號。延遲電路依據(jù)短路訊號與電源供應(yīng)器的一回授訊號產(chǎn)生 一截止訊號。截止訊號控制訊號產(chǎn)生電路拴鎖切換訊號。導(dǎo)通偵測電路偵測功率開關(guān)的導(dǎo) 通時間,判斷電源供應(yīng)器為短路或者開回路以產(chǎn)生短路訊號。延遲電路依據(jù)短路訊號決定 計數(shù)第一延遲時間或第二延遲時間。如此,延遲電路在不同狀況(短路或開回路)計數(shù)不 同延遲時間之后,即產(chǎn)生截止訊號以控制訊號產(chǎn)生電路拴鎖切換訊號,使電源供應(yīng)器盡速 進行適當(dāng)保護。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)具有開回路保護的電源供應(yīng)器的電路 圖2是本發(fā)明的第一實施例具有開回路保護與短路保護的電源供應(yīng)器的電路圖; 圖3是本發(fā)明的導(dǎo)通偵測電路的電路圖的一實施例;
圖4是本發(fā)明的確認(rèn)電路的電路圖的一實施例; 圖5是本發(fā)明的延遲電路的電路圖的一實施例; 圖6A與圖6B是本發(fā)明的具有開回路保護與短路保護的電源供應(yīng)器的波形圖;以及圖7是本發(fā)明的第二 實施例具有開回路保護與短路保護的電源供應(yīng)器的電路圖。
權(quán)利要求
1.一種具有開回路保護與短路保護的電源供應(yīng)器,其特征在于,其包含 一變壓器,該變壓器接收一輸入電壓以產(chǎn)生一輸出電壓;一功率開關(guān),該功率開關(guān)耦接該變壓器并切換該變壓器,以調(diào)整該輸出電壓; 一訊號產(chǎn)生電路,該訊號產(chǎn)生電路產(chǎn)生一切換訊號以控制該功率開關(guān)的切換; 一導(dǎo)通偵測電路,該導(dǎo)通偵測電路偵測該功率開關(guān)的一導(dǎo)通時間,以產(chǎn)生一短路訊號;以及一延遲電路,該延遲電路依據(jù)該電源供應(yīng)器的一回授訊號與該短路訊號計數(shù)一第一延 遲時間或一第二延遲時間,以產(chǎn)生一截止訊號至該訊號產(chǎn)生電路,而拴鎖該切換訊號; 其中,該延遲電路依據(jù)該短路訊號決定計數(shù)該第一延遲時間或該第二延遲時間。
2.如權(quán)利要求1所述的具有開回路保護與短路保護的電源供應(yīng)器,其特征在于,其更 包含一確認(rèn)電路,該確認(rèn)電路依據(jù)一參考訊號與該短路訊號,而確認(rèn)該功率開關(guān)的該導(dǎo)通 時間持續(xù)高于一時間門坎并產(chǎn)生一選擇訊號,其中,該延遲電路依據(jù)該選擇訊號決定計數(shù) 該第一延遲時間或該第二延遲時間。
3.如權(quán)利要求2所述的具有開回路保護與短路保護的電源供應(yīng)器,其特征在于,其中 該參考訊號相關(guān)于該切換訊號。
4.如權(quán)利要求1所述的具有開回路保護與短路保護的電源供應(yīng)器,其特征在于,其中 該導(dǎo)通偵測電路偵測該功率開關(guān)的該導(dǎo)通時間,該導(dǎo)通時間小于一時間門坎且該回授訊號 高于一臨界訊號表示該電源供應(yīng)器短路,該延遲電路依據(jù)該短路訊號計數(shù)該第一延遲時 間;該導(dǎo)通時間大于該時間門坎且該回授訊號高于該臨界訊號表示該電源供應(yīng)器開回路, 該延遲電路依據(jù)該短路訊號計數(shù)該第二延遲時間,該第一延遲時間短于該第二延遲時間。
5.如權(quán)利要求1所述的具有開回路保護與短路保護的電源供應(yīng)器,其特征在于,其中 該導(dǎo)通偵測電路包含一鋸齒訊號產(chǎn)生電路,該鋸齒訊號產(chǎn)生電路依據(jù)該功率開關(guān)的該導(dǎo)通時間產(chǎn)生一鋸齒 訊號;一比較器,該比較器比較該鋸齒訊號與一門坎訊號,以產(chǎn)生一周期訊號;以及 一計數(shù)電路,依據(jù)一觸發(fā)訊號與該周期訊號進行計數(shù),并產(chǎn)生該短路訊號。
6.如權(quán)利要求1所述的具有開回路保護與短路保護的電源供應(yīng)器,其特征在于,其更 包含一振蕩器,該振蕩器產(chǎn)生一基本脈波訊號;以及一除頻器,該除頻器接收該基本脈波訊號并除頻該基本脈波訊號,以產(chǎn)生一第一脈波 訊號與一第二脈波訊號;其中,該延遲電路依據(jù)該短路訊號選擇該第一脈波訊號或該第二脈波訊號,以依據(jù)該 第一脈波訊號或該第二脈波訊號計數(shù)該第一延遲時間或該第二延遲時間。
7.如權(quán)利要求1所述的具有開回路保護與短路保護的電源供應(yīng)器,其特征在于,其更 包含一振蕩器,該振蕩器產(chǎn)生一頻率訊號,該訊號產(chǎn)生電路依據(jù)該頻率訊號產(chǎn)生該切換訊號。
8.如權(quán)利要求1所述的具有開回路保護與短路保護的電源供應(yīng)器,其特征在于,其更包含一回授偵測電路,該回授偵測電路依據(jù)該電源供應(yīng)器的該回授訊號產(chǎn)生一拉高訊號, 該延遲電路依據(jù)該拉高訊號與該短路訊號計數(shù)該第一延遲時間或該第二延遲時間。
9.如權(quán)利要求8所述的具有開回路保護與短路保護的電源供應(yīng)器,其特征在于,其中 該回授偵測電路依據(jù)該回授訊號與一臨界訊號產(chǎn)生該拉高訊號。
10.如權(quán)利要求1所述的具有開回路保護與短路保護的電源供應(yīng)器,其特征在于,更包含一重置電路,該重置電路依據(jù)該電源供應(yīng)器的一電流訊號、一功率限制訊號與該回授 訊號產(chǎn)生一清除訊號,以截止該切換訊號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有開回路保護與短路保護的電源供應(yīng)器,包含一變壓器、一功率開關(guān)、一訊號產(chǎn)生電路、一導(dǎo)通偵測電路與一延遲電路。變壓器接收一輸入電壓并產(chǎn)生一輸出電壓。功率開關(guān)切換變壓器以調(diào)整輸出電壓。訊號產(chǎn)生電路產(chǎn)生一切換訊號而控制功率開關(guān)的切換。導(dǎo)通偵測電路偵測功率開關(guān)的一導(dǎo)通時間并產(chǎn)生一短路訊號。延遲電路依據(jù)電源供應(yīng)器的一回授訊號與短路訊號計數(shù)一第一延遲時間或一第二延遲時間,以產(chǎn)生一截止訊號而控制訊號產(chǎn)生電路栓鎖切換訊號。如此,延遲電路在不同狀況(短路或開回路)計數(shù)不同延遲時間之后,即產(chǎn)生截止訊號以控制訊號產(chǎn)生電路拴鎖切換訊號,使電源供應(yīng)器盡速進行適當(dāng)保護。
文檔編號H02M1/32GK102055310SQ20101053532
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者林乾元, 蔡孟仁, 薛正祺, 闕合梓 申請人:崇貿(mào)科技股份有限公司