本發(fā)明涉及，特別涉及一種開關(guān)電源。

背景技術(shù)：

開關(guān)電源是一種利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，通過控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源。目前，開關(guān)電源以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應(yīng)用幾乎所有的電子設(shè)備，是當今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源方式。

圖1是現(xiàn)有的一種典型的開關(guān)電源的示意性結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，開關(guān)電源100至少可以包括：輸出端口(圖中未標示)、整流電路101、濾波電路102、變壓器t1、電容c1、負載r1、原邊控制器103以及由上采樣電阻r_u和下采樣電阻r_d組成的第一分壓電路。所述輸出端口用于產(chǎn)生輸出電壓vout，所述輸出端口可以耦接有用于濾除所述輸出電壓vout紋波的電容c1和負載r1。交流的輸入信號vin經(jīng)由所述整流電路101的整流和所述濾波電路102的濾波傳輸至所述變壓器t1的原邊(primary)繞組n1，所述變壓器t1的副邊(secondary)繞組n2耦接所述輸出端口。所述變壓器t1的輔助(auxiliary)繞組n3輸出反饋電壓v_aux，所述第一分壓電路對反饋電壓v_aux進行分壓，以得到第一分壓電壓fb。所述原邊控制器103具有反饋端口(圖未示)和電源端口(圖未示)，所述反饋端口適于接入所述第一分壓電壓fb，所述電源端口適于接入電源電壓vdd，所述電源電壓vdd為所述原邊控制器103供電。

其中，由于接入所述反饋端口的所述第一分壓電壓fb實時反映了所述輸出電壓vout的變化情況，形成了負反饋，所述原邊控制器103可以根據(jù)所述第一分壓電壓fb控制所述變壓器t1的原邊繞組n1的電流，以間接地控制所述變壓器t1的副邊繞組n2耦合到的電流，從而控制所述輸出電壓vout的大小。具體地，可以通過控制所述原邊控制器103產(chǎn)生的脈沖寬度調(diào)制(pulsewidthmodulation，pwm)信號的占空比實現(xiàn)。當所述變壓器t1的原邊繞組n1的電流上升時其進行儲能，而當所述原邊繞組n1的電流關(guān)斷時，所述副邊繞組n2的耦合的電流將繼續(xù)傳輸至所述輸出端口。在所述原邊繞組n1的電流關(guān)斷后，所述副邊繞組n2上耦合的電能消退的過程通常稱為所述副邊繞組n2的消磁過程，該過程持續(xù)的時間稱為消磁時間(resettime)。正常情況下，所述原邊控制器103可以通過監(jiān)測第一分壓電壓fb的波形監(jiān)測所述副邊繞組n2的消磁時間。

由于各種原因，所述上采樣電阻r_u可能會發(fā)生斷路。由于所述上采樣電阻r_u的一端一般通過所述下采樣電阻r_d接地，因此，當所述上采樣電阻r_u斷路時，所述第一分壓電壓fb接近為零電位，負反饋通路被斷開，無法準確檢測所述副邊繞組n2的消磁時間和輸出電壓vout，開關(guān)電源100處于開環(huán)狀態(tài)。這種情況下，輸出電壓vout和所述電源電壓vdd的電位仍會不斷充高。此時，應(yīng)采用適當?shù)姆绞綄﹂_關(guān)電源100進行保護。

在現(xiàn)有技術(shù)中存在兩種檢測上述上采樣電阻r_u斷路的方式。其中一種檢測方式是檢測所述電源電壓vdd，如若其超過電源端口的過壓保護(overvoltageprotection)閾值，則認定上采樣電阻r_u斷路。該檢測方式的缺點是可能導(dǎo)致檢測不及時，當所述電源電壓vdd超過所述過壓保護閾值時，所述輸出電壓vout的實際值可能已經(jīng)超出了所述電容c1或負載r1的最大允許電壓，使得所述電容c1或負載r1燒毀。另一種檢測方式是通過所述第一分壓電壓fb檢測所述副邊繞組n2的消磁時間，如果消磁時間小于某個時間閾值，則判定所述上采樣電阻r_u斷路。該檢測方式的缺點是：由于電壓耦合現(xiàn)象，所述第一分壓電壓fb可能并不恒為零電位，使得所述原邊控制器103依然能夠檢測到大于所述時間閾值的消磁時間，從而造成誤判。

因此，現(xiàn)有技術(shù)中對開關(guān)電源的上采樣電阻斷路的檢測存在檢測不及時或容易造成誤判的缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是如何有效檢測開關(guān)電源的上采樣電阻斷路，并提供斷路保護。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供一種開關(guān)電源，所述開關(guān)電源包括：輸出端口，所述輸出端口用于產(chǎn)生輸出電壓；變壓器，所述變壓器的原邊繞組直接或間接地接收輸入信號，副邊繞組耦接所述輸出端口；第一分壓電路，適于對反饋電壓進行分壓，以得到第一分壓電壓，所述反饋電壓與所述輸出電壓相關(guān)聯(lián)；原邊控制器，適于控制所述變壓器的原邊繞組的電流，所述原邊控制器具有反饋端口和電源端口，所述反饋端口適于接入所述第一分壓電壓，所述電源端口適于接入電源電壓；所述原邊控制器包括：第一比較模塊，適于將所述第一分壓電壓與第一參考電壓進行比較，以得到第一比較結(jié)果；第二比較模塊，適于將所述電源電壓與第二參考電壓進行比較，以得到第二比較結(jié)果；斷路保護模塊，適于在所述第一比較結(jié)果指示所述第一分壓電壓低于所述第一參考電壓，且所述第二比較結(jié)果指示所述電源電壓高于所述第二參考電壓時，產(chǎn)生斷路保護信號，所述原邊控制器響應(yīng)于所述斷路保護信號停止對所述原邊繞組的控制。

可選地，所述變壓器具有輔助繞組，所述輔助繞組輸出所述反饋電壓；所述第一參考電壓小于恒壓基準值，所述恒壓基準值等于所述輔助繞組與副邊繞組的匝數(shù)比、所述開關(guān)電源的額定輸出電壓和所述第一分壓電路的分壓比的乘積。

可選地，所述第一比較模塊包括：采樣保持模塊，適于在所述副邊繞組的消磁時間內(nèi)對所述第一分壓電壓進行采樣保持，以得到采樣電壓；第一比較器，耦接所述采樣保持模塊，適于對所述采樣電壓與所述第一參考電壓進行比較，以得到所述第一比較結(jié)果。

可選地，所述斷路保護模塊包括：邏輯模塊，其第一輸入端接入所述第一比較結(jié)果，其第二輸入端接入所述第二比較結(jié)果，適于在所述第一比較結(jié)果指示所述第一分壓電壓低于所述第一參考電壓，且所述第二比較結(jié)果指示所述電源電壓高于所述第二參考電壓時，產(chǎn)生邏輯信號；第一計時模塊，適于在所述邏輯信號的控制下開始計時，當計時到大于等于第一時間長度時，產(chǎn)生所述斷路保護信號。

可選地，當所述第一分壓電壓小于所述第一參考電壓時，所述第一比較結(jié)果為邏輯高電平，當所述電源電壓大于所述第二參考電壓時，所述第二比較結(jié)果為邏輯高電平；所述邏輯模塊包括：與門，所述與門的第一輸入端接入所述第一比較結(jié)果，所述與門的第二輸入端接入所述第二比較結(jié)果，所述與門的輸出端輸出所述邏輯信號。

可選地，所述第二比較模塊包括：第二分壓電路，適于對所述電源電壓進行分壓，以得到第二分壓電壓；第二比較器，適于將所述第二分壓電壓與第二分壓參考電壓進行比較，以得到所述第二比較結(jié)果，所述第二分壓參考電壓等于所述第二參考電壓乘以所述第二分壓電路的分壓比。

可選地，所述原邊控制器還包括：第三比較模塊，適于對所述第二分壓電壓與第三參考電壓進行比較，以得到第三比較結(jié)果，其中，所述第三參考電壓小于所述第二分壓參考電壓；第二計時模塊，接入所述第三比較結(jié)果，適于在所述第三比較結(jié)果指示所述第二分壓電壓大于所述第三參考電壓時開始計時，在計時達到第二時間長度時停止計時，以產(chǎn)生時間窗口信號；所述斷路保護模塊包括：邏輯模塊，其第一輸入端接入所述第一比較結(jié)果，其第二輸入端接入所述第二比較結(jié)果，其第三輸入端接入所述時間窗口信號，適于在所述時間窗口信號界定的時間窗口內(nèi)，當所述第一比較結(jié)果指示所述第一分壓電壓低于所述第一參考電壓，且所述第二比較結(jié)果指示所述第二分壓電壓高于所述第二分壓參考電壓時，產(chǎn)生邏輯信號；第一計時模塊，適于在所述邏輯信號的控制下開始計時，當計時到大于等于第一時間長度時，產(chǎn)生所述斷路保護信號。

可選地，所述原邊控制器還包括：高壓啟動模塊，其控制端接入所述第三比較結(jié)果，其輸出端耦接所述電源端口，當所述第三比較結(jié)果指示所述第二分壓電壓小于等于所述第三參考電壓時，所述高壓啟動模塊對所述電源端口充電，當所述第三比較結(jié)果指示所述第二分壓電壓大于所述第三參考電壓時，所述高壓啟動模塊停止對所述電源端口充電。

可選地，當所述第一分壓電壓小于所述第一參考電壓時，所述第一比較結(jié)果為邏輯高電平，當所述第二分壓電壓大于所述第二分壓參考電壓時，所述第二比較結(jié)果為邏輯高電平，在所述第二計時模塊計時期間所述時間窗口信號為邏輯高電平；所述邏輯模塊包括：與門，所述與門的第一輸入端接入所述第一比較結(jié)果，所述與門的第二輸入端接入所述第二比較結(jié)果，所述與門的第三輸入端接入所述時間窗口信號，所述與門的輸出端輸出所述邏輯信號。

可選地，所述第二參考電壓的設(shè)置使得：當所述電源電壓等于所述第二參考電壓時，所述輸出電壓小于所述輸出端口的最大允許電壓，所述輸出端口的最大允許電壓為耦接于所述輸出端口的電容或負載的最大允許電壓。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例的技術(shù)方案具有以下有益效果：

本發(fā)明實施例的開關(guān)電源可以包括：輸出端口、變壓器、第一分壓電路和原邊控制器。其中，所述原邊控制器可以包括：第一比較模塊，適于將所述第一分壓電壓與第一參考電壓進行比較，以得到第一比較結(jié)果；第二比較模塊，適于將所述電源電壓與第二參考電壓進行比較，以得到第二比較結(jié)果；斷路保護模塊，適于在所述第一比較結(jié)果指示所述第一分壓電壓低于所述第一參考電壓，且所述第二比較結(jié)果指示所述電源電壓高于所述第二參考電壓時，產(chǎn)生斷路保護信號，所述原邊控制器響應(yīng)于所述斷路保護信號停止對所述原邊繞組的控制。本發(fā)明實施例根據(jù)所述第一分壓電壓低于所述第一參考電壓，且所述電源電壓高于所述第二參考電壓這兩個條件判定所述上采樣電阻斷路，不容易造成誤判，檢測方式更加有效，從而能夠更有效地對開關(guān)電源提供斷路保護。

進一步而言，所述第二參考電壓的設(shè)置使得：當所述電源電壓等于所述第二參考電壓時，所述輸出電壓小于所述輸出端口的最大允許電壓，所述輸出端口的最大允許電壓為耦接于所述輸出端口的電容或負載的最大允許電壓，從而能夠及時檢測出上采樣電阻斷路，使得輸出電壓不致于過高而產(chǎn)生損壞電容或負載的風(fēng)險。

進一步而言，所述斷路保護模塊可以包括：邏輯模塊，適于在所述第一比較結(jié)果指示所述第一分壓電壓低于所述第一參考電壓，且所述第二比較結(jié)果指示所述電源電壓高于所述第二參考電壓時，產(chǎn)生邏輯信號；第一計時模塊，適于在所述邏輯信號的控制下開始計時，當計時到大于等于第一時間長度時，產(chǎn)生所述斷路保護信號。當且僅當所述第一分壓電壓低于所述第一參考電壓，且所述電源電壓高于所述第二參考電壓，并且維持有至少第一時間長度的條件下，才判定所述上采樣電阻斷路，有助于濾除所述電源電壓偶然過高、所述第一分壓電壓偶然過低導(dǎo)致的信號毛刺，避免誤判。

進一步而言，所述第二比較模塊可以包括：第二分壓電路和第二比較器；所述原邊控制器還設(shè)置有第三比較模塊和第二計時模塊，使得對上采樣電阻斷路的檢測是在開關(guān)電源剛剛進入正常工作狀態(tài)時進行，而且上述檢測僅發(fā)生在一定的時間窗口內(nèi)，有利于節(jié)約開關(guān)電源的功耗。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種開關(guān)電源的示意性結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是圖1所示的開關(guān)電源的一種工作波形圖。

圖3是圖1所示的開關(guān)電源在正常工作時的消磁時間和消磁信號的波形圖。

圖4是圖1所示的開關(guān)電源在上采樣電阻斷路時的消磁時間和消磁信號的波形圖。

圖5是本發(fā)明第一實施例一種開關(guān)電源的示意性結(jié)構(gòu)框圖。

圖6是本發(fā)明第一實施例另一種開關(guān)電源的示意性結(jié)構(gòu)框圖。

圖7是本發(fā)明第二實施例一種開關(guān)電源的示意性結(jié)構(gòu)框圖。

圖8是本發(fā)明第三實施例一種開關(guān)電源的示意性結(jié)構(gòu)框圖。

圖9是本發(fā)明第四實施例一種開關(guān)電源的示意性結(jié)構(gòu)框圖。

圖10是本發(fā)明第四實施例一種開關(guān)電源的工作波形圖。

圖11是本發(fā)明第四實施例開關(guān)電源的另一工作波形圖。

具體實施方式

如背景技術(shù)部分所述，現(xiàn)有技術(shù)中對開關(guān)電源的上采樣電阻斷路的檢測存在檢測不及時或容易造成誤判的缺陷。

本申請發(fā)明人分別就現(xiàn)有技術(shù)中的兩種檢測方式進行了進一步分析。

一并參見圖1和圖2，其中，圖2示出了在開關(guān)電源100的啟機階段，電源電壓vdd、輸出電壓vout和pwm信號的工作波形。在開關(guān)電源100開始工作時，由于電源端口被充電，使得電源電壓vdd不斷上升，當上升至一電壓參考值vref_charge時，原邊控制器103產(chǎn)生pwm信號，使得所述輸出電壓vout上升。如果上采樣電阻r_u斷路，則所述電源電壓vdd將超過電源端口的過壓保護閾值vddovp，則認定上采樣電阻r_u斷路。設(shè)變壓器t1的輔助繞組n3和副邊繞組n2的匝數(shù)分別為na和ns，假設(shè)開關(guān)電源100的額定輸出電壓，也即在正常情況下，所述輸出電壓vout為5v，na/ns＝3。所述反饋端口和電源端口一般直接或者間接地耦接，則有：vdd＝fb×(r_u+r_d)/r_d≈na/ns×vout＝7.5v。實際上，原邊控制器103本身對電源電壓vdd設(shè)有監(jiān)測機制，且所述過壓保護閾值vddovp的設(shè)置參考原邊控制器103的耐壓情況，因此，一般將所述過壓保護閾值vddovp設(shè)為正常情況下的電源電壓vdd的1.5倍，也即vddovp≈22.5v。也就是說，當檢測到所述電源電壓vdd超過22.5v時，判定所述上采樣電阻r_d斷路時，可以反推到輸出電壓vout近似為7.5v，而通常在開關(guān)電源100的額定輸出電壓為5v時，一般采用最大允許電壓為6.2v的電容c1，這時可能導(dǎo)致電容c1被燒毀，也可能超過負載r1的最大允許電壓。

一并參見圖1、圖3和圖4，其中，圖3是正常情況下第一分壓電壓fb的工作波形。在具體實施中，可以采用一比較器對第一分壓電壓fb和一參考電壓vref_mag進行比較，依據(jù)第一分壓電壓fb超過參考電壓vref_mag的部分生成消磁信號demag，檢測消磁信號demag的脈寬，并與某個時間閾值比較，若其脈寬大于等于時間閾值，則判定上采樣電阻r_u未斷路，否則斷路。圖4是上采樣電阻r_u斷路時第一分壓電壓fb的工作波形。可以看出，由于寄生電容或者噪聲干擾的作用，第一分壓電壓fb不恒定為零電位，而且具有尖峰，使得第一分壓電壓fb超過參考電壓vref_mag，且得到的消磁信號demag的脈寬可以大于等于上述時間閾值，造成誤判。

因此，上述兩種檢測方式分別存在檢測不及時和容易造成誤判的缺陷。

本發(fā)明提出一種開關(guān)電源及其原邊控制器，所述原邊控制器通過同時檢測其電源端口的電壓是否過高和其反饋端口的電壓是否過低，實現(xiàn)對開關(guān)電源的上采樣電阻斷路的有效檢測，檢測及時且不易造成誤判，克服了現(xiàn)有技術(shù)的方案中存在的缺陷。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和有益效果能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細的說明。

第一實施例

參見圖5，本實施例的開關(guān)電源200可以包括：輸出端口(圖中未標示)、變壓器t1、第一分壓電路(圖中未標示)和原邊控制器20。

其中，所述輸出端口用于產(chǎn)生輸出電壓vout，所述輸出電壓vout用于為負載r1供電，所述負載r1可以為任何工作電路或者電子設(shè)備。

所述變壓器t1的原邊(primary)繞組n1直接或間接地接收輸入信號vin，例如，所述輸入信號vin可以是交流信號，可以經(jīng)過整流和濾波后接入所述原邊繞組n1；所述變壓器t1的副邊(secondary)繞組n2耦接所述輸出端口，所述副邊繞組n2適于周期性地向所述輸出端口傳遞電能。

所述第一分壓電路適于對反饋電壓v_aux進行分壓，以得到第一分壓電壓fb，所述反饋電壓v_aux與所述輸出電壓vout相關(guān)聯(lián)。其中，所述第一分壓電路可以包括上采樣電阻r_u和下采樣電阻r_d，所述上采樣電阻r_u的一端接入所述反饋電壓v_aux，另一端連接所述下采樣電阻r_d的一端，所述下采樣電阻r_d的另一端接地。

在具體實施中，所述變壓器t1可以具有輔助(auxiliary)繞組n3，可以由所述輔助繞組n3輸出所述反饋電壓v_aux，也即所述開關(guān)電源200采用原邊反饋的反饋方式，但不限于此，例如，所述開關(guān)電源200還可以采用其他的反饋通路(如阻抗電路)從所述輸出端口處獲取所述反饋電壓v_aux。

所述原邊控制器20具有反饋端口(圖中未標示)和電源端口(圖中未標示)，所述反饋端口適于接入所述第一分壓電壓fb，所述電源端口適于接入電源電壓vdd，所述電源電壓vdd適于為所述原邊控制器20供電。所述原邊控制器20適于控制所述變壓器t1的原邊繞組n1的電流，以間接地控制所述變壓器t1的副邊繞組n2的電流，從而控制所述輸出電壓vout的大小，具體地，可以通過以所述第一分壓電壓fb為依據(jù)，控制所述原邊控制器20產(chǎn)生的脈沖寬度調(diào)制(pulsewidthmodulation，簡稱pwm)信號(圖未示)的占空比實現(xiàn)。

所述原邊控制器20可以包括：第一比較模塊201、第二比較模塊202和斷路保護模塊203。其中，所述第一比較模塊201適于將所述第一分壓電壓fb與第一參考電壓vref1進行比較，以得到第一比較結(jié)果fb_in。所述第二比較模塊202適于將所述電源電壓vdd與第二參考電壓vref2進行比較，以得到第二比較結(jié)果op_en。

一并參見圖5和圖6，在具體實施中，所述第一比較模塊201可以包括采樣保持模塊2011和第一比較器cmp1，所述第一比較器cmp1例如為電壓比較器。

其中，所述采樣保持模塊2011適于在所述副邊繞組n2的消磁時間內(nèi)對所述第一分壓電壓fb進行采樣保持，以得到采樣電壓vsmp。在具體實施中，可參照前文對圖3的描述，通過將所述第一分壓電壓fb和一參考電壓進行比較，根據(jù)第一分壓電壓fb超過所述參考電壓的部分的持續(xù)時間，確定所述副邊繞組n2的消磁時間。至于在消磁時間內(nèi)如何確定采樣保持的時機，可根據(jù)實際情況進行配置，此處不做限制。

所述第一比較器cmp1耦接所述采樣保持模塊2011，適于對所述采樣電壓vsmp與所述第一參考電壓vref1進行比較，以得到所述第一比較結(jié)果fb_in。

在具體實施中，所述第二比較模塊202也可以采用第二比較器cmp2將所述電源電壓vdd與第二參考電壓vref2進行比較。

在本實施例一變化例中，所述第一比較模塊201和/或所述第二比較模塊202可以包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(analogtodigitalconverter，簡稱adc，圖未示)和運算器(圖未示)，也即將所述第一分壓電壓fb和/或所述電源電壓vdd轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并在所述運算器中分別與所述第一參考電壓vref1和/或第二參考電壓vref2進行比較。在本實施例另一變換例中，還可以采用壓頻轉(zhuǎn)換的方式，將電壓的比較轉(zhuǎn)換為頻率的比較，本實施例不再展開介紹。

在本實施例中，所述變壓器t1可以具有輔助繞組n3，所述輔助繞組n3輸出所述反饋電壓v_aux，所述第一參考電壓vref1小于恒壓基準值，所述恒壓基準值等于所述輔助繞組n3與副邊繞組n2的匝數(shù)比、所述開關(guān)電源200的額定輸出電壓(例如5v、12v)和所述第一分壓電路的分壓比的乘積。所述第一分壓電路的分壓比取決于所述上采樣電阻r_u和下采樣電阻r_d的阻值?？梢岳斫獾氖?，所述恒壓基準值是根據(jù)所述開關(guān)電源200在額定狀態(tài)下的輸出電壓vout設(shè)定的，所述第一分壓電壓fb基本與所述恒壓基準值相等，并大于所述第一參考電壓vref1。若第一分壓電壓fb小于第一參考電壓vref1，則表明可能發(fā)生異常，如：所述上采樣電阻r_u斷路。

在所述第一分壓電壓fb小于第一參考電壓vref1，并且所述電源電壓vdd大于所述第二參考電壓vref2時，則判定所述上采樣電阻r_u斷路。

優(yōu)選地，所述第二參考電壓vref2的設(shè)置可以使得：當所述電源電壓vdd等于所述第二參考電壓vref2時，所述輸出電壓vout應(yīng)當小于所述輸出端口的最大允許電壓。其中，所述輸出端口的最大允許電壓為耦接于所述輸出端口的電容c1或負載r1的最大允許電壓，由此，可以在上采樣電阻r_u發(fā)生斷路時及時檢測發(fā)現(xiàn)，避免輸出電壓vout過高損壞電容c1或負載r1的風(fēng)險。例如，所述電容c1和負載r1的最大允許電壓分別為6.2v和10v，則所述最大允許電壓為6.2v。所述第二參考電壓vref2小于所述過壓保護閾值vddovp(參見圖2)。

所述斷路保護模塊203適于在所述第一比較結(jié)果fb_in指示所述第一分壓電壓fb低于所述第一參考電壓vref1，且所述第二比較結(jié)果op_en指示所述電源電壓vdd高于所述第二參考電壓vref2，也即判定所述上采樣電阻r_u斷路時，產(chǎn)生斷路保護信號fault，所述原邊控制器20響應(yīng)于所述斷路保護信號fault停止對所述原邊繞組n1的控制。

在具體實施中，所述斷路保護信號fault可以為從邏輯低電平至邏輯高電平的上升沿，但不限于此，例如，所述斷路保護信號fault還可以是下降沿，也可以是有效電平，還可以是頻率大于閾值的信號，只要能夠被所述原邊控制器20識別即可。

在具體實施中，響應(yīng)于所述斷路保護信號fault，所述原邊控制器20可以通過停止產(chǎn)生pwm信號，或控制所述pwm信號的占空比為100％或0的方式，停止對所述原邊繞組n1的控制。

進一步而言，本實施例根據(jù)所述第一分壓電壓fb低于所述第一參考電壓vref1，且所述電源電壓vdd高于所述第二參考電壓vref2這兩個條件判定所述上采樣電阻r_u斷路，不容易造成誤判，檢測方式更加有效，從而能夠更有效地對開關(guān)電源提供斷路保護。

第二實施例

參見圖7，圖7示出了本發(fā)明第二實施例的開關(guān)電源300，所述開關(guān)電源300的結(jié)構(gòu)和工作原理與本發(fā)明第一實施例的開關(guān)電源200類似，其主要區(qū)別在于，在本實施例的原邊控制器30中，所述斷路保護模塊203可以包括邏輯模塊204和第一計時模塊205。

進一步而言，所述邏輯模塊204的第一輸入端接入所述第一比較結(jié)果fb_in，其第二輸入端接入所述第二比較結(jié)果op_en，所述邏輯模塊204適于在所述第一比較結(jié)果fb_in指示所述第一分壓電壓fb低于所述第一參考電壓vref1，且所述第二比較結(jié)果op_en指示所述電源電壓vdd高于所述第二參考電壓vref2時，產(chǎn)生邏輯信號counter1_trig。

作為一個非限制性的例子，當所述第一分壓電壓fb小于所述第一參考電壓vref1時，所述第一比較結(jié)果fb_in可以為邏輯高電平，當所述電源電壓vdd大于所述第二參考電壓vref2時，所述第二比較結(jié)果op_en可以為邏輯高電平。此時，所述邏輯模塊204可以包括：與門g_and，具體地，所述與門g_and的第一輸入端可以接入所述第一比較結(jié)果fb_in，所述與門g_and的第二輸入端可以接入所述第二比較結(jié)果op_en，所述與門g_and的輸出端輸出所述邏輯信號counter1_trig。

在本實施例一變化例中，當所述第一分壓電壓fb小于所述第一參考電壓vref1時，所述第一比較結(jié)果fb_in可以為邏輯低電平，當所述電源電壓vdd大于所述第二參考電壓vref2時，所述第二比較結(jié)果op_en可以為邏輯低電平。此時，所述邏輯模塊204可以包括：或門(圖未示)，具體地，所述或門的第一輸入端可以接入所述第一比較結(jié)果fb_in，所述或門的第二輸入端可以接入所述第二比較結(jié)果op_en，所述或門的輸出端輸出所述邏輯信號counter1_trig。

本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的是，邏輯模塊在已知其輸入和輸出的真值表時可配置多種實施形式，本實施例不進行一一舉例。

所述第一計時模塊205適于在所述邏輯信號counter1_trig的控制下開始計時，例如，所述第一計時模塊205可以在所述邏輯信號counter1_trig為邏輯高電平時開始計時，為邏輯低電平時停止計時，當計時到大于等于第一時間長度t1時，產(chǎn)生所述斷路保護信號fault。在具體實施中，所述第一計時模塊205可以為計數(shù)器電路或者具有計時功能的部件。

進一步而言，本實施例中，當且僅當所述第一分壓電壓fb低于所述第一參考電壓vref1，且所述電源電壓vdd高于所述第二參考電壓vref2，并且維持有至少第一時間長度t1的條件下，才判定所述上采樣電阻r_u斷路，有助于濾除所述電源電壓vdd偶然過高、所述第一分壓電壓fb偶然過低導(dǎo)致的信號毛刺，避免誤判。

關(guān)于本實施例的更多信息請參見前文對第一實施例的相關(guān)描述，此處不再贅述。

第三實施例

參見圖8，圖8示出了本發(fā)明第三實施例的開關(guān)電源400，所述開關(guān)電源400的結(jié)構(gòu)和工作原理與本發(fā)明第一實施例的開關(guān)電源200類似，其主要區(qū)別在于，考慮到所述電源電壓vdd的電位值可能較高，為了方便檢測，在本實施例的原邊控制器40中，所述第二比較模塊202可以包括第二分壓電路(圖中未標示)和第二比較器cmp2。為了簡化，圖8省略了開關(guān)電源400除原邊控制器40以外的其他部分。

其中，所述第二分壓電路適于對所述電源電壓vdd進行分壓，以得到第二分壓電壓vdd_r。所述第二分壓電路可以包括分壓電阻r2和r3，其結(jié)構(gòu)可參見前文對所述第一分壓電路的相關(guān)描述，此處不再贅述。

所述第二比較器cmp2適于將所述第二分壓電壓vdd_r與第二分壓參考電壓vref2_div進行比較，以得到所述第二比較結(jié)果op_en，所述第二分壓參考電壓vref2_div等于所述第二參考電壓乘以所述第二分壓電路的分壓比。

優(yōu)選地，所述第二分壓電壓vdd_r等于第二分壓參考電壓vref2_div時的電源電壓vdd的電位大于所述第一分壓電壓fb等于所述第一參考電壓vref1時電源電壓vdd的電位。

進一步地，所述原邊控制器40還可以包括：第三比較模塊206和第二計時模塊207。

其中，所述第三比較模塊206適于對所述第二分壓電壓vdd_r與第三參考電壓vref3進行比較，以得到第三比較結(jié)果counter2_trig。在具體實施中，所述第三比較模塊206可以與本發(fā)明第一實施例的第一比較模塊201和第二比較模塊202的結(jié)構(gòu)類似，此處不再贅述，本實施例以其包括第三比較器cmp3為例進行說明。

其中，所述第三參考電壓vref3小于所述第二分壓參考電壓vref2_div。也就是說，在所述電源電壓vdd的電位開始上升后，相比于所述第二比較模塊202，所述第二分壓電壓vdd_r首先使得所述第三比較模塊206的第三比較結(jié)果counter2_trig翻轉(zhuǎn)。

其中，當所述第二分壓電壓vdd_r超過第三參考電壓vref3時，可以表示所述開關(guān)電源400經(jīng)過啟機階段已進入正常工作狀態(tài)。

所述第二計時模塊207接入所述第三比較結(jié)果counter2_trig，適于在所述第三比較結(jié)果counter2_trig指示所述第二分壓電壓vdd_r大于所述第三參考電壓vref3時開始計時，例如，第三比較結(jié)果counter2_trig為邏輯高電平，所述在計時達到第二時間長度t2時停止計時，以產(chǎn)生時間窗口信號time_win。

進一步地，所述斷路保護模塊203可以包括邏輯模塊204和第一計時模塊205。

其中，所述邏輯模塊204的第一輸入端接入所述第一比較結(jié)果fb_in，其第二輸入端接入所述第二比較結(jié)果op_en，其第三輸入端接入所述時間窗口信號time_win，所述邏輯模塊204適于在所述時間窗口信號time_win界定的時間窗口內(nèi)，當所述第一比較結(jié)果fb_in指示op_en所述第一分壓電壓fb低于所述第一參考電壓vref1，且所述第二比較結(jié)果op_en指示所述第二分壓電壓vdd_r高于所述第二分壓參考電壓vref2_div時，產(chǎn)生邏輯信號counter1_tri。

所述第一計時模塊205適于在所述邏輯信號counter1_tri的控制下開始計時，當計時到大于等于第一時間長度t1時，產(chǎn)生所述斷路保護信號fault。

在具體實施中，當所述第一分壓電壓fb小于所述第一參考電壓vref1時，所述第一比較結(jié)果fb_in可以為邏輯高電平，當所述第二分壓電壓vdd_r大于所述第二分壓參考電壓vref2_div時，所述第二比較結(jié)果op_en可以為邏輯高電平，在所述第二計時模塊207計時期間所述時間窗口信號time_win可以為邏輯高電平。所述邏輯模塊204可以包括：與門g_and，具體地，所述與門g_and的第一輸入端接入所述第一比較結(jié)果fb，所述與門g_and的第二輸入端接入所述第二比較結(jié)果op_en，所述與門g_and的第三輸入端接入所述時間窗口信號time_win，所述與門g_and的輸出端輸出所述邏輯信號counter1_trig。

進一步而言，本實施例中，當且僅當所述第一分壓電壓fb低于所述第一參考電壓vref1，且所述電源電壓vdd高于所述第二參考電壓vref2，并且維持有至少第一時間長度t1的條件下，才判定所述上采樣電阻r_u斷路，避免誤判。此外，上述檢測是在開關(guān)電源400剛剛進入正常工作狀態(tài)時進行，而且上述檢測僅發(fā)生在所述第二時間長度t2內(nèi)，有利于節(jié)約開關(guān)電源400的功耗。

關(guān)于本實施例的更多信息請參見前文對第一和第二實施例的相關(guān)描述，此處不再贅述。

第四實施例

參見圖9，圖9示出了本發(fā)明第四實施例的開關(guān)電源500，所述開關(guān)電源500的結(jié)構(gòu)和工作原理與本發(fā)明第三實施例的開關(guān)電源400類似，其主要區(qū)別在于，所述原邊控制器50還可以包括高壓啟動模塊208。

其中，所述高壓啟動模塊208的控制端接入所述第三比較結(jié)果counter2_trig，所述高壓啟動模塊208的輸出端耦接所述電源端口。當所述第三比較結(jié)果counter2_trig指示所述第二分壓電壓vdd_r小于等于所述第三參考電壓vref3時，所述高壓啟動模塊208對所述電源端口充電，當所述第三比較結(jié)果counter2_trig指示所述第二分壓電壓vdd_r大于所述第三參考電壓vref3時，所述高壓啟動模塊208停止對所述電源端口充電。

進一步地，所述原邊控制器50還可以包括脈寬調(diào)制(pulsewidthmodulation，簡稱pwm)驅(qū)動模塊209和功率開關(guān)管m1。其中，所述pwm驅(qū)動模塊209適于提高所述原邊控制器50產(chǎn)生的pwm信號的驅(qū)動能力，其控制端可以接入所述斷路保護信號fault；所述功率開關(guān)管m1的柵極耦接所述pwm驅(qū)動模塊209的輸出端，所述功率開關(guān)管m1可以為nmos管，其漏極可以耦接所述原邊繞組n1，其源極可以耦接電流采樣端口cs，所述電流采樣端口cs耦接所述開關(guān)電源500的電流采樣模塊210，所述電流采樣模塊210可以包括采樣電阻r4。

進一步地，所述開關(guān)電源500還可以包括：續(xù)流二極管d1，耦接于所述副邊繞組n2和輸出端口之間；第二二極管d2，其正極接入所述反饋電壓v_aux，其負極耦接所述電源端口；第二電容c2，其一端耦接所述電源端口，其另一端接地。

圖10和圖11為所述開關(guān)電源500的工作波形圖。以下用“1”表示邏輯高電平，用“0”表示邏輯低電平。

一并結(jié)合圖9、圖10和圖11，當所述開關(guān)電源500開始啟機時，所述第二分壓電壓vdd_r小于所述第三參考電壓vref3，所述高壓啟動模塊208對所述電源端口充電，所述第二電容c2累積電荷，使得所述電源電壓vdd的電位值升高，直到所述第二分壓電壓vdd_r小于所述第三參考電壓vref3，至此，所述開關(guān)電源500完成啟機。在此期間，上述第一比較結(jié)果fb_in、第二比較結(jié)果op_en和第三比較結(jié)果counter2_trig均為“0”。

啟機后，所述開關(guān)電源500進入正常工作狀態(tài)，所述原邊控制器50產(chǎn)生pwm信號。在此階段，所述第二分壓電壓vdd_r大于等于所述第三參考電壓vref3，所述第三比較結(jié)果counter2_trig關(guān)閉所述高壓啟動模塊208，由反饋電壓v_aux間歇地為所述電源端口充電，所述第二二極管d2間歇地導(dǎo)通，可參見所述第二分壓電壓vdd_r的工作波形。具體而言，當所述pwm信號為“1”時，所述功率開關(guān)管m1導(dǎo)通，所述原邊繞組n1儲能，對應(yīng)于圖11中的ontime階段；當所述pwm信號為“0”時，所述功率開關(guān)管m1關(guān)斷，所述原邊繞組n1上產(chǎn)生交變電流，所述副邊繞組n2感應(yīng)此電流，導(dǎo)通所述續(xù)流二極管d1，所述輸出電壓vout的電位值上升，所述反饋電壓v_aux的電位上升，所述第一分壓電壓fb的電位也上升；所述原邊控制器50根據(jù)第一分壓電壓fb和參考電壓的比較結(jié)果確定所述副邊繞組n2的消磁時間resettime，以形成消磁信號demag，此階段內(nèi)，采樣電流is的波形先上升再下降，但是始終令所述續(xù)流二極管d1導(dǎo)通；而后進入圖11中的deadtime階段，該階段的維持時間為采樣電流is為零，所述續(xù)流二極管d1截止，直到進入所述ontime階段之間的時間。此外，在所述消磁時間resettime內(nèi)，所述原邊控制器50可以生成采樣保持信號samplehd，并在其上升沿產(chǎn)生時，控制所述采樣保持模塊2011對所述第一分壓電壓fb進行采樣保持。對于所述pwm信號的下一個周期，重復(fù)上述工作過程。

在所述開關(guān)電源500啟機后，開始對所述上采樣電阻r_u是否斷路進行檢測。所述上采樣電阻r_u斷路時，所述電源電壓vdd的電位從一定程度上可以反映所述輸出電壓vout的電位。具體檢測過程如下：當所述第二分壓電壓vdd_r大于等于所述第三參考電壓vref3，所述第三比較結(jié)果counter2_trig清零并啟動所述第二計時模塊207，在其計時期間，其輸出的時間窗口信號time_win為“1”，為其設(shè)置第二時間長度t2，計時至t2則停止計時。若所述上采樣電阻r_u斷路，則所述第一分壓fb將低于所述第一參考電壓vref1，使得所述第一比較結(jié)果fb_in從“0”變?yōu)椤?”，而且，所述電源電壓vdd將高于所述第二參考電壓vref2，也即所述第二分壓電壓vdd_r高于所述第二分壓參考電壓vref2_div，所述第二比較結(jié)果op_en從“0”變?yōu)椤?”，此時，與門g_and輸出的邏輯信號counter1_trig為“1”，則清零并啟動第一計時模塊205開始計時，當其計時到第一時間長度t1時，判定此時產(chǎn)生的異常并非信號毛刺所致，可確定所述上采樣電阻r_u斷路，產(chǎn)生為“1”的斷路保護信號fault，所述斷路保護信號fault控制所述pwm驅(qū)動模塊209停止輸出pwm信號，對所述開關(guān)電源500進行斷路保護。

關(guān)于本實施例的更多信息請參見前文對第一、第二和第三實施例的相關(guān)描述，此處不再贅述。

需要說明的是，上述高壓啟動模塊208、pwm驅(qū)動模塊209和功率開關(guān)管m1也可以是獨立于本發(fā)明實施例中的原邊控制器。

需要說明的是，本文中的“邏輯高電平”和“邏輯低電平”是相對的邏輯電平。其中，“邏輯高電平”指的是可被識別為數(shù)字信號“1”的電平范圍，“邏輯低電平”指的是可被識別為數(shù)字信號“0”的電平范圍，其具體電平范圍并不做具體限制。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以權(quán)利要求所限定的范圍為準。