開關(guān)電源及其控制電路和開路保護(hù)設(shè)置電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及開關(guān)電源，尤其涉及用于開關(guān)電源的控制電路和開路保護(hù)設(shè)置電 路。
【背景技術(shù)】
[0002] 開關(guān)電源是通過控制功率驅(qū)動(dòng)管（例如晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管、可控硅閘流管等）的導(dǎo) 通和關(guān)斷來維持穩(wěn)定電壓或電流輸出的一種電源。與傳統(tǒng)的線性電源相比，開關(guān)電源的效 率更高、損耗和發(fā)熱更少，因此在電子技術(shù)中具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0003] 對(duì)于開關(guān)電源來說，電源輸出部分的能量主要以電場(chǎng)/磁場(chǎng)變換的方式存儲(chǔ)于電 感中，并隨后向負(fù)載供電。如果負(fù)載開路，電感中的磁場(chǎng)能量無法釋放，電感兩端會(huì)出現(xiàn)高 壓，有可能擊穿開關(guān)電源內(nèi)部各種器件。因此，需要及時(shí)檢測(cè)輸出開路情況，并在檢測(cè)到輸 出開路時(shí)避免輸出電壓過高。圖1示出了一種現(xiàn)有的降壓結(jié)構(gòu)開關(guān)電源，包括開路保護(hù)設(shè) 置模塊101，其連接至管腳ROVP，管腳ROVP經(jīng)電阻器R2接地。開路保護(hù)設(shè)置模塊101在檢 測(cè)到開路過壓時(shí)可以使開關(guān)電源進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，此時(shí)的輸出電壓Vout即為開路保護(hù)電壓 Vovp。通過調(diào)節(jié)電阻R2的大小，可以設(shè)置不同的輸出開路保護(hù)電壓Vovp。
[0004] 然而，由電阻器控制的開路保護(hù)電壓Vovp抗干擾能力很差，易受潮濕漏電、高溫 環(huán)境、PCB版材料等外部因素的影響，引起Vovp電壓偏離設(shè)定值，甚至造成電源系統(tǒng)工作失 常。因此，本領(lǐng)域需要提供一種改進(jìn)的用于開關(guān)電源的開路保護(hù)設(shè)置電路。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 針對(duì)傳統(tǒng)開關(guān)電源采用電阻來設(shè)置開路保護(hù)電壓Vovp的方式容易因潮濕漏電、 外部干擾等因素而導(dǎo)致輸出開路保護(hù)電壓偏差較大甚至失效的問題，本實(shí)用新型提供了一 種改進(jìn)的用于開關(guān)電源的開路保護(hù)設(shè)置電路。
[0006] 在根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種用于開關(guān)電源的控制電路，所述 控制電路包括：功率驅(qū)動(dòng)管；開路保護(hù)設(shè)置電路，其連接至所述控制電路的至少一個(gè)外部 管腳，所述開路保護(hù)設(shè)置電路包括：時(shí)間選擇模塊，其基于所述至少一個(gè)外部管腳的連接狀 態(tài)選擇多個(gè)預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)時(shí)間之一作為內(nèi)部基準(zhǔn)時(shí)間；以及第一比較器，其一個(gè)輸入端連接 到所述時(shí)間選擇模塊以接收所述內(nèi)部基準(zhǔn)時(shí)間并且其另一輸入端接收所述開關(guān)電源的電 感退磁時(shí)間，所述第一比較器在所述電感退磁時(shí)間小于所述內(nèi)部基準(zhǔn)時(shí)間的情況下輸出保 護(hù)信號(hào)；以及RS觸發(fā)器，其連接至所述開路保護(hù)設(shè)置電路以接收所述保護(hù)信號(hào)，所述保護(hù) 信號(hào)使所述RS觸發(fā)器輸出關(guān)斷所述功率驅(qū)動(dòng)管的觸發(fā)信號(hào)。
[0007] 在一實(shí)施例中，所述控制電路還包括：過零檢測(cè)模塊，其連接至所述開關(guān)電源的電 感和所述RS觸發(fā)器并在所述電感的放電電流過零時(shí)輸出導(dǎo)通信號(hào)至所述RS觸發(fā)器以使所 述RS觸發(fā)器輸出導(dǎo)通所述功率驅(qū)動(dòng)管的觸發(fā)信號(hào)；以及第二比較器，其連接至所述開關(guān)電 源的采樣電阻和所述RS觸發(fā)器并在所述采樣電阻上的采樣電壓信號(hào)高于參考電壓時(shí)輸出 關(guān)斷信號(hào)至所述RS觸發(fā)器以使所述RS觸發(fā)器輸出關(guān)斷所述功率驅(qū)動(dòng)管的觸發(fā)信號(hào)。
[0008] 在一實(shí)施例中，所述控制電路還包括：邏輯和驅(qū)動(dòng)模塊，其連接至所述RS觸發(fā)器 以接收所述觸發(fā)信號(hào)并根據(jù)所述觸發(fā)信號(hào)來導(dǎo)通或關(guān)斷所述功率驅(qū)動(dòng)管。
[0009] 在一實(shí)施例中，所述開路保護(hù)設(shè)置電路還包括：管腳狀態(tài)檢測(cè)模塊，其連接到所述 至少一個(gè)外部管腳以檢測(cè)所述至少一個(gè)外部管腳的連接狀態(tài)并輸出組合邏輯值；寄存器， 其連接到所述管腳狀態(tài)檢測(cè)模塊以接收和存儲(chǔ)所述組合邏輯值并將反映所述至少一個(gè)外 部管腳的連接狀態(tài)的所述組合邏輯值提供給所述時(shí)間選擇模塊。
[0010] 在一實(shí)施例中，所述管腳狀態(tài)檢測(cè)模塊連接至啟動(dòng)信號(hào)并由所述啟動(dòng)信號(hào)控制。
[0011] 在一實(shí)施例中，對(duì)于所述至少一個(gè)外部管腳中的每個(gè)外部管腳，所述管腳狀態(tài)檢 測(cè)模塊包括：電流源，其連接至該外部管腳；第三比較器，其接收該外部管腳上的電壓值并 將所述電壓值與參考電壓作比較，所述第三比較器的輸出信號(hào)指示該外部管腳的連接狀態(tài) 并被輸出至所述寄存器。
[0012] 在一實(shí)施例中，對(duì)于所述至少一個(gè)外部管腳中的每個(gè)外部管腳，所述管腳狀態(tài)檢 測(cè)模塊還包括：開關(guān)，其連接至所述電流源并由所述啟動(dòng)信號(hào)控制。
[0013] 在一實(shí)施例中，所述啟動(dòng)信號(hào)在所述開關(guān)電源啟動(dòng)期間為有效信號(hào)。
[0014] 在一實(shí)施例中，每個(gè)外部管腳的連接狀態(tài)為接地、懸空、和接高中的一種。
[0015] 在根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種用于開關(guān)電源的開路保護(hù)設(shè)置電 路，包括：管腳狀態(tài)檢測(cè)模塊，其連接到至少一個(gè)外部管腳以檢測(cè)所述至少一個(gè)外部管腳的 連接狀態(tài)并輸出反映所述至少一個(gè)外部管腳的連接狀態(tài)的組合邏輯值；寄存器，其連接到 所述管腳狀態(tài)檢測(cè)模塊以接收并存儲(chǔ)所述組合邏輯值；時(shí)間選擇模塊，其連接到所述寄存 器以接收所述組合邏輯值并根據(jù)所述組合邏輯值選擇多個(gè)預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)時(shí)間之一作為內(nèi)部 基準(zhǔn)時(shí)間；以及第一比較器，其一個(gè)輸入端連接到所述時(shí)間選擇模塊以接收所述內(nèi)部基準(zhǔn) 時(shí)間并且其另一輸入端接收所述開關(guān)電源的電感退磁時(shí)間，所述第一比較器在所述電感退 磁時(shí)間小于所述內(nèi)部基準(zhǔn)時(shí)間的情況下輸出保護(hù)信號(hào)以關(guān)斷所述開關(guān)電源的功率驅(qū)動(dòng)管。
[0016] 在一實(shí)施例中，每個(gè)外部管腳的連接狀態(tài)為接地、懸空、和接高中的一種。
[0017] 在一實(shí)施例中，所述至少一個(gè)外部管腳為兩個(gè)外部管腳，每個(gè)外部管腳具有兩種 連接狀態(tài)，所述管腳狀態(tài)檢測(cè)模塊輸出四個(gè)組合邏輯值之一，所述時(shí)間選擇模塊具有四個(gè) 預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)時(shí)間。
[0018] 在一實(shí)施例中，所述至少一個(gè)外部管腳為三個(gè)外部管腳，每個(gè)外部管腳具有兩種 連接狀態(tài)，所述管腳狀態(tài)檢測(cè)模塊輸出八個(gè)組合邏輯值之一，所述時(shí)間選擇模塊具有八個(gè) 預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)時(shí)間。
[0019] 在一實(shí)施例中，所述電感退磁時(shí)間為所述開關(guān)電源的功率驅(qū)動(dòng)管的關(guān)斷時(shí)間。
[0020] 在一實(shí)施例中，所述管腳狀態(tài)檢測(cè)模塊連接至啟動(dòng)信號(hào)并由所述啟動(dòng)信號(hào)控制。
[0021] 在一實(shí)施例中，對(duì)于所述至少一個(gè)外部管腳中的每個(gè)外部管腳，所述管腳狀態(tài)檢 測(cè)模塊包括：電流源，其連接至該外部管腳；第二比較器，其接收該外部管腳上的電壓值并 將所述電壓值與參考電壓作比較，所述第二比較器的輸出信號(hào)指示該外部管腳的連接狀態(tài) 并被輸出至所述寄存器。
[0022] 在一實(shí)施例中，對(duì)于所述至少一個(gè)外部管腳中的每個(gè)外部管腳，所述管腳狀態(tài)檢 測(cè)模塊還包括：開關(guān)，其連接至所述電流源并由所述啟動(dòng)信號(hào)控制。
[0023] 在一實(shí)施例中，所述啟動(dòng)信號(hào)在所述開關(guān)電源啟動(dòng)期間為有效信號(hào)。
[0024] 在根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種開關(guān)電源，其包括如上所述的控 制電路或如上所述的開路保護(hù)設(shè)置電路。
[0025] 如上所述，本實(shí)用新型提供了一種新型的用于開關(guān)電源的開路保護(hù)設(shè)置電路、以 及采用這種開路保護(hù)設(shè)置電路的開關(guān)電源。本實(shí)用新型可檢測(cè)開關(guān)電源控制電路的外部管 腳的連接狀態(tài)，使用數(shù)字分段配置的方式實(shí)現(xiàn)不同的開路保護(hù)電壓Vovp，既提高了電路的 抗干擾能力，又省去了外接電阻，增強(qiáng)了電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性。另外，本實(shí)用新型可在電路啟 動(dòng)時(shí)檢測(cè)外部管腳的連接狀態(tài)，而在啟動(dòng)完成后停止檢測(cè)，從而無需增加芯片的正常功耗。
【附圖說明】
[0026] 圖1不出了 一種現(xiàn)有開關(guān)電源的不意圖。
[0027] 圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的具有開路保護(hù)設(shè)置電路的開關(guān)電源 的示意圖。
[0028] 圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的開路保護(hù)設(shè)置電路的示意圖。
[0029] 圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的開路保護(hù)設(shè)置電路中的管腳狀態(tài)檢 測(cè)模塊的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將 明白，以下描述和附圖僅是示例性的，而不應(yīng)限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。附圖中具有相同 或相似附圖標(biāo)記的元件可類似地操作。
[0031] 圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的具有開路保護(hù)設(shè)置電路的開關(guān)電源 的示意圖。為便于理解且作為示例而非限定，以下參考圖2示出的降壓型開關(guān)電源來對(duì)根 據(jù)本實(shí)用新型的開路保護(hù)設(shè)置電路作具體描述。但是應(yīng)理解，本實(shí)用新型的開路保護(hù)設(shè)置 電路不限于應(yīng)用于如圖2所示的開關(guān)電源，而是可適用于各種各樣的開關(guān)電源，諸如隔離 式/非隔離式開關(guān)電源、正激式/反激式開關(guān)電源、自激式開關(guān)電源、推挽式開關(guān)電源、降壓 式開關(guān)電源、升壓式開關(guān)電源和反轉(zhuǎn)式開關(guān)電源等。
[0032] 如圖2所示，該開關(guān)電源可包括輸入電壓Vin、啟動(dòng)電路R1和C2、續(xù)流二極管D1、 電感L1、輸出電容器C1、輸出電壓Vout、控制電路20和采樣電阻Res。負(fù)載（例如，LED) 可耦合至輸出電容器Cl的兩端，從而由輸出電壓Vout供電?？刂齐娐?0可以是封裝芯片 的形式，并且可包括多