CN102055310B - 具有开回路保护与短路保护的电源供应器 - Google Patents

具有开回路保护与短路保护的电源供应器 Download PDF

Info

Publication number
CN102055310B
CN102055310B CN2010105353232A CN201010535323A CN102055310B CN 102055310 B CN102055310 B CN 102055310B CN 2010105353232 A CN2010105353232 A CN 2010105353232A CN 201010535323 A CN201010535323 A CN 201010535323A CN 102055310 B CN102055310 B CN 102055310B
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
circuit
time
delay
short
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2010105353232A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102055310A (zh
Inventor
蔡孟仁
阙合梓
薛正祺
林乾元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fairchild Taiwan Corp
Original Assignee
System General Corp Taiwan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by System General Corp Taiwan filed Critical System General Corp Taiwan
Priority to CN2010105353232A priority Critical patent/CN102055310B/zh
Publication of CN102055310A publication Critical patent/CN102055310A/zh
Priority to US13/283,907 priority patent/US8665621B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN102055310B publication Critical patent/CN102055310B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
    • H02H9/023—Current limitation using superconducting elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种具有开回路保护与短路保护的电源供应器，包含一变压器、一功率开关、一讯号产生电路、一导通侦测电路与一延迟电路。变压器接收一输入电压并产生一输出电压。功率开关切换变压器以调整输出电压。讯号产生电路产生一切换讯号而控制功率开关的切换。导通侦测电路侦测功率开关的一导通时间并产生一短路讯号。延迟电路依据电源供应器的一回授讯号与短路讯号计数一第一延迟时间或一第二延迟时间，以产生一截止讯号而控制讯号产生电路栓锁切换讯号。如此，延迟电路在不同状况(短路或开回路)计数不同延迟时间之后，即产生截止讯号以控制讯号产生电路拴锁切换讯号，使电源供应器尽速进行适当保护。

Description

具有开回路保护与短路保护的电源供应器
技术领域
本发明涉及一种电源供应器，尤指一种具有开回路保护与短路保护的电源供应器。
背景技术
一般电源供应器能够提供稳定的电压与电流。为了符合安全规范(safety)，电源供应器必须提供开回路保护(open-loop protection)与短路保护(short circuitprotection)，以确保电源供应器本身与负载端的应用电路不受影响。参考图1，其为现有技术具有开回路保护的电源供应器的电路图。现有技术的电源供应器包含变压器T1、重置电路14、讯号产生电路10、振荡器12、功率开关Q1、回授侦测电路16、延迟电路18以及驱动电路20。
如图1所示，变压器T1具有一次侧绕组NP与二次侧绕组NS，用以储存能量与功率转换。变压器T1耦接至电源供应器的输入电压VIN，以产生输出电压VO。功率开关Q1对变压器T1进行切换动作，将变压器T1的一次侧绕组NP储存的能量转换至二次侧绕组NS。转换至二次侧绕组NS的能量透过输出整流器DO与输出电容CO整流并产生输出电压VO。电流感测电阻RS与功率开关Q1串联连接。电流感测电阻RS根据变压器T1的一次侧切换电流IP产生电流讯号VCS。另外，电源供应器的输出电压VO透过回授方式提供回授讯号VFB至重置电路14与回授侦测电路16。
重置电路14包含逻辑电路144、功率限制比较器146及PWM(Pulse WidthModulation)比较器148。重置电路14依据电流讯号VCS、功率限制讯号VLMT与回授讯号VFB产生清除讯号CLR，以截止切换讯号VPWM。功率限制比较器146与PWM比较器148的一输入端耦接到电流感测电阻RS，以接收电流讯号VCS。功率限制比较器146的另一输入端接收功率限制讯号VLMT。PWM比较器148的另一输入端接收回授讯号VFB。
当电流讯号VCS大于功率限制讯号VLMT时，功率限制比较器146的输出端将输出低准位的过电流讯号OC。另外，当电流讯号VCS大于回授讯号VFB时，PWM比较器148的输出端将产生低准位的回授控制讯号CNTR。逻辑电路144的两输入端分别耦接功率限制比较器146及PWM比较器148的输出端。因此，逻辑电路144的输出端将依据过电流讯号OC与/或回授控制讯号CNTR产生低准位的清除讯号CLR，以截止切换讯号VPWM。换句话说，重置电路14根据回授控制讯号CNTR的逻辑准位或过电流讯号OC的逻辑准位决定清除讯号CLR的逻辑准位。
讯号产生电路10包含逻辑电路101、正反器103与逻辑电路105。逻辑电路101为反相器，其输入端耦接振荡器12以接收振荡器12输出的频率讯号PLS。逻辑电路101的输出端耦接正反器103的频率输入端CK，以驱动正反器103。正反器103的输入端D耦接延迟电路18的输出端。正反器103的输出端Q耦接逻辑电路105的一输入端，逻辑电路105的另一输入端经由逻辑电路101接收频率讯号PLS。逻辑电路105的输出端产生切换讯号VPWM。逻辑电路105为与门(AND gate)。正反器103的重置输入端R耦接重置电路14的输出端，以接收清除讯号CLR。讯号产生电路10耦接振荡器12与重置电路14的输出端。讯号产生电路10根据振荡器12输出的频率讯号PLS产生切换讯号VPWM。驱动电路20接收切换讯号VPWM，以产生驱动讯号VG。驱动讯号VG用于控制功率开关Q1的切换，以调整输出电压VO。由于切换讯号VPWM被提供至驱动电路20以产生驱动讯号VG，所以切换讯号VPWM亦用于控制功率开关Q1的切换。讯号产生电路10根据重置电路14输出的清除讯号CLR周期性地调整切换讯号VPWM的脉波宽度，使电源供应器的输出电压VO得到稳定调整，并且限制输出功率。
请参考图1，回授侦测电路16的两输入端分别接收回授讯号VFB与临界讯号VLIMT以产生拉高(pull-high)讯号SPH。当电源供应器为操作正常时，回授讯号VFB低于临界讯号VLIMT。此时，回授侦测电路16的输出端产生低准位的拉高讯号SPH。延迟电路18接收低准位的拉高讯号SPH后不会进行计数，并直接输出高准位的截止讯号SOFF到讯号产生电路10。讯号产生电路10接收高准位的截止讯号SOFF并不会栓锁切换讯号VPWM。
但，当电源供应器的输出端发生开回路(Open Loop)状态时，回授讯号VFB的准位会透过拉高电阻RPH而被拉高到供应电压VCC。当回授讯号VFB的准位被拉高而大于临界讯号VLIMT时，回授侦测电路16的输出端产生高准位的拉高讯号SPH。延迟电路18将根据高准位的拉高讯号SPH进行计数，并在计数一延迟时间之后产生低准位的截止讯号SOFF。讯号产生电路10将依据低准位的截止讯号SOFF栓锁切换讯号VPWM，即栓锁驱动讯号VG。因此，回授侦测电路16与延迟电路18在回授讯号VFB的准位被拉高时，将驱使讯号产生电路10栓锁切换讯号VPWM进行开回路保护。
此外，电源供应器短路时，回授讯号VFB的准位也会透过拉高电阻RPH被拉高到供应电压VCC。回授侦测电路16即会产生高准位的拉高讯号SPH。延迟电路18即会进行计数，并且在计数到延迟时间之后产生低准位的截止讯号SOFF。讯号产生电路10将依据低准位的截止讯号SOFF栓锁切换讯号VPWM，以保护电源供应器与负载端的应用电路。短路保护的延迟时间同于开回路保护的延迟时间。然而，电源供应器短路时，电源供应器或负载端的应用电路在短时间内就可能会受到破坏。所以，为了提高电源供应器的安全性，电源供应器短路时讯号产生电路10应尽速栓锁切换讯号VPWM进行短路保护。因此，如何使电源供应器正确的区分电源供应器为开回路或者短路，且在电源供应器短路时尽速进行短路保护，实为当今电源供应器设计时重要的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供具有开回路保护与短路保护的电源供应器。本发明的电源供应器在回授讯号被拉高时，利用一导通侦测电路侦测功率开关的导通时间，而区分电源供应器为开回路或者短路，以决定延迟电路的延迟时间。如此，电源供应器短路时，电源供应器即可在短时间进行短路保护。
本发明的技术方案：一种具有开回路保护与短路保护的电源供应器，其包含：
一变压器，该变压器接收一输入电压以产生一输出电压；
一功率开关，该功率开关耦接该变压器并切换该变压器，以调整该输出电压；
一讯号产生电路，该讯号产生电路产生一切换讯号以控制该功率开关的切换；
一导通侦测电路，该导通侦测电路侦测该功率开关的一导通时间，以产生一短路讯号；以及
一延迟电路，该延迟电路依据该电源供应器的一回授讯号与该短路讯号计数一第一延迟时间或一第二延迟时间，以产生一截止讯号至该讯号产生电路，而拴锁该切换讯号；其中，该短路讯号用以决定计数该第一延迟时间或该第二延迟时间。
本发明中，其更包含：
一确认电路，该确认电路依据一参考讯号与该短路讯号，而确认该功率开关的该导通时间持续高于一时间门坎并产生一选择讯号，其中，该延迟电路依据该选择讯号决定计数该第一延迟时间或该第二延迟时间。
本发明中，其中该参考讯号相关于该切换讯号。
本发明中，其中该导通侦测电路侦测该功率开关的该导通时间，该导通时间小于一时间门坎且该回授讯号高于一临界讯号表示该电源供应器短路，该延迟电路依据该短路讯号计数该第一延迟时间；该导通时间大于该时间门坎且该回授讯号高于该临界讯号表示该电源供应器开回路，该延迟电路依据该短路讯号计数该第二延迟时间，该第一延迟时间短于该第二延迟时间。
本发明中，其中该导通侦测电路包含：
一锯齿讯号产生电路，该锯齿讯号产生电路依据该功率开关的该导通时间产生一锯齿讯号；
一比较器，该比较器比较该锯齿讯号与一门坎讯号，以产生一周期讯号；以及
一计数电路，依据一触发讯号与该周期讯号进行计数，并产生该短路讯号。
本发明中，其更包含：
一振荡器，该振荡器产生一基本脉波讯号；以及
一除频器，该除频器接收该基本脉波讯号并除频该基本脉波讯号，以产生一第一脉波讯号与一第二脉波讯号；
其中，该延迟电路依据该短路讯号选择该第一脉波讯号或该第二脉波讯号，以依据该第一脉波讯号或该第二脉波讯号计数该第一延迟时间或该第二延迟时间。
本发明中，其更包含：
一振荡器，该振荡器产生一频率讯号，该讯号产生电路依据该频率讯号产生该切换讯号。
本发明中，其更包含：
一回授侦测电路，该回授侦测电路依据该电源供应器的该回授讯号产生一拉高讯号，该延迟电路依据该拉高讯号与该短路讯号计数该第一延迟时间或该第二延迟时间。
本发明中，其中该回授侦测电路更依据该回授讯号与一临界讯号产生该拉高讯号。
本发明中，更包含：
一重置电路，该重置电路依据该电源供应器的一电流讯号、一功率限制讯号与该回授讯号产生一清除讯号，以截止该切换讯号。
本发明具有的有益效果：本发明所述的具有开回路保护与短路保护的电源供应器包含：一变压器、一功率开关、一讯号产生电路、一导通侦测电路与一延迟电路。其中，变压器接收一输入电压用于产生一输出电压。功率开关耦接变压器并切换变压器以调整输出电压。讯号产生电路产生一切换讯号以控制功率开关的切换。导通侦测电路侦测功率开关的一导通时间，以产生一短路讯号。延迟电路依据短路讯号与电源供应器的一回授讯号产生一截止讯号。截止讯号控制讯号产生电路拴锁切换讯号。导通侦测电路侦测功率开关的导通时间，判断电源供应器为短路或者开回路以产生短路讯号。延迟电路依据短路讯号决定计数第一延迟时间或第二延迟时间。如此，延迟电路在不同状况(短路或开回路)计数不同延迟时间之后，即产生截止讯号以控制讯号产生电路拴锁切换讯号，使电源供应器尽速进行适当保护。
附图说明
图1是现有技术具有开回路保护的电源供应器的电路图；
图2是本发明的第一实施例具有开回路保护与短路保护的电源供应器的电路图；
图3是本发明的导通侦测电路的电路图的一实施例；
图4是本发明的确认电路的电路图的一实施例；
图5是本发明的延迟电路的电路图的一实施例；
图6A与图6B是本发明的具有开回路保护与短路保护的电源供应器的波形图；以及
图7是本发明的第二实施例具有开回路保护与短路保护的电源供应器的电路图。
【图号对照说明】
10     讯号产生电路                    101      逻辑电路
103    正反器                          105      逻辑电路
12     振荡器                          14       重置电路
144    逻辑电路                        146      功率限制比较器
148    PWM比较器                       16       回授侦测电路
18     延迟电路                        19       延迟电路
192    正反器                          194      正反器
195    正反器                          196      反相器
197    或门                            198      第一开关
199    第二开关                        20       驱动电路
30     导通侦测电路                    301      反相器
302    电流源                          303      晶体管
304    电容                            305      比较器
306    正反器                          307      正反器
40     确认电路                        401      正反器
402    正反器                          50       除频器
CO     输出电容                        CLK      基本脉波讯号
CLR    清除讯号                        CNTR     回授控制讯号
DO     输出整流器                      FCLK     第一脉波讯号
IP     一次侧切换电流                  NP       一次侧绕组
NS     二次侧绕组                      PLS      频率讯号
Q1     功率开关                        RPH      拉高电阻
RS     电流感测电阻                    SCLK     第二脉波讯号
SDUTY  周期讯号                        SOFF     截止讯号
SOL    短路讯号                        SPCK     输出讯号
SPH    拉高讯号                        SSEL     选择讯号
T1     变压器                          TDL      第二延迟时间
TDS    第一延迟时间                    VCC      供应电压
VCS    电流讯号                        VFB      回授讯号
VG     驱动讯号                        VIN      输入电压
VLIMT  临界讯号                        VLMT     功率限制讯号
VO     输出电压                        VPWM     切换讯号
VSAW   锯齿讯号                        VTH      门坎讯号
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
请参阅图2，其是本发明具有开回路保护与短路保护的电源供应器的第一实施例的电路图。本发明除了图1所示的现有技术之外，增加了导通侦测电路30、确认电路40与除频器50。导通侦测电路30接收驱动讯号VG或切换讯号VPWM，以侦测功率开关Q1的导通时间，并产生短路讯号SOL。此外，导通侦测电路30更接收振荡器12输出的频率讯号PLS。短路讯号SOL提供至确认电路40。确认电路40依据短路讯号SOL与参考讯号产生选择讯号SSEL。其中，参考讯号可为切换讯号VPWM，或相关于切换讯号VPWM的驱动讯号VG或频率讯号PLS。频率讯号PLS来自振荡器12，并与驱动讯号VG同步产生。
电源供应器发生短路时，输出电流会上升而输出电压VO会下降。由于输出电压VO与输入电压VIN、一次侧绕组NP与二次侧绕组NS的匝数比、功率开关Q1的导通时间成正比，且输入电压VIN与匝数比为固定值。所以，输出电压VO下降，即表示功率开关Q1的导通时间缩短。换句话说，当回授讯号VFB的准位大于临界讯号VLIMT及侦测电路16产生高准位的拉高讯号SPH时，且导通侦测电路30侦测功率开关Q1的导通时间短于预设的一时间门坎，表示电源供应器发生短路。另外，当侦测电路16产生高准位的拉高讯号SPH时，若功率开关Q1的导通时间持续高于预设的时间门坎，表示电源供应器开回路。本发明利用导通侦测电路30侦测功率开关Q1的导通时间，并确认短路状态发生。另外利用确认电路40确认上述开回路状态发生。确认电路40耦接导通侦测电路30并接收短路讯号SOL与参考讯号，以确认功率开关Q1的导通时间持续高于预设的时间门坎，并产生选择讯号SSEL。
延迟电路19耦接侦测电路16与确认电路40，并接收拉高讯号SPH与选择讯号SSEL。延迟电路19会依据高准位的拉高讯号SPH与选择讯号SSEL在预设的第一延迟时间或第二延迟时间之后，产生截止讯号SOFF。讯号产生电路10将依据截止讯号SOFF栓锁切换讯号VPWM，以进行短路保护或开回路保护。由于拉高讯号SPH的准位决定于回授讯号VFB的准位，所以延迟电路19即依据回授讯号VFB开始计数，以驱使讯号产生电路10进行短路保护或开回路保护。其中，第一延迟时间短于第二延迟时间；第一延迟时间对应于短路保护，而第二延迟时间对应于开回路保护。由于确认电路40是依据短路讯号SOL产生选择讯号SSEL，以决定延迟电路19计数到预设的第一延迟时间或第二延迟时间之后产生截止讯号SOFF，所以延迟电路19是依据短路讯号SOL决定计数到第一延迟时间或第二延迟时间之后，进行开回路保护或者短路保护。
除频器50耦接振荡器12并接收振荡器12产生的基本脉波讯号CLK。除频器30除频基本脉波讯号CLK以产生第一脉波讯号FCLK与第二脉波讯号SCLK。第一脉波讯号FCLK的频率高于第二脉波讯号SCLK的频率，即第一脉波讯号FCLK的周期短于第二脉波讯号SCLK的周期。第一脉波讯号FCLK与第二脉波讯号SCLK被传送至延迟电路19，延迟电路19依据选择讯号SSEL选择第一脉波讯号FCLK或第二脉波讯号SCLK为时间基准(time base)进行计数第一延迟时间或者第二延迟时间。
请参阅图3，是本发明的导通侦测电路的电路图的实施例。如图所示，导通侦测电路30包含锯齿讯号产生电路、比较器305与计数电路。其中，锯齿讯号产生电路包含反相器301、电流源302、晶体管303与电容304。锯齿讯号产生电路依据功率开关Q1的导通时间产生锯齿讯号VSAW。反相器301的输入端接收驱动讯号VG或切换讯号VPWM。反相器301的输出端耦接晶体管303的闸极，以控制晶体管303导通与截止。晶体管303的源极耦接于接地端。电流源302耦接于供应电压VCC与电容304的一端之间，以用于对电容304充电。电容304的另一端则耦接于接地端。晶体管303的汲极耦接于电容304，以用于对电容304放电。
驱动讯号VG或切换讯号VPWM致能时，反相器301截止晶体管303，电流源302对电容304充电。驱动讯号VG或切换讯号VPWM禁能时，反相器301导通晶体管303，且电容304放电。如此，锯齿讯号VSAW即产生于电容304。由于驱动讯号VG或切换讯号VPWM的致能的时间相对于功率开关Q1的导通时间，换言之，锯齿讯号产生电路是依据功率开关Q1的导通时间产生锯齿讯号VSAW。比较器305的负输入端与正输入端分别接收锯齿讯号VSAW与门坎讯号VTH，以比较锯齿讯号VSAW与门坎讯号VTH比较器305的输出端产生周期讯号SDUTY。
如图6A所示，锯齿讯号VSAW小于门坎讯号VTH时，周期讯号SDUTY的准位为高准位。锯齿讯号VSAW大于门坎讯号VTH时，周期讯号SDUTY的准位为低准位。换言之，当功率开关Q1的导通时间短，锯齿讯号VSAW即会低于门坎讯号VTH，且周期讯号SDUTY的准位为高准位。当功率开关Q1的导通时间长，锯齿讯号VSAW即会高于门坎讯号VTH，且周期讯号SDUTY的准位为低准位。门坎讯号VTH的准位是时间门坎。周期讯号SDUTY的准位为高准位，即表示功率开关Q1的导通时间低于时间门坎。周期讯号SDUTY的准位为低准位，即表示功率开关Q1的导通时间高于时间门坎。
计数电路包含正反器306与307。计数电路用以确认功率开关Q1的导通时间并非电源供应器的误动作而短暂低于时间门坎。正反器306与307的频率端CK接收触发讯号以进行计数。触发讯号为驱动讯号VG、切换讯号VPWM或频率讯号PLS。正反器306的输入端D接收供应电压VCC。正反器307的输入端D耦接至正反器306的输出端Q。正反器307的反相输出端/Q产生短路讯号SOL。另外，正反器306与307的重置端R共同耦接至比较器305的输出端，用以接收周期讯号SDUTY。
因此，当功率开关Q1的导通时间小于时间门坎而周期讯号SDUTY为高准位时，正反器306与307不被重置。计数电路依据驱动讯号VG、切换讯号VPWM或频率讯号PLS进行计数。计数电路计数一预设时间之后，即产生低准位的短路讯号SOL。当功率开关Q1的导通时间高于时间门坎而周期讯号SDUTY为低准位时，正反器306与307将被重置，短路讯号SOL的准位为高准位。若回授讯号VFB高于临界讯号VLIMT(参阅图2)，且短路讯号SOL的准位为低准位，即表示电源供应器短路。若回授讯号VFB高于临界讯号VLIMT，且短路讯号SOL的准位为高准位，即表示电源供应器开回路。
请参阅图4，其是本发明的确认电路的电路图的实施例。如图所示，确认电路40包含正反器401与402。确认电路40用于依据短路讯号SOL确认功率开关Q1的导通时间持续高于时间门坎，而非电源供应器的误动作而短暂高于时间门坎。正反器401与402的频率端CK接收驱动讯号VG、切换讯号VPWM或频率讯号PLS，以依据驱动讯号VG、切换讯号VPWM或频率讯号PLS进行计数。正反器401的输入端D接收供应电压VCC。正反器402的输入端D耦接至正反器401的输出端Q。正反器402的输出端Q产生选择讯号SSEL。另外，正反器401与402的重置端R接收短路讯号SOL。
当功率开关Q1的导通时间小于时间门坎而短路讯号SOL的准位为低准位，正反器401与402将被重置，选择讯号SSEL的准位为低准位。当功率开关Q1的导通时间大于时间门坎而短路讯号SOL的准位为高准位时，正反器401与402不被重置，而依据驱动讯号VG、切换讯号VPWM或频率讯号PLS进行计数。若在预设的驱动讯号VG、切换讯号VPWM或频率讯号PLS的周期期间，功率开关Q1的导通时间大于时间门坎，即确认功率开关Q1的导通时间持续大于时间门坎。正反器402产生高准位的选择讯号SSEL。
图5是本发明的延迟电路19的电路图的实施例。延迟电路19包含正反器192、194、…195、反相器196、或门197、第一开关198与第二开关199。第一开关198与第二开关199的一端皆耦接除频器50(如图2所示)，以分别接收第一脉波讯号FCLK与第二脉波讯号SCLK。第一开关198与第二开关199的另一端分别耦接或门197的两输入端。第一开关198透过反相器196受控于选择讯号SSEL而传送第一脉波讯号FCLK至或门197。第二开关199直接受控于选择讯号SSEL而传送第二脉波讯号SCLK至或门197。或门197的输出端产生输出讯号SPCK。换句话说，输出讯号SPCK为第一脉波讯号FCLK或第二脉波讯号SCLK。
正反器192的频率端CK连接到或门197的输出端，以接收输出讯号SPCK(第一脉波讯号FCLK或第二脉波讯号SCLK)。正反器192、194、…195的输入端D接收供应电压VCC。正反器194与195的频率端CK耦接至上一级正反器的输出端Q。举例来说，正反器194的频率端CK耦接至正反器192的输出端Q。正反器195的反相输出端/Q产生截止讯号SOFF。另外，正反器192、194、…195的重置端R共同耦接至侦测电路16的输出端(参阅图2)，用以接收拉高讯号SPH。其中，延迟电路19依据第一脉波讯号FCLK进行计数，即为计数第一延迟时间。延迟电路19依据第二脉波讯号SCLK进行计数，即为计数第二延迟时间。换句话说，延迟电路19依据选择讯号SSEL控制第一开关198或第二开关199，以控制正反器192依据第一脉波讯号FCLK或第二脉波讯号SCLK开始运作。所以，延迟电路19依据选择讯号SSEL计数第一延迟时间或第二延迟时间。当第一脉波讯号FCLK的周期短于第二脉波讯号SCLK的周期时，第一延迟时间短于第二延迟时间。
请参考图2，当电源供应器操作正常时，回授信号VFB会低于临界讯号VLIMT。此时，回授侦测电路16的输出端产生低准位的拉高讯号SPH。延迟电路19接收到低准位的拉高讯号SPH后，正反器192、194、…195(参阅图5)将被重置。因此，延迟电路19不进行计数，延迟电路19中最后一级的正反器195的反相输出端/Q直接输出高准位的截止讯号SOFF。换句话说，在电源供应器操作正常时，截止讯号SOFF为高准位，所以讯号产生电路10并不会对切换讯号VPWM进行拴锁。
另外，电源供应器在开回路状态或是短路状态，回授信号VFB的准位都会被拉高到供应电压VCC(高于临界讯号VLIMT)。因此，回授侦测电路16产生高准位的拉高讯号SPH。导通侦测电路30侦测功率开关Q1的导通时间是否大于预设的时间门坎，判断电源供应器为开回路或为短路。当功率开关Q1的导通时间大于时间门坎时，短路讯号SOL的准位为高准位，则表示电源供应器为开回路。此时，透过确认电路40确认功率开关Q1的导通时间持续大于时间门坎。确认电路40将产生高准位的选择讯号SSEL。延迟电路19依据高准位的选择讯号SSEL计数第二延迟时间(延迟电路19依据第二脉波讯号SCLK进行计数)，且在最后一级的正反器195的反相输出端/Q产生低准位的截止讯号SOFF到讯号产生电路10，而对切换讯号VPWM进行拴锁。如此，电源供应器即进行开回路保护。
相反地，当功率开关Q1的导通时间小于时间门坎时，短路讯号SOL的准位为低准位，则表示电源供应器为短路。此时，确认电路40会产生低准位的选择讯号SSEL。延迟电路19依据低准位的选择讯号SSEL计数第一延迟时间(延迟电路19依据第一脉波讯号FCLK进行计数)，以产生低准位的截止讯号SOFF。讯号产生电路10依据低准位的截止讯号SOFF拴锁切换讯号VPWM。如此，电源供应器即进行短路保护。
请参考图6A与图6B，分别为本发明的电源供应器的波形图。请一并参阅第2、3、4图，如图6A所示，当电源供应器操作正常时，回授信号VFB会低于临界讯号VLIMT，且拉高讯号SPH的准位为低准位。延迟电路19将被低准位的拉高讯号SPH重置。因此，延迟电路19不会计数，而直接输出高准位的截止讯号SOFF到讯号产生电路10。切换讯号VPWM不被栓锁，驱动讯号VG即不被栓锁，所以电源供应器保持正常运作。
如图6A所示，驱动讯号VG开始致能时(功率开关Q1导通)，锯齿讯号VSAW的准位即逐渐增加。驱动讯号VG禁能时，锯齿讯号VSAW的准位为低准位。如此，锯齿讯号VSAW即相关于功率开关Q1的导通时间。当锯齿讯号VSAW的准位高于门坎讯号VTH时，周期讯号SDUTY的准位由高准位转为低准位，而短路讯号SOL的准位由低准位转为高准位。当短路讯号SOL的准位转为高准位时，即表示功率开关Q1的导通时间大于时间门坎。
接着，确认电路40依据高准位的短路讯号SOL确认功率开关Q1的导通时间持续高于时间门坎后(即短路讯号SOL的准位转为高准位后一段时间))，即输出高准位的选择讯号SSEL。延迟电路19依据高准位的选择讯号SSEL将改变输出讯号SPCK，由第一脉波讯号FCLK转为第二脉波讯号SCLK，并依据第二脉波讯号SCLK进行计数。换句话说，就是延迟电路19依据短路讯号SOL选择第二脉波讯号SCLK，进行计数。延迟电路19计数到第二延迟时间TDL之后，产生低准位的截止讯号SOFF到讯号产生电路10，以对切换讯号VPWM进行拴锁(即对驱动讯号VG进行拴锁)，进行开回路保护。
另外，如图6B所示，当驱动讯号VG的致能时间短时(功率开关Q1的导通时间短)，锯齿讯号VSAW的准位会低于门坎讯号VTH。此时，周期讯号SDUTY的准位为高准位，即表示功率开关Q1的导通时间小于时间门坎。短路讯号SOL经图3所示的计数电路(包含正反器306与307))依据周期讯号SDUTY计数一段时间后由高准位转为低准位。确认电路40依据低准位的短路讯号SOL输出低准位的选择讯号SSEL。当回授信号VFB高于临界讯号VLIMT，且功率开关Q1的导通时间小于时间门坎，即表示电源供应器为短路。
延迟电路19依据低准位的选择讯号SSEL将改变输出讯号SPCK，由第二脉波讯号SCLK转为第一脉波讯号FCLK(第一脉波讯号FCLK的周期短于第二脉波讯号SCLK的周期)。延迟电路19依据第一脉波讯号FCLK进行计数。换句话说，就是延迟电路19依据短路讯号SOL选择第一脉波讯号FCLK而进行计数。延迟电路19计数到第一延迟时间TDS之后，产生低准位的截止讯号SOFF到讯号产生电路10，以对切换讯号VPWM进行拴锁(即对驱动讯号VG进行拴锁)，以进行短路保护。由于第一脉波讯号FCLK的周期短，所以第一延迟时间TDS短，如此即可在电源供应器短路时，迅速进行短路保护，以避免电源供应器与负载端的应用电路损坏。
图7是本发明的另一实施例的电源供应器的电路图。如图所示，此实施例与第一实施例的差异在于此实施例不具有确认电路40(如图2所示)，且导通侦测电路30是直接连接于延迟电路19。请参考图7，导通侦测电路30输出的短路讯号SOL是传输至延迟电路19，以控制延迟电路19的第一开关198与第二开关199(如图5所示)。所以，此实施例的短路讯号SOL即用于作为第二图的选择讯号SSEL，以选择第一脉波讯号FCLK或第二脉波讯号SCLK。当锯齿讯号VSAW的准位高于门坎讯号VTH时(如图6A所示)，周期讯号SDUTY为低准位且短路讯号SOL为高准位，表示功率开关Q1的导通时间大于时间门坎。高准位的短路讯号SOL即会导通第二开关199(参考图5)，以传送第二脉波讯号SCLK至正反器192，以进行开回路保护。
另外，当锯齿讯号VSAW的准位低于门坎讯号VTH时，周期讯号SDUTY为高准位，短路讯号SOL为低准位，表示功率开关Q1的导通时间小于时间门坎。低准位的短路讯号SOL经由反相器196(如图5所示)会导通第一开关198，以传送第一脉波讯号FCLK至正反器192，以进行短路保护。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种具有开回路保护与短路保护的电源供应器，其特征在于，其包含：
一变压器，该变压器接收一输入电压以产生一输出电压；
一功率开关，该功率开关耦接该变压器并切换该变压器，以调整该输出电压；
一讯号产生电路，该讯号产生电路产生一切换讯号以控制该功率开关的切换；
一导通侦测电路，该导通侦测电路侦测该功率开关的一导通时间，以产生一短路讯号；以及
一延迟电路，该延迟电路依据该电源供应器的一回授讯号与该短路讯号计数一第一延迟时间或一第二延迟时间，以产生一截止讯号至该讯号产生电路，而拴锁该切换讯号；
其中，该短路讯号用以决定计数该第一延迟时间或该第二延迟时间。
2.如权利要求1所述的具有开回路保护与短路保护的电源供应器，其特征在于，其更包含：
一确认电路，该确认电路依据一参考讯号与该短路讯号，而确认该功率开关的该导通时间持续高于一时间门坎并产生一选择讯号，其中，该延迟电路依据该选择讯号决定计数该第一延迟时间或该第二延迟时间。
3.如权利要求2所述的具有开回路保护与短路保护的电源供应器，其特征在于，其中该参考讯号相关于该切换讯号。
4.如权利要求1所述的具有开回路保护与短路保护的电源供应器，其特征在于，其中该导通侦测电路侦测该功率开关的该导通时间，该导通时间小于一时间门坎且该回授讯号高于一临界讯号表示该电源供应器短路，该延迟电路依据该短路讯号计数该第一延迟时间；该导通时间大于该时间门坎且该回授讯号高于该临界讯号表示该电源供应器开回路，该延迟电路依据该短路讯号计数该第二延迟时间，该第一延迟时间短于该第二延迟时间。
5.如权利要求1所述的具有开回路保护与短路保护的电源供应器，其特征在于，其中该导通侦测电路包含：
一锯齿讯号产生电路，该锯齿讯号产生电路依据该功率开关的该导通时间产生一锯齿讯号；
一比较器，该比较器比较该锯齿讯号与一门坎讯号，以产生一周期讯号；以及
一计数电路，依据一触发讯号与该周期讯号进行计数，并产生该短路讯号。
6.如权利要求1所述的具有开回路保护与短路保护的电源供应器，其特征在于，其更包含：
一振荡器，该振荡器产生一基本脉波讯号；以及
一除频器，该除频器接收该基本脉波讯号并除频该基本脉波讯号，以产生一第一脉波讯号与一第二脉波讯号；
其中，该延迟电路依据该短路讯号选择该第一脉波讯号或该第二脉波讯号，以依据该第一脉波讯号或该第二脉波讯号计数该第一延迟时间或该第二延迟时间。
7.如权利要求1所述的具有开回路保护与短路保护的电源供应器，其特征在于，其更包含：
一振荡器，该振荡器产生一频率讯号，该讯号产生电路依据该频率讯号产生该切换讯号。
8.如权利要求1所述的具有开回路保护与短路保护的电源供应器，其特征在于，其更包含：
一回授侦测电路，该回授侦测电路依据该电源供应器的该回授讯号产生一拉高讯号，该延迟电路依据该拉高讯号与该短路讯号计数该第一延迟时间或该第二延迟时间。
9.如权利要求8所述的具有开回路保护与短路保护的电源供应器，其特征在于，其中该回授侦测电路更依据该回授讯号与一临界讯号产生该拉高讯号。
10.如权利要求1所述的具有开回路保护与短路保护的电源供应器，其特征在于，更包含：
一重置电路，该重置电路依据该电源供应器的一电流讯号、一功率限制讯号与该回授讯号产生一清除讯号，以截止该切换讯号。
CN2010105353232A 2010-11-01 2010-11-01 具有开回路保护与短路保护的电源供应器 Expired - Fee Related CN102055310B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010105353232A CN102055310B (zh) 2010-11-01 2010-11-01 具有开回路保护与短路保护的电源供应器
US13/283,907 US8665621B2 (en) 2010-11-01 2011-10-28 Power supply with open-loop protection and short-circuit protection

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010105353232A CN102055310B (zh) 2010-11-01 2010-11-01 具有开回路保护与短路保护的电源供应器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102055310A CN102055310A (zh) 2011-05-11
CN102055310B true CN102055310B (zh) 2013-09-11

Family

ID=43959354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010105353232A Expired - Fee Related CN102055310B (zh) 2010-11-01 2010-11-01 具有开回路保护与短路保护的电源供应器

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8665621B2 (zh)
CN (1) CN102055310B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8526202B2 (en) * 2009-10-22 2013-09-03 Bcd Semiconductor Manufacturing Limited System and method for synchronous rectifier
CN101789681B (zh) * 2010-03-01 2012-08-29 崇贸科技股份有限公司 具有开回路保护的电源供应器
US20140136874A1 (en) * 2012-11-15 2014-05-15 Broadcom Corporation Low latency discovery for power over ethernet
CN103944355B (zh) * 2014-03-26 2016-03-02 辉芒微电子（深圳）有限公司 一种基于cs短路保护电路的恒流开关电源
CN105322771B (zh) * 2014-08-04 2018-02-23 帝奥微电子有限公司 短路保护电路
JP6481407B2 (ja) * 2015-02-19 2019-03-13 ミツミ電機株式会社 電源制御用半導体装置
US10193455B2 (en) * 2016-08-19 2019-01-29 Semiconductor Components Industries, Llc Resonant capacitor stabilizer in resonant converters
WO2020242440A1 (en) * 2019-05-24 2020-12-03 Power Integrations, Inc. Switching delay for communication
CN112491005B (zh) * 2020-11-05 2023-07-21 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 一种“28v/开”输出接口电路的可恢复快速保护电路
US20220285957A1 (en) * 2021-03-08 2022-09-08 Google Llc Cell Fault Detection in Batteries with Parallel Cells

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101267157A (zh) * 2007-03-16 2008-09-17 崇贸科技股份有限公司 用于功率转换器电流侦测端之短路保护的控制电路
CN101325373A (zh) * 2007-06-14 2008-12-17 崇贸科技股份有限公司 用于补偿最大输出功率的电源转换器及其脉宽调变控制器

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9626512D0 (en) * 1996-12-20 1997-02-05 Gyrus Medical Ltd An improved electrosurgical generator and system
US6462971B1 (en) * 1999-09-24 2002-10-08 Power Integrations, Inc. Method and apparatus providing a multi-function terminal for a power supply controller
US6944034B1 (en) * 2003-06-30 2005-09-13 Iwatt Inc. System and method for input current shaping in a power converter
DE602005012293D1 (de) * 2004-09-28 2009-02-26 Nxp Bv Strombetriebener gleichspannungswandler
US7724547B1 (en) * 2006-09-15 2010-05-25 Iwatt Inc. Compensating on-time delay of switching transistor in switching power converters

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101267157A (zh) * 2007-03-16 2008-09-17 崇贸科技股份有限公司 用于功率转换器电流侦测端之短路保护的控制电路
CN101325373A (zh) * 2007-06-14 2008-12-17 崇贸科技股份有限公司 用于补偿最大输出功率的电源转换器及其脉宽调变控制器

Also Published As

Publication number Publication date
US8665621B2 (en) 2014-03-04
CN102055310A (zh) 2011-05-11
US20120106205A1 (en) 2012-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102055310B (zh) 具有开回路保护与短路保护的电源供应器
CN108933533B (zh) 非互补有源钳位反激变换器的控制器
CN101202511B (zh) 用于谐振功率转换器的同步整流电路
KR102271078B1 (ko) 스위치 제어 회로 및 이를 포함하는 전력 공급 장치
CN103368143B (zh) 电流型开关电源过功率保护电路
CN101355306B (zh) 用于功率转换器的同步整流电路与方法
CN102790542B (zh) 同步整流控制电路、变换器和同步整流控制方法
CN101783604B (zh) 离线式功率转换器的同步整流电路及同步整流方法
CN104300795A (zh) 一种反激变换器及其控制方法
CN103683954A (zh) 主动箝制电路
CN101789681B (zh) 具有开回路保护的电源供应器
CN102355145A (zh) 功率转换器的控制电路
CN103780064A (zh) 具备副边反馈电流检测的开关电源控制电路
CN102801318A (zh) 谐振式功率转换器的控制电路与控制方法
CN109298223A (zh) 一种输出电压检测电路
CN106374751B (zh) 一种同步整流控制芯片
CN106452086B (zh) 一种同步整流控制电路
CN110829383B (zh) 一种双绕组副边反馈开关电源多模式保护电路
CN101662215A (zh) 电源管理接口
CN109286333B (zh) 用于脉冲功率系统的充电、回收及控制电路及其工作方法
CN102280908B (zh) 外差斜率的频率产生模式用于电源供应器的轻重载切换
CN106452087B (zh) 一种同步整流控制电路的整流方法
CN103269165B (zh) 功率转换器的切换式控制电路
CN114337295B (zh) 一种同步整流芯片及其控制端接地保护电路及开关电源
CN101867310A (zh) 同步整流电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130911

Termination date: 20211101