CN102185284A - 变换装置保护方法、变换装置以及保护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变换器的保护方法，其包括以下步骤：检测交流信号，当交流信号异常时，根据异常交流信号产生启动信号；根据启动信号产生控制信号；以及根据控制信号控制变换装置中的至少一同步整流功率开关。此外，本发明还公开了一种变换装置。采用本发明所述的技术方案可避免当交流信号异常时，可能导致的二极管烧毁问题，并且可确保交直流变换器仍然可以在二极管整流模式下继续工作，维持给负载的持续供电。

Description

变换装置保护方法、变换装置以及保护装置
技术领域
本发明涉及一种保护方法，且特别涉及一种变换器的保护方法。
背景技术
在科学技术高速发展的今天，越来越多的电源产品朝着高效率(High efficiency)，高功率密度(High power density)，高可靠性(High reliability)和低成本(low cost)的方向发展。
为减少电源谐波对电网的干扰，降低电网噪声，AC/DC变换器中的功率原素校正(Power Factor Correction，PFC)电路在通讯电源，服务器电源，民用电源，航空电源等领域得到了广泛的应用。
元器件的进步和拓扑的发展为变换器提供了具有更高效率的机会，而无桥PFC技术、同步整流技术以及碳化硅器件的应用在提升PFC的效率方面有着显著的效果。特别是同步整流技术，能够很好的降低二极管导通压降带来的损耗，然而这需要可靠的控制方法，以保证同步整流开关动作时不会降低电源的可靠性，且不会带来额外的损坏。
在一般的变换器保护装置结构框图中，交流信号通过输入滤波器后，将交流信号送到变换器，而变换器将交流信号变换为直流信号，提供给用电设备。变换器保护装置包括采样和保护电路，其中采样电路用来采集电路中的异常信号，送给保护电路，通过和参考电压的比较触发保护电路，在电路发生异常的时候，将变换器中的驱动关闭，以达到保护变换器的目的。然而在一些负载需要持续供电的场合，不允许因交流信号的异常变化而关闭变换器。
由此可见，上述现有的方式，显然仍存在不便与缺陷，而有待加以进一步的改进。为了解决上述问题，相关领域莫不费尽心思来谋求解决之道，但长期以来一直未出现适当的方法。因此，如何能避免变换器保护装置在交流信号发生异常时需要关闭变换器的问题，是当前重要研发课题之一，也成为当前相关领域亟需改进的目标。
发明内容
本发明内容之一的目的是提供一种变换器保护方法，以改善变换器在交流信号发生异常时，需要关闭变换器的问题。
为达到上述目的，本发明的内容之一是关于一种变换器的保护方法。该变换器(或称为变换装置)保护方法包括以下步骤：检测交流信号，当交流信号异常时，根据异常交流信号产生启动信号；根据启动信号产生控制信号；以及根据控制信号控制变换装置中的至少一同步整流功率开关。
根据本发明的一实施例，变换装置的保护方法还包括以下步骤：产生驱动信号以驱动同步整流功率开关；以及根据控制信号停止产生驱动信号，以关闭同步整流功率开关。
根据本发明的另一实施例，根据启动信号产生控制信号的步骤是：将启动信号与参考电压进行比较以产生控制信号。
根据本发明的再一实施例，根据控制信号控制同步整流功率开关的步骤是：根据控制信号关闭同步整流功率开关。
根据本发明的又一实施例，变换装置的保护方法还包括以下步骤：对交流信号进行放大处理。
根据本发明的另再一实施例，交流信号是变换装置的前级电路的交流信号。
为实现上述发明目的，本发明的内容之一是关于一种保护装置。该保护装置包括检测电路以及保护电路。检测电路用于检测交流信号，当交流信号异常时，根据异常交流信号产生启动信号。保护电路用于接收启动信号，根据启动信号产生控制信号，其中在变换装置中的至少一同步整流功率开关根据控制信号来控制。
根据本发明的一实施例，交流信号是变换装置的前级电路的交流信号。
根据本发明的另一实施例，保护装置还包括驱动电路。驱动电路用于产生驱动信号以驱动同步整流功率开关，并用于接收控制信号，根据控制信号停止产生驱动信号，以关闭同步整流功率开关。
根据本发明的又一实施例，保护电路还包括放大电路。放大电路电性耦接检测电路，用于接收交流信号，对交流信号进行放大处理，并将经过放大的交流信号提供给检测电路。
根据本发明的另再一实施例，保护电路包括比较电路，比较电路用来对启动信号与参考电压进行比较，以输出控制信号。
根据本发明的另又一实施例，检测电路包括选自由变流器检测电路、电阻采样检测电路、霍尔感应器采样检测电路与光耦采样检测电路所组成的群组中的一电路。
为到达上述发明目的，本发明的内容之一是关于一种变换装置。变换装置包括前级电路、交流直流变换器以及保护装置。前级电路用于对交流信号进行前置处理。交流直流变换器电性耦接于前级电路，并用于将交流信号转换为直流信号。
交流直流变换器包括若干个二极管以及至少一同步整流功率开关。若干个二极管配置为将交流信号转换为直流信号。每一功率开关与任一二极管并联配置。保护装置包括检测电路以及保护电路。检测电路电性耦接于前级电路，用于检测交流信号，当交流信号异常时，根据异常交流信号产生启动信号。保护电路电性耦接于交流直流变换器以及检测电路，用于接收启动信号，根据启动信号产生控制信号，其中同步整流功率开关是根据控制信号来控制的。
根据本发明的一实施例，前级电路包括滤波电路。滤波电路用于对交流信号进行滤波。
根据本发明的另一实施例，功率开关根据交流信号的频率进行开关。
根据本发明的再一实施例，变换装置还包括驱动电路。驱动电路用于产生驱动信号以驱动同步整流功率开关，并用于接收控制信号，并根据控制信号停止产生驱动信号，以关闭同步整流功率开关。
根据本发明的另再一实施例，变换装置还包括放大电路。放大电路电性耦接检测电路，用于接收交流信号，并对交流信号进行放大处理，并为检测电路提供经过放大的交流信号。
根据本发明的另又一实施例，保护电路包括比较电路，比较电路用于将启动信号与参考电压进行比较，以输出控制信号。
根据本发明的再另一实施例，检测电路是包括选自由变流器检测电路、电阻采样检测电路、霍尔感应器采样检测电路与光耦采样检测电路所组成的群组中的一电路。
因此，根据本发明的技术内容，本发明提供了一种变换装置的保护方法以及变换装置，用于改善变换装置在交流信号发生异常时，需要关闭变换装置的问题。采用该技术方案可避免交流信号异常时，可能导致的二极管烧毁问题，并且可确保交直流变换器在二极管整流模式下仍然可以继续工作，维持给负载的持续供电。
附图说明
图1是本发明的一实施例中的一种变换装置的电路方块图。
图2是本发明图1所示的一种变换装置的电路示意图。
图3A是本发明另一实施例中的一种变换装置的电路示意图。
图3B是本发明图3A所示的一种变换装置的控制波形示意图。
图4A是本发明再一实施例中的一种交流信号产生负相突变的示意图。
图4B是本发明再一实施例中的一种交流信号产生正相突变的示意图。
图4C是本发明再一实施例中的一种交流信号产生频率变化的示意图。
图4D是本发明再一实施例中的一种交流信号在零交越点产生断电的示意图。
图5是本发明另再一实施方式中的一种交流信号发生突变时，电容上电压和电流的变化关系示意图。
图6是本发明图1所示的一种保护装置的电路方块示意图。
图7A是本发明另又一实施方式中的一种变流器检测电路示意图。
图7B是本发明另又一实施方式中的一种电阻采样检测电路示意图。
图7C是本发明另又一实施方式中的一种霍尔感应器采样检测电路示意图。
图7D是本发明另又一实施方式中的一种光耦采样检测电路示意图。
图8是本发明再另一实施方式中的一种比较电路示意图。
图9A是本发明图1所示的一种变换装置的输入输出波形示意图。
图9B是本发明图1所示的的一种变换装置的输入输出波形示意图。
图9C是本发明图1所示的一种变换装置的输入输出波形示意图。
图10是本发明又另一实施方式中的一种无桥功率因素校正电路的示意图。
图11是本发明又再一实施方式的一种无桥功率因素校正电路的示意图。
图12是本发明另再一实施方式中的一种无桥功率因素校正电路的示意图。
图13是本发明另又一实施方式中的一种无桥功率因素校正电路的示意图。
图14是本发明再另一实施方式中的一种变换装置的电路示意图。
图15是本发明再又一实施方式中的一种变换装置的保护方法的流程图。
图16是本发明又另一实施方式中一种变换装置的保护方法的流程图。
【说明书附图标号说明】
100：变换装置
110：前级电路
120：交流直流变换器
130：保护装置
132：检测电路
134：保护电路
136：驱动电路
140：放大电路
1510～1540：步骤
1610～1650：步骤
具体实施方式
为了使本发明内容的叙述更加详尽与完备，可参照所附的说明书附图及以下所述各种实施例，说明书附图中相同的号码代表相同或相似的组件。但所提供的实施例并非用于限制本发明所涵盖的范围，且结构运作的描述非用用于限制其执行的顺序，任何由组件重新组合的结构，产生具有均等功效的装置，均为本发明所涵盖的范围。其中各附图仅以说明为目的，并未根据原尺寸作图。另一方面，众所周知的组件与步骤并未在实施例中进行描述，以避免对本发明造成不必要的限制。
图1是根据本发明一实施例绘制的一种变换装置100的电路方块图。变换装置100包括前级电路110、交流直流变换器120以及保护装置130。
前级电路110用于对交流信号进行前置处理。交流直流变换器120电性耦接于前级电路110，并用于将交流信号转换为直流信号。保护装置130电性耦接于前级电路110，用于检测交流信号，并对交流信号进行处理以产生驱动信号。
在任意一实施例中，交流信号是交流电压信号或交流电流信号。
图2是如1所示的一种变换装置100的电路示意图。为了让本发明更容易理解，本文在此示例性地绘制了变换装置100的电路示意图，其并非用于限定本发明，本领域内的普通技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可以根据实际需要来配置变换装置100。
如图2所示，前级电路110用于对交流信号进行前置处理。交流直流变换器120包括若干个二极管(例如D1～D4)以及至少一同步整流功率开关(例如Q1与Q2，其中Q1与Q2可为金氧半场效应晶体管(MOSFET))。若干个二极管配置为桥式整流电路，从而将交流信号转换为直流信号。每一同步整流功率开关各自与任一前述二极管并联配置。
具体来说，前级电路110为滤波电路，用于对交流信号进行滤波。标号D1、D2、D3以及D4表示整流二极管，其中D1～D4根据交流信号的频率来做切换。一般而言，二极管的导通压降为定值(约0.6V～1V)，其功率耗损会随着电流的增加而变大。
为了降低功率损耗，需要采用功率开关(例如：MOSFET)与二极管并联，这是由于功率开关的技术越来越成熟，其等效导通电阻逐渐降低，当二极管并联功率开关时，一旦二极管导通，功率开关也随即导通，这时电流会流过等效电阻较小的功率开关，进而降低电流支路上的压降，达到减少功率损耗的目的，因此功率开关又称为同步整流功率开关。此外，在二极管关闭时，功率开关将同时被关闭，这时电路又回到二极管整流模式，上述原理即为同步整流技术。此外，在功率开关导通后，其是由如图1所示的保护装置130产生驱动信号来控制功率开关的开启与关闭的。
如图2所示，功率开关Q1与Q2是同步整流功率开关(例如：MOSFET)，其中，功率开关Q1与二极管D2并联，而功率开关Q2与二极管D4并联。在对成本要求比较高的电路中，可以根据需要只并联一个或两个功率开关。为了简化电路以及不增加太多成本，可以如图2所示，仅在二极管D2与D4上并联功率开关Q1与Q2。
然而，在一些对效率要求较高的电路中，得在每个二极管上都并联一个功率开关，或是在一个二极管上并联多个功率开关。其并非用于限定本发明，本领域内的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可以根据实际需要来配置功率开关以及二极管。
由于二极管是被动组件，而功率开关是主动组件，同步整流技术需要可靠的保护方法，才能确保在二极管上并联的功率开关不会发生控制上的错误，仍能保证电路的可靠运作。因此，本发明提出了变换装置100以及变换装置的保护方法，将在下文中详述。
首先，本文将先行介绍采用同步整流技术的变换器在交流信号正常以及交流信号异常时的状况，而后介绍本发明所提出的变换装置100以及变换装置的保护方法，以及如何克服交流信号异常时所造成的问题。
图3A是本发明另一实施例中一种变换装置的电路示意图。图3B是图3A所示的一种变换装置的控制波形示意图。
请同时参照图3A和图3B，以下的功率开关将以MOSFET为例来进行说明。图3B为交流信号正常的情况下，同步整流二极管的控制方法：在检测交流信号且在整流二极管导通后，对应的MOSFET的VDS电压降低到二极管的正向压降时，对应的MOSFET也会被导通，此时，Vac交流信号只要在正Vth到负Vth区间内将对应的两个同步整流二极管都关闭，即可完成正常的控制方法。
然而，在交流信号变化很快的状况下，例如突波(surge)或雷击的状况，往往在几纳秒的时间内就将交流信号转相，如图4A～图4D图所示，其显示了本发明的再一实施例中各种导致交流信号异常的状况。
如图3A所示，当AC电压在正半周工作时，按照图3B的同步整流工作原理，功率开关Q1以及Q4开通，以降低二极管压降、减少损耗。然而，若在此时发生如图4A～图4D所示的交流信号突变，由于交流信号突变的速度只有几纳秒，因此，当同步整流的驱动还未关闭功率开关Q1以及Q4时，从图4A～图4D中可以看出，交流信号已经反向，电流会自然流过D3以及D2，造成桥壁短路，瞬间的大电流就会烧毁D2以及D3。因此，仅根据VDS电压的变化来开启与关闭MOSFET，在遇到上述交流信号异常的状况下，将不足以保护整流二极管。
因此，需要增加如图1与图2所示的保护装置130，在交流信号发生异常的情况下，检测前级电路中电容的交流信号变化，在交流信号还未翻转到负的情况下，将Q1与Q4提前关闭，使得变换装置回复到二极管整流状态，而此时主电路仍然可以继续工作。
请一并参见图1与图2，本发明提出一种变换装置100，用于保护交直流变换器120中的整流二极管。
在操作上，本发明实施例可利用保护装置130检测交流信号的异常，一旦发生异常，保护装置130会产生驱动信号来将同步整流功率开关关闭(如图2所示的Q1以及Q2)，而不关闭交直流变换器120(或是其中的整流二极管)，从而给负载维持持续供电。
本发明的实施例包括三个主要技术内容：第一是检测交流信号的异常；第二是提出一种保护装置130，它用来关闭根据输入交流信号的频率做开关动作且与二极管并联的同步整流功率开关；第三在保护装置130在接收到异常交流信号时，仅关闭与二极管并联的同步整流功率开关，而使得交直流变换器120仍然可在二极管整流模式下工作，使得变换装置100能够持续提供能量给负载。
首先是检测交流信号的突变，为了能尽快的反应交流信号的突变，举例而言，本发明所述的检测变换装置100中，按照输入交流信号频率做开关动作的二极管之前的电容上的电流，这是由于电容电压的变化率低于电容电流，在交流信号发生异常后，首先反应出交流信号异常的是电容的电流，异常信号触发保护装置130立即动作，保护交直流变换器120不损坏。
图5是显示了在本发明另再一实施例中的一种于交流信号发生突变时，前述电容上的电压和电流的变化关系示意图。由图5可以看出电容电压的变化率低于电容电流。
如图5所示，在t0时输入交流信号发生突变，电容上的电压也和输入交流信号一起突变，电压快速降低。然而，如图所示，当电容电压还在降低的过程中，电容电流已经快速降低到负值，电压下降的斜率越大，负值越低。本发明实施例可示例性地检测电容变化的电流来关闭交直流变换器120中的同步整流功率开关。
图6是本发明图1所示的一种保护装置130的电路方块示意图。在本实施例中，保护装置130包括检测电路132以及保护电路134。检测电路132电性耦接于前级电路110，用于检测交流信号，当交流信号异常时，根据异常交流信号以产生启动信号。保护电路134电性耦接于交流直流变换器120以及检测电路132，用于接收启动信号，根据启动信号产生控制信号，其中同步整流功率开关是根据控制信号来控制的。
在任选的一实施例中，保护装置130还包括驱动电路136。在此需要说明的是，本发明实施例可选择性地采用驱动电路136，当本发明实施例未采用驱动电路136时，同步整流功率开关是根据控制信号来控制其开启与关闭的。另外，当本发明实施例采用驱动电路136时，其作动方式如下所述。
举例来说，驱动电路136用于产生驱动信号以驱动同步整流功率开关，并可用于接收控制信号，根据控制信号停止产生驱动信号(例如产生PWM信号)，以关闭交流直流变换器120中的同步整流功率开关。
在操作上，检测电路132可如图7A～7D图所示，分别为变流器(current transformer，CT)检测电路、电阻采样检测电路、霍尔感应器采样检测电路或光耦采样检测电路。一旦检测电路132检测到异常交流信号，检测电路132会输出启动信号，保护电路134接收到启动信号后，根据启动信号产生控制信号，其中同步整流功率开关根据控制信号来进行控制。
在另一实施例中，一旦检测电路132检测到异常交流信号，检测电路132会根据异常交流信号输出启动信号，保护电路134接收到启动信号后，经过保护电路134对启动信号与参考电压的比对后，输出控制信号。
举例而言，当保护电路134接收到启动信号后，会根据启动信号输出控制信号来将驱动电路136关闭，进而停止产生驱动信号(例如：PWM信号)来关闭同步整流功率开关。
在制作上，保护电路134可以通过如图8所示的电路来实现，其中R1为输入电阻，R2为回授电阻，R1、R2以及比较器COMP构成滞环保护电路，可以避免保护动作在零界点附近做临界震荡。比较器COMP用于接收启动信号并与参考电压进行比较以输出控制信号(例如：PWM信号)，比较器COMP得以输出控制信号以关闭交流直流变换器120中的同步整流功率开关。
此外，如图7A～7D图所示，变换装置100可包括放大电路140。如图所示，放大电路140可根据实际需要而配置在保护装置130之外，并电性耦接检测电路132，用于接收交流信号，并对交流信号进行放大处理，并为检测电路132提供经过放大的交流信号。如此一来，可将交流信号的差异放大，有利于提高后续对交流信号进行检测的准确度，进而提升本发明所述的变换装置100的保护方法的可靠度。
在一任选的实施例中，可根据实际需要而将放大电路140配置于保护装置130之内。
具体而言，检测电路132所检测的交流信号可以是交流直流变换器120中二极管之前的电容上的交流信号，例如交流信号可以是前级电路中电容或电感的交流信号，或者是交流直流变换器120最前端的滤波电容的交流信号。在前述电容中可检测出交流信号的突变。
其工作原理如下所述，使用检测电路132检测交流直流变换器120前端滤波电容上的交流信号，当交流信号发生异常时，由于电容的电流变化速率超前于电压变化，则可以更早检测到交流信号的突变，通过放大电路140将突变的交流信号放大，并由检测电路132检测交流信号的突变，进而提供给保护电路134。
在保护电路134动作之后，并不是关闭交流直流变换器120的主要整流电路，而是输出驱动信号从而将交流直流变换器120中与二极管并联的同步整流功率开关(例如：同步MOSFET)关闭，此时交流直流变换器120仍然可以正常工作，从而给负载持续提供能量。换言之，当保护电路134接收到启动信号后，会根据启动信号输出控制信号以将驱动电路136关闭，进而停止产生驱动信号(例如：PWM信号)来关闭同步整流功率开关，此时交流直流变换器120仍然可以在二极管整流模式下正常工作。
图9A～图9C是本发明图1所示的一种变换装置100的输入输出波形示意图。如图9A所示，当交流信号在A点发生异常时，检测电路132检测到交流信号的突变进而根据异常交流信号产生启动信号，当保护电路134接收到启动信号后，会根据启动信号输出控制信号将驱动电路136关闭，进而停止产生驱动信号(例如：PWM信号)以关闭同步整流功率开关。在关闭同步整流功率开关之后，由图9A可以看出，变换装置100依然持续输出直流信号，因此，本发明所述的技术方案不仅能够给变换装置100提供可靠的保护方式，还可以为负载持续提供能量。
此外，如图9B与图9C所示，当交流信号分别于B点和D点发生异常时，同样经过本发明实施例的动作而关闭同步整流功率开关。其中，图9B与图9C的差别在于，图9B中交流信号异常的频率较高，检测电路132在C点持续检测到交流信号异常，因此保护装置130会关闭同步整流功率开关一段预定的时间。图9C中交流信号仅于D点发生异常，因此，在一段预定时间后，由于输入交流信号回到稳态，保护装置130在E点再次开启同步整流功率开关，而使变换装置100在同步整流模式下工作。
本发明并不限于使用如图2所示的变换装置100，凡是变换装置中的电路有采用同步整流模式的，也在本发明所要保护的范围内，以下将列举变换装置中，其它类型的功率因素校正(power factor correction，PFC)主电路。图10至图13是本发明又另一实施例中的一种无桥功率因素校正电路的示意图。
如图10～图13所示，图10中的功率开关Q1和Q2，图11中的功率开关Q3和Q4，1图2中的功率开关Q3和Q4，图13中的功率开关Q3和Q4，都是并联在整流二极管上的同步整流功率开关(例如：MOSFET)。
综合前述各种功率因素校正主电路，我们可以总结为，只要是在功率因素校正电路中的整流二极管，且整流二极管是按照输入交流信号的频率进行切换的，皆可并联功率开关以提升效率，但是需要增加额外的保护电路，从而在交流信号发生异常时，能够可靠地保护整流二极管自身不发生损坏。
图14是本发明再另一实施例中的一种变换装置100的电路示意图。如图14所示，变换装置100所采用的检测方法是直接检测法，其使用差分模式直接检测输入交流信号，在检测到异常交流信号后，放大电路140会将异常交流信号放大，并提供给保护装置130，保护装置130的动作方式已公开如上，在此不做赘述。
为了可靠地保护主电路，以使额外加入的同步功率开关不会引起主电路的损坏，同样需要加入额外的检测电路和保护电路，本发明所述的技术方案除了提供可靠的检测电路132以及保护电路134外，还提供了变换装置100的保护方法，此保护方法将在下文中进行介绍。
本发明提出了一种变换装置100的保护方法。如图15所示，其是本发明再又一实施方式中一种变换装置100的保护方法的流程图，其中变换装置100的保护方法包括以下步骤：首先，对交流信号进行放大处理(步骤1510)；接着，检测交流信号，当交流信号异常时，根据异常交流信号产生启动信号(步骤1520)；根据启动信号产生控制信号(步骤1530)；根据控制信号控制变换装置中的至少一同步整流功率开关(步骤1540)。
在变换装置100中，一般均会配置整流二极管以对输入交流信号进行整流，然而二极管的导通压降较高(约0.6V～1V)，且其功率耗损会随着电流的增加而变大。
为了降低功率损耗，可以采用功率开关(例如：MOSFET)与二极管并联，这是由于功率开关的技术越来越成熟，其等效导通电阻逐渐降低，当二极管并联功率开关时，一旦二极管导通，功率开关也随即导通，这时电流会流过等效电阻较小的功率开关，进而降低电流支路上的压降，达到减少功率损耗的目的，因此功率开关又称为同步整流功率开关。此外，在二极管关闭时，功率开关将同时被关闭，这时电路又回到二极管整流模式，上述作动原理即为同步整流技术。
由于二极管是被动组件，而功率开关是主动组件，同步整流技术需要可靠的保护方法，才能确保在二极管上并联的功率开关不会发生控制上的错误，仍能保证电路的可靠运作。因此，本发明提出了如图15所示的变换装置100的保护方法，从而为采用同步整流技术的变换装置提供一可靠的保护方法。
步骤1510对交流信号进行放大处理的步骤可采用图7A～图7D中的放大电路140来执行。在取得交流信号后，通过放大电路140将交流信号进行放大。如此一来，可将交流信号的差异放大，有利于提高后续步骤中对交流信号进行检测的准确度，进而提升本发明中变换装置100的保护方式的可靠度。
在一任选的实施例中，交流信号可以是图1所示的交流直流变换器120中二极管之前的电容上的交流信号，例如图2所示的变换装置100的前级电路110的输入交流信号，或者是交流直流变换器120最前端的滤波电容的交流信号。由前述电容中可检测出交流信号的突变。具体而言，前级电路110可为滤波电路，用于对交流信号进行滤波。
在步骤1520中，交流信号可由图6所示的检测电路132来检测，当检测电路132检测出交流信号异常时，由检测电路132根据异常交流信号产生启动信号。检测电路132所检测的交流信号可以是图2中交流直流变换器120的二极管之前的电容或电感上的交流信号，例如交流信号可以是前级电路中电容的交流信号，或者是交流直流变换器120最前端的滤波电容的交流信号。由前述电容中可检测出交流信号的突变。
其工作原理如下所述，使用检测电路132检测交流直流变换器120前端滤波电容上的交流信号，当交流信号发生异常时，由于电容的电流变化速率超前于电压变化，则可以更早检测到交流信号的突变，通过放大电路140将突变的交流信号放大，并由检测电路132检测交流信号的突变，并提供给图6所示的保护电路134。
在本发明的一实施例中，检测电路132可如图7A～图7D所示，分别为变流器(current transformer，CT)检测电路、电阻采样检测电路、霍尔感应器采样检测电路或光耦采样检测电路。
在一任选的实施例中，交流信号是如图2所示的变换装置100的前级电路110的输入交流信号。具体而言，前级电路110可为滤波电路，并用于对交流信号进行滤波。
请参照步骤1530，其可由图6中的保护电路134接收启动信号，并由保护电路134根据启动信号产生控制信号。具体而言，控制信号可由保护电路134将启动信号与参考电压进行比较来产生。
在制作上，保护电路134可以由图8所示的电路来实现，其中R1为输入电阻，R2为回授电阻，R1、R2以及比较器COMP构成滞环保护电路，可以避免保护动作在零界点附近做临界震荡。比较器COMP用于接收启动信号并与参考电压进行比较以输出控制信号(例如：PWM信号)，比较器COMP得以输出控制信号来关闭交流直流变换器120中的同步整流功率开关。
如步骤1540所示，根据控制信号控制变换装置100中的至少一同步整流功率开关的步骤，也可由保护电路134来执行。在操作上，保护电路134可由启动信号触发而动作，此时，保护电路134会根据启动信号产生控制信号，以控制变换装置100中的至少一同步整流功率开关。
此外，保护电路134接收到启动信号并动作之后，其不是关闭交流直流变换器120的主要整流电路，而是输出控制信号，以将交流直流变换器120中与二极管并联的同步整流功率开关(例如：同步MOSFET)关闭，此时交流直流变换器120仍然可以正常工作，从而为负载持续提供能量。
在另一实施例中，步骤1540也可由如图6所示的驱动电路136来执行，当驱动电路136接收到控制信号时，驱动电路136可根据控制信号关闭同步整流功率开关。
图16是本发明又另一实施方式中一种变换装置100的保护方法的流程图，其中变换装置100的保护方法包括以下步骤：首先，产生驱动信号以驱动至少一同步整流功率开关(步骤1610)；对交流信号进行放大处理(步骤1620)；接着，检测交流信号，当交流信号异常时，根据异常交流信号产生启动信号(步骤1630)；根据启动信号产生控制信号(步骤1640)；根据控制信号停止产生驱动信号，以关闭同步整流功率开关(步骤1650)。
在步骤1610中，可由如图6所示的驱动电路136来执行。驱动电路136可用于产生驱动信号来驱动同步整流功率开关，以使功率开关根据驱动信号进行开启与关闭。
请参见步骤1620，对交流信号进行放大处理的步骤可采用图7A～图7D中的放大电路140来执行。在取得交流信号后通过放大电路140来将交流信号进行放大。如此一来，可将交流信号的差异放大，有利于提高后续步骤中对交流信号进行检测的准确度，进而提升本发明中的变换装置100保护方式的可靠度。
参照步骤1630，交流信号可由图6所示的检测电路132来检测，当检测电路132检测出交流信号异常时，由检测电路132根据异常交流信号产生启动信号。
如步骤1640所示，其可由图6中的保护电路134接收启动信号，并由保护电路134根据启动信号产生控制信号。
在此需要说明的是，步骤1620至步骤1640是分别与15图中的步骤1510至步骤1530相对应的，因此，步骤1620至步骤1640的详细作动原理已在步骤1510至步骤1530中公开，故在此不作赘述。
请参见步骤1650，驱动电路136在接收到保护电路134所产生的控制信号后，驱动电路136会停止产生驱动信号，因此，同步整流功率开关在没有驱动信号控制的状况下会被关闭。换言之，当保护电路134接收到启动信号后，会根据启动信号输出控制信号来将驱动电路136关闭，进而停止产生驱动信号(例如：PWM信号)以关闭同步整流功率开关。
请参见图9，应用本发明所述的变换装置100的保护方法(如图15与图16所示的变换装置100的保护方法)的实验结果如下：当交流信号在A点发生异常时，检测电路132检测到交流信号的突变而产生启动信号，当保护电路134接收到启动信号后，会根据启动信号输出控制信号，从而将同步整流功率开关关闭。在关闭同步整流功率开关之后，由图9A可以看出变换装置100依然持续输出直流信号，因此，本发明所述的技术方案不仅能为变换装置100提供可靠的保护方式，还可以为负载持续提供能量。
此外，本发明中的变换装置100的保护方法不限于使用在图2所示的变换装置100中，凡是变换装置中的电路有采用同步整流模式的，也在本发明所要保护的范围内。例如图10至图13中的无桥功率因素校正电路，其中均有采用并联在整流二极管上的同步整流功率开关(例如：MOSFET)。
综合上述各种功率因素校正主电路，我们可以总结为，只要是在功率因素校正电路中的整流二极管，且整流二极管是按照输入交流信号的频率进行切换的，均可并联功率开关以提升效率，此时变换装置100的保护方法可为前述电路提供可靠的保护方法。
上述变换装置100的保护方法可由软件、硬件与/或固件来执行。举例来说，若以执行速度及精确性为首要考虑因素，则基本上以选用硬件与/或固件为主；若以设计弹性为首要考虑因素，则基本上以选用软件为主；或者，可同时采用软件、硬件及固件协同作业。需要说明的是，以上所举的这些例子并没有优劣之分，也并非用于限制本发明，本领域内的普通技术人员可以根据需要进行选择。
此外，本领域内的普通技术人员应当了解，变换装置100的保护方法中的各步骤依其执行的功能予以命名，仅是为了让本技术方案更加明显易懂，并非用于限定所述各步骤。将各步骤整合为同一步骤或分拆成多个步骤，或者将任一步骤更换到另一步骤中执行，均仍属于本发明的实施方式。
由上述本发明的实施方式可知，应用本发明具有下列优点：本发明可通过变换装置100的保护方法以及变换装置100，检测出变换装置的前级电路上交流信号的异常，来触发变换装置100中的保护装置130，从而使保护装置130根据异常交流信号将变换装置100中与二极管并联的同步整流功率开关关闭，如此一来，即可避免交流信号异常时，可能导致二极管烧毁的问题，并且可确保交直流变换器120仍然可以在二极管整流模式下继续工作，给负载维持持续供电。
此外，本发明实施例中的放大电路140可以将交流信号放大并提供给检测电路132。如此一来，可将交流信号的差异放大，有利于提高后续应用中对交流信号进行检测的准确度，进而提升变换装置100保护方式的可靠度。此外，本发明实施例公开了由R1为输入电阻、R2为回授电阻以及比较器COMP所构成的滞环保护电路，来作为本发明的保护电路。如此一来，可以避免保护动作在零界点附近做临界震荡。
虽然本发明已以实施方式公开如上，然而其并非用于限定本发明，本领域的技术人员从本发明所公开的内容直接导出或联想到的所有变形，在不脱离本发明的精神和范围内，均应属于本发明的保护范围。本发明的保护范围应当以后附的权利要求所界定的为准。

Claims (19)

1.一种变换装置的保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测一交流信号，当所述交流信号异常时，根据所述异常交流信号产生一启动信号；
根据所述启动信号产生一控制信号；以及
根据所述控制信号控制所述变换装置中的至少一同步整流功率开关。
2.如权利要求1所述的变换装置的保护方法，其特征在于还包括以下步骤：
产生一驱动信号以驱动所述同步整流功率开关；以及
根据所述控制信号停止产生所述驱动信号，以关闭所述同步整流功率开关。
3.如权利要求1所述的变换装置的保护方法，其中根据所述启动信号产生所述控制信号的步骤是：
将所述启动信号与一参考电压进行比较以产生所述控制信号。
4.如权利要求1所述的变换装置的保护方法，其中根据所述控制信号控制所述同步整流功率开关的步骤是：
根据所述控制信号关闭所述同步整流功率开关。
5.如权利要求1所述的变换装置的保护方法，其特征在于，还包括以下步骤：
对所述交流信号进行放大处理。
6.如权利要求1所述的变换装置的保护方法，其中所述交流信号是所述变换装置的一前级电路的一交流信号。
7.一种保护装置，其特征在于，包括：
一检测电路，用于检测一交流信号，当所述交流信号异常时，根据所述异常交流信号产生一启动信号；以及
一保护电路，用于接收所述启动信号，根据所述启动信号产生一控制信号，其中在一变换装置中的至少一同步整流功率开关是根据所述控制信号来控制的。
8.如权利要求7所述的保护装置，其中所述交流信号是所述变换装置的一前级电路的一交流信号。
9.如权利要求7所述的保护装置，其特征在于还包括：
一驱动电路，用于产生一驱动信号以驱动所述同步整流功率开关，并用于接收所述控制信号，根据所述控制信号停止产生所述驱动信号，以关闭所述同步整流功率开关。
10.如权利要求7所述的保护装置，其特征在于还包括：
一放大电路，电性耦接所述检测电路，用于接收所述交流信号，对所述交流信号进行放大处理，并为所述检测电路提供一经过放大的交流信号。
11.如权利要求7所述的保护装置，其中所述保护电路包括一比较电路，所述比较电路用于将所述启动信号与一参考电压进行比较以输出所述控制信号。
12.如权利要求7所述的保护装置，其中所述检测电路是包括选自由变流器检测电路、电阻采样检测电路、霍尔感应器采样检测电路与光耦采样检测电路所组成的群组中的一电路。
13.一种变换装置，其特征在于，包括：
一前级电路，用于对一交流信号进行前置处理；
一交流直流变换器，电性耦接于所述前级电路，并用于将所述交流信号转换为一直流信号，其包括：
若干个二极管，配置为将所述交流信号转换为所述直流信号；以及
至少一同步整流功率开关，每一所述同步整流功率开关与任一所述各二极管并联配置；以及
一保护装置，其包括：
一检测电路，电性耦接于所述前级电路，用于检测所述交流信号，当所述交流信号异常时，根据所述异常交流信号产生一启动信号；以及
一保护电路，电性耦接于所述交流直流变换器以及所述检测电路，用于接收所述启动信号，根据所述启动信号产生一控制信号，其中所述同步整流功率开关是根据所述控制信号来控制的。
14.如权利要求13所述的变换装置，其中前级电路包括一滤波电路，用于对所述交流信号进行滤波。
15.如权利要求13所述的变换装置，其中所述功率开关根据所述交流信号的频率进行开关。
16.如权利要求13所述的变换装置，其特征在于还包括：
一驱动电路，用于产生一驱动信号以驱动所述同步整流功率开关，并用于接收所述控制信号，根据所述控制信号停止产生所述驱动信号，以关闭所述同步整流功率开关。
17.如权利要求13所述的变换装置，其特征在于还包括：
一放大电路，电性耦接所述检测电路，用于接收所述交流信号，并对所述交流信号进行放大处理，并为所述检测电路提供一经过放大的交流信号。
18.如权利要求13所述的变换装置，其中所述保护电路包括一比较电路，所述比较电路用于将所述启动信号与一参考电压进行比较以输出所述控制信号。
19.如权利要求13所述的变换装置，其中所述检测电路是包括选自由变流器检测电路、电阻采样检测电路、霍尔感应器采样检测电路与光耦采样检测电路所组成的群组中的一电路。
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