CN104600970B - 开关电源电路、避免误触发过流保护的防护电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种避免误触发过流保护的防护电路及避免负载连续大跳变时触发过流保护的方法，所述避免误触发过流保护的防护电路包括驱动模块、电容C1及连接于所述电容C1两端的分流放电支路；其中，电容C1的一端连接于驱动模块的充放电管脚，另一端接地；所述分流放电支路包括电阻R1、开关管Q1及二极管D1。本发明实施例通过采用在电容C1两端连接包括电阻R1、开关管Q1及二极管D1的分流放电支路的技术手段，从而避免负载连续大跳变时触发过流保护，达到了增强开关电源电路的稳定性、可靠性的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种开关电源电路、避免误触发过流保护的防护电路及避免负载连续大跳变时触发过流保护的防护方法。
背景技术
现有采用PWM控制芯片的开关电源电路，当开关电源工作在逐周期限流状态时，芯片内部充电电流源对芯片外接电容充电，逐周期限流状态时消失时，所述外接电容通过内部放电电流源放电；由于控制芯片内部充电电流源远大于内部放电电流源，则当负载连续大跳变时，如当空载跳变到满载时，逐周期限流状态被触发，外接电容被充电，当满载跳变到空载时，逐周期限流状态消失，外接电容将通过内部电流源放电，存在如下缺陷：如果空载工作时间不足以使外接电容放完电，随着跳变周期增加，外接电容电压逐渐增加，一旦电压达到规定的电压值时，电源将进入关机、打嗝、重启状态，严重影响开关电源的稳定性、可靠性。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种稳定性、可靠性高的开关电源电路、避免误触发过流保护的防护电路及方法。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种避免误触发过流保护的防护电路，所述避免误触发过流保护的防护电路包括驱动模块、电容C1及连接于所述电容C1两端的分流放电支路；
其中，电容C1的一端连接于驱动模块的充放电管脚，另一端接地；
所述分流放电支路包括电阻R1、开关管Q1及二极管D1，电阻R1和开关管Q1串接后并联于电容C1的两端，二极管D1的正极连接于驱动模块的用于发送同步整流驱动信号的控制管脚，负极连接于开关管Q1的控制端，开关管Q1根据驱动模块的驱动信号的控制而导通分流放电支路以增大电容C1的放电电流，进而避免负载连续大跳变时触发过流保护。
进一步地，所述控制管脚包括管脚SRA和管脚SRB，所述同步整流驱动信号为占空比大于50%的方波信号，且两方波信号对应互补。
进一步地，所述二极管D1为两个，且正极分别连接于管脚SRA和管脚SRB，负极共同连接于开关管Q1的控制端。
进一步地，开关管Q1的栅极和源极的两端连接有用于对所述栅极和源极之间的结电容放电使开关管Q1尽快进入关断状态的电阻R2。
进一步地，所述驱动模块为UCC28250芯片或UCC28251芯片。
相应地，本发明实施例还提供了一种开关电源电路，包括如上所述的避免误触发过流保护的防护电路。
此外，本发明实施例还提供了一种针对如上所述的避免误触发过流保护的防护电路或开关电源电路的防护方法，所述防护方法包括：
空满切换步骤：电路由空载切换到满载状态，若触发驱动模块的逐周期限流保护并产生逐周期限流保护信号，驱动模块内部的充电电流源便开始为电容C1充电直到逐周期限流保护信号消失，控制管脚无信号，开关管Q1处于关断状态；及
满空切换步骤：电路由满载切换到空载状态，逐周期限流保护信号消失，控制管脚发送同步整流驱动信号, 开关管Q1根据所述驱动信号的控制而一直导通，电容C1通过分流放电支路持续放电直到两端电压为零。
进一步地，所述空满切换步骤还包括结电容放电子步骤：开关管Q1的栅极和源极的两端通过所并联连接的电阻R2进行放电以尽快进入关断状态。
进一步地，所述防护方法还包括：
过流保护步骤：电路输出短路或过流时，触发驱动模块的逐周期限流保护并产生逐周期限流保护信号，驱动模块内部的充电电流源便开始为电容C1充电，控制管脚发送非同步整流驱动信号，开关管Q1时断时开，电容C1通过驱动模块内部的放电电流源放电，电路对应产品关机，直到驱动模块检测到电容C1的电压降至预设电压，所述产品又重新开机，进入关机、打嗝和重启的循环状态。
本发明实施例的有益效果是：通过采用在电容C1两端连接包括电阻R1、开关管Q1及二极管D1的分流放电支路的技术手段，从而避免负载连续大跳变时触发过流保护，达到了增强开关电源电路的稳定性、可靠性的技术效果。
附图说明
图1是本发明实施例的避免误触发过流保护的防护电路的电路示意图。
图2是本发明实施例的避免误触发过流保护的防护方法的流程示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
请参考图1，本发明实施例提供了一种开关电源电路、避免误触发过流保护的防护电路及避免负载连续大跳变时触发过流保护的防护方法。所述开关电源电路包括整流滤波电路、过压保护电路等传统电路外，还包括本发明实施例的避免误触发过流保护的防护电路。
所述避免误触发过流保护的防护电路包括驱动模块、电容C1及连接于所述电容C1两端的分流放电支路。
所述驱动模块为UCC28250芯片或UCC28251芯片。
电容C1的一端连接于驱动模块的充放电管脚，另一端接地。
所述分流放电支路包括电阻R1、开关管Q1及二极管D1，其中，电阻R1和开关管Q1串接后并联于电容C1的两端，二极管D1的正极连接于驱动模块的用于发送同步整流驱动信号的控制管脚HICC，负极连接于开关管Q1的控制端，开关管Q1根据驱动模块的驱动信号的控制而导通分流放电支路以增大电容C1的放电电流，进而避免负载连续大跳变时触发过流保护。优选地，开关管Q1的栅极和源极的两端连接有用于对所述栅极和源极之间的结电容放电使开关管Q1尽快进入关断状态的电阻R2。
所述控制管脚HICC包括管脚SRA和管脚SRB，所述同步整流驱动信号为占空比大于50%的方波信号，且两方波信号对应互补。
作为一种实施方式，所述二极管D1为两个，且正极分别连接于管脚SRA和管脚SRB，负极共同连接于开关管Q1的控制端。
请参考图2，本发明实施例的避免负载连续大跳变时触发过流保护的防护方法，包括空满切换步骤及满空切换步骤。
空满切换步骤：电路由空载切换到满载状态，若触发驱动模块的逐周期限流保护并产生逐周期限流保护信号，驱动模块内部的充电电流源便开始为电容C1充电直到逐周期限流保护信号消失，控制管脚HICC无信号，开关管Q1处于关断状态。
满空切换步骤：电路由满载切换到空载状态，逐周期限流保护信号消失，控制管脚HICC发送同步整流驱动信号, 开关管Q1根据所述驱动信号的控制而一直导通，电容C1通过分流放电支路持续放电直到两端电压为零。
作为一种实施方式，所述空满切换步骤还包括结电容放电子步骤：开关管Q1的栅极和源极的两端通过所并联连接的电阻R2进行放电以尽快进入关断状态。
所述防护方法还包括过流保护步骤，由于过流保护随时可以发生，故所述过流保护步骤位于空满切换步骤及满空切换步骤的任意位置，也即可以在前述两步骤的前或后均可进行。
过流保护步骤：电路输出短路或过流时，触发驱动模块的逐周期限流保护并产生逐周期限流保护信号，驱动模块内部的充电电流源便开始为电容C1充电，控制管脚HICC发送非同步整流驱动信号，开关管Q1时断时开，电容C1通过驱动模块内部的放电电流源放电，电路对应产品关机，直到驱动模块检测到电容C1的电压降至预设电压，所述产品又重新开机，进入关机、打嗝和重启的循环状态。
本发明实施例的工作原理如下：
先假定三个时刻，T0时刻为开关电源空载状态，T1时刻为开关电源由空载切换到的满载状态，T2时刻为开关电源由所述满载切回到的空载状态，T3时刻为开关电源输出短路或过流的状态。
1、T0时刻开关电源带空载工作，管脚SRA、管脚SRB输出占空比大于50%的方波信号，且两方波信号对应互补的同步整流驱动信号，使开关管Q1一直接收到高电平而处于导通状态，分流放电支路导通，电阻R1等效于与电容C1并联。
2、T0至T1时间段，开关电源从T0时刻的空载快速切换到满载并一直保持到T1时刻；切换过程中可能会触发驱动模块的逐周期限流保护，若驱动模块内对应的逐周期限流保护电路被触发后，驱动模块内部充电电流源便开始为电容C1充电直到逐周期限流保护信号消失，此时控制管脚HICC无信号，开关管Q1处于关断状态，逐周期限流保护信号触发时间小于T0-T1时间段，故逐周期限流保护信号消失后，电容C1通过分流放电支路放电，设T1时刻电容C1两端电容电源为V1。
3、T1至T2时间段，开关电源从T1时刻的满载快速切换到空载并一直保持到T2时刻，此时间段内逐周期限流保护信号不会动作，则电容C1电容通过分流放电支路继续放电直到电容C1两端的电压恢复至零电平。当T2时刻电容C1两端的电压恢复零电平后，产品不断重复T0至T2时间段的工作状态，开关电源不会误触发过流保护动作导致关机。
4、T3时刻，产品输出短路或过流时，过流保护电路产生逐周期限流保护信号，电容C1两端电压不断被驱动模块内部的充电电流源充电，驱动模块检测到电容C1两端电压达到预定电压也会触发过流保护动作。过流保护电路一旦动作，管脚SRA、管脚SRB非同步整流驱动异常信号，开关管Q1时开时断，电容C1两端的电压通过驱动模块内部一个放电电流源放电，放电时间内开关电源关机，直到驱动模块检测到电容C1两端电压降至预设电压，开关电源又重新开机，继而进入关机、打嗝和重启的循环状态。
本发明实施例通过采用在电容C1两端连接包括电阻R1、开关管Q1及二极管D1的分流放电支路的技术手段，从而避免负载连续大跳变时触发过流保护，而不是增大输出过流保护动作点，使负载连续大跳变时不触发逐周期限流保护功能，避免牺牲输出过流保护指标，减小了输出短路或过流时产品损坏的可能性，增强开关电源电路的稳定性、可靠性。
以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种避免误触发过流保护的防护电路，其特征在于，所述避免误触发过流保护的防护电路包括驱动模块、电容C1及连接于所述电容C1两端的分流放电支路；
其中，电容C1的一端连接于驱动模块的充放电管脚，另一端接地；
所述分流放电支路包括电阻R1、开关管Q1及二极管D1，电阻R1和开关管Q1串接后并联于电容C1的两端，二极管D1的正极连接于驱动模块的用于发送同步整流驱动信号的控制管脚，负极连接于开关管Q1的控制端，开关管Q1根据驱动模块的驱动信号的控制而导通分流放电支路以增大电容C1的放电电流，进而避免负载连续大跳变时触发过流保护。
2.如权利要求1所述的避免误触发过流保护的防护电路，其特征在于，所述控制管脚包括管脚SRA和管脚SRB，所述同步整流驱动信号为占空比大于50%的方波信号，且两方波信号对应互补。
3.如权利要求2所述的避免误触发过流保护的防护电路，其特征在于，所述二极管D1为两个，且正极分别连接于管脚SRA和管脚SRB，负极共同连接于开关管Q1的控制端。
4.如权利要求1所述的避免误触发过流保护的防护电路，其特征在于，开关管Q1的栅极和源极的两端连接有用于对所述栅极和源极之间的结电容放电使开关管Q1尽快进入关断状态的电阻R2。
5.如权利要求1所述的避免误触发过流保护的防护电路，其特征在于，所述驱动模块为UCC28250芯片或UCC28251芯片。
6.一种开关电源电路，其特征在于，所述开关电源电路包括如权利要求1至5中任一项所述的避免误触发过流保护的防护电路。
7.一种采用如权利要求1至5中任一项所述的避免误触发过流保护的防护电路的防护方法，其特征在于，所述防护方法包括：
空满切换步骤：电路由空载切换到满载状态，若触发驱动模块的逐周期限流保护并产生逐周期限流保护信号，驱动模块内部的充电电流源便开始为电容C1充电直到逐周期限流保护信号消失，控制管脚无信号，开关管Q1处于关断状态；及
满空切换步骤：电路由满载切换到空载状态，逐周期限流保护信号消失，控制管脚发送同步整流驱动信号, 开关管Q1根据所述驱动信号的控制而一直导通，电容C1通过分流放电支路持续放电直到两端电压为零。
8.如权利要求7所述的防护方法，其特征在于，所述空满切换步骤还包括结电容放电子步骤：开关管Q1的栅极和源极的两端通过所并联连接的电阻R2进行放电以尽快进入关断状态。
9.如权利要求7所述的防护方法，其特征在于，所述防护方法还包括：
过流保护步骤：电路输出短路或过流时，触发驱动模块的逐周期限流保护并产生逐周期限流保护信号，驱动模块内部的充电电流源便开始为电容C1充电，控制管脚发送非同步整流驱动信号，开关管Q1时断时开，电容C1通过驱动模块内部的放电电流源放电，电路对应产品关机，直到驱动模块检测到电容C1的电压降至预设电压，所述产品又重新开机，进入关机、打嗝和重启的循环状态。
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