CN114583937A - 电压转换器的过流保护电路、过流保护方法及电源设备 - Google Patents

Abstract

本申请适用于电子电路技术领域，提供了一种电压转换器的过流保护电路、方法及电源设备，电路包括：过流检测单元，用于检测开关单元导通时，电压转换通路中的第一电流，并在第一电流大于预设电流阈值时输出过流信号；逻辑控制单元，第一输入端连接过流检测单元的输出端，输出端连接开关单元，用于在开关单元导通的情况下，若接收到过流信号，且开关单元的导通时长大于预设最小导通时长，则控制开关单元断开；以及在开关单元的断开时长大于第一时长时，控制开关单元导通；第一时长根据开关单元的实际导通时长、电压转换器的输入电压、电压转换器的输出电压以及单向导电单元的正向导通电压确定得到，从而提高了电压转换器的安全性。

Description

电压转换器的过流保护电路、过流保护方法及电源设备

技术领域

本申请属于电子电路技术领域，尤其涉及一种电压转换器的过流保护电路、过流保护方法及电源设备。

背景技术

非同步降压型变换器是电压转换器的一种，其通常被应用于直流转直流领域，为了提高非同步降压型变换器的稳定性，通常会为非同步降压型变换器设置过流保护电路。现有的非同步降压型变换器的过流保护电路包括采样电阻和电流检测单元，电流检测单元通常被内置于芯片中，采样电阻通常被连接在电压转换通路的整流二极管的阳极与地之间，用于采样电压转换通路中的开关管处于断开状态时电压转换通路中的电流。

由于现有的非同步降压型变换器的过流保护电路仅在开关管断开时对电压转换通路进行过流检测，且在检测到电压转换通路中不存在过流信号时才会考虑是否重新开启开关管，而在开关管导通时不对电压转换通路进行过流检测，且开关管的导通时长始终为固定的预设导通时长。这样会导致电压转换通路中的电流始终高于预设电流阈值，而实际应用过程中电压转换通路中的电流具体有多高是无法确定和控制的，这样会给非同步降压型变换器带来很大的安全隐患，降低非同步降压型变换器的安全性。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种电压转换器的过流保护电路、过流保护方法及电源设备，以解决现有的电压转换器的过流保护电路导致电压转换通路中的电流始终高于预设电流阈值，降低了电压转换器的安全性的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种电压转换器的过流保护电路，所述电压转换器包括开关单元、滤波单元及单向导电单元；所述开关单元和所述滤波单元依次串联在所述电压转换器的输入端和输出端之间，所述单向导电单元的负极连接所述开关单元和所述滤波单元的共接点，所述单向导电单元的正极接地；

所述过流保护电路包括：

过流检测单元，用于所述开关单元导通时，检测电压转换通路中的第一电流，并在所述第一电流大于预设电流阈值时输出过流信号；

逻辑控制单元，所述逻辑控制单元的第一输入端连接所述过流检测单元的输出端，所述逻辑控制单元的输出端连接所述开关单元，所述逻辑控制单元用于在所述开关单元导通的情况下，若接收到所述过流信号，且所述开关单元的导通时长大于预设最小导通时长，则控制所述开关单元断开；以及在所述开关单元的断开时长大于第一时长时，控制所述开关单元导通；其中，所述第一时长根据所述开关单元的实际导通时长、所述电压转换器的输入电压、所述电压转换器的输出电压以及所述单向导电单元的正向导通电压确定得到，所述第一时长大于预设最小断开时长。

在第一方面一种可选的实现方式中，所述第一时长根据以下公式确定得到：

T1=Ton*(Vin-Vout)/(Vout+Vdiode)；

其中，T1为所述第一时长，Ton为所述开关单元的实际导通时长，所述实际导通时长的最小值为所述预设最小导通时长，Vin为所述电压转换器的输入电压，Vout为所述电压转换器的输出电压，Vdiode为所述单向导电单元的正向导通电压。

在第一方面一种可选的实现方式中，还包括：

信号产生单元，所述信号产生单元的输出端连接所述逻辑控制单元的第二输入端，所述信号产生单元用于在所述开关单元导通第二时长后输出关断信号；其中，所述第二时长大于所述预设最小导通时长；

对应地，所述逻辑控制单元具体用于在所述开关单元导通的情况下，判断所述开关单元的导通时长是否大于预设最小导通时长；若所述开关单元的导通时长大于所述预设最小导通时长，则判断是否接收到所述关断信号；若未接收到所述关断信号，则判断是否接收到所述过流信号；若接收到所述过流信号，则控制所述开关单元断开，并将过流状态寄存器的值置为第一预设值。

在第一方面一种可选的实现方式中，所述逻辑控制单元具体还用于在判定接收到所述关断信号时，控制所述开关单元断开。

在第一方面一种可选的实现方式中，还包括：

电压采样单元，所述电压采样单元的输入端连接所述电压转换器的输出端，所述电压采样单元用于对所述电压转换器的实际输出电压进行采样，并输出采样电压；

比较器，所述比较器的同相输入端连接所述电压采样单元的输出端，所述比较器的反相输入端用于接入基准电压，所述比较器用于在所述采样电压小于所述基准电压时输出导通信号；

所述逻辑控制单元的第三输入端还与所述比较器的输出端连接，所述逻辑控制单元具体还用于在所述开关单元断开后，判断所述开关单元的断开时长是否大于预设最小断开时长；若所述断开时长大于所述预设最小断开时长，则判断过流状态寄存器的值是否为第一预设值；若所述过流状态寄存器的值为所述第一预设值，则判断所述断开时长是否大于所述第一时长；若所述断开时长大于所述第一时长，则判断是否接收到所述导通信号；若接收到所述导通信号，则控制所述开关单元导通，并将所述过流状态寄存器的值置为第二预设值。

第二方面，本申请实施例提供一种电压转换器的过流保护方法，所述过流保护方法应用于上述第一方面或第一方面的任一可选方式所述的过流保护电路中的逻辑控制单元；所述过流保护方法包括：

在所述开关单元导通的情况下，若接收到过流信号，且所述开关单元的导通时长大于预设最小导通时长，则控制所述开关单元断开；所述过流信号由过流检测单元在检测到电压转换通路中的第一电流大于预设电流阈值时输出；

在所述开关单元的断开时长大于第一时长时，控制所述开关单元导通；所述第一时长根据所述开关单元的实际导通时长、所述电压转换器的输入电压、所述电压转换器的输出电压以及所述单向导电单元的正向导通电压确定得到，所述第一时长大于预设最小断开时长。

在第二方面一种可选的实现方式中，所述第一时长根据以下公式确定得到：

T1=Ton*(Vin-Vout)/(Vout+Vdiode)；

其中，T1为所述第一时长，Ton为所述开关单元的实际导通时长，所述实际导通时长的最小值为所述预设最小导通时长，Vin为所述电压转换器的输入电压，Vout为所述电压转换器的输出电压，Vdiode为所述单向导电单元的正向导通电压。

在第二方面一种可选的实现方式中，所述在所述开关单元导通的情况下，若接收到所述过流信号，且所述开关单元的导通时长大于预设最小导通时长，则控制所述开关单元断开，包括：

在所述开关单元导通的情况下，判断所述开关单元的导通时长是否大于预设最小导通时长；

若所述开关单元的导通时长大于所述预设最小导通时长，则判断是否接收到关断信号；所述关断信号由信号产生单元在所述开关单元导通第二时长后输出；

若未接收到所述关断信号，则判断是否接收到所述过流信号；

若接收到所述过流信号，则控制所述开关单元断开，并将过流状态寄存器的值置为第一预设值。

在第二方面一种可选的实现方式中，所述在所述开关单元的断开时长大于第一时长时，控制所述开关单元导通，包括：

在所述开关单元断开后，判断所述开关单元的断开时长是否大于预设最小断开时长；

若所述断开时长大于所述预设最小断开时长，则判断过流状态寄存器的值是否为第一预设值；

若所述过流状态寄存器的值为所述第一预设值，则判断所述断开时长是否大于所述第一时长；

若所述断开时长大于所述第一时长，则判断是否接收到导通信号；所述导通信号由比较器在采样电压小于基准电压时输出，所述采样电压为电压采样单元对所述电压转换器的实际输出电压进行采样得到；

若接收到所述导通信号，则控制所述开关单元导通，并将所述过流状态寄存器的值置为第二预设值。

第三方面，本申请实施例提供一种电源设备，包括电源、电压转换器以及如上述第一方面或第一方面的任一可选方式所述的过流保护电路，所述电压转换器与所述电源和所述过流保护电路连接。

实施本申请实施例提供的电压转换器的过流保护电路、过流保护方法及电源设备具有以下有益效果：

本申请实施例提供的电压转换器的过流保护电路，由于过流检测单元可以在开关单元导通时对电压转换通路进行过流检测，基于此，本实施例中的逻辑控制单元在开关单元导通的情况下，若接收到来自过流检测单元的过流信号，且开关单元的导通时长大于预设最小导通时长，则控制开关单元断开；以及在开关管的断开时长大于第一时长时，控制开关单元导通。由于第一时长是根据开关单元的实际导通时长、电压转换器的输入电压、电压转换器的输出电压以及单向导电单元的正向导通电压确定得到的，其大于预设最小断开时长，因此为电压转换通路中电流的下降提供了足够长时间，这样电压转换通路中的电流峰值会逐渐被控制在预设电压阈值之下，从而可以对电压转换器实现稳定可靠的过流保护，提高电压转换器的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统的非同步降压型变换器及其过流保护电路的结构示意图；

图2为传统的非同步降压型变换器中电压转换通路的电流波形示意图；

图3为本申请实施例提供的一种电压转换器的过流保护电路的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种电压转换通路的电流波形示意图；

图5为本申请另一实施例提供的一种电压转换器的过流保护电路的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种电压转换器的过流保护方法的示意性流程图；

图7为本申请实施例提供的一种电压转换器的过流保护方法中S61的具体实现流程图；

图8为本申请实施例提供的一种电压转换器的过流保护方法中S62的具体实现流程图；

图9为本申请实施例提供的一种电源设备的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，本申请实施例的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释，而非旨在限定本申请。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联物的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或多于两个，“至少一个”、“一个或多个”是指一个、两个或两个以上。

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

非同步降压型变换器是电压转换器的一种，其通常被应用于直流转直流领域，为了提高非同步降压型变换器的稳定性，通常会为非同步降压型变换器设置过流保护电路。请参阅图1，为传统的非同步降压型变换器及其过流保护电路的结构示意图。如图1所示，传统的非同步降压型变换器至少包括内置于芯片中的逻辑控制单元和比较器，以及外置于芯片的开关管Q1、滤波电感L1、滤波电容C1、整流二极管D1、第一分压电阻R1及第二分压电阻R2。其中，开关管Q1、滤波电感L1及滤波电容C1依次串联在非同步降压型变换器的输入端与地之间，滤波电感L1与滤波电容C1的共接点作为非同步降压型变换器的输出端，整流二极管D1的阴极连接开关管Q1与滤波电感L1的共接点，第一分压电阻R1和第二分压电阻R2依次串联在非同步降压型变换器的输出端与地之间，第一分压电阻R1与第二分压电阻R2的共接点连接比较器的一个输入端，比较器的输出端连接逻辑控制单元，逻辑控制单元的输出端连接开关管Q1。

传统的非同步降压型变换器的过流保护电路包括外置于芯片的采样电阻Rshunt以及内置于芯片中的过流检测单元。其中，采样电阻Rshunt连接在整流二极管D1的阳极与地之间，过流检测单元的检测端连接整流二极管D1的阳极，过流检测单元的输出端连接逻辑控制单元。

传统的非同步降压型变换器通过逻辑控制单元对开关管Q1进行周期性的通断控制，进而实现对输入电压的电压转换；此外，逻辑控制单元采用谷电流控制方式实现对非同步降压型变换器的过流保护。具体地，结合图2示出的传统的非同步降压型变换器中电压转换通路的电流波形，在每个控制周期内，逻辑控制单元先控制开关管Q1导通，在开关管Q1导通预设导通时长Ton1后，逻辑控制单元控制开关管Q1断开，在开关管Q1断开预设最小断开时长后，逻辑控制单元判断过流检测单元是否输出过流信号，在过流检测单元输出过流信号的情况下，说明电压转换通路中的电流大于预设电流阈值，此时逻辑控制单元控制开关管Q1继续维持断开状态；在过流检测单元输出非过流信号的情况下，说明电压转换通路中的电流小于或等于预设电流阈值，此时逻辑控制单元在接收到来自比较器的开启信号时，再次控制开关管Q1导通，以进入下一个控制周期，每个控制周期内，开关管Q1的关断时长为图2中的Toff1。

可见，传统的非同步降压型变压器的过流保护电路，仅在开关管Q1断开时对电压转换通路进行过流检测，即仅对非同步降压型变压器进行低边过流检测，且在检测到电压转换通路中不存在过流信号时才会考虑是否重新开启开关管Q1，而在开关管Q1导通时不对电压转换通路进行过流检测，即不对非同步降压型变压器进行高边过流检测，开关管Q1的导通时长始终为固定的预设导通时长Ton1。这样，如图2所示，会导致电压转换通路中的电流始终高于预设电流阈值OC_LIMIT（即电压转换通路中的最低电流为预设电流阈值），而实际应用过程中电压转换通路中的电流具体有多高是无法确定和控制的，这样会给非同步降压型变换器带来很大的安全隐患。此外，由于传统的非同步降压型变压器的过流保护电路直接将采样电阻Rshunt串联在电压转换通路上，因此不仅能耗较高，影响电压转换电路的电能转换效率，而且使得电路结构较为复杂。

为了解决上述技术问题，本申请实施例首先提供一种电压转换器的过流保护电路。作为示例而非限定，该电压转换器可以为非同步降压型变换器。

请参阅图3，为本申请实施例提供的一种电压转换器的过流保护电路的结构示意图。如图3所示，本申请实施例中的电压转换器包括开关单元31、滤波单元32及单向导电单元33。其中，开关单元31和滤波单元32依次串联在电压转换器的输入端VIN和输出端VOUT之间，具体地，开关单元31的第一导通端连接电压转换器的输入端VIN，开关单元31的第二导通端连接滤波单元32的输入端，滤波单元32的输出端连接电压转换器的输出端VOUT；单向导电单元33的负极连接开关单元31和滤波单元32的共接点（即开关单元31的第二导通端），单向导电单元33的正极接地。

过流保护电路包括过流检测单元34和逻辑控制单元35。

具体地，过流检测单元34用于检测开关单元31导通时，电压转换通路中的第一电流，并在第一电流大于预设电流阈值时输出过流信号，以及在第一电流小于或等于预设电流阈值时输出非过流信号。作为示例而非限定，过流信号可以为高电平信号，非过流信号可以为低电平信号。例如，过流信号可以为数字信号1，非过流信号可以为数字信号0。

其中，在开关单元31导通的情况下，电压转换通路指由电压转换器的输入端VIN、开关单元31、滤波单元32及电压转换器的输出端VOUT构成的通路；在开关单元31断开的情况下，电压转换通路指由滤波单元32及单向导电单元33构成的通路。预设电流阈值可以是预先设置的能够保证电压转换器处于安全工作状态的安全电流值，预设电流阈值可以是通过多次试验确定得到的。

逻辑控制单元35的第一输入端连接过流检测单元34的输出端，逻辑控制单元35的输出端连接开关单元31的受控端，逻辑控制单元35用于在开关单元31导通的情况下，若接收到来自过流检测单元34的过流信号，且开关单元31的导通时长大于预设最小导通时长，则控制开关单元31断开；以及用于在开关单元31的断开时长大于第一时长时，控制开关单元31导通。

其中，预设最小导通时长指预先设置的，能够使电压转换通路中的电流满足负载工作需求的开关单元31的最短导通时长。即，当开关单元31的导通时长达到预设最小导通时长时，电压转换通路中的电流能够满足负载工作需求。

第一时长可以根据开关单元31的实际导通时长、电压转换器的输入电压、电压转换器的输出电压以及单向导电单元33的正向导通电压确定得到，第一时长大于预设最小断开时长。具体地，第一时长可以根据以下公式确定得到：

T1=Ton*(Vin-Vout)/(Vout+Vdiode)；

其中，T1为第一时长，Ton为开关单元31的实际导通时长，开关单元31的实际导通时长的最小值为预设最小导通时长，Vin为电压转换器的输入电压，Vout为电压转换器的输出电压，Vdiode为单向导电单元33的正向导通电压。

由于逻辑控制单元35在开关单元31的断开时长大于第一时长时才控制开关单元31再次导通，因此，如图4所示，随着控制周期的增加，开关单元31的实际导通时长会逐渐增大到Toff*(Vout+Vdiode)/(VIN-VOUT)，其中，Toff为开关单元31在一个控制周期内的断开时长，且电压转换通路中的电流会逐渐被控制在预设电流阈值OC_LIMIT之下，从而可以对电压转换器实现稳定可靠的过流保护，提高电压转换器的安全性。

以上可以看出，本实施例中，由于过流检测单元可以在开关单元导通时对电压转换通路进行过流检测，基于此，本实施例中的逻辑控制单元在开关单元导通的情况下，若接收到来自过流检测单元的过流信号，且开关单元的导通时长大于预设最小导通时长，则控制开关单元断开；以及在开关管的断开时长大于第一时长时，控制开关单元导通。由于第一时长是根据开关单元的实际导通时长、电压转换器的输入电压、电压转换器的输出电压以及单向导电单元的正向导通电压确定得到的，其大于预设最小断开时长，因此为电压转换通路中电流的下降提供了足够长时间，这样电压转换通路中的电流峰值会逐渐被控制在预设电压阈值之下，从而可以对电压转换器实现稳定可靠的过流保护，提高电压转换器的安全性。

此外，由于本申请的过流保护电路节省了采样电阻，因此可以简化过流保护电路的电路结构，降低电压转换器的功耗，提高电压转换器的电能转换效率。

请参阅图5，为本申请另一实施例提供的一种电压转换器的过流保护电路的示意性结构图。如图5所示，相对于图3对应的过流保护电路，本实施例中的开关单元31可以包括开关管Q1。作为示例而非限定，开关管Q1可以为N型MOS管，N型MOS管的栅极作为开关单元31的受控端，N型MOS管的漏极作为开关单元31的第一导通端，N型MOS管的源极作为开关单元31的第二导通端。在其他实施例中，开关管Q1还可以为其他类型的功率管，具体可以根据实际需求设置，此处对开关管Q1的类型不做特别限定。

本实施例中，滤波单元32可以包括滤波电感L1和滤波电容C1。其中，滤波电感L1的第一端作为滤波单元32的输入端，滤波电感L1的第二端与滤波电容C1的第一端共接并作为滤波单元32的输出端，滤波电容C1的第二端接地。基于此，电压转换通路具体可以为滤波电感L1所在的通路，电压转换通路中的电流具体可以为流经滤波电感L1的电流。

单向导电单元33可以包括整流二极管D1。整流二极管D1的阳极作为单向导电单元33的正极，整流二极管D1的阴极作为单向导电单元33的负极。

在本申请的又一个实施例中，过流保护电路还可以包括信号产生单元36。

信号产生单元36的输出端连接逻辑控制单元35的第二输入端，信号产生单元36用于在开关单元31导通第二时长后输出关断信号。其中，第二时长大于预设最小导通时长。

对应地，逻辑控制单元35具体用于在开关单元31导通的情况下，判断开关单元31的导通时长是否大于预设最小导通时长；若开关单元31的导通时长大于预设最小导通时长，则判断是否接收到来自信号产生单元36的关断信号；若未接收到来自信号产生单元36的关断信号，则判断是否接收到来自过流检测单元34的过流信号；若接收到来自过流检测单元34的过流信号，则控制开关单元31断开，并将过流状态寄存器的值置为第一预设值。即，逻辑控制单元35在未接收到关断信号的情况下，若电压转换通路处于过流状态，逻辑控制单元35也会控制开关单元31断开，并将过流状态寄存器的值置为第一预设值。

其中，第一预设值用于表示电压转换通路处于过流状态。作为示例而非限定，第一预设值可以为二进制数1。

在本申请的又一个实施例中，逻辑控制单元35具体还用于在判定开关单元31的导通时长小于或等于预设最小导通时长时，控制开关单元31继续维持导通状态；或者，具体还用于在判定未接收到过流信号时，控制开关单元31继续维持导通状态，从而可以确保电压转换通路中的电流能够满足负载需求。

在本申请的又一个实施例中，逻辑控制单元35具体还用于在判定接收到来自信号产生单元36的关断信号时，控制开关单元31断开，从而可以确保电压转换通路中的电流不会过高。

在本申请的又一个实施例中，过流保护电路还包括电压采样单元37和比较器38。

具体地，电压采样单元37的输入端连接电压转换器的输出端，电压采样单元37用于对电压转换器的实际输出电压进行采样，并输出采样电压。

作为示例而非限定，电压采样单元37可以包括第一分压电阻R1和第二分压电阻R2，第一分压电阻R1的第一端作为电压采样单元37的输入端，第一分压电阻R1的第二端与第二分压电阻R2的第一端共接并作为电压采样单元37的输出端，第二分压电阻R2的第二端接地。采样电压的大小与电压转换器的实际输出电压、第一分压电阻R1的阻值和第二分压电阻R2的阻值相关。

比较器38的同相输入端连接电压采样单元37的输出端，比较器38的反相输入端用于接入基准电压，比较器38用于在采样电压小于基准电压时输出导通信号。导通信号用于指示逻辑控制单元35控制开关单元31导通。

基于此，本实施例中，逻辑控制单元35的第三输入端还与比较器38的输出端连接，逻辑控制单元35具体还用于在开关单元31断开后，判断开关单元31的断开时长是否大于预设最小断开时长；若开关单元31的断开时长大于预设最小断开时长，则判断过流状态寄存器的值是否为第一预设值；若过流状态寄存器的值为第一预设值，则判断开关单元31的断开时长是否大于第一时长；若开关单元31的断开时长大于第一时长，则判断是否接收到来自比较器38的导通信号；若接收到来自比较器38的导通信号，则控制开关单元31导通，并将过流状态寄存器的值置为第二预设值。

其中，预设最小断开时长小于第一时长，预设最小断开时长可以根据实际需求设置，此处对其不做特别限定。第二预设值用于表示电压转换通路处于非过流状态。作为示例而非限定，第二预设值可以为二进制数0。

在本申请的又一个实施例中，逻辑控制单元35具体还用于在判定开关单元31的断开时长小于或等于预设最小导通时长时，控制开关单元31继续维持断开状态；或者具体还用于在未接收到导通信号时，控制开关单元31继续维持断开状态，从而可以确保电压转换通路中的电流有足够的下降时间。

在本申请的一个实施例中，过流检测单元34、逻辑控制单元35、信号产生单元36及比较器38可以通过集成电路工艺集成在一个芯片中，这样，相对于现有电压转换器的过流保护电路而言，由于节省了采样电阻，因此不仅可以降低电压转换器的功耗，提高电压转换器的电能转换效率，而且可以简化电压转换器的过流保护电路的电路结构。

基于上述实施例提供的电压转换器的过流保护电路，本申请实施例还提供一种基于该过流保护电路的电压转换器的过流保护方法，该过流保护方法可以应用于过流保护电路中的逻辑控制单元。请参阅图6，为本申请实施例提供的一种电压转换器的过流保护方法的示意性流程图。如图6所示，该过流保护方法可以包括S61~S62，详述如下：

S61：在所述开关单元导通的情况下，若接收到过流信号，且所述开关单元的导通时长大于预设最小导通时长，则控制所述开关单元断开。

其中，上述过流信号由过流检测单元在检测到电压转换通路中的第一电流大于预设电流阈值时输出。

S62：在所述开关单元的断开时长大于第一时长时，控制所述开关单元导通；所述第一时长根据所述开关单元的实际导通时长、所述电压转换器的输入电压、所述电压转换器的输出电压以及所述单向导电单元的正向导通电压确定得到。

具体地，第一时长可以根据以下公式确定得到：

T1=Ton*(Vin-Vout)/(Vout+Vdiode)；

其中，T1为所述第一时长，Ton为所述开关单元的实际导通时长，所述实际导通时长的最小值为所述预设最小导通时长，Vin为所述电压转换器的输入电压，Vout为所述电压转换器的输出电压，Vdiode为所述单向导电单元的正向导通电压。

需要说明的是，由于本实施例提供的电流保护方法与图3对应的过流保护电路相对应，因此，关于S61~S62的具体内容及有益效果可以参考图3对应的实施例中的相关描述，此处不再进行赘述。

请参阅图7，为本申请又一实施例提供的一种电压转换器的过流保护方法的示意性流程图。如图7所示，与图6对应的过流保护方法相比，本实施例中的S61具体可以包括S611~S617，详述如下：

S611：在所述开关单元导通的情况下，判断所述开关单元的导通时长是否大于预设最小导通时长。

S612：若所述开关单元的导通时长大于所述预设最小导通时长，则判断是否接收到关断信号。

其中，关断信号由信号产生单元在开关单元导通第二时长后输出。

S613：若未接收到所述关断信号，则判断是否接收到所述过流信号。

S614：若接收到所述过流信号，则控制所述开关单元断开，并将过流状态寄存器的值置为第一预设值。

S615：若所述导通时长小于或等于所述预设最小导通时长，则控制所述开关单元维持导通状态。

S616：在判定接收到所述关断信号时，控制所述开关单元断开。

S617：若未接收到所述过流信号，则控制所述开关单元维持导通状态。

需要说明的是，由于本实施例提供的过流保护方法与图5提供的过流保护电路相对应，因此，关于S611~S617的具体内容及有益效果可以参考图5对应的实施例中的相关描述，此处不再进行赘述。

请参阅图8，为本申请又一实施例提供的一种电压转换器的过流保护方法的示意性流程图。如图8所示，与图6对应的过流保护方法相比，本实施例中的S62具体可以包括S621~S627，详述如下：

S621：在所述开关单元断开后，判断所述开关单元的断开时长是否大于预设最小断开时长。

S622：若所述断开时长大于所述预设最小断开时长，则判断过流状态寄存器的值是否为第一预设值。

S623：若所述过流状态寄存器的值为所述第一预设值，则判断所述断开时长是否大于所述第一时长。

S624：若所述断开时长大于所述第一时长，则判断是否接收到导通信号。

其中，导通信号由比较器在采样电压小于基准电压时输出，采样电压为电压采样单元对电压转换器的实际输出电压进行采样得到。

S625：若接收到所述导通信号，则控制所述开关单元导通，并将所述过流状态寄存器的值置为第二预设值。

S626：若所述断开时长小于或等于所述预设最小断开时长，则控制所述开关单元维持断开状态。

S627：若未接收到所述导通信号，则控制所述开关单元维持断开状态。

需要说明的是，由于本实施例提供的过流保护方法与图5提供的过流保护电路相对应，因此，关于S621~S627的具体内容及有益效果可以参考图5对应的实施例中的相关描述，此处不再进行赘述。

本申请实施例还提供了一种电源设备。请参阅图9，为本申请实施例提供的一种电源设备的结构示意图。如图9所示，该电源设备可以包括电源91、电压转换器92及过流保护电路93。其中，电压转换器92与电源91和过流保护电路93连接，电源91用于为电压转换器92提供输入电压。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参照其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电压转换器的过流保护电路，其特征在于，所述电压转换器包括开关单元、滤波单元及单向导电单元；所述开关单元和所述滤波单元依次串联在所述电压转换器的输入端和输出端之间，所述单向导电单元的负极连接所述开关单元和所述滤波单元的共接点，所述单向导电单元的正极接地；

所述过流保护电路包括：

过流检测单元，所述过流检测单元用于检测所述开关单元导通时，电压转换通路中的第一电流，并在所述第一电流大于预设电流阈值时输出过流信号；

逻辑控制单元，所述逻辑控制单元的第一输入端连接所述过流检测单元的输出端，所述逻辑控制单元的输出端连接所述开关单元，所述逻辑控制单元用于在所述开关单元导通的情况下，若接收到所述过流信号，且所述开关单元的导通时长大于预设最小导通时长，则控制所述开关单元断开；以及在所述开关单元的断开时长大于第一时长时，控制所述开关单元导通；其中，所述第一时长根据所述开关单元的实际导通时长、所述电压转换器的输入电压、所述电压转换器的输出电压以及所述单向导电单元的正向导通电压确定得到，所述第一时长大于预设最小断开时长。

2.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述第一时长根据以下公式确定得到：

T1=Ton*(Vin-Vout)/(Vout+Vdiode)；

其中，T1为所述第一时长，Ton为所述开关单元的实际导通时长，所述实际导通时长的最小值为所述预设最小导通时长，Vin为所述电压转换器的输入电压，Vout为所述电压转换器的输出电压，Vdiode为所述单向导电单元的正向导通电压。

3.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，还包括：

信号产生单元，所述信号产生单元的输出端连接所述逻辑控制单元的第二输入端，所述信号产生单元用于在所述开关单元导通第二时长后输出关断信号；其中，所述第二时长大于所述预设最小导通时长；

对应地，所述逻辑控制单元具体用于在所述开关单元导通的情况下，判断所述开关单元的导通时长是否大于预设最小导通时长；若所述开关单元的导通时长大于所述预设最小导通时长，则判断是否接收到所述关断信号；若未接收到所述关断信号，则判断是否接收到所述过流信号；若接收到所述过流信号，则控制所述开关单元断开，并将过流状态寄存器的值置为第一预设值。

4.根据权利要求3所述的过流保护电路，其特征在于，所述逻辑控制单元具体还用于在判定接收到所述关断信号时，控制所述开关单元断开。

5.根据权利要求1至4任一项所述的过流保护电路，其特征在于，还包括：

电压采样单元，所述电压采样单元的输入端连接所述电压转换器的输出端，所述电压采样单元用于对所述电压转换器的实际输出电压进行采样，并输出采样电压；

比较器，所述比较器的同相输入端连接所述电压采样单元的输出端，所述比较器的反相输入端用于接入基准电压，所述比较器用于在所述采样电压小于所述基准电压时输出导通信号；

所述逻辑控制单元的第三输入端还与所述比较器的输出端连接，所述逻辑控制单元具体还用于在所述开关单元断开后，判断所述开关单元的断开时长是否大于预设最小断开时长；若所述断开时长大于所述预设最小断开时长，则判断过流状态寄存器的值是否为第一预设值；若所述过流状态寄存器的值为所述第一预设值，则判断所述断开时长是否大于所述第一时长；若所述断开时长大于所述第一时长，则判断是否接收到所述导通信号；若接收到所述导通信号，则控制所述开关单元导通，并将所述过流状态寄存器的值置为第二预设值。

6.一种电压转换器的过流保护方法，其特征在于，所述过流保护方法应用于如权利要求1至5任一项所述的过流保护电路中的逻辑控制单元；所述过流保护方法包括：

在所述开关单元导通的情况下，若接收到过流信号，且所述开关单元的导通时长大于预设最小导通时长，则控制所述开关单元断开；所述过流信号由过流检测单元在检测到电压转换通路中的第一电流大于预设电流阈值时输出；

在所述开关单元的断开时长大于第一时长时，控制所述开关单元导通；所述第一时长根据所述开关单元的实际导通时长、所述电压转换器的输入电压、所述电压转换器的输出电压以及所述单向导电单元的正向导通电压确定得到，所述第一时长大于预设最小断开时长。

7.根据权利要求6所述的过流保护方法，其特征在于，所述第一时长根据以下公式确定得到：

T1=Ton*(Vin-Vout)/(Vout+Vdiode)；

其中，T1为所述第一时长，Ton为所述开关单元的实际导通时长，所述实际导通时长的最小值为所述预设最小导通时长，Vin为所述电压转换器的输入电压，Vout为所述电压转换器的输出电压，Vdiode为所述单向导电单元的正向导通电压。

8.根据权利要求6所述的过流保护方法，其特征在于，所述在所述开关单元导通的情况下，若接收到所述过流信号，且所述开关单元的导通时长大于预设最小导通时长，则控制所述开关单元断开，包括：

在所述开关单元导通的情况下，判断所述开关单元的导通时长是否大于预设最小导通时长；

若所述开关单元的导通时长大于所述预设最小导通时长，则判断是否接收到关断信号；所述关断信号由信号产生单元在所述开关单元导通第二时长后输出；

若未接收到所述关断信号，则判断是否接收到所述过流信号；

若接收到所述过流信号，则控制所述开关单元断开，并将过流状态寄存器的值置为第一预设值。

9.根据权利要求6所述的过流保护方法，其特征在于，所述在所述开关单元的断开时长大于第一时长时，控制所述开关单元导通，包括：

在所述开关单元断开后，判断所述开关单元的断开时长是否大于预设最小断开时长；

若所述断开时长大于所述预设最小断开时长，则判断过流状态寄存器的值是否为第一预设值；

若所述过流状态寄存器的值为所述第一预设值，则判断所述断开时长是否大于所述第一时长；

若所述断开时长大于所述第一时长，则判断是否接收到导通信号；所述导通信号由比较器在采样电压小于基准电压时输出，所述采样电压为电压采样单元对所述电压转换器的实际输出电压进行采样得到；

若接收到所述导通信号，则控制所述开关单元导通，并将所述过流状态寄存器的值置为第二预设值。

10.一种电源设备，其特征在于，包括电源、电压转换器以及如权利要求1至5任一项所述的过流保护电路，所述电压转换器与所述电源和所述过流保护电路连接。

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