CN115684985A - 用于开关电源的检测电路、方法、芯片和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于开关电源的检测电路、方法、芯片和电子设备，该检测电路包括锁存器与第一与门：锁存器的置位端连接至开关电源上管的过流检测电路；锁存器的复位端接收周期性的预设脉宽的第一复位信号；第一与门的第一输入端接收锁存器的输出信号，第二输入端连接至开关电源下管的过零检测电路；在一个开关周期内，锁存器对检测到的过流检测信号进行锁存，直至接收到下一个第一复位信号；第一与门对第一与门的第一输入端接收的信号和第二输入端接收的信号进行逻辑与运算，当第一与门输出高电平的逻辑运算结果时，则确定开关电源的外接电感短路。本实施例公开的检测电路复杂度低，同时可以准确检测电感是否发生短路。

Description

用于开关电源的检测电路、方法、芯片和电子设备

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种开关电源电路和具有其的芯片、电子设备。

背景技术

电子设备通常由开关电源来提供电源，开关电源又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置，其是利用现代电力电子技术，控制开关管导通和关断的时间比率，来维持稳定输出电压的一种电源。在开关电源芯片中，电感一般不会集成到芯片内部，通常需要外接，所以在应用的过程中，可能存在由于操作不当导致的电感短路现象，由此导致芯片出现大电流，工作异常，损坏芯片。

现有技术中一般通过复杂的检测比较电路来检测电感是否短路。如公开号为CN103401541A的中国发明专利公开了一种用于开关型充电管理芯片中驱动管与电感的短路保护电路，其通过额外设置的检测单元对电感与上下管连接点的对地电压进行检测，当该电压值大于预置时判定电感或上管发生短路。多个检测比较电路不仅增加了电路的复杂程度，提高了开关电源制造成本，而且更为重要的是，依据检测结果无法明确究竟电感与开关管哪一个发生短路，也就是依然无法准确检测到电感是否短路。

因此，如何对开关电源外接电感进行短路检测成为亟待解决的技术问题。

发明内容

基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种开关电源电路和具有其的芯片、电子设备，以对开关电源外接电感进行短路检测。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

根据第一方面，本发明实施例公开了一种用于开关电源的检测电路，开关电源包括：交替导通的上管和下管，以向外接电感输出供电电源；开关控制器，用于周期性交替输出上下管驱动信号，以控制上管和下管交替导通；其特征在于，用于开关电源的检测电路包括锁存器和第一与门，其中：

锁存器的置位端连接至上管的过流检测电路，以接收高电平的过流检测信号；锁存器的复位端用于接收周期性的预设脉宽的第一复位信号，其中第一复位信号的周期与开关电源的开关周期相同；

第一与门的第一输入端连接至锁存器的输出端，第二输入端连接至下管的过零检测电路，以接收高电平的过零检测信号；

在一个开关周期内，锁存器对检测到的过流检测信号进行锁存，直至接收到下一个第一复位信号；第一与门对第一与门的第一输入端接收的信号和第二输入端接收的信号进行逻辑与运算，当第一与门输出高电平的逻辑运算结果时，则确定外接电感短路，并将表征外接电感短路的短路指示信号输出至开关控制器。

可选地，用于检测开关电源的检测电路还包括D触发器：

D触发器的数据输入端连接至电源电压端，时钟信号端连接至第一与门的输出端，D触发器的输出端连接至开关控制器；

D触发器用于维持短路指示信号，以持续向开关控制器输出短路指示信号。

可选地，D触发器的复位端用于接收第二复位信号，D触发器在接收到第二复位信号时对短路指示信号进行复位，以等待下一次的检测结果。

可选地，用于开关电源的检测电路还包括：

第一复位模块，用于基于上管的驱动信号生成第一复位信号，第一复位信号的周期与上管的驱动信号的周期相同。

可选地，第一复位模块包括：反相延迟单元和第二与门，其中：

反相延迟单元的输入端用于接收上管的驱动信号，反相延迟单元用于对上管的驱动信号进行预设时长的延迟反相得到延迟反相信号；

第二与门用于对延迟反相信号和上管的驱动信号进行逻辑与运算，以生成周期性的预设脉宽的第一复位信号。

可选地，反相延迟单元包括：依次串接的第一反相器、第二反相器和第三反相器，第一反相器的输入端为反相延迟单元的输入端，第三反相器的输出端为反相延迟单元的输出端。

根据第二方面，本发明实施例公开了一种用于开关电源的检测方法，开关电源包括：交替导通的上管和下管，以向外接电感输出供电电源；开关控制器，用于周期性交替输出上下管驱动信号，以控制上管和下管交替导通；其特征在于，用于开关电源的检测方法包括：

在开关电源工作的一个开关周期内，对开关电源的上管进行过流检测，得到第一检测信号，其中，当第一检测信号为高电平时，表明检测到开关电源的上管的过流检测信号；

对开关电源的下管进行过零检测，得到第二检测信号，其中，当第二检测信号为高电平时，表明检测到开关电源的下管的过零检测信号；第二检测信号和第一检测信号在开关电源工作的同一开关周期内；

对第一检测信号和第二检测信号进行逻辑与运算；

当逻辑与运算的逻辑运算结果为高电平时，则确定外接电感短路，并将表征外接电感短路的短路指示信号输出至开关控制器。

可选地，当逻辑与运算的逻辑运算结果为高电平时，还包括：

对短路指示信号进行锁存，并持续输出短路指示信号，直至下一次触发外接电感短路检测。

根据第三方面，本发明实施例公开了一种用于开关电源的芯片，其上集成有集成电路，集成电路包括如第一方面公开的用于开关电源的检测电路；或者集成电路被设计为实现如第二方面公开的用于开关电源的检测方法。

根据第四方面，本发明实施例公开了一电源设备，包括如第一方面公开的用于开关电源的检测电路，或者包括第三方面公开的用于开关电源的芯片，或者被配置为实现第二方面公开的用于开关电源的检测方法。

依据本发明实施例公开的一种用于开关电源的检测电路，包括锁存器和与门。在开关转换器电路中，通常都设置有过流检测电路与过零检测电路对开关电源进行保护，申请人研究发现，如果同时出现过流信号和过零信号，说明电感非常小，即可确定电感短路，本发明实施例直接利用过流检测电路与过零检测电路的检测结果，将其检测结果作为电感短路检测的输入信号来判断电感是否短路，当在一个开关周期内出现过流信号和过零信号时，即可确定电感短路，由此极大地简化了电路设计，降低电路复杂度及制造成本，同时可以准确检测电感是否发生短路。

本发明的其他有益效果，将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述，本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍，应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。

附图说明

以下将参照附图对本发明实施例进行描述。图中：

图1为一种现有的开关电源的电路示意图；

图2为本实施例公开的一种用于开关电源的检测电路原理示意图；

图3为本实施例公开的一种用于开关电源的检测电路的示例性工作波形示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分，为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

为了对开关电源外接电感进行短路检测，本实施例公开了一种用于开关电源的检测电路，请参考图1，为一种现有的开关电源的电路示意图，通常，开关电源包括上管M1、下管M2以及开关控制器1，其中，上管M1和下管M2交替导通以向外接电感L输出供电电源；开关控制器1用于周期性交替输出上下管驱动信号，以控制上管M1和下管M2交替导通。

在具体实施例中，开关电源的上管M1可以是NMOS管，也可以是PMOS管，下管M2一般使用NMOS管以管理电路是否接地。需要说明的是，采用PMOS管作为上管M1时与采用NMOS管作为上管M1时所使用的驱动信号相反。

本实施例中，开关控制器输出驱动信号以控制上管M1和下管M2交替导通，即在一个开关周期内先驱动上管M1导通、下管M2关断，然后驱动上管M1关断、下管M2导通。当上管M1是PMOS时，可以使用同一驱动信号驱动上管M1与下管M2，也就是说，驱动信号为高电平时下管M2导通，驱动信号为低电平时上管M1导通；当上管M1是NMOS时，需使用不同的驱动信号分别驱动上管M1与下管M2，也就是说，使用相反的两个驱动信号分别驱动上管M1与下管M2。

此外，开关控制器1中通常包括过流检测电路和过零检测电路，过流检测电路用于检测开关电源中是否存在过流，当存在过流时，过流检测电路的输出信号为高电平，否则输出信号为低电平；过零检测电路用于检测开关电源中是否存在过零，当存在过零时，过零检测电路的输出信号为高电平，否则输出信号为低电平。

请参考图2，为本实施例公开的一种用于开关电源的检测电路原理示意图，该用于开关电源的检测电路包括：锁存器2和第一与门3，其中：

锁存器2的置位端连接至上管M1的过流检测电路，以接收高电平的过流检测信号OCP；锁存器2的复位端用于接收周期性的预设脉宽的第一复位信号RS；

本实施例中，上管M1的过流检测电路用于在上管M1导通时检测上管M1是否过流，过流检测电路的具体结构不限；锁存器2的置位端接收到过流检测电路的检测结果对应的信号。

在具体实施例中，锁存器2具有置位端、复位端与输出端，置位端用于在接收到高电平信号时将锁存器2的输出信号OCP_LATCH置为1，也就是置位为高电平；复位端用于在接收到高电平信号时将锁存器2的输出信号OCP_LATCH复位为0，也就是复位为低电平；需要说明的是，当锁存器2的置位端接收到高电平信号时，无论复位端接收到的信号为高电平还是低电平，锁存器2的输出信号都将被置为高电平，而当锁存器2的置位端与复位端都接收到低电平信号时，锁存器2的输出信号OCP_LATCH保持前一状态不变，也就是说，当锁存器2在上一时刻的输出信号OCP_LATCH为高电平时，当前时刻仍输出高电平，当锁存器2在上一时刻的输出信号OCP_LATCH为低电平时，当前时刻仍输出低电平。本实施例中的锁存器2用于对高电平的过流检测信号OCP进行锁存，使得在一个开关周期内，当锁存器2接收到高电平的过流检测信号OCP时，持续输出高电平的输出信号OCP_LATCH，从而当开关控制器控制开关电源进行相应的过流保护处理后，即使过流检测信号OCP变为低电平后，锁存器2仍旧输出高电平的输出信号OCP_LATCH指示在该开关周期内存在过流现象，直至接收到复位信号。

请参考图3，为本实施例公开的一种用于开关电源的检测电路的示例性工作波形示意图，本实施例中，锁存器2接收周期性的第一复位信号RS，以周期性地进行复位，第一复位信号RS的周期与开关电源的开关周期相同，开关周期与上管M1的驱动信号HS_DRV周期相同，第一复位信号RS在周期初具有一段高电平的脉宽，以在每一个开关周期初对锁存器2进行一次复位，从而使得上一个周期的检测结果不影响当前周期的检测。由于第一复位信号RS为高电平时，会立刻将锁存器2的输出信号复位为低电平，同时，为了使得锁存器2能够实现锁存功能，因此第一复位信号RS的预设脉宽较窄，在周期初对锁存器2进行复位后，降为低电平，使得当置位端信号为低电平时的输出信号保持前一状态。

在具体实施过程中，第一复位信号RS与上管M1的驱动信号HS_DRV时钟对齐，以上管M1为NMOS为例：第一复位信号RS的上升沿可以稍早于上管M1的驱动信号HS_DRV的上升沿（当上管M1为PMOS时，第一复位信号RS的上升沿可以稍早于上管M1的驱动信号HS_DRV的下降沿），也可以稍晚于上管M1的驱动信号HS_DRV的上升沿（当上管M1为PMOS时，也可以稍晚于上管M1的驱动信号HS_DRV的下降沿），还可以与上管M1的驱动信号HS_DRV的上升沿对齐（当上管M1为PMOS时，还可以与上管M1的驱动信号HS_DRV的下降沿对齐）；优选地，第一复位信号RS的上升沿可以稍早于上管M1的驱动信号HS_DRV的上升沿，第一复位信号RS的下降沿与上管M1的驱动信号HS_DRV的上升沿对齐，以使在下一个开关周期到来时，锁存器2的输出信号被复位为0。本实施例中，第一复位信号RS的生成方式不限。

请参考图2，第一与门3的第一输入端连接至锁存器2的输出端，第二输入端连接至下管M2的过零检测电路，以接收高电平的过零检测信号ZCD；

本实施例中，下管M2的过零检测电路用于在下管M2导通时检测下管M2是否过零，过零检测电路的具体结构不限；第一与门3的第二输入端接收到过零检测电路的检测结果对应的信号。第一与门3的第一输入端接收锁存器2的输出信号OCP_LATCH，第一与门3的第二输入端接收过零检测信号OCP，在锁存器2的输出信号OCP_LATCH为高电平且零检测信号OCP也为高电平时，第一与门3输出高电平的逻辑运算结果，指示在一个开关周期内开关电源出现了过流与过零，否则第一与门3输出低电平的逻辑运算结果。

综上所述，在一个开关周期内，锁存器2对检测到的过流检测信号OCP进行锁存，直至接收到下一个第一复位信号RS；第一与门3对第一与门3的第一输入端接收的信号和第二输入端接收的信号进行逻辑与运算，当第一与门3输出高电平的逻辑运算结果时，则确定外接电感L短路，并将表征外接电感L短路的短路指示信号SHT输出至开关控制器1。

本实施例中，在一个开关周期内开关电源出现了过流与过零，则表明外接电感L感量过小，外接电感L短路；表征外接电感L短路的短路指示信号SHT为高电平时，表征外接电感L短路，短路指示信号SHT为低电平时，表征外接电感L未短路；开关控制器1接收到表征外接电感L短路的短路指示信号SHT后基于该短路指示信号SHT进行相应的保护处理。

综上所述，本实施例公开的用于开关电源的检测电路中，利用开关控制器中的过流检测电路与过零检测电路的检测结果，将其检测结果作为电感短路检测的输入信号来判断电感是否短路，当在一个开关周期内出现高电平的过流检测信号OCP和高电平的过零检测信号ZCD时，即可确定外接电感L短路，不需要额外设计复杂的电感短路检测电路，由此极大地简化了电路设计，降低电路复杂度及制造成本，同时可以确保准确检测电感是否发生短路。

请参考图2，在可选的实施例中，用于检测开关电源的检测电路还包括D触发器4：

D触发器4的数据输入端D连接至电源电压端，时钟信号端CLK连接至第一与门3的输出端，D触发器4的输出端Q连接至开关控制器1；

D触发器4用于维持短路指示信号SHT，以持续向开关控制器1输出短路指示信号SHT。

在具体实施例中，D触发器4具有数据输入端D、时钟信号端CLK、复位端R与输出端Q：数据输入端D用于接收输入数据，本实施例中接收电源信号VDD，因此持续接收到高电平信号；复位端R用于接收复位信号RST，当接收到高电平的复位信号RST时，D触发器4的输出信号置位为0，也就是置为低电平；D触发器4在时钟信号端CLK接收到的信号从低电平变为高电平时，即外接电感L短路时，由于数据输入端D接收到信号为高电平，因此D触发器4输出高电平并维持高电平的输出信号，即维持短路指示信号SHT为高电平，从而持续向开关控制器1输出高电平的短路指示信号SHT，直至接收到高电平的复位信号，输出复位为低电平。

本实施例中，当开关控制器1接收到高电平的短路指示信号SHT时，开关控制器1进行相应电感短路保护处理，如关闭开关电源，之后第一与门的输出将变为低电平，而D触发器4的使用使得高电平的短路指示信号SHT被持续输出，从而能够持续指示电感短路，直至D触发器4接收到复位信号，避免当开关电源关闭后，第一与门3的输出信号立刻降为低电平信号，开关控制器1在接收到该低电平信号后确认电感未短路，而导致开关电源在未进行相应保护处理的情况下再次打开，从而保护芯片。

请参考图2，在具体实施例中，D触发器4的复位端R用于接收第二复位信号RST，D触发器4在接收到第二复位信号RST时对短路指示信号SHT进行复位，以等待下一次的检测结果。

具体而言，D触发器4在接收到高电平的第二复位信号RST时，将输出信号复位为0，即将短路指示信号SHT复位为低电平，以指示电感未短路。

可选地，当电感短路故障被排除后，开关控制器1向D触发器4输出高电平的第二复位信号RST，或者在电感短路的故障被排除后，人为控制输出一段高电平的第二复位信号RST。需要说明的是，第二复位信号RST具有较窄的脉宽，以在对D触发器4进行复位后，进行下一次外接电感L短路检测。

请参考图2，在可选的实施例中，用于检测开关电源的检测电路还包括第一复位模块5，用于基于上管M1的驱动信号HS_DRV生成第一复位信号RS，第一复位信号RS的周期与上管M1的驱动信号HS_DRV的周期相同。

本实施例中，锁存器2接收周期性的第一复位信号RS，以周期性地进行复位，第一复位信号RS的周期与开关电源的开关周期相同，开关周期与上管M1的驱动信号HS_DRV周期相同，因而第一复位信号RS的周期与上管M1的驱动信号HS_DRV周期相同。

本实施例中，基于上管M1的驱动信号HS_DRV生成第一复位信号RS，无需额外设置一个信号源来生成第一复位信号RS，减小电路复杂度，降低制造成本。

在具体实施例中，第一复位模块5包括：反相延迟单元51和第二与门52，其中：

反相延迟单元51的输入端用于接收上管M1的驱动信号HS_DRV，反相延迟单元51用于对上管M1的驱动信号HS_DRV进行预设时长的延迟反相得到延迟反相信号HS_DRVN；

具体而言，反相延迟单元51对上管M1的驱动信号HS_DRV进行预设时长的延迟反相，该预设时长与第一复位信号RS的脉宽相对应，也就是说，第一复位信号RS的脉宽所对应的时长与该预设时长相同。

本实施例中，延迟反相信号HS_DRVN与上管M1的驱动信号HS_DRV相反，并具有预设时长的相位差。

第二与门52用于对延迟反相信号HS_DRVN和上管M1的驱动信号HS_DRV进行逻辑与运算，以生成周期性的预设脉宽的第一复位信号RS。

本实施例中，对上管M1的驱动信号HS_DRV进行延迟反相得到的延迟反相信号HS_DRVN与上管M1的驱动信号HS_DRV周期相同，因此进一步对延迟反相信号HS_DRVN和上管M1的驱动信号HS_DRV进行逻辑与运算后生成的第一复位信号RS与上管M1的驱动信号HS_DRV周期相同，无需进行时钟同步即可使得第一复位信号RS与上管M1的驱动信号HS_DRV具有相同的周期，且时钟对齐。

在具体实施例中，反相延迟单元51包括：依次串接的第一反相器511、第二反相器512和第三反相器513，第一反相器511的输入端为反相延迟单元51的输入端，第三反相器513的输出端为反相延迟单元51的输出端。

具体而言，第一反向器511的输入端接收上管M1的驱动信号HS_DRV，第一反相器511的输出端与第二反相器512的输入端的相连，第二反相器512的输出端与第三反相器513的输入端的相连，第三反相器513的输出端与第二与门52的第一输入端相连，第二与门52的第二输入端接收上管M1的驱动信号HS_DRV。

请参考图3，本实施例中，通过第一反向器511与第二反相器512对上管M1的驱动信号HS_DRV进行两次取反后的信号DELAY相比于上管M1的驱动信号HS_DRV，信号特征相同，但由于取反操作，产生了一小段延迟，对延迟后的信号再次取反后与上管M1的驱动信号HS_DRV进行逻辑与运算，即可得到合适的第一复位信号RS，其具有较窄的脉宽，且该第一复位信号RS的上升沿与上管M1的驱动信号HS_DRV的上升沿对齐。

需要说明的是，当开关电源的上管M1为NMOS时，反相延迟单元51与第二与门52的第二输入端接收上管M1的驱动信号HS_DRV；当上管M1为PMOS时，第一复位模块5接收的信号为对上管M1的驱动信号HS_DRV进行取反后的信号，也就是说反相延迟单元51与第二与门52的第二输入端接收的信号为对上管M1的驱动信号HS_DRV进行取反后的信号；或者当上管M1为PMOS时，在反相延迟单元51与第二与门52的第二输入端之前添加一个反相器，以对上管M1的驱动信号HS_DRV进行取反。

为便于理解，请参考图2与图3，以上管M1是NMOS为例，对本申请优选实施例的电路工作原理进行进一步说明。

在周期T内（上管M1的驱动信号HS_DRV周期为T），上管M1的驱动信号HS_DRV为高电平时，上管M1导通，对应的下管M2截止，上管M1的驱动信号HS_DRV为低电平时，上管M1截止，对应的下管M2导通；

上管M1的驱动信号HS_DRV通过第一反相器511与第二反相器512延时之后得到延迟信号DELAY，延迟信号DELAY经由第三反相器513再次取反后得到延迟反相信号HS_DRVN，第二与门52接收上管M1的驱动信号HS_DRV与延迟反相信号HS_DRVN并进行逻辑与运算，得到第一复位信号RS；

在上管M1导通、下管M2关断时，当外接电感L短路时，等效电感非常小，上管过流，产生高电平的过流检测信号OCP，高电平的过流检测信号OCP将锁存器2输出端的输出信号OCP_LATCH置为高电平，直至锁存器2接收到高电平的第一复位信号RS，随后由于过流保护处理，过流检测信号变为低电平；

在上管M1关断、下管M2导通时，由于外接电感L短路，因此下管的电流过零，产生高电平的过零检测信号ZCD，此时第一与门3接收到高电平的过零检测信号ZCD与高电平的锁存器2输出信号OCP_LATCH，第一与门3输出高电平的逻辑与运算结果；

D触发器4的时钟信号端CLK接收到的信号从低电平变为高电平，D触发器4在时钟信号端CLK接收到的信号从低电平变为高电平时，检测数据输入端D信号的电平，由于数据输入端D连接至电源电压，输入信号恒为高电平，触发输出高电平的短路指示信号SHT，指示外接电感L短路，开关控制器1接收到D触发器4锁存的高电平的短路指示信号SHT，控制关闭开关电源，直至D触发器4接收到高电平的第二复位信号RST并将短路指示信号SHT复位为低电平，从而保护芯片。

本申请实施例还公开了一种用于开关电源的检测方法，开关电源包括：交替导通的上管M1和下管M2，以向外接电感L输出供电电源；开关控制器1，用于周期性交替输出上下管驱动信号，以控制上管M1和下管M2交替导通；用于开关电源的检测方法包括：

在开关电源工作的一个开关周期内，对开关电源的上管M1进行过流检测，得到第一检测信号，其中，当第一检测信号为高电平时，表明检测到开关电源的上管M1的过流检测信号OCP；

对开关电源的下管M2进行过零检测，得到第二检测信号，其中，当第二检测信号为高电平时，表明检测到开关电源的下管M2的过零检测信号ZCD；第二检测信号和第一检测信号在开关电源工作的同一开关周期内；

对第一检测信号和第二检测信号进行逻辑与运算；

当逻辑与运算的逻辑运算结果为高电平时，则确定外接电感L短路，并将表征外接电感L短路的短路指示信号SHT输出至开关控制器1。

可选地，当逻辑与运算的逻辑运算结果为高电平时，还包括：

对短路指示信号SHT进行锁存，并持续输出短路指示信号SHT，直至下一次触发外接电感L短路检测。

本申请实施例还公开了一种用于开关电源的芯片，其上集成有集成电路，包括如上述实施例公开的用于检测开关电源的检测电路；或者被设计为实现如上述实施例公开的方法。

本申请实施例还公开了一种电源设备，包括如上述实施例公开的用于检测开关电源的检测电路；或者包括如上述实施例公开的芯片；或者被设计为实现如上述实施例公开的方法。

本领域的技术人员能够理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种用于开关电源的检测电路，所述开关电源包括：交替导通的上管（M1）和下管（M2），以向外接电感（L）输出供电电源；开关控制器（1），用于周期性交替输出上下管驱动信号，以控制所述上管（M1）和所述下管（M2）交替导通；其特征在于，所述用于开关电源的检测电路包括锁存器（2）和第一与门（3），其中：

所述锁存器（2）的置位端连接至所述上管（M1）的过流检测电路，以接收高电平的过流检测信号（OCP）；所述锁存器（2）的复位端用于接收周期性的预设脉宽的第一复位信号（RS），其中所述第一复位信号（RS）的周期与所述开关电源的开关周期相同；

所述第一与门（3）的第一输入端连接至所述锁存器（2）的输出端，第二输入端连接至所述下管（M2）的过零检测电路，以接收高电平的过零检测信号（ZCD）；

在一个开关周期内，所述锁存器（2）对检测到的过流检测信号（OCP）进行锁存，直至接收到下一个第一复位信号（RS）；所述第一与门（3）对所述第一与门（3）的第一输入端接收的信号和第二输入端接收的信号进行逻辑与运算，当所述第一与门（3）输出高电平的逻辑运算结果时，则确定所述外接电感（L）短路，并将表征所述外接电感（L）短路的短路指示信号（SHT）输出至所述开关控制器（1）。

2.如权利要求1所述的用于开关电源的检测电路，其特征在于，还包括D触发器（4）：

所述D触发器（4）的数据输入端（D）连接至电源电压端，时钟信号端（CLK）连接至所述第一与门（3）的输出端，所述D触发器（4）的输出端（Q）连接至所述开关控制器（1）；

所述D触发器（4）用于维持所述短路指示信号（SHT），以持续向所述开关控制器（1）输出所述短路指示信号（SHT）。

3.如权利要求2所述的用于开关电源的检测电路，其特征在于，所述D触发器（4）的复位端（R）用于接收第二复位信号（RST），所述D触发器（4）在接收到所述第二复位信号（RST）时对所述短路指示信号（SHT）进行复位，以等待下一次的检测结果。

4.如权利要求1-3任意一项所述的用于开关电源的检测电路，其特征在于，还包括：

第一复位模块（5），用于基于上管（M1）的驱动信号（HS_DRV）生成所述第一复位信号（RS），所述第一复位信号（RS）的周期与所述上管（M1）的驱动信号（HS_DRV）的周期相同。

5.如权利要求4所述的用于开关电源的检测电路，其特征在于，所述第一复位模块（5）包括：反相延迟单元（51）和第二与门（52），其中：

所述反相延迟单元（51）的输入端用于接收所述上管（M1）的驱动信号（HS_DRV），所述反相延迟单元（51）用于对所述上管（M1）的驱动信号（HS_DRV）进行预设时长的延迟反相得到延迟反相信号HS_DRVN；

所述第二与门（52）用于对所述延迟反相信号HS_DRVN和所述上管（M1）的驱动信号（HS_DRV）进行逻辑与运算，以生成周期性的预设脉宽的第一复位信号（RS）。

6.如权利要求5所述的用于开关电源的检测电路，其特征在于，所述反相延迟单元（51）包括：依次串接的第一反相器（511）、第二反相器（512）和第三反相器（513），所述第一反相器（511）的输入端为所述反相延迟单元（51）的输入端，所述第三反相器（513）的输出端为所述反相延迟单元（51）的输出端。

7.一种用于开关电源的检测方法，所述开关电源包括：交替导通的上管（M1）和下管（M2），以向外接电感（L）输出供电电源；开关控制器（1），用于周期性交替输出上下管驱动信号，以控制所述上管（M1）和所述下管（M2）交替导通；其特征在于，所述用于开关电源的检测方法包括：

在开关电源工作的一个开关周期内，对开关电源的上管（M1）进行过流检测，得到第一检测信号，其中，当所述第一检测信号为高电平时，表明检测到所述开关电源的上管（M1）的过流检测信号（OCP）；

对开关电源的下管（M2）进行过零检测，得到第二检测信号，其中，当所述第二检测信号为高电平时，表明检测到所述开关电源的下管（M2）的过零检测信号（ZCD）；所述第二检测信号和所述第一检测信号在开关电源工作的同一开关周期内；

对所述第一检测信号和所述第二检测信号进行逻辑与运算；

当逻辑与运算的逻辑运算结果为高电平时，则确定所述外接电感（L）短路，并将表征所述外接电感（L）短路的短路指示信号（SHT）输出至所述开关控制器（1）。

8.如权利要求7所述的用于开关电源的检测方法，其特征在于，当逻辑与运算的逻辑运算结果为高电平时，还包括：

对所述短路指示信号（SHT）进行锁存，并持续输出所述短路指示信号（SHT），直至下一次触发外接电感（L）短路检测。

9.一种用于开关电源的芯片，其上集成有集成电路，其特征在于，所述集成电路包括如权利要求1-6任意一项所述的用于开关电源的检测电路；或者所述集成电路被设计为实现如权利要求7或8所述用于开关电源的检测方法。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

如权利要求1-6任意一项所述的用于开关电源的检测电路，或者包括如权利要求9所述用于开关电源的芯片，或者被配置为实现如权利要求7或8所述用于开关电源的检测方法。

Images