CN1269064A - 具有过流保护的开关模式电源 - Google Patents

具有过流保护的开关模式电源 Download PDF

Info

Publication number
CN1269064A
CN1269064A CN98804270A CN98804270A CN1269064A CN 1269064 A CN1269064 A CN 1269064A CN 98804270 A CN98804270 A CN 98804270A CN 98804270 A CN98804270 A CN 98804270A CN 1269064 A CN1269064 A CN 1269064A
Authority
CN
China
Prior art keywords
switch
current
voltage
coupled
current impulse
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.)
Granted
Application number
CN98804270A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100392972C (zh
Inventor
W·V·菲茨格拉尔德
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.)
Technicolor USA Inc
Original Assignee
Thomson Consumer Electronics Inc
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 Thomson Consumer Electronics Inc filed Critical Thomson Consumer Electronics Inc
Publication of CN1269064A publication Critical patent/CN1269064A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100392972C publication Critical patent/CN100392972C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • H02M3/338—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 in a self-oscillating arrangement
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/1213—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for DC-DC 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
    • 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
    • H02M3/338—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 in a self-oscillating arrangement
    • H02M3/3385—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 in a self-oscillating arrangement with automatic control of output voltage or current

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Abstract

在一个开关模式电源中在晶体管开关的导通间隔和关断间隔期间在晶体管开关(Q3)上保持零电压。该调谐的开关模式电源在逐个的电流脉冲控制的基础上以电流模式控制的方式进行工作。当过流的条件持续的时间长于第一间隔时,而第一间隔远远大于在晶体管开关中的一个给定的电流脉冲的期间,则过电流保护电路(200)断开该晶体管开关。当过电流的条件持续的时间短于第一间隔时,该晶体管的工作没有受到干扰。

Description

具有过流保护的开关模式电源
本发明涉及一个开关模式电源。
一个典型的开关模式电源(SMPS)含有一个连接到输入电源电压端子以用于接收输入电源电压的由一个电感和一个双向可控开关组成的串联装置。该开关是通过由一个晶体管和一个续流二极管组成的并联装置组成的。一个驱动或者控制电路提供了切换脉冲以将该开关交替地切换到导通和关断状态，根据该开关在关断时的周期期间所产生的谐振的整流输出电压，该开关的导通状态的周期是可控的。
在一些现有技术SMPS中的调节控制电路中的调节器是相对于在一个错误放大器中的一个错误信号进行响应以当双向开关导通时变化间隔的长度。在电感中的电流的峰值以此受到控制。以此方式，当双向开关关断时被升高的谐振脉冲电压的幅值受到控制以提供输出电压调节。
在逐个电流脉冲控制的基础上，该SMPS可以运行在电流模式控制中。当电流达到由一个错误信号建立的阙值时，流过晶体管开关的电流终止。该错误信号实际上控制着电感中的峰值电流，该电感连接到晶体管开关。以此方式，控制电路以前向供给的方式立即修正了输入电压的变化而没有使用错误放大器的动态范围。
如果超出的电流持续的时间是短的，该晶体管开关和连接于其上的变压器的绕组可以不会通过超出晶体管开关的承受范围的开关电流受到损坏。例如在使用在视盘机驱动器中的并且由SMPS供电的一个电机的短的启动间隔。然而在一个错误的情况发生时并且额外的电流产生了延长的间隔，该晶体管开关和变压器绕组可能受到损坏。
因此，需要保护该SMPS以抵抗产生延长的间隔的额外的电流，该电流处于一个电平上，该电平小于由电流模式控制电路建立的电流限制。以此方式，具有较低的最大电流限制的晶体管开关能够被使用。优选的，具有较低的最大电流限制的晶体管开关是较不昂贵的。
一个实现本发明的一个方面的开关模式电源装置含有一个输入电源电压的电源和耦合到输入电源电压的电源的一个电感。一个第一个晶体管开关耦合到该电感并且响应于一个周期的开关控制信号以在电感中产生电流脉冲，该电感被耦合到负载电路以产生电源的输出。一个调节器响应于一个信号，在逐个电流脉冲的基础的根据上，该信号表示了一个给出的电流脉冲以产生开关控制信号以控制以电流模式控制方式产生的电源输出。一个过流保护电路响应于该电流脉冲，该脉冲表示了一个信号，该信号用于在过流情况发生时抑制电源的输出。一个电流传感器响应于该给定的电流脉冲以产生电流脉冲，该脉冲表示了一个信号，该信号通过相应的信号路径被耦合到每一个过流保护电路和调节器。
图1示出了实现本发明的一个方面的被调谐的SMPS，
图2a，2b和2c示出了用于解释调谐的图1的SMPS的波形图。
图1示出了实现本发明的一个方面的一个调谐的SMPS。在图1中，作为一个晶体管开关运行的一个N型的金属氧化物半导体(MOS)功率晶体管Tr具有一个通过变压器T1的初级线圈L1耦合到输入电源，即直流(DC)电压B+的端子20上的漏极端子。在电路结构中，未示出，该变压器能够作为一个隔离变压器。电压B+例如是从一个滤波器电容中导出的，该电容耦合到一个桥式整流器，其整流了一个主电源电压，未示出。
晶体管Tr的一个源极端子通过一个电流传感器或者一个示范电阻R12耦合到一个接地或者共同的端子。作为一个开关运行的续流二极管D6与晶体管Tr并联地耦合并且包含在具有晶体管Tr的相同的部分中以形成一个双向开关22。电容C6与二极管D6并联连接并且与绕组L1串联以当开关22不导通时与绕组L1的电感一起形成一个谐振电路21。
变压器T1的一个次级绕组L2耦合到峰值整流二极管D8的阳极并且耦合到大地以在滤波器电容C10中产生一个输出电压VOUT，该电容耦合到二极管D8的阴极。电压VOUT耦合到负载电路，未示出。相似的，在滤波器电容C9中的输出电压VOUT’是由整流二极管D7改善的一个峰值整流电压。
一个错误放大器23是响应于电压VOUT和一个参考电压VREF。一个光敏耦合器IC1含有一个发光二极管。光敏耦合器IC1的晶体管的一个发射极通过一个电阻R4耦合到负DC电压V3。光敏耦合器IC1的晶体管的集电极耦合到电容C3。在一个未示出的电路结构中，该光敏耦合器能够用于隔离。光敏耦合器IC1的一个错误的集电极电流Ie表示了一个结果，以此，电压VOUT大于参考电压VREF，并且因此是它们之间的差值。
一个比较器晶体管Q2具有一个基极，其通过一个电阻R11耦合到在晶体管Tr的源极端子和电流传感器电阻R12之间的连接点。晶体管Q2将晶体管Q2的基极电压VBQ2与晶体管Q2的发射极上升高的错误电压VEQ2进行比较。电压VBQ2含有第一部分，其正比于晶体管Tr中的源极-漏极电流ID。DC电压V2通过电阻R6耦合到晶体管Q2的基极以提高电阻R11上的电压VBQ2的第二部分。
DC电压V2通过电阻R5耦合到反馈环路滤波器，其由电容C3形成以构成一个电流源，该电流源对电容C2进行充电。错误电流Ie耦合到电容C3以对电容C3进行放电。二极管D5耦合在晶体管Q2的发射极和大地之间。二极管D5限制了到二极管D5的前向电压VEQ2并且限制了在晶体管Tr中的最大电流。
晶体管Q2的集电极耦合到晶体管Q1的基极，并且晶体管Q1的集电极耦合到晶体管Q2的基极以形成一个再生的开关31。晶体管Tr的控制电压VG在晶体管Q1的发射极上进行升高以形成再生的开关31的输出端并且通过电阻R10耦合到晶体管Tr的栅极。
变压器T1的次级绕组L3通过电阻R9进行耦合以产生一个交流(AC)电压V1。电压V1通过到晶体管Q1的发射极的电容C4和电阻R8进行交流耦合以产生晶体管Tr的驱动电压VG。AC耦合的电压V1通过集电极电阻R7耦合到晶体管Q2的集电极和晶体管Q1的基极。电压V1通过二极管D2进行整流以产生电压V3并且通过二极管D3产生电压V2。
耦合在电压源B+和电容C4的远离绕组L3的一个端子30之间的电阻R3在接通或者启动时对电容C4进行充电。当晶体管Tr上的栅极的电压VG超过MOS晶体管Tr的一个阙值电压时，晶体管Tr导通，引起晶体管Tr的漏极电压VD下降。结果，电压V1变成负的并且加强了电压VG以负反馈方式保持晶体管Tr完全导通。
附图2a-2c示出了用于解释图1的调谐的SMPS100的工作的波形图。在图1和图2a-2c中的相似的标志和数字表示了相同的部分或者功能。
在图2c的给定期间T的间隔t0-t1中，图1的导通的晶体管Tr的电流ID是上倾斜的，因此在绕组L1中的电流IL1的相应的非谐振的电流脉冲部分是上倾斜的并且在变压器T1的绕组L1的电感中存储了电磁能量。在图2c的时刻t1，含有从电阻R12的电压导出的上倾斜部分的图1的电压VBQ2超出了由电压VEQ2确定的并且导通了晶体管Q2的再生的开关31的触发电平。电流在晶体管Q1的基极中流动并且再生的开关31在晶体管Tr的栅极上存在低阻抗。因此，图2a的栅极电压VG几乎减小到零并且关断了图1中的晶体管Tr。当晶体管Tr关断时，图2b的漏极电压VD升高并且导致从绕组L3耦合的图1的电压V1下降。存储在电容CG中的电荷保持了锁存模式工作直到图2a的时刻t2。
当电压VG小于用于保持在图1的晶体管Q1足够的集电极电流时，在晶体管Q2上的基极上的前向导通停止，因此在再生的开关31中的锁存工作模式变为不可能。之后，连续下降的电压V1导致图2a的电压VG的负部分40以保持图1的晶体管Tr的关断。
当晶体管Tr关断时，漏极电压VD如图2b中的间隔t1-t2所示的上升。图1中的电容C6限制了电压VD的上升率，以致于在电压VD在零电压之上升高时晶体管Tr完全地不导通。因此，开关损耗和噪声被有利的减少。当图1的晶体管Tr关断时，在图2b的间隔t1-t3之间，含有电容C6和绕组L1的谐振电路开始谐振。电容C6限制了电压VD的幅值。因此，优选的，没有缓冲二极管和电阻是必需的以致于效率被提高并且开关噪声降低。
在图2b的时刻t3之前的电压VD的下降使图1的电压V1变为正电压。在图2b的时刻t3，电压VD接近于零电压并且稍微为负，使图1中的缓冲二极管D6导通并且将图2b的电压VD箝位在大约为零。因此，图1的谐振电路21示出了谐振的半周。在图2b的时刻t3，图2a的电压VD上升更为正的，这是因为在图1中的电压V1的极性的改变。
优选的，当电压VD大约为零时，晶体管Tr的下面的导通通过一个延迟时间被延迟直到图2b的时刻t3，该延迟时间由电阻R8和栅极电容CG的谐振时间所确定。因此，产生了最小的开关损耗并且开关噪声被减小。
电压VOUT的负反馈调节通过在滤波电容C3中的变化的电压VEQ2实现，当电压VOUT大于电压VREF时，电流Ie对电容C3减小放电并且减小了电压VEQ2。因此，比较器晶体管Q2的阙值电平下降。因此，晶体管Tr中的电流ID的幅值和传输到负载电路的功率减小，未示出。另外，当电压VOUT小于电压VREF时，电流Ie为零并且电阻R5中的电流升高了电压VEQ2。因此，晶体管Tr中的电流ID的幅值和传输到负载电路的功率升高，未示出。因此，含有再生的开关31的晶体管Q3控制电路根据电压VEQ2提供了在晶体管Q3中的电流ID的周期调节。
调谐的SMPS100在逐个电流脉冲控制的基础上工作在电流模式控制上。在图2c的间隔t0-t1期间的电流ID的电流脉冲在图1晶体管Tr中流动，当它达到由电压VEQ2确定的并且由形成错误信号的错误电流Ie建立的图1的晶体管Q2的阙值电平时，该电流结束在图2c的时刻t1。该错误信号实际控制了在绕组L1的电感中流动的电流ID的电流脉冲的峰值电流。有利的，该控制电路以正反馈的方式立即修正了电压B+输入电压的变化而没有使用错误放大器23的动态范围。以此方式，得到了电流模式调节和调谐的SMPS的优点。
实现本发明特征的过电流保护电路200含有一个整流器200a。整流器200a含有一个与整流二极管D19串联的电阻R18，该二极管耦合在一个节点，其中电压VR12被升高，和一个积分器电容C11之间。电阻R19与电容C11并联以提供一个对存储在电容C11中的电荷的放电路径。电容C11中的电压通过一个基极电流限制电阻R20耦合到晶体管Q6的一个基极。晶体管Q6耦合到一个晶体管Q5以形成一个R-S触发器或者锁存器200b。晶体管Q5的发射极耦合到晶体管Q1的基极以当晶体管Q5导通时以到不工作的晶体管Q3的方式导通晶体管Q1。
电阻R18和积分电容C11的时间常数确定了电阻R12上的电压VR12的长时间的峰值。当超出的负载电流在晶体管Q3中产生超出的电流ID时，在足够长的间隔内，例如几百微秒，当电容C11中的电压变为足够高以导通晶体管Q6，一个重复的动作使晶体管Q5导通时，电容C11以一个到下一个电流ID的循环的方式持续地上升。结果是锁存器200b作为一个用于切断从晶体管Q3的栅极的驱动电压VG的导通开关开始操作。结果，电压源停止了振荡并且停止提供功率到负载。
根据本发明的特征，当过流条件持续超过为了晶体管Q3的安全操作所要求的更长的时间时，例如超过几百微秒，过流保护电路200关断了晶体管Q3。相反，当过流条件持续只有更短的时间时，晶体管Q3的操作没有受到干扰。
有利的，在一个短的时间间隔内电流ID的峰值电平在间隔的长度相对短的情况下超过了一个预定的安全的值，在该间隔内电流ID是高的。电路200建立了短时间的间隔的长度和电流ID的预定的长时间的安全值。有利的，晶体管Q3的所需要的最大电流承受范围能够被放宽，因为当超过的电流的周期是短的时，晶体管Q3可以不受到超过承受范围的电流ID的损害。例如，使用在视盘驱动器并且由SMPS100供电的电机的短的启动间隔。然而，当错误的条件发生并且潜在的损害的过流持续长时间的间隔时，晶体管Q3相对于这样的过流条件被保护。
跟随电源被断开，电容C11连续地下降。当在晶体管Q5和Q6中的电流低于保持锁存条件的电平时，导通停止并且电源开始正常的启动。当异常高的负载出现时该导通和关断的周期出现相同的时间。电阻R19提供了用于电容C11的放电路径以允许提供正常的峰值负载电流而不会导致锁存器200b的导通。
如上所述，DC电压V2通过电阻R6耦合到晶体管Q2的基极以提高在电阻R11上的第二部分的电压VBQ2。在图2c的间隔t0-t1期间，图1的电压V2等于电压B+乘以变压器T1的绕组L3和L1的导通率。
晶体管Q2的阙值根据电压V2进行变化，并且因此根据电压B+进行变化。因此电流ID的峰值也根据电压B+变化。有利的，该特征用于保持SMPS100的恒定的功率传输容量，以致于超过的过流不能够在高的AC主电源电压下进行传输，未示出。
根据本发明的其他特征，电压VR12被耦合到周期调节器的比较器晶体管Q2的每一个并且通过不包括晶体管Q3的信号路径耦合到过流保护电路200a。有利的，通过使用电流传感器电阻R12来产生对于周期调节器和过流保护电路200a所共用的电压VR12，该电路被简化。
权利要求书
按照条约第19条的修改
1.一个开关模式电源装置，含有：
一个输入电源电压的电源；
一个耦合到所述的输入电源电压的所述的电源的电感；
一个第一个晶体管开关，耦合到所述的电感并且响应于一个周期的开关控制信号以在所述的电感中产生电流脉冲，该电感耦合到一个负载电路以产生所述的电源的输出；
一个调节器，响应于一个表示给定的电流脉冲的信号以产生所述的开关控制信号在逐个电流脉冲的基础上以电流模式控制的方式控制所述的电源输出端；
一个过流保护电路，响应于所述的电流脉冲，该电流脉冲表示信号，该信号用于当过流条件在多个所述的电流脉冲期间持续时减少所述的电源输出，当所述的过流条件在少于所述的多个电流脉冲的数量期间持续时，该电源输出的减少操作被终止；和
一个电流传感器，响应于所述的给定的电流脉冲以产生表示信号的所述的电流脉冲，该信号通过相应的信号路径被耦合到每一个所述的过流保护电路和所述的调节器。
2.如权利要求1的装置，其中，每一个所述的信号路径(通过R11，通过R18)不含有所述的第一个晶体管开关(Q3)。
3.如权利要求1的装置，其中，所述的过流保护电路(200)含有一个响应于表示信号(VR12)的所述的电流脉冲的一个整流器(D19)并且被耦合到一个滤波电容(C11)以产生一个倾斜的电容电压，当每一个电流脉冲产生时，该电压以根据与所述的电容相联系的时间常数(R18，C11)所确定的倾斜率进行倾斜，和一个检测器(Q6)，当所述的倾斜电容电压达到一个与所述的过流条件相联系的阙值电平时，该检测器用于检测。
4.如权利要求3的装置，其中，所述的电容(C11)耦合到一个再生的开关(Q5，Q6)，其耦合到所述的第一晶体管开关的控制端(栅极)以当所述的电容电压达到所述的再生的开关的触发电平时断开所述的第一晶体管开关(Q3)。
5.如权利要求1的装置，其中，当所述的过流条件持续一个间隔，该间隔远远大于所述的给定的电流脉冲(IL1)的周期时，所述的过流保护电路(200)断开了电源的输出。
6.如权利要求1的装置另外含有一个耦合到所述的电感(L1)以形成一个调谐的谐振电路(21)的电容(C6)，其中当所述的第一晶体管开关导通时，所述的开关控制信号以一种方式产生以在所述的第一晶体管开关(Q3)的一对主电流导通端子(源极-漏极)之间保持一基本的零电压。
7.如权利要求6的装置，其中，所述的第一晶体管开关的一个给定的切换周期，在所述的谐振电路(21)中改进的一个谐振脉冲(VD)在所述的谐振电路中形成了谐振的一个半周期。
8.如权利要求6的装置另外含有一个第二开关(D6)耦合到所述的第一晶体管开关(Q3)以在所述的主电流导通端子(源极-漏极)之间提供一个低阻抗，以当所述的第一晶体管开关导通时在所述的第一晶体管开关的所述的主电流导通端子之间保持基本为零的电压。
9.如权利要求8的装置，其中，所述的第二开关(D6)含有一个缓冲二极管，其与所述的第一晶体管开关(Q3)并联。
10.如权利要求1的装置，另外含有一个第二信号(23)的源用于根据所述的第二信号控制所述的电源的所述的输出(VOUT)，其中所述的电流传感器(R12)含有一个电阻，其与所述的第一晶体管开关(Q3)串联连接以产生一个倾斜的电压(VR12)，当所述的给定的电流脉冲超过由所述的第二信号所确定的一个阙值电平时，该倾斜的电压表示了所述的电流脉冲(IL1)的倾斜的部分并且耦合到所述的调节器(Q2)以使所述的开关控制信号(VG)的状态在所述的给定的电流脉冲的所述的倾斜期间进行改变。
11.一个开关模式电源装置，含有：
一个输入电源电压(RAW B+)的电源；
一个耦合到所述的输入电源电压的所述的电源的电感(L1)；
一个第一个晶体管开关(Q3)，耦合到所述的电感并且响应于一个周期的开关控制信号(VG)以在所述的电感中产生电流脉冲(IL1)，该电感耦合到一个负载电路以产生所述的电源的输出(VR12)；
一个调节器(Q2)，响应于一个给定的电流脉冲以产生所述的开关控制信号以电流模式控制的方式在逐个电流脉冲的基础上控制所述的给定的电流脉冲，以倾斜的方式变化的并且被耦合到第一再生的开关(Q1，Q2)的所述的电流脉冲被耦合到所述的晶体管开关的所述的控制端以当所述的第一再生的开关的阙值电平被超过时在所述的电流脉冲的每一个周期中断开所述的晶体管开关；和
一个过流保护电路(200)，响应于所述的电流脉冲，并且含有一个第二再生的开关(Q5，Q6)用于当过流条件产生时断开所述的晶体管开关，当所述的电流脉冲的幅值超过第一值并且持续的时间超过第一间隔，该间隔远远大于所述的给定的电流脉冲的周期时，该过流条件产生，当所述的电流脉冲的所述的幅值在比所述的第一间隔更短的间隔期间内超过所述的第一值时，所述的晶体管开关的操作没有受到干扰。
12.如权利要求1的装置另外含有一个脉冲积分器，其耦合在所述的过流保护电路的信号路径上而没有耦合在所述的调节器的信号路径上。
13.如权利要求12的装置，其中所述的脉冲积分器含有一个电容用于积分一部分的所述的给定的电流脉冲。

Claims (11)

1.一个开关模式电源装置，含有：
一个输入电源电压(RAW B+)的电源；
一个耦合到所述的输入电源电压的所述的电源的电感(L1)；
一个第一个晶体管开关(Q3)，耦合到所述的电感并且响应于一个周期的开关控制信号(VG)以在所述的电感中产生电流脉冲(IL1)，该电感耦合到一个负载电路以产生所述的电源的输出(VR12)；一个调节器(Q2)，响应于一个表示给定的电流脉冲的信号(VR12)以产生所述的开关控制信号在逐个电流脉冲的基础上以电流模式控制的方式控制所述的电源输出端；
一个过流保护电路(200)，响应于所述的电流脉冲，当过流条件发生时，该脉冲表示了用于终止所述的电源输出的信号；和一个电流传感器(R12)，响应于所述的给定的电流脉冲以产生表示信号的所述的电流脉冲，该信号通过相应的信号路径(通过R11，通过R18)被耦合到每一个所述的过流保护电路和所述的调节器。
2.如权利要求1的装置，其中，每一个所述的信号路径(通过R11，通过R18)不含有所述的第一个晶体管开关(Q3)。
3.如权利要求1的装置，其中，所述的过流保护电路(200)含有一个响应于表示信号(VR12)的所述的电流脉冲的一个整流器(D19)并且被耦合到一个滤波电容(C11)以产生一个倾斜的电容电压，当每一个电流脉冲产生时，该电压以根据与所述的电容相联系的时间常数(R18，C11)所确定的倾斜率进行倾斜，和一个检测器(Q6)，当所述的倾斜电容电压达到一个与所述的过流条件相联系的阙值电平时，该检测器用于检测。
4.如权利要求3的装置，其中，所述的电容(C11)耦合到一个再生的开关(Q5，Q6)，其耦合到所述的第一晶体管开关的控制端(栅极)以当所述的电容电压达到所述的再生的开关的触发电平时断开所述的第一晶体管开关(Q3)。
5.如权利要求1的装置，其中，当所述的过流条件持续一个间隔，该间隔远远大于所述的给定的电流脉冲(IL1)的周期时，所述的过流保护电路(200)断开了电源的输出。
6.如权利要求1的装置另外含有一个耦合到所述的电感(L1)以形成一个调谐的谐振电路(21)的电容(C6)，其中当所述的第一晶体管开关导通时，所述的开关控制信号以一种方式产生以在所述的第一晶体管开关(Q3)的一对主电流导通端子(源极-漏极)之间保持一基本上的零电压。
7.如权利要求6的装置，其中，所述的第一晶体管开关的一个给定的切换周期，在所述的谐振电路(21)中改进的一个谐振脉冲(VD)在所述的谐振电路中形成了谐振的一个半周期。
8.如权利要求6的装置另外含有一个第二开关(D6)耦合到所述的第一晶体管开关(Q3)以在所述的主电流导通端子(源极-漏极)之间提供一个低阻抗，以当所述的第一晶体管开关导通时在所述的第一晶体管开关的所述的主电流导通端子之间保持基本为零的电压。
9.如权利要求8的装置，其中，所述的第二开关(D6)含有一个缓冲二极管，其与所述的第一晶体管开关(Q3)并联。
10.如权利要求1的装置，另外含有一个第二信号(23)的源用于根据所述的第二信号控制所述的电源的所述的输出(VOUT)，其中所述的电流传感器(R12)含有一个电阻，其与所述的第一晶体管开关(Q3)串联连接以产生一个倾斜的电压(VR12)，当所述的给定的电流脉冲超过由所述的第二信号所确定的一个阙值电平时，该倾斜的电压表示了所述的电流脉冲(IL1)的倾斜的部分并且耦合到所述的调节器(Q2)以使所述的开关控制信号(VG)的状态在所述的给定的电流脉冲的所述的倾斜期间进行改变。
11.一个开关模式电源装置，含有：
一个输入电源电压(RAW B+)的电源；
一个耦合到所述的输入电源电压的所述的电源的电感(L1)；
一个第一个晶体管开关(Q3)，耦合到所述的电感并且响应于一个周期的开关控制信号(VG)以在所述的电感中产生电流脉冲(I L1)，该电感耦合到一个负载电路以产生所述的电源的输出(VR12)；
一个调节器(Q2)，响应于一个给定的电流脉冲以产生所述的开关控制信号以电流模式控制的方式在逐个电流脉冲的基础上控制所述的给定的电流脉冲，以倾斜的方式变化的并且被耦合到第一再生的开关(Q1，Q2)的所述的电流脉冲被耦合到所述的晶体管开关的所述的控制端以当所述的第一再生的开关的阙值电平被超过时在所述的电流脉冲的每一个周期中断开所述的晶体管开关；和
一个过流保护电路(200)，响应于所述的电流脉冲，并且含有一个第二再生的开关(Q5，Q6)用于当过流条件产生时断开所述的晶体管开关，当所述的电流脉冲的幅值超过第一值并且持续的时间超过第一间隔，该间隔远远大于所述的给定的电流脉冲的周期时，该过流条件产生，当所述的电流脉冲的所述的幅值在比所述的第一间隔更短的间隔期间内超过所述的第一值时，所述的晶体管开关的操作没有受到干扰。
CNB988042703A 1997-04-16 1998-04-01 具有过流保护的开关模式电源 Expired - Lifetime CN100392972C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US83830197A 1997-04-16 1997-04-16
US08/838,301 1997-04-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1269064A true CN1269064A (zh) 2000-10-04
CN100392972C CN100392972C (zh) 2008-06-04

Family

ID=25276763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB988042703A Expired - Lifetime CN100392972C (zh) 1997-04-16 1998-04-01 具有过流保护的开关模式电源

Country Status (12)

Country Link
US (1) US5835361A (zh)
EP (1) EP0976194B1 (zh)
JP (1) JP4100717B2 (zh)
KR (1) KR100574252B1 (zh)
CN (1) CN100392972C (zh)
AU (1) AU6793298A (zh)
BR (1) BR9808547B1 (zh)
DE (1) DE69826849T2 (zh)
HK (1) HK1030688A1 (zh)
ID (1) ID22637A (zh)
MY (1) MY115580A (zh)
WO (1) WO1998047218A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101425752B (zh) * 2007-10-31 2012-05-09 通嘉科技股份有限公司 可调整前缘遮蔽时间的控制电路及电源转换系统
CN103959631A (zh) * 2011-11-28 2014-07-30 三菱电机株式会社 车辆用辅助电源装置及其过电流保护方法
CN102037637B (zh) * 2008-03-28 2014-09-24 邦巴尔迪尔运输有限公司 用于操作转换器中的电子阀的方法和结构
CN107611984A (zh) * 2017-08-25 2018-01-19 浙江工贸职业技术学院 一种智能响应电气负载

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG71774A1 (en) * 1998-04-01 2000-04-18 Compaq Computer Corp Switched-mode power converter with triple protection in single latch
DE60002661T2 (de) * 1999-01-12 2003-11-27 Thomson Licensing Sa Überlastschutz für ein schaltnetzteil
US6205037B1 (en) 1999-12-21 2001-03-20 Thomson Licensing S.A. Overload protection for a switch mode power supply
US6462971B1 (en) 1999-09-24 2002-10-08 Power Integrations, Inc. Method and apparatus providing a multi-function terminal for a power supply controller
US6538419B1 (en) 2000-01-11 2003-03-25 Thomson Licensing S.A. Power supply with synchronized power on transition
US20060091126A1 (en) * 2001-01-31 2006-05-04 Baird Brian W Ultraviolet laser ablative patterning of microstructures in semiconductors
US6504733B1 (en) * 2001-02-27 2003-01-07 Thomson Licensing S.A. Switch mode power supply
JP3707436B2 (ja) * 2002-01-25 2005-10-19 株式会社村田製作所 スイッチング電源装置
JP3947682B2 (ja) * 2002-04-26 2007-07-25 Ｆｄｋ株式会社 スイッチング電源回路
JP4200364B2 (ja) * 2003-04-10 2008-12-24 ミツミ電機株式会社 スイッチング式ａｃアダプタ回路
US7239531B2 (en) * 2004-03-18 2007-07-03 Fairchild Semiconductor Corporation Resonant lossless circuit for providing a low operating voltage in power converter
US7245510B2 (en) * 2005-07-07 2007-07-17 Power Integrations, Inc. Method and apparatus for conditional response to a fault condition in a switching power supply
JP4775176B2 (ja) * 2006-08-25 2011-09-21 パナソニック電工株式会社 電源回路及び電源システム
US7817391B2 (en) * 2007-04-26 2010-10-19 Polar Semiconductor, Inc. Over-current protection device for a switched-mode power supply
CN101582632A (zh) * 2008-05-12 2009-11-18 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 开关电源及使用该开关电源的用电设备
JP4702403B2 (ja) * 2008-06-06 2011-06-15 ミツミ電機株式会社 充電制御用半導体集積回路
US20110204777A1 (en) * 2008-08-18 2011-08-25 Switch Bulb Company, Inc. Settable light bulbs
US8760066B2 (en) * 2008-08-18 2014-06-24 Switch Bulb Company, Inc. Constant power LED circuit
WO2010030332A1 (en) * 2008-09-11 2010-03-18 Superbulbs, Inc. End-of-life bulb circuitry
US8198819B2 (en) 2008-09-17 2012-06-12 Switch Bulb Company, Inc. 3-way LED bulb
US8278837B1 (en) 2008-11-24 2012-10-02 Switch Bulb Company, Inc. Single inductor control of multi-color LED systems
JP2010279188A (ja) * 2009-05-29 2010-12-09 Sanyo Electric Co Ltd 過電流保護回路
US8385029B2 (en) * 2009-09-10 2013-02-26 Polar Semiconductor, Inc. Over-current protection device for a switched-mode power supply
US10063073B2 (en) * 2014-05-21 2018-08-28 Dialog Semiconductor Inc. USB power converter with bleeder circuit for fast correction of output voltage by discharging output capacitor
US9778289B2 (en) * 2014-10-17 2017-10-03 Microchip Technology Incorporated Measuring output current in a buck SMPS
KR102054359B1 (ko) * 2017-01-10 2019-12-10 클로스드-업 조인트-스톡 컴파니 드라이브 직류전압 - 펄스전압 변환방법
WO2018198204A1 (ja) * 2017-04-25 2018-11-01 三菱電機株式会社 過電流保護装置、インバータ装置、コンバータ装置及び空気調和機
US11114854B1 (en) * 2021-02-11 2021-09-07 King Abdulaziz University Dual current controller of inverter interfaced renewable energy sources for accurate phase selection method and grid codes compliance

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3893006A (en) * 1974-01-14 1975-07-01 Nordson Corp High voltage power supply with overcurrent protection
US4063307A (en) * 1976-06-28 1977-12-13 Teletype Corporation Direct current power converter with start-up and protection circuits
US4058758A (en) * 1976-07-02 1977-11-15 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Cooperative primary and secondary current limiting to selectively limit aggregate and individual current outputs of a multi output converter
US4156273A (en) * 1976-10-07 1979-05-22 Sanyo Electric Co., Ltd. Protection of a switching regulator
US4037271A (en) * 1976-12-03 1977-07-19 Boschert Associates Switching regulator power supply
US4210947A (en) * 1977-10-06 1980-07-01 Sony Corporation Protective circuit for a switching regulator
JPS5534885A (en) * 1978-09-04 1980-03-11 Toko Inc Switching regulator
US4330816A (en) * 1980-01-02 1982-05-18 Fujitsu Fanuc Limited Overcurrent protection apparatus
NL8200616A (nl) * 1982-02-17 1983-09-16 Philips Nv Geschakelde zelfoscillerende voedingsspanningsschakeling.
US4447841A (en) * 1982-06-30 1984-05-08 Motorola Inc. Overcurrent protection circuit for a multiple output switching power supply and method therefor
US4561047A (en) * 1983-12-19 1985-12-24 General Electric Company Switching regulator current limit circuit
JPS6258827A (ja) * 1985-09-03 1987-03-14 株式会社日立製作所 トランジスタの過電流保護方式
FR2596927B1 (fr) * 1986-04-04 1988-05-20 Thomson Csf Circuit de protection d'alimentation a decoupage
US4686617A (en) * 1986-06-06 1987-08-11 Rca Corporation Current limited constant frequency dc converter
US4928200A (en) * 1987-04-02 1990-05-22 Cherry Semiconductor Corporation Overcurrent protection for switching mode power converter
NL8900609A (nl) * 1989-03-14 1990-10-01 Nedap Nv Stuurschakeling.
US5028861A (en) * 1989-05-24 1991-07-02 Motorola, Inc. Strobed DC-DC converter with current regulation
JPH03205781A (ja) * 1989-12-29 1991-09-09 Sanyo Electric Co Ltd 電子レンジ用スイッチング電源
DE69010664T2 (de) * 1990-03-12 1994-11-17 Alcatel Nv Schaltnetzteil.
US5304917A (en) * 1990-11-30 1994-04-19 Burr-Brown Corporation Compact low noise low power dual mode battery charging circuit
JP2961897B2 (ja) * 1990-12-10 1999-10-12 日本電気株式会社 スイッチング電源装置
US5350997A (en) * 1992-12-16 1994-09-27 International Business Machines Corporation Step-up voltage converter with overcurrent protection
US5335162A (en) * 1993-01-15 1994-08-02 Toko America, Inc. Primary side controller for regulated power converters

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101425752B (zh) * 2007-10-31 2012-05-09 通嘉科技股份有限公司 可调整前缘遮蔽时间的控制电路及电源转换系统
CN102037637B (zh) * 2008-03-28 2014-09-24 邦巴尔迪尔运输有限公司 用于操作转换器中的电子阀的方法和结构
CN103959631A (zh) * 2011-11-28 2014-07-30 三菱电机株式会社 车辆用辅助电源装置及其过电流保护方法
CN103959631B (zh) * 2011-11-28 2016-09-07 三菱电机株式会社 车辆用辅助电源装置及其过电流保护方法
CN107611984A (zh) * 2017-08-25 2018-01-19 浙江工贸职业技术学院 一种智能响应电气负载

Also Published As

Publication number Publication date
KR100574252B1 (ko) 2006-04-27
BR9808547B1 (pt) 2011-08-23
MY115580A (en) 2003-07-31
DE69826849D1 (de) 2004-11-11
KR20010006312A (ko) 2001-01-26
DE69826849T2 (de) 2005-03-17
JP2002512770A (ja) 2002-04-23
BR9808547A (pt) 2000-05-23
EP0976194B1 (en) 2004-10-06
EP0976194A1 (en) 2000-02-02
AU6793298A (en) 1998-11-11
ID22637A (id) 1999-12-02
JP4100717B2 (ja) 2008-06-11
US5835361A (en) 1998-11-10
HK1030688A1 (en) 2001-05-11
WO1998047218A1 (en) 1998-10-22
CN100392972C (zh) 2008-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100392972C (zh) 具有过流保护的开关模式电源
CN1124035C (zh) 一种具有运行工作模式和备用工作模式的开关型电源
CN107346936B (zh) 具有提供启动充电电流的常通器件的开关电源启动电路
CN1079609C (zh) 开关型电源的故障控制电路
CN1053772C (zh) 开关式电源和包括这种电源的图象显示设备
CN1076537C (zh) 辅助电源控制
JP3475925B2 (ja) スイッチング電源装置
US6466462B2 (en) DC/DC converter having a control circuit to reduce losses at light loads
CN1909352A (zh) 使电源的功率容量增加的方法和装置
EP0466627B1 (en) Blocking oscillator power supply for a display device
JP4289904B2 (ja) Ａｃ−ｄｃコンバータ
JPH02280667A (ja) 自励発振コンバータ
US20060171179A1 (en) Low audible noise power supply method and controller therefor
CN1871762A (zh) Dc－dc变换器中用于减少备用功率和改善负载调节的开关脉冲串方法和装置
US6816392B2 (en) Overcurrent output protecting circuit and constant-voltage switching power supply incorporating the same
US6580626B2 (en) Switching power supply
US6525948B2 (en) Apparatus and method for the detection of circuit irregularities and for circuit protection of a power supply
CN1076536C (zh) 开关型电源的故障控制电路
US5392206A (en) Control circuit for a switching DC-DC power converter including a controlled magnetic core flux resetting technique for output regulation
CN100433519C (zh) 开关模式电源
US6256179B1 (en) Switching power supply apparatus
JP3657715B2 (ja) 同調スイッチ・モード電源装置
CN1024246C (zh) 具有脉冲方式等待状态的开关电源
US11764689B2 (en) Flyback power-converting device with zero-voltage switching and method for flyback converting power with zero-voltage switching
CN102570822B (zh) 电源装置

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
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: GR

Ref document number: 1030688

Country of ref document: HK

CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20080604

CX01 Expiry of patent term