CN209344769U - 电源控制电路及电源转换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电源控制电路及电源转换装置。电源控制电路耦接至负载开关。负载开关设置于电源转换电路与负载之间。电源控制电路包括第一接脚、第二接脚、第三接脚及保护单元。第一接脚耦接至负载开关的控制端。第二接脚耦接至负载开关与电源转换电路之间。第三接脚耦接至负载开关与负载之间。保护单元分别耦接第一接脚、第二接脚及第三接脚。当第二接脚的电压低于第一预设电压时，保护单元通过第三接脚获得操作电压，且利用操作电压来控制第一开关的操作，以关闭负载开关。本实用新型能避免一次侧的电源转换电路的输出电压上升，并防止在负载开关完全关闭前负载受到过大的输出电压而毁损，故可提供双重保护的功效。

Description

电源控制电路及电源转换装置

技术领域

本实用新型与电源转换有关，尤其是关于一种电源控制电路及电源转换装置。

背景技术

请参照图1，图1为传统的交流-直流隔离式电源转换控制电路的示意图。

在正常运作状态下，位于二次侧的电源控制电路6可侦测其供电接脚VCC的电压。当供电接脚VCC的电压逐渐下降而低于一参考电压时，电源控制电路6会产生控制信号UVLO，用以关闭负载开关3。

上述现有技术的缺点在于：当供电接脚VCC因为断裂或脱落而造成该处的电压突然消失时，位于二次侧的电源控制电路6会瞬间失能，使得电源控制电路6来不及通过开关接脚SW发出控制信号UVLO关闭负载开关3，将导致位于一次侧的电源转换电路1的输出电压VOUT持续上升，严重者甚至造成负载4毁损，此一问题亟待改善。

实用新型内容

本实用新型提出一种电源控制电路及电源转换装置，以有效解决现有技术所遭遇到的上述问题。

依据本实用新型的一具体实施例为一种电源控制电路。于此实施例中，电源控制电路耦接至负载开关。负载开关设置于电源转换电路与负载之间。该电源控制电路包括第一接脚、第二接脚、第三接脚及保护单元。第一接脚耦接至该负载开关的控制端。第二接脚耦接至该负载开关与该电源转换电路之间。第三接脚耦接至该负载开关与该负载之间。保护单元分别耦接该第一接脚、该第二接脚及该第三接脚。当该第二接脚的电压低于第一预设电压时，该保护单元通过该第三接脚获得操作电压，且利用该操作电压来控制第一开关单元的操作，以关闭该负载开关。

于一实施例中，该保护单元包括该第一开关及第二开关。该第二接脚耦接该第二开关的控制端。该第三接脚耦接该第二开关的输入端及该第一开关的控制端。当该第二接脚的电压低于该第一预设电压且该操作电压高于第二预设电压时，该第二开关关断且该第一开关导通。

于一实施例中，当该第一开关导通时，于该第一开关处产生第一下拉电流，使得该第一接脚的电压为零。

于一实施例中，电源控制电路还包括第四接脚，分别耦接该保护单元及该电源转换电路。当该第二开关关断且该第一开关导通时，该保护单元于该第四接脚产生第二下拉电流，以限制该电源转换电路的输出电压。

于一实施例中，该保护单元包括第二开关及第三开关。该第二接脚耦接该第二开关的控制端。该第三接脚耦接该第二开关的输入端及该第三开关的控制端。当该第二接脚的电压低于该第一预设电压且该操作电压高于第二预设电压时，该第二开关关断，该第三开关导通。

于一实施例中，当该第三接脚的电压高于该第二预设电压时，该第三接脚的电压用以导通该第三开关，致使于该第三开关处产生该第二下拉电流，使得该第四接脚的电压为零。

依据本实用新型的另一具体实施例为一种电源转换装置。于此实施例中，电源转换装置耦接负载。该电源转换装置包括电源转换电路、开关、回授电路及电源控制电路。电源转换电路接收输入电压并提供输出电压。开关耦接于该电源转换电路与该负载之间，且接收该输出电压。回授电路耦接该电源转换电路与该开关。电源控制电路分别耦接该回授电路与该开关。电源控制电路包括第一接脚、第二接脚、第三接脚及保护单元。第一接脚耦接至该开关的控制端。第二接脚耦接至该开关与该电源转换电路之间。第三接脚耦接至该开关与该负载之间。保护单元分别耦接该第一接脚、该第二接脚及该第三接脚。当该第二接脚的电压低于第一预设电压，该保护单元通过该第三接脚获得操作电压且利用该操作电压来控制一第一开关单元的操作，以关闭该开关。

于一实施例中，当该第二接脚的电压低于第一预设电压时，该保护单元于该第一接脚产生第一下拉电流，致使该第一接脚的电压为零。

于一实施例中，电源控制电路还包括第四接脚，分别耦接该保护单元及该回授电路，当该第二接脚的电压低于第一预设电压时，该保护单元于该第四接脚产生第二下拉电流，以限制该电源转换电路的输出电压。

相较于现有技术，当供电接脚的电压骤降时，本实用新型的电源控制电路中的保护单元会在负载开关的控制端产生下拉电流，使得负载开关的控制端电压为零而关闭。此外，本实用新型的电源控制电路中的保护单元也可产生另一下拉电流限制电源转换电路的输出电压，使得负载端的电压为零。

由此，本实用新型的电源控制电路及电源转换装置能够有效避免一次侧的电源转换电路的输出电压上升，也可防止在负载开关完全关闭前负载受到过大的输出电压而毁损，由以提供双重保护的功效。

关于本实用新型的优点与精神可以通过以下的实用新型详述及所附附图得到进一步的了解。

附图说明

图1为传统的交流-直流隔离式电源转换控制电路的示意图。

图2为根据本实用新型的一实施例的电源转换装置及其电源控制电路的示意图。

图3为图2中的保护单元的一实施例。

图4为当供电接脚突然掉电时，本实用新型的保护单元中的第二接点电压上升且大于第一开关的导通电压而使其导通的时序图。

主要元件符号说明：

PWC：电源转换装置

1：电源转换电路

2、6：电源控制电路

3：负载开关

4：负载

5：回授电路

20：控制单元

22：保护单元

VIN：输入电压

VOUT：输出电压

SW：第一接脚

VCC：第二接脚

VBUS：第三接脚

OPTO：第四接脚

V1：第一接脚的电压

V2：第二接脚的电压

V3：第三接脚的电压

V4：第四接脚的电压

IS1～IS2：第一下拉电流～第二下拉电流

FB：回授信号

UVLO：控制信号

T1～T2：时间

R1～R4：第一电阻～第四电阻

M1～M3：第一开关～第三开关

N1～N2：第一接点～第二接点

VN1～VN2：第一接点电压～第二接点电压

GND：接地端

HV：高位准

LV：低位准

具体实施方式

现在将详细参考本实用新型的示范性实施例，并在附图中说明所述示范性实施例的实例。在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。

依据本实用新型的一具体实施例为一种电源转换装置。于此实施例中，电源转换装置可以是交流-直流隔离式电源转换控制电路或直流-直流隔离式电源转换控制电路，其包含位于一次侧的电源转换电路与位于二次侧的电源控制电路，且电源转换电路用以接收输入电压并提供输出电压，但不以此为限。

请参照图2，图2为此实施例中的电源转换装置及其电源控制电路的示意图。

如图2所示，电源转换装置PWC耦接负载4。电源转换装置PWC包含电源转换电路1、电源控制电路2、负载开关3及回授电路5。

电源转换电路1用以接收输入电压VIN并提供输出电压VOUT。负载开关3耦接于电源转换电路1与负载4之间，且接收输出电压VOUT。回授电路5耦接电源转换电路1与负载开关3，用以根据输出电压VOUT产生回授信号FB给电源转换电路1。回授电路5可以为分压电路或光耦合电路，但不以此为限。

电源控制电路2分别耦接回授电路5与负载开关3。电源控制电路2包括第一接脚SW、第二接脚VCC、第三接脚VBUS、第四接脚OPTO、控制单元20及保护单元22。

第一接脚SW耦接至负载开关3的控制端。第二接脚VCC耦接至负载开关3与电源转换电路1的输出端之间。第三接脚VBUS耦接至负载开关3与负载4之间。第四接脚OPTO耦接回授电路5，用以接收输出电压VOUT或其相关信号。控制单元20分别耦接第一接脚SW、第二接脚VCC及第四接脚OPTO。保护单元22分别耦接第一接脚SW、第二接脚VCC、第三接脚VBUS及第四接脚OPTO。

请参照图3，图3为图2中的保护单元22的一实施例。

如图3所示，保护单元22包含第一开关M1、第二开关M2、第三开关M3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3及第四电阻R4。第一电阻R1与第二电阻R2串接于第二接脚VCC与接地端GND之间。第一接点N1位于第一电阻R1与第二电阻R2之间，且具有第一接点电压VN1。第三电阻R3与第四电阻R4串接于第三接脚VBUS与接地端GND之间。第二接点N2位于第三电阻R3与第四电阻R4之间。

第二开关M2的输入端及输出端分别耦接第二接点N2及接地端GND，且第二开关M2的控制端耦接第一接点N1。第一开关M1的输入端及输出端分别耦接第一接脚SW及接地端GND，且第一开关M1的控制端耦接第二接点N2。第三开关M3的输入端及输出端分别耦接第四接脚OPTO及接地端GND，且第三开关M3的控制端耦接第二接点N2。

当供电异常状况发生时，例如位于二次侧的电源控制电路2中的第二接脚VCC脱落使电源控制电路2失能，致使开关3未被关闭而使得一次侧的电源转换电路1继续供电至第三接脚VBUS端，则保护单元22可通过第三接脚VBUS获得操作电压，并利用操作电压来导通第一开关M1及第三开关M3，致使第一开关M1提供第一下拉电流IS1以关闭负载开关3以及致使第三开关M3提供第二下拉电流IS2以限制位于一次侧的电源转换电路1的输出电压VOUT。

实际上，保护单元22通过第三接脚VBUS获得的操作电压需高于第二预设电压，且第二预设电压为第一开关M1及第三开关M3的导通电压，使得保护单元22能够利用高于第二预设电压的操作电压来导通第一开关M1及第三开关M3，但不以此为限。

由于第三接脚VBUS位于负载开关3与负载4之间，为最接近负载4的接脚，因此，若利用第三接脚VBUS获得操作电压提供保护功能，应能有效避免各种元件误动作的状况。此外，利用提供下拉电流的方式可达到反应速度快且可避免元件延迟的影响等优点。

在正常运作状态下，第一接点电压VN1会大于第二开关M2的导通电压而导通第二开关M2，导通的第二开关M2会将第二接点电压VN2下拉至零，致使第一开关M1关闭。

如图4所示，于时间T，供电异常状况发生，供电接脚VCC的电压V2由高位准HV突然下降至低位准LV，由于第一接点N1的第一接点电压VN1为供电接脚VCC的电压V2的分压，故第一接点电压VN1也会由高位准HV下降至低位准LV而低于第二开关M2的导通电压，致使第二开关M2因而关闭。

此时，若第三接脚VBUS仍可供电，第三接脚VBUS的电压V3维持于高位准HV，由于第二接点N2的第二接点电压VN2为第三接脚VBUS的电压V3的分压，故第二接点电压VN2会由低位准LV上升至高位准HV而高于第一开关M1的导通电压，致使第一开关M1因而导通。

此时，导通的第一开关M1产生第一下拉电流IS1把第一接脚SW的电压V1下拉至接地端GND的接地电压。由于第一接脚SW耦接至负载开关3的控制端，所以负载开关3的控制端的电压会变为接地端GND的接地电压，故能达到关闭负载开关3的功效。

同理，由于第三开关M3也耦接至第二接点N2，因此，在供电异常状况发生时，第二接点电压VN2会由低位准LV上升至高位准HV而高于第三开关M3的导通电压，致使第三开关M3因而导通。

此时，导通的第三开关M3产生第二下拉电流IS2把第四接脚OPTO的电压V4下拉至零，由以限制位于一次侧的电源转换电路1的输出电压VOUT，使得靠近负载4处(亦即第三接脚VBUS耦接处)没有输出电压VOUT。因此，即使在负载开关3尚未完全关闭时，也不会由于过大的输出电压VOUT导致负载4毁损。

相较于现有技术，当供电接脚的电压异常下降时，本实用新型的电源控制电路中的保护单元会在负载开关的控制端产生下拉电流，使得负载开关的控制端电压为零而关闭。此外，本实用新型的电源控制电路中的保护单元也可产生另一下拉电流限制电源转换电路的输出电压，使得负载端的电压为零。

由此，本实用新型的电源控制电路及电源转换装置能够有效避免一次侧的电源转换电路的输出电压上升，也可防止在负载开关完全关闭前负载受到过大的输出电压而毁损，由以提供双重保护的功效。

Claims (9)

1.一种电源控制电路，耦接至一负载开关，其特征在于，上述负载开关设置于一电源转换电路与一负载之间，上述电源控制电路包括：

一第一接脚，耦接至上述负载开关的控制端；

一第二接脚，耦接至上述负载开关与上述电源转换电路之间；

一第三接脚，耦接至上述负载开关与上述负载之间；以及

一保护单元，分别耦接上述第一接脚、上述第二接脚及上述第三接脚，

其中，当上述第二接脚的电压低于一第一预设电压时，上述保护单元通过上述第三接脚获得一操作电压，且利用上述操作电压来控制一第一开关的操作，以关闭上述负载开关。

2.根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于，上述保护单元包括上述第一开关及一第二开关，上述第二接脚耦接上述第二开关的控制端，上述第三接脚耦接上述第二开关的输入端及上述第一开关的控制端，当上述第二接脚的电压低于上述第一预设电压且上述操作电压高于一第二预设电压时，上述第二开关关断且上述第一开关导通。

3.根据权利要求2所述的电源控制电路，其特征在于，当上述第一开关导通时，于上述第一开关处产生一第一下拉电流，致使上述第一接脚的电压为零。

4.根据权利要求2所述的电源控制电路，其特征在于，上述电源控制电路还包括：

一第四接脚，分别耦接上述保护单元及上述电源转换电路，其中当上述第二开关关断，上述第一开关导通时，上述保护单元于上述第四接脚产生一第二下拉电流，以限制上述电源转换电路的一输出电压。

5.根据权利要求4所述的电源控制电路，其特征在于，上述保护单元包括一第二开关及一第三开关，上述第二接脚耦接上述第二开关的控制端，上述第三接脚耦接上述第二开关的输入端及上述第三开关的控制端，当上述第二接脚的电压低于上述第一预设电压且上述操作电压高于一第二预设电压时，上述第二开关关断，上述第三开关导通。

6.根据权利要求5所述的电源控制电路，其特征在于，当上述第三接脚的电压高于上述第二预设电压时，上述第三接脚的电压用以导通上述第三开关，致使于上述第三开关处产生上述第二下拉电流，使得上述第四接脚的电压为零。

7.一种电源转换装置，耦接一负载，其特征在于，上述电源转换装置包括：

一电源转换电路，接收一输入电压并提供一输出电压；

一开关，耦接于上述电源转换电路与上述负载之间，且接收上述输出电压；

一回授电路，耦接上述电源转换电路与上述开关；以及

一电源控制电路，分别耦接上述回授电路与上述开关，其中上述电源控制电路包括：

一第一接脚，耦接至上述开关的控制端；

一第二接脚，耦接至上述开关与上述电源转换电路之间；

一第三接脚，耦接至上述开关与上述负载之间；以及

一保护单元，分别耦接上述第一接脚、上述第二接脚及上述第三接脚，

其中，当上述第二接脚的电压低于一第一预设电压时，上述保护单元通过上述第三接脚获得一操作电压且利用上述操作电压来控制一第一开关单元的操作，以关闭上述开关。

8.根据权利要求7所述的电源转换装置，其特征在于，当上述第二接脚的电压低于一第一预设电压时，上述保护单元于上述第一接脚产生一第一下拉电流，致使上述第一接脚的电压为零。

9.根据权利要求7所述的电源转换装置，其特征在于，上述电源控制电路还包括：

一第四接脚，分别耦接上述保护单元及上述回授电路，其中当上述第二接脚的电压低于一第一预设电压时，上述保护单元于上述第四接脚产生一第二下拉电流，以限制上述电源转换电路的一输出电压。