TWI403061B - 用於隔離式電源供應器的電流感測電阻短路保護裝置及方法 - Google Patents

用於隔離式電源供應器的電流感測電阻短路保護裝置及方法 Download PDF

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Description

用於隔離式電源供應器的電流感測電阻短路保護裝置及方法
本發明係有關一種隔離式電源供應器，特別是關於一種隔離式電源供應器的電流感測電阻短路保護裝置及方法。
如圖1所示，在隔離式電源供應器10中，交流電壓VAC經整流電路12及電容14整流及濾波後產生直流輸入電壓Vin供給變壓器18的一次側線圈Lp，一次側線圈Lp與功率開關20串聯，功率開關20受電源控制器16提供的控制信號Vgate切換，使變壓器18將電力從其一次側線圈Lp，傳遞到二次側線圈Ls，因而在輸出端產生輸出電壓Vout。電流感測電阻Rcs與功率開關20串聯，感測一次側線圈Lp的電流Ip，電源控制器16根據電流感測電阻Rcs提供的電壓Vcs以及從輸出端Vout回授的電壓Vcomp決定功率開關20的責任週期。當電流感測電阻Rcs短路時，其上的電壓Vcs為零，故功率開關20的責任週期會達到最大值，導致電流Ip快速上升，大的電流Ip會造成變壓器18飽和，以及燒毀電流感測電阻Rcs、功率開關20及電源控制器16等元件，因此需要保護機制在偵測到電流感測電阻Rcs短路時關閉功率開關20。
傳統的電流感測電阻短路保護方法是在一個脈寬調變週期內經過一段時間後，若電壓Vcs仍小於預設的參考電壓，則發出電流感測電阻短路信號，在連續數個週期都出現該電 流感測電阻短路信號時，例如連續8個週期，則認定電流感測電阻Rcs發生短路，並讓隔離式電源供應器10進入保護模式。然而，在高輸入電壓Vin的情況下，電流Ip上升速度較快，造成隔離式電源供應器10尚未進入保護模式便發生過電流的狀況。
因此，一種能更快速判斷電流感測電阻是否短路的保護裝置及方法，乃為所冀。
本發明的目的之一，在於提出一種用於隔離式電源供應器的電流感測電阻短路保護裝置及方法。
本發明的目的之一，在於提出一種更快速判斷電流感測電阻是否發生短路的保護裝置及方法。
根據本發明，一種隔離式電源供應器包含功率開關受控制信號切換以及與該功率開關串聯的電流感測電阻，一種電流感測電阻短路保護裝置包括偵測電路連接該功率開關，監視該控制信號，在該控制信號大於第一臨界值時，觸發保護信號；以及停止工作電路連接該偵測電路，根據該保護信號停止該功率開關切換。
根據本發明，一種隔離式電源供應器包含功率開關受控制信號切換以及與該功率開關串聯的電流感測電阻，一種電流感測電阻短路保護方法包括監視該控制信號；以及在該控制信號大於第一臨界值時，觸發停止信號以停止該功率開關切換。
參照圖1，事實上電流感測電阻Rcs的短路並不會造成功率開關20的源極與地端GND之間的電阻值完全降到零，因此電壓Vcs仍然會隨著電流Ip的上升而增加，又因為功率開關20的閘極及源極之間具有寄生電容22，因此控制信號Vgate的準位也會跟著上升。圖2係控制信號Vgate在電流感測電阻Rcs短路時的波形圖，在電流感測電阻Rcs發生短路後，控制信號Vgate會上升，因此可利用控制信號Vgate的準位判斷電流感測電阻Rcs是否短路。例如，當控制信號Vgate上升至預設的臨界值時，便認定電流感測電阻Rcs發生短路，並關閉功率開關20，讓隔離式電源供應器10進入保護模式。
圖3係本發明的實施例，圖4係該電路30中信號的波形圖。參照圖1、圖3及圖4，在電流感測電阻短路保護裝置30中，單擊電路32根據控制信號Vgate觸發單擊信號S1，經反相器33產生單擊信號S2，如圖4的波形60所示；比較器34比較電流感測電阻Rcs上的電壓Vcs及參考電壓Vref，在電壓Vcs小於參考電壓Vref時，比較器34的輸出信號S3為高準位，及閘36接收信號S2及S3確認電壓Vcs是否在功率開關20打開(turn on)一段時間後仍然小於參考電壓Vref，若為是，則及閘36的輸出信號S4為高準位，及閘38接收信號S4及控制信號Vgate判斷電壓Vcs是否在功率開關20打開期間低於參考電壓Vref，若為是，及閘38的輸出信 號S5為高準位，如圖4的波形64所示；計數器40計數信號S5連續出現的次數，如果信號S5連續出現數個週期，例如8個週期，計數器40送出信號S8經或閘48至停止工作電路50中正反器52之重置端R，重置正反器52的輸出信號Enable關閉，此信號Enable用來停止功率開關20切換，讓隔離式電源供應器10進入保護模式。
為了更快速判斷電流感測電阻Rcs是否短路，電流感測電阻短路保護裝置30使用偵測電路42監視控制信號Vgate。在電流感測電阻Rcs發生短路期間，例如時間t1至t2，控制信號Vgate的準位隨著電流Ip的上升而增加，如圖4的波形62所示，在時間t2時，控制信號Vgate大於臨界值Vgate_High，造成偵測電路42觸發保護信號S7，如圖4的波形66所示，保護信號S7經或閘48至正反器52之重置端R以重置正反器52，因此正反器52的輸出信號Enable轉為低準位以停止功率開關20切換，如圖4的波形68所示，讓隔離式電源供應器10進入保護模式。為了避免發生誤動作，提供致能信號EN給偵測電路42，在功率開關20打開一小段時間後電壓Vcs小於參考電壓Vref時致能偵測電路42。在此實施例中，致能信號EN可由計數器40或及閘36提供。計數器40可以在每次及閘38輸出高準位的信號S5時送出致能信號EN，或是在及閘38連續數次輸出高準位的信號S5時送出致能信號EN。在偵測電路42中，比較器44比較控制信號Vgate及臨界值Vgate_High產生比較信號S6，及閘46根據致能信號EN及比較信號S6決定保護信號S7。
以上對於本發明之較佳實施例所作的敘述係為闡明之目的，而無意限定本發明精確地為所揭露的形式，基於以上的教導或從本發明的實施例學習而作修改或變化是可能的，實施例係為解說本發明的原理以及讓熟習該項技術者以各種實施例利用本發明在實際應用上而選擇及敘述，本發明的技術思想企圖由以下的申請專利範圍及其均等來決定。
10‧‧‧隔離式電源供應器
12‧‧‧整流電路
14‧‧‧電容
16‧‧‧電源控制器
18‧‧‧變壓器
20‧‧‧功率開關
22‧‧‧寄生電容
30‧‧‧電流感測電阻短路保護裝置
32‧‧‧單擊電路
33‧‧‧反相器
34‧‧‧比較器
36‧‧‧及閘
38‧‧‧及閘
40‧‧‧計數器
42‧‧‧偵測電路
44‧‧‧比較器
46‧‧‧及閘
48‧‧‧或閘
50‧‧‧停止工作電路
52‧‧‧正反器
60‧‧‧信號S2的波形
62‧‧‧控制信號Vgate的波形
64‧‧‧信號S5的波形
66‧‧‧保護信號S7的波形
68‧‧‧信號Enable的波形
圖1係習知的隔離式電源供應器；圖2係控制信號Vgate在電流感測電阻Rcs短路時的波形圖；圖3係本發明的實施例；以及圖4係圖3的電路中信號的波形圖。
30‧‧‧電流感測電阻短路保護裝置
32‧‧‧單擊電路
33‧‧‧反相器
34‧‧‧比較器
36‧‧‧及閘
38‧‧‧及閘
40‧‧‧計數器
42‧‧‧偵測電路
44‧‧‧比較器
46‧‧‧及閘
48‧‧‧或閘
50‧‧‧停止工作電路
52‧‧‧正反器

Claims (9)

  1. 一種用於隔離式電源供應器的電流感測電阻短路保護裝置，該隔離式電源供應器包含功率開關受控制信號切換以及與該功率開關串聯的電流感測電阻，該電流感測電阻短路保護裝置包括：偵測電路，連接該功率開關，監視該控制信號，在該控制信號大於第一臨界值時，觸發保護信號；以及停止工作電路，連接該偵測電路，根據該保護信號停止該功率開關切換。
  2. 如請求項1之電流感測電阻短路保護裝置，更包括：單擊電路，根據該控制信號觸發第一單擊信號；以及反相器，連接該單擊電路，根據該第一單擊信號觸發第二單擊信號；其中，該偵測電路在該功率開關打開、該第二單擊信號被觸發且該電流感測電阻上的電壓小於第二臨界值時被致能信號致能。
  3. 如請求項2之電流感測電阻短路保護裝置，其中該偵測電路包括：比較器，連接該功率開關，比較該控制信號及第一臨界值產生比較信號；以及邏輯電路，連接該比較器，根據該比較信號及致能信號決定該保護信號。
  4. 如請求項2之電流感測電阻短路保護裝置，更包括比較器連接該電流感測電阻，比較該電流感測電阻上的電壓及該 第二臨界值。
  5. 如請求項2之電流感測電阻短路保護裝置，更包括計數器在該功率開關打開、該第二單擊信號被觸發且該電流感測電阻上的電壓小於該第二臨界值時觸發該致能信號。
  6. 如請求項2之電流感測電阻短路保護裝置，更包括計數器在連續數次該功率開關打開且該第二單擊信號被觸發期間該電流感測電阻上的電壓均小於該第二臨界值時觸發該致能信號。
  7. 如請求項1之電流感測電阻短路保護裝置，其中該停止工作電路包括正反器根據該保護信號產生停止信號以停止該功率開關切換。
  8. 一種隔離式電源供應器的電流感測電阻短路保護方法，該隔離式電源供應器包含功率開關受控制信號切換以及與該功率開關串聯的電流感測電阻，該電流感測電阻短路保護方法包括：(A)監視該控制信號；以及(B)在該控制信號大於第一臨界值時，觸發停止信號以停止該功率開關切換。
  9. 如請求項8之電流感測電阻短路保護方法，其中該步驟B包括：根據該控制信號觸發第一單擊信號；反相該第一單擊信號產生第二單擊信號；以及在該功率開關打開、該第二單擊信號被觸發且該電流感測電阻上的電壓小於第二臨界值時觸發該停止信號。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102364859B (zh) * 2011-05-31 2014-11-26 杭州士兰微电子股份有限公司 开关电源控制装置及包含该控制装置的反激式开关电源
TWI445291B (zh) * 2011-10-12 2014-07-11 Leadtrend Tech Corp 一次側控制方法以及電源控制器
US9762144B2 (en) * 2012-04-23 2017-09-12 Semiconductor Components Industries, Llc Switching control circuit with signal process to accommodate the synchronous rectifier of power converters
KR102048398B1 (ko) 2012-05-04 2019-11-26 온세미컨덕터코리아 주식회사 스위치 제어기, 스위치 제어 방법 및 스위치 제어기를 포함하는 전력 공급 장치
TWI469466B (zh) * 2012-09-28 2015-01-11 Richtek Technology Corp 具有短路保護功能的電源轉換器
KR102049372B1 (ko) 2013-03-15 2019-11-28 온세미컨덕터코리아 주식회사 스위치 제어 회로, 스위치 제어 방법 및 이를 이용한 전력 공급 장치
CN103269163B (zh) 2013-06-03 2015-08-12 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 隔离式电源电路及其控制信号传输电路及方法
JP6417715B2 (ja) * 2014-05-29 2018-11-07 ミツミ電機株式会社 絶縁型直流電源装置
TWI523382B (zh) * 2014-08-05 2016-02-21 力林科技股份有限公司 電源轉換裝置及其電流回授信號異常時的保護方法
EP3210297B1 (en) 2014-10-21 2021-03-10 Inertech IP LLC Systems and methods for controlling multi-level diode-clamped inverters using space vector pulse width modulation (svpwm)
CN105680414B (zh) * 2014-11-21 2018-06-08 力林科技股份有限公司 具低电压保护的电源供应器及其操作方法
TWI587612B (zh) * 2015-03-10 2017-06-11 立錡科技股份有限公司 電源轉換器、其中的開關控制電路及電流感測電阻短路偵測方法
CN106803666B (zh) * 2015-11-26 2019-04-19 比亚迪股份有限公司 开关电源控制装置及开关电源
TWI646767B (zh) 2017-05-22 2019-01-01 偉詮電子股份有限公司 電源控制裝置及電源控制系統
TWI761902B (zh) 2020-08-10 2022-04-21 大陸商艾科微電子（深圳）有限公司 提供有短路保護之電源控制器以及相關之控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW521478B (en) * 2000-06-08 2003-02-21 Murata Manufacturing Co Power supply, electronic device using the same and output short-circuit protection method for the same
US7057907B2 (en) * 2003-11-21 2006-06-06 Fairchild Semiconductor Corporation Power converter having improved control
US7099163B1 (en) * 2005-11-14 2006-08-29 Bcd Semiconductor Manufacturing Limited PWM controller with constant output power limit for a power supply
TW200644395A (en) * 2005-04-21 2006-12-16 Semiconductor Components Ind Llc Power supply control method and structure therefor
TW200701584A (en) * 2005-06-24 2007-01-01 Power Analog Microelectronics Inc Short circuit protection for complementary circuits

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1215808B1 (en) * 2000-12-13 2011-05-11 Semiconductor Components Industries, LLC A power supply circuit and method thereof to detect demagnitization of the power supply
US7362593B2 (en) * 2004-09-16 2008-04-22 System General Corp. Switching control circuit having off-time modulation to improve efficiency of primary-side controlled power supply
US7760478B2 (en) * 2007-03-16 2010-07-20 System General Corp. Control circuit with short-circuit protection for current sense terminal of power converters
US7701184B2 (en) * 2007-08-10 2010-04-20 Micron Technology, Inc. Voltage protection circuit for thin oxide transistors, and memory device and processor-based system using same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW521478B (en) * 2000-06-08 2003-02-21 Murata Manufacturing Co Power supply, electronic device using the same and output short-circuit protection method for the same
US7057907B2 (en) * 2003-11-21 2006-06-06 Fairchild Semiconductor Corporation Power converter having improved control
TW200644395A (en) * 2005-04-21 2006-12-16 Semiconductor Components Ind Llc Power supply control method and structure therefor
TW200701584A (en) * 2005-06-24 2007-01-01 Power Analog Microelectronics Inc Short circuit protection for complementary circuits
US7099163B1 (en) * 2005-11-14 2006-08-29 Bcd Semiconductor Manufacturing Limited PWM controller with constant output power limit for a power supply

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US20100320989A1 (en) 2010-12-23
US8390964B2 (en) 2013-03-05
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