一种保护电路及方法技术

本发明专利技术公开了一种保护电路，应用于boost电路，所述boost电路设置有通过第一开关的寄生二极管所形成的输入到输出的直通电路；所述保护电路包括：过流检测电路，配置为对流经所述第一开关的第一电流进行采样；以及检测所述第一电流是否满足第一条件；所述第一条件表征所述boost电路的输出电流发生过流；第一控制电路，配置为当所述第一电流满足所述第一条件时，向第二开关输出第一控制信号；第二开关，配置为响应所述第一控制信号，断开所述直通电路。本发明专利技术同时还公开了一种保护方法。

【技术实现步骤摘要】
一种保护电路及方法
本专利技术涉及boost电路，尤其涉及一种保护电路及方法。
技术介绍
随着电路电子技术的进步，开关电源不断向高功率密度、高效率、高可靠性发展，开关电源的保护功能已经成为了可靠性的一项重要指标。boost电路作为开关电源的一种最基本的拓扑，可应用于非隔离产品中，功率密度和效率都可以做的很高。但是boost电路存在固有缺陷：在boost电路中存在一个从输入到输出的直通电路，当输出端严重过流或发生短路时，该直通电路会产生的巨大电流，而这个巨大的电流将会损坏boost电路中的有源开关器件或者无源器件比如电感。因此，在如何控制直通电路所产生的巨大电流对boost电路所造成的损坏是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
为解决现有存在的技术问题，本专利技术实施例提供一种保护电路及方法。本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：本专利技术实施例提供了一种保护电路，应用于boost电路，所述boost电路设置有通过第一开关的寄生二极管所形成的输入到输出的直通电路；所述保护电路包括：过流检测电路，配置为对流经所述第一开关的第一电流进行采样；以及检测所述第一电流是否满足第一条件；所述第一条件表征所述boost电路的输出电流发生过流；第一控制电路，配置为当所述第一电流满足所述第一条件时，向第二开关输出第一控制信号；第二开关，配置为响应所述第一控制信号，断开所述直通电路。本专利技术实施例还提供了一种保护方法，应用于boost电路，所述boost电路设置有通过第一开关的寄生二极管所形成的输入到输出的直通电路，所述方法包括：对流经所述第一开关的第一电流进行采样；检测所述第一电流是否满足第一条件；所述第一条件表征所述boost电路的输出电流发生过流；当所述第一电流满足所述第一条件时，向所述保护电路的第二开关输出第一控制信号，以断开所述直通电路。本专利技术实施例提供的保护电路及方法，过流检测电路对流经boost电路的第一开关的第一电流进行采样；并检测所述第一电流是否满足第一条件；当所述第一电流满足所述第一条件时，第一控制电路向第二开关输出第一控制信号；所述第二开关响应所述第一控制信号，断开所述直通电路，通过对流经所述第一开关的第一电流进行采用，来检测所述boost电路的输出电流是否发生过流(这种过流可以称为所述boost电路的输出端严重过流或输出短路)，并在检测到所述boost电路的输出电流过流时，断开所述直通电路，这样，可以防止所述boost电路的输出端在严重过流或输出短路时对boost电路的损坏，从而有效地保护了boost电路。附图说明在附图(其不一定是按比例绘制的)中，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部件的不同示例。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。图1为相关技术中一种异步boost电路结构示意图；图2为相关技术中一种同步boost电路结构示意图；图3为本专利技术实施例一第一种保护电路结构示意图；图4为本专利技术实施例一第二种保护电路结构示意图；图5为本专利技术实施例一第三种保护电路结构示意图；图6为本专利技术实施例二一种保护电路结构示意图；图7为本专利技术实施例二另一种保护电路结构示意图；图8为本专利技术实施例二图7所示电路的工作时序图；图9为本专利技术实施例二第三种保护电路结构示意图；图10为本专利技术实施例二第四种保护电路结构示意图；图11为本本专利技术实施例二过流检测电路结构示意图；图12为本专利技术实施例保护方法流程示意图；图13为采用本专利技术实施例的电路的仿真结果图。具体实施方式目前，如图1所示，boost电路的一种基本组成包括：电感L、MOSFETQ1、二极管D1及相应的电容。这种boost电路可以称为异步(Non-sync)boost电路。在这种boost电路中，由于二极管D1的存在，boost电路出现输入过压、输入欠压、输出过流、输出短路的异常状况时，输入电压可通过二极管D1直接输出到输出端，即存在由电感L、二极管D1所形成的直通电路，此时输出电压约等于输入电压，无法完全关断；而且D1的功耗大，所以电路的效率并不是很高。基于图1所示的boost电路所存在的缺陷，产生了图2所示的boost电路。如图2所示，该boost电路包含：电感L、MOSFETQ1、MOSFETQ2及相应的电容。这种boost电路可以称为同步(Sync)boost电路。这种boost电路MOSFETQ2的导通电阻可以非常小，导致Q2的功耗大大降低，整个boost电路的效率大大提高。图1和图2所示的boost电路的应用原理是：MOSFETQ1导通，输入电压源(VIN)向电感L充电，当MOSFETQ1关断，MOSFETQ2或者D1分别续流并向输出电容Cout充电，已达到升压的目的。其中，当boost电路达到稳定状态时，输入电压与输出电压关系满足：VOUT＝VIN/(1-D)，同时输入端电流大于输出电流。其中，VOUT表述输出电压，即输出端VOUT电压，VIN表示输入电压，即输入端VIN电压，D表示开关周期的占空比。对于图2所示的boost电路，MOSFETQ2存在寄生二极管，而这个寄生二极管是不能通过改进制作工艺来消除的，所以在该boost电路中，依然存在一个从输入到输出的直通电路，即由电感L、MOSFETQ2的源漏极之间的寄生二极管所形成的直通电路。在boost电路启动或者正常工作时发生输出端严重过流，或者直接输出端Vout短路到地时，该直通电路产生的电流将处于不可限制的状态直至电感L饱和(电感)或者有源开关器件烧坏为止，甚至可能会导致电路起火，对boost电路造成损坏。也就是说，输出端在电流严重过流或输出短路时会对boost电路造成不必要的破坏。基于此，在本专利技术的各种实施例中：针对设置有通过第一开关的寄生二极管所形成的输入到输出的直通电路的boost电路，对流经boost电路第一开关的第一电流进行采样；检测所述第一电流是否满足第一条件；所述第一条件表征所述boost电路的输出电流发生过流；所述第一电流满足所述第一条件时，向所述保护电路的第二开关输出第一控制信号，以断开所述直通电路。需要说明的是，本文所用的第一、第二……仅表示不同位置的元件不对元件的参数或功能进行限定；或者表示不同的参数，但不对参数的大小进行限定。实施例一本实施例提供的保护电路，应用于boost电路，所述boost电路设置有通过第一开关的寄生二极管所形成的输入到输出的直通电路，如图3所示，该电路包括：过流检测电路31、第一控制电路32及第二开关33；其中，所述过流检测电路31对流经所述第一开关的第一电流进行采样；并检测所述第一电流是否满足第一条件；当所述第一电流满足所述第一条件时，所述第一控制电路32向第二开关33输出第一控制信号；所述第二开关33响应所述第一控制信号，断开所述直通电路。这里，所述第一条件表征所述boost电路的输出电流发生过流。在本专利技术实施例中，所述boost电路设置有通过第一开关的寄生二极管所形成的输入到输出的直通电路。也就是说，本专利技术实施例中的boost电路为同步boost电路，即为如图2所示的boost电路。相应地，所述第一开关为图2所示电路中的MOS管Q2。在同步boost电路中，通过对流经所述第一开关的第一电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保护电路，其特征在于，应用于boost电路，所述boost电路设置有通过第一开关的寄生二极管所形成的输入到输出的直通电路；所述保护电路包括：过流检测电路，配置为对流经所述第一开关的第一电流进行采样；以及检测所述第一电流是否满足第一条件；所述第一条件表征所述boost电路的输出电流发生过流；第一控制电路，配置为当所述第一电流满足所述第一条件时，向第二开关输出第一控制信号；第二开关，配置为响应所述第一控制信号，断开所述直通电路。

【技术特征摘要】
1.一种保护电路，其特征在于，应用于boost电路，所述boost电路设置有通过第一开关的寄生二极管所形成的输入到输出的直通电路；所述保护电路包括：过流检测电路，配置为对流经所述第一开关的第一电流进行采样；以及检测所述第一电流是否满足第一条件；所述第一条件表征所述boost电路的输出电流发生过流；第一控制电路，配置为当所述第一电流满足所述第一条件时，向第二开关输出第一控制信号；第二开关，配置为响应所述第一控制信号，断开所述直通电路。2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述过流检测电路，配置为通过并联等效电阻的方式对所述第一电流进行采样。3.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述第二开关，配置为断开所述boost电路输出端与负载的连接。4.根据权利要求3所述的保护电路，其特征在于，所述第二开关包括P沟道金属氧化物半导体场效应管PMOS。5.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述保护电路还包括：第二控制电路，配置为当所述第一电流满足所述第一条件时，向所述第一开关输出第二控制信号，并向所述boost电路的第三开关输出第三控制信号，以使所述boost电路停止对输入电压进行升压调制；其中，所述第二控制控制信号与第三控制信号的相位反向；所述boost电路正常工作时，所述第二控制电路能够通过对所述第三开关的电流采样控制所述boost电路的电流环电路，使所述boost电路输出端电压保持恒定。6.根据权利要求5所述的保护电路，其特征在于，所述保护电路还包括：第三控制电路，配置为将所述过流检测电路的检测结果输出至所述第一控制电路及第二控制电路。7.根据权利要求6所述的保护电路，其特征在于，所述第三控制电路，还配置为：接收去使能信号；响应所述去使能信号，检测所述boost电路的输出端电压是否满足第二条件；所述第二条件表征所述输出端电压低于所述boost电路的输入电压至预设值；以及向所述第一控制电路及第二控制电路输出检测结果；相应地，所述第一控制电路，还配置为当所述boost电路的输出端电压满足所述第二条件时，向所述第二开关输出第一控制信号；所述第二控制电路，还配置为当所述boost电路的输出端电压满足所述第二条件时，向所述第一开关输出第二控制信号，并向所述boost电路的第三开关输出第三控制信号；其中，所述去使能信号用于指示采用所述输出电压进行过流检测。8.根据权利要求6或7所述的保护电路，其特征在于，所述第三控制电路，还配置为boost电路关闭后，当等待时间到达后，重新启动所述b...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树春，李润德，徐小珺，
申请(专利权)人：芯洲科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11