过流保护电路和直流-直流转换器制造技术

本发明专利技术提供一种过流保护电路和直流

【技术实现步骤摘要】
过流保护电路和直流
‑
直流转换器


[0001]本专利技术涉及电源
，尤其涉及一种过流保护电路和直流
‑
直流转换器
。

技术介绍

[0002]直流
‑
直流转换器
(DC
‑
to
‑
DC converter)
，又称
DC
‑
DC
转换器，可以将直流电源转换为不同电压的直流电源或近似直流电源
。DC
‑
DC
转换器具有高效率
、
高功率密度及高可靠性等优势，被广泛应用于各领域
。
针对
DC
‑
DC
转换器，最常用的控制方式包括电压控制方式和电流控制方式
。
其中，电流控制方式又分为平均电流控制方式
、
峰值电流控制方式和滞环电流控制方式
。
[0003]在
DC
‑
DC
转换器为峰值电流控制方式时，每个开关周期中，当峰值电流信号从初始值增加到输出电压的反馈信号值后，主开关管关断，从而调节系统占空比，在输入电压和负载变化时，以维持稳定的输出电压，由此形成逐周期的过流保护
。
[0004]然而，当输出过载时，
DC
‑
DC
转换器需以低占空比工作，以确保电感电流低于峰值电流限制阈值
。
由于最小导通时长的限制，占空比无法继续减小，而主开关管关断后电感电流的衰减速度变慢，电感较易饱和，导致峰值电流在每个开关周期均会持续上升，致使电感实际的工作电流大于系统设定的逐周期限流阈值，从而导致在输出过载甚至短路的情况下，无法进行有效的过流保护
。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种过流保护电路和直流
‑
直流转换器，用以解决现有技术中在输出过载甚至短路的情况下，无法进行有效的过流保护的缺陷，通过调节下一开关周期的折返频率，在峰值电流控制方式下且输出过载时避免电感电流不断增大，实现有效的过流保护
。
[0006]本专利技术提供一种过流保护电路，包括：频率折返模块和调制模块，所述频率折返模块连接所述调制模块，其中：
[0007]所述频率折返模块包括频率折返电路和主控制器，所述频率折返电路连接所述主控制器，且所述频率折返电路和所述主控制器均连接所述调制模块，所述频率折返电路用于在输出过载且折返频率大于或等于预设频率的情况下，基于当前开关周期的输出采样值和预设周期值，调节下一开关周期的折返频率；所述主控制器用于在输出过载且折返频率小于所述预设频率的情况下，调节下一开关周期的折返频率；
[0008]所述调制模块连接功率转换电路，所述调制模块用于基于所述下一开关周期的折返频率，生成脉宽调制信号，以进行过流保护
。
[0009]根据本专利技术提供的过流保护电路，所述频率折返电路包括：第一比较电路
、
第二比较电路和第三比较电路，其中：
[0010]所述第一比较电路和所述第二比较电路的输入端均连接模数转换模块的输出端，所述第一比较电路和所述第二比较电路的输出端均连接所述第三比较电路的输入端，所述第三比较电路的第一输出端连接所述调制模块，所述第三比较电路的第二输出端连接所述
主控制器；
[0011]所述第一比较电路用于基于所述输出采样值中的输出电压采样值和预设电压值，确定所述频率折返电路的第一状态信号；
[0012]所述第二比较电路用于基于所述输出采样值中的输出电流采样值和预设电流值，确定所述频率折返电路的第二状态信号；
[0013]所述第三比较电路用于基于所述第一状态信号
、
所述第二状态信号和所述预设周期值，确定下一开关周期的时钟周期，以确定下一开关周期的折返频率
。
[0014]根据本专利技术提供的过流保护电路，所述第三比较电路包括：第一子电路
、
第二子电路和数据选择器
S1
，其中：
[0015]所述第一子电路的第一输入端连接所述第一比较电路的输出端和所述第二子电路的第二输入端，所述第一子电路的第二输入端连接所述第二比较电路的输出端和所述第二子电路的第三输入端，所述第一子电路的第三输入端连接所述第二子电路，所述第一子电路的输出端连接所述第二子电路的第一输入端和所述数据选择器
S1
的第一输入端，所述第一子电路用于确定状态周期值；
[0016]所述第二子电路的输出端连接所述主控制器，用于在所述状态周期值小于所述预设周期值的情况下，基于所述第一状态信号
、
所述第二状态信号
、
所述状态周期值和所述预设周期值，确定折返出错信号，所述折返出错信号用于指示所述主控制器确定下一开关周期的折返频率；
[0017]所述数据选择器
S1
的输出控制端连接所述第一子电路，所述数据选择器
S1
的输出端连接所述调制模块，且所述数据选择器
S1
的输出端作为所述第三比较电路的第一输出端，所述数据选择器
S1
用于根据初始周期值或所述状态周期值确定下一开关周期的时钟周期，以确定下一开关周期的折返频率
。
[0018]根据本专利技术提供的过流保护电路，所述第一子电路包括与门
Q1
和加法器，其中：
[0019]所述与门
Q1
的第一输入端作为所述第一子电路的第一输入端，所述与门
Q1
的第二输入端作为所述第一子电路的第二输入端，所述与门
Q1
的第三输入端作为所述第一子电路的第三输入端，所述与门
Q1
的输出端连接所述加法器的第一输入端和所述数据选择器
S1
的输出控制端，所述与门
Q1
用于生成所述加法器的使能信号和所述数据选择器
S1
的输出控制信号，且所述使能信号等于所述输出控制信号；
[0020]所述加法器的第二输入端连接所述数据选择器
S1
的第二输入端，所述加法器的输出端作为所述第一子电路的输出端，所述加法器用于在所述使能信号有效的情况下，基于初始周期值确定状态周期值
。
[0021]根据本专利技术提供的过流保护电路，所述第二子电路包括：第三比较器和与门
Q2
，其中：
[0022]第三比较器的第一输入端作为所述第二子电路的第一输入端，所述第三比较器的输出端连接所述第一子电路的第三输入端和所述与门
Q2
的第三输入端，所述第三比较器用于基于状态周期值和所述第三比较器的第二输入端输入的预设周期值，确定第三状态信号；
[0023]所述与门
Q2
的第一输入端作为所述第二子电路的第二输入端，所述与门
Q2
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种过流保护电路，其特征在于，包括：频率折返模块和调制模块，所述频率折返模块连接所述调制模块，其中：所述频率折返模块包括频率折返电路和主控制器，所述频率折返电路连接所述主控制器，且所述频率折返电路和所述主控制器均连接所述调制模块，所述频率折返电路用于在输出过载且折返频率大于或等于预设频率的情况下，基于当前开关周期的输出采样值和预设周期值，调节下一开关周期的折返频率；所述主控制器用于在输出过载且折返频率小于所述预设频率的情况下，调节下一开关周期的折返频率；所述调制模块连接功率转换电路，所述调制模块用于基于所述下一开关周期的折返频率，生成脉宽调制信号，以进行过流保护
。2.
根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述频率折返电路包括：第一比较电路
、
第二比较电路和第三比较电路，其中：所述第一比较电路和所述第二比较电路的输入端均连接模数转换模块的输出端，所述第一比较电路和所述第二比较电路的输出端均连接所述第三比较电路的输入端，所述第三比较电路的第一输出端连接所述调制模块，所述第三比较电路的第二输出端连接所述主控制器；所述第一比较电路用于基于所述输出采样值中的输出电压采样值和预设电压值，确定所述频率折返电路的第一状态信号；所述第二比较电路用于基于所述输出采样值中的输出电流采样值和预设电流值，确定所述频率折返电路的第二状态信号；所述第三比较电路用于基于所述第一状态信号
、
所述第二状态信号和所述预设周期值，确定下一开关周期的时钟周期，以确定下一开关周期的折返频率
。3.
根据权利要求2所述的过流保护电路，其特征在于，所述第三比较电路包括：第一子电路
、
第二子电路和数据选择器
S1
，其中：所述第一子电路的第一输入端连接所述第一比较电路的输出端和所述第二子电路的第二输入端，所述第一子电路的第二输入端连接所述第二比较电路的输出端和所述第二子电路的第三输入端，所述第一子电路的第三输入端连接所述第二子电路，所述第一子电路的输出端连接所述第二子电路的第一输入端和所述数据选择器
S1
的第一输入端，所述第一子电路用于确定状态周期值；所述第二子电路的输出端连接所述主控制器，用于在所述状态周期值小于所述预设周期值的情况下，基于所述第一状态信号
、
所述第二状态信号
、
所述状态周期值和所述预设周期值，确定折返出错信号，所述折返出错信号用于指示所述主控制器确定下一开关周期的折返频率；所述数据选择器
S1
的输出控制端连接所述第一子电路，所述数据选择器
S1
的输出端连接所述调制模块，且所述数据选择器
S1
的输出端作为所述第三比较电路的第一输出端，所述数据选择器
S1
用于根据初始周期值或所述状态周期值确定下一开关周期的时钟周期，以确定下一开关周期的折返频率
。4.
根据权利要求3所述的过流保护电路，其特征在于，所述第一子电路包括与门
Q1
和加法器，其中：所述与门
Q1
的第一输入端作为所述第一子电路的第一输入端，所述与门
Q1
的第二输入
端作为所述第一子电路的第二输入端，所述与门
Q1
的第三输入端作为所述第一子电路的第三输入端，所述与门
Q1
的输出端连接所述加法器的第一输入端和所述数据选择器
S1
的输出控制端，所述与门
Q1
用于生成所述加法器的使能信号和所述数据选择器
S1
的输出控制信号，且所述使能信号等于所述输出控制信号；所述加法器的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛洪卫，赵显西，勇智强，
申请(专利权)人：北京伽略电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：