为开关模式电源提供过载和短路保护的方法和系统技术方案

一种为开关模式电源（ＳＭＰＳ）提供过载和短路保护的方法和系统。本方法和系统依靠感测ＳＭＰＳ的元件的温度变化率，以及如果该温度变化率超过了期望的温度变化率，则执行保护方案。执行方案可包括永久地或临时地切断元件。

【技术实现步骤摘要】
为开关模式电源提供过载和短路保护的方法和系统 相关申请的交叉引用本申请根据35 U.S.C. § 119(a)-(d)，要求在2007年12月27日提交的， DE 10 2007 062 777.9的国外优先权权益，其在此通过引用全文并入。
技术介绍
专利
本专利技术涉及为开关模式电源(SMPS)和其它电路结构提供过载、短 ;咯和其它^f呆护的方法和系统。
技术介绍
开关模式电源(SMPS)通常被用在任何数量的应用和环境中，以便 于电力分配到一个或多个负载。例如，SMPS可被设置为调节和/或分配从 输入到输出的电力，例如驱动连接到输出的负载。 一元件，例如但不限于 晶体管或其它开关，可与其它包含在SMPS内的元件一起工作来调节 SMPS的电力分配。 一种控制方法，其依靠根据需要的占空比来开启和关 闭元件。这种转换操作，连同滤波器和SMPS的其它元件一起，允许 电力从输入到输出的控制的调节和分配。在某些情况中，过载或短路的情形可造成SMPS在超出它的期望的容 量工作。 一些SMPS可包括电流传感器以监控电流消耗。控制器可监控电 流传感器并在感测的电流超出期望的电流阈值时切断(shut-o任)SMPS， 以保护SMPS不受损害。 一些SMPS可包括温度传感器以监控SMPS的温 度。控制器可监控温度传感器并在感测的温度超出期望的温度阈值时切断SMPS ，以免SMPS遭受过热的情形。
技术实现思路
本专利技术提出了一种为开关模式电源提供过载和短路保护的方法，所述 方法包括周期性地感测包括在所述开关^t式电源内的元件的温度；根据感测的温度确定温度变化率，所述温度变化率表示所述元件的温度变化的速率；以及如果所述温度变化率大于期望的温度变化率，执行保护方案。其中所述元件可以是晶体管以及执行保护方案的所述步骤可包括切 断所述晶体管。所述方法进一步可包括:执行所述保护方案而不感测电流。其中执行保护方案的所述步骤可包括切断及重启所述元件。其中执行保护方案的所述步骤可包括如果所述温度变化率在至少一 次重启后仍然大于所述期望的温度变化率，则永久地切断所述元件。所述方法可进一步包括如果所述温度变化率表示所述元件的温度以 比所述期望的温度变化率更快的速率增长，则执行所述保护方案。所述方法可进一步包括选择所述期望的温度变化率作为连接到所迷 开关模式电源的负载的函数。所述方法可进一步包括根据发生在至少两个不同时段的平均温度的 变化而确定所述温度变化率。所述方法可进一步包括当确定每个时段的平均温度时，从所述至少 两个不同时段的每个时段中除去最高温度和最低温度。所迷方法可进一步包括当确定每个时段的平均温度时，从所述至少 两个不同时段的每个时段中除去最低温度。所述方法可进一步包括当确定每个时段的平均温度时，从所述至少 两个不同时段的每个时段中除去最高温度。本专利技术还提出了一种控制开关模式电源的方法，所述方法包括确定 所述开关模式电源的元件的平均温度变化率，所述平均温度变化率从至少两个时段确定；以及如果所述温度变化率大于期望的温度变化率，执行保 护方案。其中执行保护方案的所述步骤可包括切断所述元件。其中执行保护方案的所述步骤可包括重启所述元件，以及如果所述平 均温度变化率保持在所述期望的温度变化率之上，则随后切断所述元件。所述控制开关模式电源的方法可进一步包括在重启所述元件之前减 小所述期望的温度变化率。所述控制开关模式电源的方法可进一 步包括执行所述保护方案而不 确定电流。其中执行保护方案的所述步骤可包括切断连接到所迷开关模式电源 的负载。所述控制开关模式电源的方法可进一步包括当确定所述平均温度变 化率时，从所述至少两个不同时段的每个时段除去最高温度。本专利技术还提出了一种为开关模式电源提供过载和短路保护的方法，所 述方法包括周期性地感测包含在所述开关模式电源内的开关晶体管的温度；根据 至少两个不同时段内感测的多个感测到的温度确定平均温度变化率，所述 平均温度变化率表示所述晶体管的温度变化的速率；以及如果所述温度变化率大于期望的温度变化率，执行保护方案。其中执行保护方案的所述步骤可包括重启所述晶体管，以及如果所述 平均温度变化率保持在所述期望的温度变化率之上，则随后切断所述晶体管。附图简述本专利技术已在附加的权利要求中特别指出。然而，结合附图参考下列详 细的描述，本专利技术的其它特征将变得更明显，且本专利技术可得到最好的理解，附图中附图说明图1举例了依照本专利技术的一个非限制方面为开关模式电源(SMPS) 提供保护的系统。图2举例了依照本专利技术的一个非限制方面执行保护方案的方法的流程 图；和图3举例了依照本专利技术的一个非限制方面执行基于平均温度的保护方 案的方法的流程图。优选实施方式的详述图1举例了依照本专利技术的一个非限制方面为开关模式电源(SMPS) 12提供保护的系统10。系统10在保护SMPS12免受过载、短路和其它危 险工作情形方面是有利的。系统IO可包括温度传感器14，温度传感器14 用于感测包含在SMPS12内的元件16的温度。可包括控制器18以控制 SMPS12的工作状态作为感测到的温度的函数，且必要时，执行作为感测 到的温度的函数的保护方案。概略表示的SMPS12调节从输入22到输出24的电力。电源(未显示) 和负载(未显示)可被连接到输入22和输出24。 SMPS12可包括任何数 量的元件16和特征以便于用来调节电力分配的开关操作。SMPS12可 —皮设置为将AC输入调节为期望的AC或DC输出，将DC输入调节为期 望的DC或AC输出。没有显示每个这些不同的结构所必需的元件16,因 为本专利技术并不旨在限于SMPS12的任何特定的结构或操作。控制器18可设置为监控SMPS12的输入22和输出24,并控制SMPS12 的工作状态作为输入22和输出24的函数。这可包括控制包含在SMPS12 内的任何数量的元件16的许多工作情形。控制器18也可设置为监控电源 及负载的工作情形和参数，并控制SMPS12的工作状态作为所述工作情形 和参数的函数。控制器18显示为独立的部件，但它可与SMPS12集成或 包含在SMPS12内。控制器18可以被编程或是可编程的以便于如本专利技术 预期的那样，控制和保护SMPS12。显示的晶体管16是为了举例说明通常包含在SMPS12内以便于用来调节电力分配的开关操作的元件。本专利技术计划用温度传感器14监控晶体管16的温度，并执行保护方案作为晶体管16的温度的函数。温度传 感器14可以是任何适合监控晶体管16的温度的温度传感器。可选择地， 温度传感器14可直接连接到晶体管16,例如通过焊接，或用其他方式把 传感器14直接或接近地连接到用来将晶体管16连接到PCB的焊盘 (soldering pad )。监控单个晶体管16的温度，并控制它的工作状态以提供避免过载和 短路情形的保护是为了示范的目的，而不旨在限制本专利技术的范围和意图。 本专利技术充分预期了执行基于多个晶体管16和/或任何数量的可包含在 SMPS12内的其它元件的使用、温度监控或控制的SMPS12保护方案。图2举例了依照本专利技术的一个非限制方面为SMPS12或其它电路结构 执行保护方案的方法的流程图30。保护方案可被用来防止SMPS12的过载、 短路或其它危险工作情形。如下面更加详细地描述的，保护本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种为开关模式电源提供过载和短路保护的方法，所述方法包括：　周期性地感测包括在所述开关模式电源内的元件的温度；　根据感测的温度确定温度变化率，所述温度变化率表示所述元件的温度变化的速率；以及　如果所述温度变化率大于期望的温 度变化率，执行保护方案。

【技术特征摘要】
DE 2007-12-27 102007062777.91. 一种为开关模式电源提供过载和短路保护的方法，所述方法包括周期性地感测包括在所述开关模式电源内的元件的温度；根据感测的温度确定温度变化率，所述温度变化率表示所述元件的温度变化的速率；以及如果所述温度变化率大于期望的温度变化率，执行保护方案。2. 如权利要求1所述的方法，其中所述元件是晶体管以及执行保护 方案的所述步骤包括切断所述晶体管。3. 如权利要求1所述的方法，其进一步包括执行所述保护方案而不 感测电力t。4. 如权利要求1所述的方法，其中执行保护方案的所述步骤包括切 断及重启所述元件。5. 如权利要求4所述的方法，其中执行保护方案的所述步骤包括 如果所述温度变化率在至少一次重启后仍然大于所述期望的温度变化率， 则永久地切断所述元件。6. 如权利要求1所述的方法，其进一步包括如果所述温度变化率 表示所述元件的温度以比所述期望的温度变化率更快的速率增长，则执行 所述保护方案。7. 如权利要求6所述的方法，其进一步包括选择所述期望的温度 变化率作为连接到所述开关模式电源的负载的函数。8. 如权利要求1所述的方法，其进一步包括根据发生在至少两个 不同时段的平均温度的变化而确定所述温度变化率。9. 如权利要求8所述的方法，其进一步包括当确定每个时段的平 均温度时，从所迷至少两个不同时段的每个时段中除去最高温度和最低温度。10. 如权利要求8所述的方法，其进一步包括当确定每个时段的平 均温度时，从所述至少两个不同时段的每个时段中除去最低温度。11. 如权利要求8...

【专利技术属性】
技术研发人员：马赛厄斯杜派尔，巩特尔格莱伯纳尔，
申请(专利权)人：李尔集团有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]