【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电力电子，具体涉及一种开关电源及其过压保护方法。
技术介绍
1、开关电源是采用主功率管控制储能元件的充放电过程实现供电，以及通过控制主功率管的导通和关断的时间比来维持输出电压和/或输出电流稳定的电源。图1示出了常规的升降压式开关电源及其过压保护电路的示意图。如图1所示，该开关电源10(例如采用buck-boost拓扑)的整流桥11为四个二极管组成的结构，将交流电源ac提供的交流电整流后在输入端形成输入电压vin，输入电容ci连接在输入端和参考地之间。电感l0、主功率管m0和电阻rcs依次串联在输入端和参考地之间，续流二极管d0的阳极连接主功率管m0和电感l0的公共节点，阴极连接至输出端，输出电容co连接在输出端和输入端之间。开关电源10还包括控制电路20，控制电路20包括过压保护电路22和驱动单元21，驱动单元21从主功率管m0漏极获取过零检测信号zcd，以及接收过压保护电路22提供的过压保护信号ovp，以向主功率管m0提供驱动信号vg，控制主功率管m0的导通和关断。过压保护电路22通过外部的阈值设置电阻rovp接地。
2、过压保护电路22包括电阻分压网络(电阻ru和rd)、计算单元23、电流源ia0、调节单元24和比较器com0。电阻分压网络从输入端的节点q0采样输入电压vin，得到采样电压vins，计算单元将采样电压vins和占空比d运算得到输出表征电压vos。电流源ia0向电阻rovp提供电流ire以使电阻rovp上产生的电压经过调节单元24后生成参考电压vref，通过比较器com0将参考电压vref
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本申请提供了一种开关电源及其过压保护方法，以解决现有技术中的问题。
2、根据本专利技术的一方面，提供一种开关电源，包括主功率管和续流管，所述开关电源接收输入电压，通过所述主功率管周期性的导通和关断产生输出电压，其中，所述开关电源还包括中心抽头电感和过压保护电路，所述过压保护电路包括：输入采样单元，对所述开关电源的采样点上的电压进行采样，以获得表征所述输入电压的输入采样电压；过压控制单元，根据占空比、所述输入采样电压和参考电压对开关电源进行过压保护，其中，所述中心抽头电感与所述主功率管和所述续流管连接，通过调节中心抽头端在所述中心抽头电感中的位置，来调节过压保护阈值，所述过压保护阈值为触发过压保护时的输出电压。
3、可选地，所述中心抽头端将所述中心抽头电感分为第一电感和第二电感，触发过压保护时所述过压保护阈值为所述参考电压与比例系数的乘积，所述比例系数包括由所述第一电感的匝数和所述第二电感的匝数经过数学运算形成的关系式。
4、可选地，所述中心抽头电感包括第一端、第二端和中心抽头端，所述第一端和所述中心抽头端之间为所述第一电感，所述中心抽头端和所述第二端之间为所述第二电感，通过调节所述第一端、所述第二端和所述中心抽头端在所述开关电源中的连接位置来形成不同的所述关系式，以调节所述过压保护阈值。
5、可选地，所述占空比包括导通占空比和续流占空比，所述导通占空比和续流占空比的比值与所述主功率管的导通时间和所述续流管的续流时间的比值相等，通过调节所述第一端、所述第二端和所述中心抽头端在所述开关电源中的连接位置来调节所述输入采样电压的大小或调节所述导通占空比与续流占空比的比值的大小，以调节所述比例系数。
6、可选地，通过调节所述第一端、所述第二端和所述中心抽头端的连接位置，使所述导通时间内和所述续流时间内参与电流回路的所述中心抽头电感中的电感个数不同，以调节所述导通占空比与续流占空比的比值的大小，从而调节所述比例系数。
7、可选地，通过调节所述第一端、所述第二端和所述中心抽头端的连接位置来调节所述开关电源的采样点的位置，以调节所述输入采样电压，从而调节所述比例系数。
8、可选地，所述导通占空比与续流占空比的比值与所述输入采样电压的乘积增大时，所述比例系数减小，所述过压保护阈值减小；所述导通占空比与续流占空比的比值与所述输入采样电压的乘积减小时，所述比例系数增大，所述过压保护阈值增大。
9、可选地，所述第一端连接至输入端，所述第二端连接至所述续流管的第一端，所述续流管的第二端连接至输出端，所述中心抽头端连接至所述主功率管，所述采样点为所述输入端，在所述导通时间内所述第一电感参与电流回路，在所述续流时间内所述第一电感和所述第二电感均参与电流回路。
10、可选地，所述第一端连接至所述续流管的第一端和所述主功率管的公共节点，所述续流管的第二端连接至输出端，所述第二端连接至输入端，所述中心抽头端连接至所述输入采样单元，所述采样点为所述中心抽头端，在所述导通时间内所述第一电感和所述第二电感均参与电流回路，在所述续流时间内所述第一电感和所述第二电感均参与电流回路。
11、可选地，所述比例系数为k/a，a为所述输入采样单元采样时的采样系数，k为1+n2/n1，n1和n2分别为所述第一电感的匝数和所述第二电感的匝数，其中，a、k、n1和n2均大于零。
12、可选地，所述第一端连接至输入端，所述第二端连接至所述主功率管的漏极，所述中心抽头端连接至所述续流管的第一端，所述续流管的第二端连接至输出端，所述采样点为所述输入端，在所述导通时间内所述第一电感和所述第二电感均参与电流回路，在所述续流时间内所述第一电感参与电流回路。
13、可选地，所述第一端连接至所述续流管的第一端和所述主功率管的漏极，所述续流管的第二端连接至输出端，所述第二端连接至所述输入采样单元，所述中心抽头端连接至输入端，所述采样点为所述第二端，在所述导通时间内所述第一电感参与电流回路，在所述续流时间内所述第一电感参与电流回路。
14、可选地，所述比例系数为k/a，a为所述输入采样单元采样时的采样系数，所述采样系数为所述输入采样信号与所述输入电压的比值，k为n1/(n1+n2)，n1和n2分别为所述第一电感的匝数和所述第二电感的匝数，其中，a、k、n1和n2均大于零。
15、可选地，所述占空比包括导通占空比和续流占空比，所述过压控制单元在所述导通占空比、所述续流占空比、所述输入采样电压和所述参考电压之间的关系满足触发条件时对所述开关电源进行过压保护，所述触发条件为：所述导通占空比和所述续流占空比的比值再本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种开关电源，包括主功率管和续流管，所述开关电源接收输入电压，通过所述主功率管周期性的导通和关断产生输出电压，其中，所述开关电源还包括中心抽头电感和过压保护电路，所述过压保护电路包括：
2.根据权利要求1所述的开关电源，其中，所述中心抽头端将所述中心抽头电感分为第一电感和第二电感，触发过压保护时所述过压保护阈值为所述参考电压与比例系数的乘积，所述比例系数包括由所述第一电感的匝数和所述第二电感的匝数经过数学运算形成的关系式。
3.根据权利要求2所述的开关电源，其中，所述中心抽头电感包括第一端、第二端和中心抽头端，所述第一端和所述中心抽头端之间为所述第一电感，所述中心抽头端和所述第二端之间为所述第二电感，
4.根据权利要求3所述的开关电源，其中，所述占空比包括导通占空比和续流占空比，所述导通占空比和续流占空比的比值与所述主功率管的导通时间和所述续流管的续流时间的比值相等，
5.根据权利要求4所述的开关电源，其中，通过调节所述第一端、所述第二端和所述中心抽头端的连接位置，使所述导通时间内和所述续流时间内参与电流回路的所述中心抽头电感中
6.根据权利要求4所述的开关电源，其中，通过调节所述第一端、所述第二端和所述中心抽头端的连接位置来调节所述开关电源的采样点的位置，以调节所述输入采样电压，从而调节所述比例系数。
7.根据权利要求4所述的开关电源，其中，所述导通占空比与续流占空比的比值与所述输入采样电压的乘积增大时，所述比例系数减小，所述过压保护阈值减小；所述导通占空比与续流占空比的比值与所述输入采样电压的乘积减小时，所述比例系数增大，所述过压保护阈值增大。
8.根据权利要求5所述的开关电源，其中，所述第一端连接至输入端，所述第二端连接至所述续流管的第一端，所述续流管的第二端连接至输出端，所述中心抽头端连接至所述主功率管，所述采样点为所述输入端，在所述导通时间内所述第一电感参与电流回路，在所述续流时间内所述第一电感和所述第二电感均参与电流回路。
9.根据权利要求6所述的开关电源，其中，所述第一端连接至所述续流管的第一端和所述主功率管的公共节点，所述续流管的第二端连接至输出端，所述第二端连接至输入端，所述中心抽头端连接至所述输入采样单元，所述采样点为所述中心抽头端，在所述导通时间内所述第一电感和所述第二电感均参与电流回路，在所述续流时间内所述第一电感和所述第二电感均参与电流回路。
10.根据权利要求8或9所述的开关电源，其中，所述比例系数为K/a，a为所述输入采样单元采样时的采样系数，K为1+N2/N1，N1和N2分别为所述第一电感的匝数和所述第二电感的匝数，其中，a、K、N1和N2均大于零。
11.根据权利要求5所述的开关电源，其中，所述第一端连接至输入端，所述第二端连接至所述主功率管的漏极，所述中心抽头端连接至所述续流管的第一端，所述续流管的第二端连接至输出端，所述采样点为所述输入端，在所述导通时间内所述第一电感和所述第二电感均参与电流回路，在所述续流时间内所述第一电感参与电流回路。
12.根据权利要求6所述的开关电源，其中，所述第一端连接至所述续流管的第一端和所述主功率管的漏极，所述续流管的第二端连接至输出端，所述第二端连接至所述输入采样单元，所述中心抽头端连接至输入端，所述采样点为所述第二端，在所述导通时间内所述第一电感参与电流回路，在所述续流时间内所述第一电感参与电流回路。
13.根据权利要求11或12所述的开关电源，其中，所述比例系数为K/a，a为所述输入采样单元采样时的采样系数，所述采样系数为所述输入采样信号与所述输入电压的比值，K为N1/(N1+N2)，N1和N2分别为所述第一电感的匝数和所述第二电感的匝数，其中，a、K、N1和N2均大于零。
14.根据权利要求1所述的开关电源，其中，所述占空比包括导通占空比和续流占空比，所述过压控制单元在所述导通占空比、所述续流占空比、所述输入采样电压和所述参考电压之间的关系满足触发条件时对所述开关电源进行过压保护，所述触发条件为：所述导通占空比和所述续流占空比的比值再与所述输入采样电压的乘积大于或等于所述参考电压。
15.根据权利要求1所述的开关电源，其中，所述输入采样单元在所述主功率管的导通时间内对所述开关电源的采样点上的电压进行采样。
16.根据权利要求1所述的开关电源，其中，所述开关电源还包括参考电压获取单元，从阈值设置电阻或者电流源上获取电压并进行运算，以得到所述参考电压。
17.一种开关电源的过...
【技术特征摘要】
1.一种开关电源，包括主功率管和续流管，所述开关电源接收输入电压，通过所述主功率管周期性的导通和关断产生输出电压，其中，所述开关电源还包括中心抽头电感和过压保护电路，所述过压保护电路包括：
2.根据权利要求1所述的开关电源，其中，所述中心抽头端将所述中心抽头电感分为第一电感和第二电感，触发过压保护时所述过压保护阈值为所述参考电压与比例系数的乘积，所述比例系数包括由所述第一电感的匝数和所述第二电感的匝数经过数学运算形成的关系式。
3.根据权利要求2所述的开关电源，其中，所述中心抽头电感包括第一端、第二端和中心抽头端，所述第一端和所述中心抽头端之间为所述第一电感，所述中心抽头端和所述第二端之间为所述第二电感，
4.根据权利要求3所述的开关电源，其中，所述占空比包括导通占空比和续流占空比，所述导通占空比和续流占空比的比值与所述主功率管的导通时间和所述续流管的续流时间的比值相等，
5.根据权利要求4所述的开关电源，其中，通过调节所述第一端、所述第二端和所述中心抽头端的连接位置，使所述导通时间内和所述续流时间内参与电流回路的所述中心抽头电感中的电感个数不同，以调节所述导通占空比与续流占空比的比值的大小，从而调节所述比例系数。
6.根据权利要求4所述的开关电源，其中，通过调节所述第一端、所述第二端和所述中心抽头端的连接位置来调节所述开关电源的采样点的位置，以调节所述输入采样电压，从而调节所述比例系数。
7.根据权利要求4所述的开关电源，其中，所述导通占空比与续流占空比的比值与所述输入采样电压的乘积增大时，所述比例系数减小，所述过压保护阈值减小；所述导通占空比与续流占空比的比值与所述输入采样电压的乘积减小时，所述比例系数增大，所述过压保护阈值增大。
8.根据权利要求5所述的开关电源，其中，所述第一端连接至输入端，所述第二端连接至所述续流管的第一端，所述续流管的第二端连接至输出端，所述中心抽头端连接至所述主功率管，所述采样点为所述输入端，在所述导通时间内所述第一电感参与电流回路，在所述续流时间内所述第一电感和所述第二电感均参与电流回路。
9.根据权利要求6所述的开关电源，其中，所述第一端连接至所述续流管的第一端和所述主功率管的公共节点，所述续流管的第二端连接至输出端，所述第二端连接至输入端，所述中心抽头端连接至所述输入采样单元，所述采样点为所述中心抽头端，在所述导通时间内所...
【专利技术属性】
技术研发人员：何耀华，刘国强，卢楚琦，
申请(专利权)人：杰华特微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。