[发明专利]具有用于反馈和故障检测的单个隔离装置的电源

说明书

根据本公开的一些方面，公开了隔离式电源和相应的控制方法。示例性隔离式电源包括变压器、耦合到变压器的至少一个功率开关、控制器、输出端子以及耦合到输出端子以感测输出电压并将感测到的输出电压与电压参考进行比较的反馈电路。该电源包括故障检测电路以感测输出电压，将感测到的输出电压与故障参考进行比较，并且当感测到的输出电压超过故障参考时修改反馈信号。该电源还包括耦合在反馈电路和控制器之间的单个隔离装置。该控制器是可操作的以基于反馈信号来控制功率开关，并且当反馈信号的转换速率超过故障阈值转换速率值时检测为故障状态。

本申请为申请日为2016年12月02日，申请号为201611097378.3，发明名称为“具有用于反馈和故障检测的单个隔离装置的电源”的申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及具有用于反馈和故障检测的单个隔离装置的隔离式电源以及相应的控制方法。

背景技术

本部分提供与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。

AC-DC电源通常包括两级转换器：功率因数校正(PFC)级前端以实现期望的功率因数；和DC-DC转换器级以实现隔离和降压功能。控制这两个转换器的传统方法需要两个数字信号处理器(DSP)，其中一个DSP控制每个级。另外，典型地使用两个隔离装置。一个隔离装置用于从DC-DC转换器的次级侧到初级侧的反馈控制，而第二隔离装置用于故障检测和保护。

发明内容

本部分提供本公开的一般概述，并且不是其全部范围或其所有特征的全面公开。

根据本公开的一个方面，一种隔离式电源包括：具有初级绕组和次级绕组的变压器；耦合到所述变压器的初级绕组的至少一个功率开关；耦合到所述功率开关以控制所述功率开关的操作的控制器；耦合到所述次级绕组以向负载提供输出电压的输出端子；以及反馈电路其耦合到所述输出端子，用于感测所述输出电压并将感测到的输出电压与电压参考进行比较以限定反馈信号。所述电源还包括故障检测电路，所述故障检测电路耦合在所述输出端子和所述反馈电路之间，用于感测所述输出电压，将感测到的输出电压与故障参考进行比较，并且当感测到的输出电压超过所述故障参考时修改所述反馈信号。所述电源还包括单个隔离装置，所述单个隔离装置耦合在所述反馈电路和所述控制器之间，用于向所述控制器提供所述反馈信号。所述控制器是可操作的以基于所述反馈信号控制所述功率开关，并且当所述反馈信号的转换速率(slew rate)超过故障阈值转换速率值时检测为故障状态。

优选地，所述电源不包括用于发动所述电源的软启动的外部电路。

优选地，所述反馈电路包括分路调节器。

根据本公开的另一方面，公开一种检测隔离式电源中的故障状态的方法。所述电源包括控制器、具有初级绕组和次级绕组的变压器、耦合到所述变压器的初级绕组的至少一个功率开关、耦合到所述次级绕组的输出端子、耦合到所述输出端子的反馈电路、耦合在所述输出端子和所述反馈电路之间的故障检测电路以及耦合在所述反馈电路和所述控制器之间的单个隔离装置。所述方法包括经由所述单个隔离装置将反馈信号传输给所述控制器。通过将在所述输出端子处感测到的输出电压与电压参考进行比较来限定所述反馈信号。所述方法还包括基于在所述控制器处接收到的所述反馈信号来控制所述功率开关的切换操作，当所述感测到的输出电压超过故障参考时修改经由所述单个隔离装置传输给所述控制器的所述反馈信号，以及当所述反馈信号的转换速率超过故障阈值转换速率值时检测为故障状态。

优选地，修改所述反馈信号包括通过使所述单个隔离装置饱和到高饱和状态或低饱和状态来增加所述反馈信号的转换速率，其中所述转换速率值可以是正转换速率值、负转换速率值或绝对转换速率值。

优选地，检测故障状态包括：周期性地对所述反馈信号进行采样；将当前反馈信号样本与先前的反馈信号样本进行比较；以及当所述当前反馈信号样本与所述先前的反馈信号样本之间的差超过所述故障阈值转换速率值时，确定为出现故障状态。