[发明专利]一种基于电感电压积分的变换器过载启机保护电路

说明书

本发明公开了一种基于电感电压积分的变换器过载启机保护电路，包括同步整流变换器主电路、第一积分器电路、第二积分器电路、减法器电路、比较器电路、逻辑及控制电路和变换器控制电路。本发明仅需额外采样桥臂中点电压，并加入积分和减法器电路即可实现，一方面具有实现方法简单方便、适用范围广和抗干扰能力强，另一方面所述中点电压采样可通过简单的电阻分压取样，不会引入额外损耗，有利于开关电源模块的高效高功率密度。

技术领域

本发明属于变换器技术领域，特别是一种基于电感电压积分的变换器过载启机保护电路。

背景技术

高效率、高功率密度、小体积和高可靠性是工业界和学术界对开关电源变换器的持续追求目标。高功率密度和小体积的目标，要求工程师在设计开关电源变换器时，尽量精简各部分电路，包括相关的保护、控制及取样电路。高效率的目标，要求工程师在选取相关电路时，要追求“极小化”且“高效率”的取样电路。高可靠性又要求变换器具备关键的过压、过流、短路等保护。

过载启机保护是开关电源的关键保护之一，其指开关电源在启动时需要可靠区分负载短路、过流以及正常负载工况。当开关电源的负载短路或者过载时，需可靠保护开关电源；如何高效、高可靠性以及小的设计过载启动保护是目前工业界面临的关键问题之一。

目前常用的过载启机保护方案主要包括：1)基于分流器或者采样电阻的方案。该方案虽然可靠简单，但是其一方面分流器或者采样电阻存在体积大、损耗高的问题，此外该方面获取的电流信号比较微弱，易受干扰且可靠性受限；2)基于霍尔传感器、电流互感器等方案，该方面存在体积大、采样带宽低等问题；3)基于电感DCR电阻的方案，该方面具有方案简单、体积小等优点，然而其存在易受电感DCR电阻精度影响、易受变换器运行温度影响而导致采样不准等缺点，因而采样该方案通常需要额外加入温度补偿电路以保证基于DCR采样方案的准确性，美国ADI公司的DC/DC变换器控制芯片LTC3855即采用该方案，虽然引入温度补偿电路可以提升DCR方案的准确性，但这使得控制系统复杂，且该方案在小电流场景依然应用受限。

总之，现有技术中依然缺少简单、可靠、高效的方案和技术。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提供一种基于电感电压积分的变换器过载启机保护电路。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于电感电压积分的变换器过载启机保护电路，所述电路包括同步整流变换器主电路、第一积分器电路、第二积分器电路、减法器电路、比较器电路、逻辑及控制电路和变换器控制电路；

所述第一积分器电路，用于对第一和第二开关管串联桥臂的中点电压v_A和积分启动信号S_t进行处理，之后将输出信号v_LA传输至减法器电路；

所述第二积分器电路，用于对同步整流变换器主电路的输出电压信号v_o和积分启动信号S_t进行处理，之后将输出信号v_LB传输至减法器电路；

所述减法器电路，用于对所述输出信号v_LA和v_LB进行处理，之后将输出信号v_AMB即当前变换器电感电流值的大小输出至比较器电路；

所述比较器电路，用于对所述输出信号v_AMB和比较器的基准电压信号v_F进行处理，之后将输出信号S_gt即过载保护标识信号传输至逻辑及控制电路；