[发明专利]具有过负载保护装置的电源转换系统及其过负载保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源转换系统，尤其是一种具有过负载保护装置的电源转换系统及其过负载保护装置。

背景技术

脉宽调变(PWM)技术为现有用以控制与稳定调整电源供应器的输出功率。电源供应器可提供稳定调整的输出电压与电流。基于安规(safety)考虑，电源供应器需提供各种保护功能，例如：过电压、过电流与过功率保护。过电流与过功率保护用以保护电源供应器与周边电路，以免造成永久性的损害。

参照图1，为现有的反驰式(fly back)电源转换系统。电源转换系统的输出端驱动一负载L，PWM信号产生电路110输出一脉宽调变信号Vg，此脉宽调变信号Vg可控制功率开关Q1的切换，以转换变压器T的一次侧的输入电压Vi至变压器T的二次侧，进而产生输出电压Vo。感测电阻R与功率开关Q1串联，以取得流过功率开关Q1的一次测电流Ip。PWM信号产生电路110会根据一回授信号Vf和一次测电流Ip来控制脉宽调变信号Vg的责任周期(dutycycle)，进而得以稳定调整电源转换系统的输出电压Vo。

于缓启动(soft start)技术的应用上，在电源转换系统刚开机时，充电电流源120开始对电容130充电，此时回授信号Vf通过箝位二极管140与外部电容130的充电电压Sv产生连结。此时，回授信号Vf为电容130的充电电压Sv加上箝位二极管140的偏压(Vd)，即Vf＝Sv+Vd。因此，回授信号Vf电压在缓启动时段(即，刚开机时)会随着充电电压Sv缓缓增加，因此一次测切换电流Ip也因而缓缓增加，以避免爆冲(inrush)现象。

在缓启动时段结束后(即，开机一段时间后)，回授信号Vf的电压由回授控制电路150主导，即回授信号Vf与输出端电压Vo及负载L有关，而电容130的与外部电容130的充电电压无关，即回授信号Vf电压正比于负载L。

当负载超过一既定值时，即过负载时，回授信号Vf超过参考电压Vref，比较器160产生一过负载(over loading)信号OLP。此过负载信号OLP经过防止误动作(debounce)电路170作确认，即过负载信号OLP持续维持超过防止误动作电路170的额定时间后，防止误动作电路170就将一过负载确认信号OLP1传送给PWM信号产生电路110，PWM信号产生电路110随即停止产生脉宽调变信号Vg，进而达到保护电源转换系统。

当使用者有短暂时间的过负载需求时，为了使电源转换系统持续正常工作，通常须要将过负载需求的时间控制在小于防止误动作电路170的额定时间，以避免PWM信号产生电路于过负载发生时随即停止产生脉宽调变信号Vg。

但当过负载需求时间需要更长(即超过误动作电路170的额定时间)，以得到更多过能量时，则必须要下降感测电阻R的阻值，以提高过能量保护的临界值。如此一来，将造成功率开关Q1、变压器T及输入端(例如：输入电容、整流器等)等元件的额定值提高，进而增加材料成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有过负载保护装置的电源转换系统及其过负载保护装置，借以解决现有技术所存在过负载保护无弹性的问题。

为实现上述目的，本发明所揭露的具有过负载保护装置的电源转换系统，包括：一变压器、一回授控制电路、一功率开关、一脉宽调变(PWM)信号产生电路及一过负载保护装置。变压器的一次侧绕组与功率开关串联。回授控制电路可输出与电源转换系统输出端负载正相关的一回授信号。PWM信号产生电路产生脉宽调变信号以切换功率开关，并根据回授信号决定脉宽调变信号的责任周期。过负载保护装置会根据回授信号产生一切换截止信号，使PWM信号产生电路停止产生脉宽调变信号。过负载保护装置包括一充放电电路、一第一检测电路和一第二检测电路。第一检测电路接收回授信号并根据回授信号的电压来检测电源转换系统的一过负载事件。充放电电路在电源转换系统发生过负载事件之前，进行充电，并根据过负载事件进行放电。第二检测电路检测充放电电路的放电，并于充放电电路的充电电压放电至一预设准位时产生切换截止信号，以使PWM信号产生电路停止产生脉宽调变信号。