[发明专利]升压转换器的保护装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种升压转换器，具体地说，是一种升压转换器的保护装 置及方法。

背景技术

图1显示传统的升压转换器10，其包括负载切断开关Q1连接在输入 端VIN及电感L之间，二极管D1连接在电感L及输出端VOUT之间， 功率开关12连接在节点N1及接地端GND之间，电容COUT连接输出端 VOUT，电阻RFB1及RFB2分压输出电压VOUT，其中电阻RFB1连接 在回授端FB及接地端GND之间，电阻RFB2连接在输出端VOUT及回 授端FB之间，PWM控制器14根据回授端FB上的电压切换功率开关12。 在启动升压转换器10时，信号Enable打开(turn on)开关Q1以使电感L与 输入端VIN连接，而PWM控制器14根据回授端FB上的电压切换功率开 关12以将输入电压VIN转换为输出电压VOUT。

然而，当升压转换器10刚启动时，由于输出电压VOUT为零，因此 将产生较大的电流经电感L对电容COUT充电，也因此产生很大的突波 (inrush)。此外，升压转换器10中部分组件可能出现短路(short circuit)或开 路(open circuit)的情况，进而造成某些组件损毁，例如，当升压转换器10 的输出端VOUT短路至接地端GND时，如图1所示，将产生很大的短路 电流经电感L流向输出端VOUT，这可能导致电感L损毁。图2显示升压 转换器10中的二极管D1开路时的情况。当升压转换器10中的二极管D1 开路时，通过电感L的电流对节点N1上的杂散电容Cs充电，由于杂散电 容Cs很小，因此节点N1上的电压可能瞬间被拉到很高的电位，进而损害 功率开关12。

因此已知的升压转换器存在着上述种种不便和问题。

发明内容

本发明的目的，在于提出一种升压转换器的保护装置及方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种升压转换器的保护装置，所述升压转换器包含一电感连接在一第 一节点和一第二节点之间，一第一开关连接在所述升压转换器的输入端和 所述第一节点之间，一第二开关连接在所述第二节点和一接地端之间，以 及一二极管连接在所述第二节点和所述升压转换器的输出端之间，所述保 护装置包括一过电压保护电路，一缺陷保护电路和一电流源，其特征在于：

所述过电压保护电路，连接所述第二节点，在所述第二节点上的电压 大于一第一临界值时，产生一第一信号和一第二信号，所述第二信号用以 打开所述第二开关以对所述第二节点放电；

所述缺陷保护电路，根据所述第一信号关闭所述第一开关；

所述电流源，连接所述第二节点，在所述第一开关关闭后，提供一预 充电电流对所述第二节点充电；

其中，在所述第一开关关闭后，若所述升压转换器的输出端上的输出 电压低于一第二临界值且所述第二节点上的电压在一预设时间内超过一 第三临界值时，所述缺陷保护电路持续关闭所述第一开关。

本发明的升压转换器的保护装置还可以采用以下的技术措施来进一

步实现。

前述的保护装置，其中更包括一比较器比较所述输出电压和所述第二 临界值以产生一比较信号至所述缺陷保护电路。

前述的保护装置，其中更包括一比较器比较所述第二节点上的电压和 所述第三临界值以产生一比较信号至所述缺陷保护电路。

前述的保护装置，其中更包括一定时器用以计数所述电流源开始对所 述第二节点充电至所述第二节点上的电压超过所述第三临界值的时间。

一种升压转换器的保护方法，所述升压转换器包含一电感连接在一第 一节点和一第二节点之间，一第一开关连接在所述升压转换器的输入端和 所述第一节点之间，一第二开关连接在所述第二节点和一接地端之间，以 及一二极管连接在所述第二节点和所述升压转换器的输出端之间，其特征 在于所述保护方法包括下列步骤：

第一步骤：检测所述第二节点上的电压，当所述第二节点上的电压大 于一第一临界值时，关闭所述第一开关并打开所述第二开关以对所述第二 节点放电；

第二步骤：提供一预充电电流对所述第二节点充电；

第三步骤：若所述升压转换器的输出端上的输出电压低于一第二临界 值且从所述预充电电流开始对所述第二节点充电至所述第二节点上的电 压大于一第三临界值的时间小于一预设时间时，保持所述第一开关关闭。