[实用新型]一种电阻短路保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电阻短路保护装置。

背景技术

开关电源变换器因其转换效率高的优点广泛应用于工业控制、网络、通信以及各种消费类电子设备。从电源系统的反馈控制方式来分，开关电源可以分为恒压控制方式开关电源和恒流控制开关电源。恒流控制方式以其动态响应速度快、调节性能好、过冲电压幅度小、系统稳定性好等特点，得到了越来越多的重视。

对于一个恒流控制方式的开关电源，一般需要将负载电流作为检测信号输入开关电源控制器。负载电流的检测一般通过电阻的方式实现。这个检测电阻可能会因为失误焊接而带来短路，而电阻短路保护可以防止因为电阻短路而带来电源系统遭受永久性损坏。

通常而言，在很多开关电源控制器上没有设计电阻短路保护模块来保护电源系统。或者，一些电源控制器仅采用简单的比较器，通过设置一个阈值电压，将电流检测电阻上的电压与该阈值电压进行比较来实现简单的电阻短路保护。这样的保护使得电源系统抗干扰能力差。一些非理想状况的发生会使得电源系统的意外关闭。

图1是一个简化的包含电阻保护电路的反激式开关电源变换器100。反激式开关电源变换器包含：初级绕组110，次级绕组111，辅助绕组112，功率开关130，电流检测电阻131，误差放大器140，比较器141，振荡器142，逻辑143，电阻短路保护144，功率管驱动145。

在开关电源变换器正常运行时，变换器分为两个阶段。第一阶段：初级绕组110（也可称为电感性绕组、变压器绕组）储能阶段；第二阶段：能量转移过程。在第一阶段，SW控制功率开关130导通，线圈110正端的电压VDC对初级绕组110储能，流过初级绕组110的电流增大，这个电流与流过电阻131的电流相等。此时，次级绕组111中流过电流为零，与次级绕组串联的二极管120截止。在第二阶段，SW控制功率开关130断开。储存在初级绕组110中的能量通过变压器传输到次级绕组111，使得二极管120开启。能量供给负载122以及储存在与负载并联的电容121中。第一阶段和第二阶段构成一个转换周期。变换器从第一阶段转换到第二阶段由变换器的内在反馈控制。具体而言，当电流检测电阻上的电压VS达到误差放大器输出电压VEA，经过PWM比较器以及后续逻辑处理，变换器由第一阶段进入第二阶段。然而在非正常状态下，由于电流检测短路，电压VS一直处于较低值，不能达到电压VEA，会使得电源变换器一直处于第一阶段。它的直接结果是，流过变压器初级线圈的电流越来越大，导致电源系统的永久损坏。然而，如图2所示，现有的电阻短路保护，采用比较器201，将电流检测信号电压VS与阈值电压Vth比较，一旦在预定时刻电压VS低于电压Vth，通过逻辑控制202和栅极驱动203关闭功率开关，防止电流进一步增大，防止电源系统的永久性损害。但是，这种简单的通过比较器判断，会出现误判断。特别是，电源系统初始上电期间，电源模块需要正确建立，即使检测电阻没有短路，也会导致误判。而且这种电阻短路保护在误判断发生后需要人为重新启动电源系统才可能使得电源正常工作。这样的保护方法具有稳定性差，可靠性低的弊端。

综上所述，有必要设计一种更优化的电阻短路保护方式以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型提供的一种电阻短路保护装置，提供了一种稳定可靠，可自动重启的电阻短路保护装置，抗干扰性强，不存在死循环。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种电阻短路保护装置，该保护装置通过功率开关和电流检测电阻接入开关电源电路，该保护装置包含电路连接的比较器、第一反相器、锁存计数器、主计数器、计数锁定/启动逻辑控制电路和第二反相器。

所述的计数锁定/启动逻辑控制电路包含第一与门和第二与门。

所述比较器的输入为电流检测电阻上的检测电压和一个直流阈值电压，此两者的比较结果作为锁存计数器的置位/复位信号之一。

所述的锁存计数器包含电路连接的输入时钟处理逻辑模块，触发器1，触发器2……触发器M。

所述计数锁定/启动逻辑控制电路的第一与门包含三路输入：上电复位信号，比较器的输出和主计数器的输出。

所述主计数器包含触发器1，触发器2，……触发器N。