[发明专利]一种电源保护控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源保护控制方法。

背景技术

开关电源具有体积小、重量轻、效率高等特点，已经广泛地应用于工业控制、通信办公、家庭消费等领域中。但随着电子技术的不断发展，电源有了不同的技术规格和指标，尤其是各种保护功能，短路保护作为其中最重要的功能更加倍受关注。

为了达到短路保护目的，通常，控制IC会对与输出端电压相关的信号进行检测，并判断是否出现短路状况，以停止输出或输出驱动信号，而目前很多电源通过使控制IC的供电电压VDD下降到规定的阈值以下，即使控制IC欠压来停止输出驱动信号，从而关闭电源，实现短路保护。如图1所示，电源输出短路后，输出电压就会降低至最小值，控制IC通过自身功耗拉低旁路电容C2的电压，使控制IC供电电压VDD下降直至控制IC欠压，停止输出驱动信号；此时整个电源系统恢复到未启动状态，启动电路能够重新给旁路电容C2充电，让控制IC重新启动，输出驱动信号；若短路故障未排除，控制IC又会拉低旁路电容C2电压，回到上述过程，电源间歇工作直至短路故障排除。这里的启动电路实施方式有很多种，只要满足在控制IC的供电电压VDD未达到设定阈值前，启动电路不给旁路电容C2充电或是不影响控制IC实现欠压的目的即可。

但是上述短路保护控制方法对旁路电容C2的取值要求较为严格，其取值不能太大，太大的话与启动电路配合后可能无法完成电源“启动时间”、“启动功耗”等参数指标，并且还会导致进入短路保护的时间太长，短路功耗太大；也不能太小，太小的话在电源带容性负载起机时，可能会误触发短路保护；这样就加大了系统设计的复杂性和短路保护性能的调试难度。

而且随着电子技术的发展，为了满足越来越高的电源功能指标的要求，电源需要集成多种保护功能，那么控制IC就需要根据故障情况停止输出驱动信号。在这种背景下，上述短路保护控制方法变得更加不适用，下面以电源输入欠压故障为例进行解释。

当检测到电源输入欠压故障，控制IC停止输出驱动信号后，输出电压就会降低至最小值，与上述情况类似，旁路电容C2放电以维持控制IC正常工作。若输入欠压故障持续时间很长，旁路电容C2持续放电直至控制IC欠压，那么当控制IC重启后，会有一段初始化时间，以保证控制IC内部的触发器和重要节点信号能够复位成所需要的初始值。一般的会将保护信号复位成无故障状态以满足特定的保护功能要求，更一般的为了防止保护误触发，各保护模块都会内置一个检测延时，那么初始化结束后，在检测延时内，控制IC可能会输出驱动信号，那么在高输入电压、轻载的情况下，电源的输出电压会升得很高，电源无法满足输入欠压保护的功能指标。

针对上述问题，目前还存在另一种改进型控制方法，在电源带电时，保证控制IC不欠压的前提下，在检测到输出短路故障后，通过拉低一电源或控制IC的特定控制端口的电位，停止输出驱动信号，关闭电源以实现短路保护。这种控制方法的一种实施方式在2014年7月23日公开的公开号为CN203734296的中国专利中有详细的说明。

虽然所述改进型控制方法能够克服旁路电容C2取值的矛盾，但是在电源带电，控制IC不欠压的前提下，要想拉低一原本端口输出为高电平的信号，就需要对“地”抽取电流，这就必不可少地会引进功耗，而且综上所述，在电源集成多种保护功能的情况下，这一功耗会贯穿在所有的保护模式中，因为触发保护后，输出电压的减小会引发短路保护电路工作。

特别的，在某些高压应用下，如某些防雷电源系统中，要求电源系统在不遭受雷击的情况下，长时间处于保护状态；遭受雷击后，电源系统迅速启动给负载供电，完成应用要求。此时若采用上述保护控制方法，保护状态触发上述改进型短路保护电路工作，导致对“地”额外地抽取1mA左右的电流，而在所述应用下，电源系统的供电电压为220V，且所述电源系统由100个使用此类保护控制方法的电源组成，那么整个电源系统在不遭受雷击时的待机功耗将高达22瓦特。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电源保护控制方法，在正常实现各项电源保护功能的前提下，避免电源在触发保护后，带来如上所述的功耗大的问题，同时降低系统设计的复杂性。

下面所述输出电压，若没有特别强调，指的是电源的输出端电压，所述翻转指的是高低电平翻转或者是低高电平翻转。

为了更清楚的描述本发明所述的电源保护控制方法，以下借助于一个电源保护控制电路来说明。所述的电源保护控制电路包括一个软启动模块、一个短路保护模块、一个驱动器、一个窄脉冲发生器，以及第一输入输出端口FB和第一输出端口GATE。