[发明专利]具有过压保护功能的开关电源和控制器以及过压保护方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及电子电路，尤其但不局限于涉及具有过压保护功能的开关电源(SMPS，SwitchingModePowerSupply)和控制器。

技术背景

“动态调整模式”广泛地应用于开关电源中以防止开关电源提供的输出电压因超过设置值而损害负载。在动态调整模式中，开关电源中的整流器导通以降低输出电压。流过整流器的电感电流首先正向逐渐减小，然后负向逐渐减小，直到碰到整流器的负向电流限。当流过整流器的电感电流碰到整流器的负向电流限时，整流器关断一段固定时间。之后，新的周期开始重复。

因为整流器的关断时间是固定的，且因在整流器关断时，电感电流的斜率与开关电源的输入电压和输出电压两者的差成函数关系变化，所以，当输入电压或者输出电压变化很大时，流过整流器的电感电流的峰峰纹波电流值变化也很大。

发明内容

本发明实施例提出了一种用于控制开关电路的控制器，开关电路包括主开关和整流器，开关电路通过主开关和整流器的导通与关断将输入电压转换为输出电压，控制器包括：过压保护电路和控制电路，过压保护电路包括：过压检测电路，比较过压阈值信号和表征输出电压的反馈信号，并基于比较结果生成过压检测信号；过流检测电路，比较过流阈值信号和表征流过整流器的电流的电流感应信号，并基于比较结果生成过流检测信号；以及计时电路，基于过压检测信号和过流检测信号生成计时信号，其中，计时信号用于控制整流器的关断时间，使得关断时间随输入电压成反向变化。控制电路，耦接于过压保护电路和开关电路，并基于过流检测信号、计时信号以及反馈信号生成控制信号以控制主开关和整流器。

本发明实施例提出了一种开关电源，包括开关电路，开关电路包括主开关和整流器，其中开关电路通过主开关和整流器的导通与关断将输入电压转换为输出电压；以及前所述的控制器。

本发明实施例提出了一种用于开关电源的过压保护方法，其中开关电源包括主开关和整流器，其中开关电路通过主开关和整流器的导通与关断将输入电压转换为输出电压，过压保护方法包括：检测输出电压是否高于预设值；当输出电压高于预设值时，闭合整流器；检测流过整流器的电流是否小于负向电流限；以及当流过整流器的电流小于负向电流限时，关断整流器一段时间；其中，关断时间与输入电压成反向变化。

附图说明

为了更好的理解本发明，将根据以下附图对本发明的实施例进行描述。这些附图仅用于示例。附图通常仅示出实施例中系统或电路的部分特征，并且附图不一定是按比例绘制的。

图1给出了根据本发明一实施例的开关电源100的模块图。

图2给出了根据本发明一实施例的开关电源200的模块图。

图3给出了根据本发明一实施例的决定关断时间的计时电路300。

图4给出了采用图3所示的计时电路300的开关电源200的波形图。

图5给出了根据本发明另一实施例的决定关断时间的计时电路500。

图6分别给出了采用固定关断时间的传统方法和采用本发明实施例的峰峰纹波电流值Ipp随输入电压VIN变化的关系图。

图7给出了根据本发明另一实施例的开关电源700。

图8给出了根据本发明又一实施例的开关电源800。

图9给出了图8中开关电源800的波形图。

图10给出了根据本发明另一实施例的过压保护电路1000模块图。

图11给出了根据本发明一实施例的用于开关电源的过压保护方法1100。

不同示意图中的相同的附图标记表示相同或者相似的部分或特征。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是，不必采用这些特定细节来实行本发明。在其它实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。