[实用新型]母线电压检测及保护模块、开关电源控制单元和开关电源电路

说明书

本实用新型提供一种母线电压检测及保护模块、开关电源控制单元，以及一种开关电源电路，开关电源控制单元包括开关电源“开”信号发生模块、开关电源“关”信号产生模块、开关锁存器U125、驱动模块、母线电压采样保持模块、上述的母线电压检测及保护模块、或门U124；通过采样后的母线电压与基准电压的比较，实现母线电压的检测及保护控制。在上电启动后功率管开关之前，电路自动检测母线电压是否发生过压或欠压，实现开关前的母线电压保护机制；在功率管进入正常开关之后，过压欠压基准电压范围自动变宽，实现母线电压保护迟滞功能；电路通过母线峰值电压采样与检测来判断过欠压保护，实现不同母线纹波电压下的精确检测及保护。

技术领域

本实用新型涉及集成电路技术领域，尤其是一种开关电源电路。

背景技术

随着物联网、集成电路技术的高速发展，如手机、路由器等物联网终端产品的性能得到快速提升，价值量越来越高，这对与之配套的充电器、适配器等开关电源产品在性能、价格、可靠性、上机合格率等要求也不断提高。

为了满足电子设备能全球范围内使用，就必须要求如充电器、适配器等开关电源设备能满足各国电源标准。众所周知，世界上各国的电源标准差异很大，有些国家是采用110V交流电供电，有些国家是采用220V交流电供电，也有国家采用其他电压如120V等电压供电，并且交流电的频率还各不相同，线网电压的稳定性差异还特别大，如有些国家的瞬时线网电压会超过300V以上。此外，开关电源产品为满足不断提高的性价比的要求下，产品设计余量在不断缩小，容易触碰可靠性问题。

相应地，市场上开始提出增加开关电源产品母线电压过、欠压保护功能。早期的开关电源母线电压检测及保护是通过外围电路来实现的，因此产品的系统成本较高，体积较大。此后，市场上出现了集成开关电源母线电压检测及保护的开关电源芯片，但普遍还存在三类典型的问题，其一是电压检测精度不高，特别是随负载的大小变化，检测电压偏差很大；其二是开关动作发生后判断母线电压的过欠压状态，这存在可靠性风险；其三是保护机制不完善，如保护后的故障锁存功能和迟滞恢复功能等。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种用于开关电源母线电压检测及保护的电路，解决了母线电压检测精度不高，特别是检测电压会随负载电流大小变化而变化问题；解决了开关动作发生后判断母线电压问题，实现了开关动作发生前的母线电压保护机制；解决并完善了故障锁存功能和迟滞恢复功能等保护机制。本实用新型采用的技术方案是：

一种母线电压检测及保护模块，包括：第一信号选择器U201、第二信号选择器U202、第一比较器U203、第二比较器U204、过压欠压控制逻辑单元U205、D触发器U231、U206、或门U232、振荡器U207、第一延时模块U208、第二延时模块U209；

第一信号选择器U201的低电平选择信号输入端接基准信号V211，第一信号选择器U201的高电平选择信号输入端接基准信号V212；第一信号选择器U201的信号选择端接第二延时模块U209的输出端；第一信号选择器U201的输出端接第一比较器U203的同相输入端；

第一比较器U203的反相输入端接母线电压分压信号VBUS_DIV，第一比较器U203的输出信号为UVP信号，作为过压欠压控制逻辑单元U205的其中一个输入信号；

第二信号选择器U202的低电平选择信号输入端接基准信号V214，第二信号选择器U202的高电平选择信号输入端接基准信号V215；第二信号选择器U202的信号选择端接第二延时模块U209的输出端；第二信号选择器U202的输出端接第二比较器U204的反相输入端；

第二比较器U204的同相输入端接母线电压分压信号VBUS_DIV，第二比较器U204的输出信号为OVP信号，作为过压欠压控制逻辑单元U205的另一个输入信号；

振荡器U207的输入端接上电使能信号EN，输出端向过压欠压控制逻辑单元U205输出时钟信号CLK；