[发明专利]基于固定周期开关电源的过流保护电路

说明书

本发明提供了一种基于固定周期开关电源的过流保护电路，电感L的一端通过负载连接输入电源Vin的正极，电感L的另一端连接开关管Q1的漏极；振荡器通过RS触发器连接开关管Q1的栅极，开关管Q1的源极通过电阻Rcs接地，恒流采样单元分别连接开关管Q1的源极和与门G1的一个输入端，最小导通时间计时单元分别连接开关管Q1的栅极和与门G1的另一个输入端，与门G1的输出端连接RS触发器的R输入端，导通时间检测单元的输入端分别连接最小导通时间计时单元的输出端和恒流采样单元的输出端，导通时间检测单元的输出端连接振荡器周期调节单元的输入端，振荡器周期调节单元的输出端连接振荡器。该发明具有设计科学、实用性强、结构简单、使用方便的优点。

技术领域

本发明涉及了一种基于固定周期开关电源的过流保护电路。

背景技术

固定周期开关电源由于系统的器件少、结构简单等优点，在电源领域广泛应用。如图1为现有的一种开关电源结构，在开关管Q1导通时，通过恒流采样单元、采样电阻Rcs来检测输出电流，并与振荡器、RS触发器一起控制开关管Q1的开关状态，使输出电流维持在期望的电流值。

图2是现有开关电源电路的工作时序图，振荡器用于产生周期固定的方波信号CLK，信号CLK的周期T即为该固定周期开关电源电路的开关周期。当CLK信号由低电平变为高电平后，RS触发器的输出信号DRV由低电平变为高电平，开关管Q1由关断状态变为导通状态。开关管导通时间为Ton，开关管关断时间为Toff，并且T＝Ton+Toff。在开关管Q1导通时间Ton内，电感电流增大，电感电流增大值为：△IL+＝(Vin-Vout)/L*Ton；在开关管Q1关断时间Toff内，电感电流减小，电感电流减小值为：△IL-＝Vout/L*Toff＝Vout/L*(T-Ton)。当△IL+＝△IL-时，每个开关周期内电感电流平均值相等，输出电流Iout的平均值为恒定值。

开关管Q1由关断状态变为导通状态的瞬间，由于电感、功率管漏极寄生电容谐振的影响，采样电阻Rcs上会出现一个电压尖冲。为了避免该电压尖冲造成电路工作状态错误，一般在开关管Q1导通后经过一个固定的延迟时间才被允许关断，该固定的延迟时间即开关管最小导通限制时间Ton_min，由最小导通时间计时单元产生。当开关管Q1由关断变为开启后，最小导通时间计时单元开始计时，Ton_min由低电平变为高电平；在最小导通时间计时单元计时结束后，Ton_min由高电平变为低电平。

开关管Q1导通时，通过电感L的电流同时通过开关管Q1和采样电阻Rcs，通过检测采样电阻Rcs上的电压Vcs可以间接地检测电感电流。

输入电压Vin较低时，在开关管Q1导通时间内，恒流检测单元通过检测Vcs电压检测电感电流，当电感电流平均值高于期望值时，恒流检测单元的输出信号SHUT由低电平变为高电平，RS触发器的输入信号CLR由低电平变为高电平，RS触发器的输出信号DRV由高电平变为低电平，开关管Q1由导通状态变为关断状态。