[发明专利]一种开关电源的输出过压保护控制电路及其控制方法

说明书

本发明在现有Buck加推挽两级电路拓扑的电路中增设电压检测电路，并提供其具体构成。使在采用具有同步整流的Buck加推挽两级电路拓扑中，Buck电路主开关管失效短接且Buck电路的正输出端电压超过设定的稳态工作电压值时，电压检测电路输出一个低电平，触发控制电路进行欠压保护，达到保护输出端的同步整流管和后端的用电设备的效果。

技术领域

本发明涉及电源领域，特别涉及一种开关电源的输出过压保护控制电路及其控制方法。

背景技术

开关电源行业中，开关电源的输入电压范围不断地在扩大，同时对开关电源效率指标要求越来越高。为提高开关电源的效率，同时增大产品输入电压范围，常采用具有同步整流Buck加推挽两级电路的拓扑结构。

如图1所示的即为具有同步整流的Buck加推挽两级电路拓扑的电路原理图，该电路包括Buck电路，推挽级功率变换电路，控制电路和驱动电路。

Buck电路通常由输入电容C1，功率开关管Q3，续流管Q4，储能电感L1和输出电容C2组成；推挽级功率变换电路通常由输入电容，功率开关管Q5和功率开关管Q6，变压器T1，输出端同步整流二极管Q7和输出端同步整流二极管Q8以及输出端电容C3组成；其中，电容C2即作为Buck电路的输出端电容，又作为推挽级功率变换电路的输入电容。

控制电路至少包含四个信号端：Buck电路中功率开关管Q3的控制信号输出端HD，Buck电路续中流管Q4的控制信号输出端LD，推挽级功率变换电路中功率开关管Q5的控制信号输出端PUSH，推挽级功率变换电路中功率开关管Q6的控制信号输出端PULL，可以进行欠压保护的UVLO。控制电路的输出端HD和输出端LD输出两个互补的驱动信号。输出端PUSH和输出端PULL输出两个互补的驱动信号。输出端HD输出的驱动信号开关频率是输出端PUSH输出驱动信号的2倍。输出端HD与输出端LD端输出的驱动信号受控于IC控制电路，并跟随输出电压Vo变化进行调节。

功率开关管Q3和续流管Q4为典型的电子开关管，比如为MOSFET管。当功率开关管Q3导通时，输入端VIN电压通过功率开关管Q3给储能电感L1进行充电，并给电容C2提供能量。当功率开关管Q3截止后，续流管Q4导通，流经储能电感L1的电流经续流管Q4进行续流，同时电容C2放电，使Buck电路的输出电压信号U1得以维持。

推挽级功率变换电路的输入电压取自于Buck电路的输出电压信号，为U1。功率开关管Q5和功率开关管Q6以及输出同步整流二极管Q7和输出同步整流二极管Q8为典型的电子开关管，比如为一个MOSFET管，该MOSFET的源极S为图1中MOS管3脚，该MOSFET的漏极D为图1中MOS管2脚，该MOSFET的栅极G为图1中MOS管1脚。推挽级功率变换电路的功率开关管Q5与输出同步整流二极管Q7同时开通关断，推挽级功率变换电路的功率开关管Q6与输出输出同步整流二极管Q8同时开通关断。推挽级功率变换电路的输入电压信号U1在功率开关管Q5与输出同步整流二极管Q7开通时，经变压器T1给输出端Vo提供能量。当功率开关管Q5与输出同步整流二极管Q7截止后，功率开关管Q6与输出同步整流二极管Q8开始导通，输入电压信号U1，经变压器T1给输出端Vo提供能量。

图1在电流经过输出同步整流二极管Q7与输出同步整流二极管Q8流向输出端时，同步整流管的导通能够代替单向二极管，消除单向二级管压降，起到同步整流的作用，提高效率。但由于同步整流管具有双向导通电流能力，电流也能够经同步整流管从输出端反向流回输入端，导致图1变换器在应用中，因输出端Vo会储存大量的能量，从而会损坏输出同步整流二极管Q7和输出同步整流二极管Q8。分析如下。