[实用新型]提供有短路保护的电源控制器

说明书

一种电源控制器，控制功率开关。功率开关、电流检测电阻、及电感元件，串联于两条电源线之间。电流检测电阻提供电流检测信号。电源控制器包括PWM信号产生器及短路保护电路。PWM信号产生器产生PWM信号给功率开关，以产生多个开关周期。每一开关周期具有开启时间及关闭时间。短路保护电路接收电流检测信号，包含高通滤波器及状态检测电路。高通滤波器高通滤波电流检测信号，以产生滤波后信号。状态检测电路检测滤波后信号。当滤波后信号于开启时间内符合预设条件时，状态检测电路提供短路保护信号，禁能PWM信号产生器，使功率开关保持关闭。

技术领域

本实用新型关于一种适用于开关式电源供应器的电源控制器；特别关于开关式电源供应器中的电流检测电阻短路时，电源控制器所提供的短路保护技术。

背景技术

电源供应器除了要求有精准的输出电压或是输出电流之外，也必须具有一些防护机制，用来预防不正常或是不预期的错误状况发生时。举例来说，一般常见的防护机制有输出过电压保护（output over-voltage protection）、输出过电流保护（output over-current protection）、过温度保护（over-temperature protection）以及短路保护（shortcircuit protection）。

短路保护所要求的是当电源供应器中的任一电子零件发生短路情形时，电源供应器不能对于外界产生任何风险。电源供应器中往往具有一电流检测电阻，用来检测流经电源供应器中功率开关的电流。当电流检测电阻发生短路时，如果没有适时地反应，往往在一两个开关周期内，流经功率开关的电流就会变得非常的大，电源供应器有爆炸或是着火的风险。

图1显示已知的返驰式电源供应器10，其中包含有变压器TF、功率开关20、电流检测电阻RCS、补偿电容CCOMP、电源控制器100、二极管DS、以及输出电容COUT，彼此的连接关系如图1所示。变压器TF包含有主绕组PRM以及二次侧绕组SEC。主绕组PRM、功率开关20、与电流检测电阻RCS串接于输入电源线IN与输入地GNDIN两条电源线之间。电源控制器100提供PWM（Pulse width modulation，脉冲宽度调制）信号S_DRV，控制功率开关20，使得二次侧绕组SEC电感感应地产生交流电压与电流，其经过二极管DS整流后，在输出端OUT产生输出电压V_OUT，提供负载24电源。电流检测电阻RCS提供电流检测信号V_CS回馈给电源控制器100。

图2A显示当电流检测电阻RCS正常时，PWM信号S_DRV、电流检测信号V_CS与流经主绕组PRM的输入电流I_IN的信号波形。当电流检测信号V_CS超过电源控制器100依据补偿信号V_COMP所产生的衰减补偿信号（attenuated compensation signal）V_COMP-AN时，电源控制器100就结束开启时间T_ON，如此控制输入电流I_IN的峰值。如同图2A所示，当电流检测电阻RCS正常时，电流检测信号V_CS的波形大约等同于输入电流I_IN的波形。

图2B显示当电流检测电阻RCS短路时，PWM信号S_DRV、电流检测信号V_CS与输入电流I_IN的信号波形。由于电流检测电阻RCS的电阻等效上变成0欧姆了，因此电流检测信号V_CS一直为0V。因为电流检测信号V_CS一直没有超过衰减补偿信号V_COMP-AN，电源控制器100使得开启时间T_ON为最大开启时间（maximum ON time），造成了关闭时间T_OFF过短，输入电流I_IN来不及在这开关周期内释放，又从下一个开关周期不断爬升。很快的，在一两个开关周期内，变压器TF将因为输入电流I_IN过大而磁饱和，有炸机着火的危险。