一種保護電路及方法技術

本發明專利技術公開了一種保護電路，應用于boost電路，所述boost電路設置有通過第一開關的寄生二極管所形成的輸入到輸出的直通電路；所述保護電路包括：過流檢測電路，配置為對流經所述第一開關的第一電流進行采樣；以及檢測所述第一電流是否滿足第一條件；所述第一條件表征所述boost電路的輸出電流發生過流；第一控制電路，配置為當所述第一電流滿足所述第一條件時，向第二開關輸出第一控制信號；第二開關，配置為響應所述第一控制信號，斷開所述直通電路。本發明專利技術同時還公開了一種保護方法。

【技術實現步驟摘要】
一種保護電路及方法
本專利技術涉及boost電路，尤其涉及一種保護電路及方法。
技術介紹
隨著電路電子技術的進步，開關電源不斷向高功率密度、高效率、高可靠性發展，開關電源的保護功能已經成為了可靠性的一項重要指標。boost電路作為開關電源的一種最基本的拓撲，可應用于非隔離產品中，功率密度和效率都可以做的很高。但是boost電路存在固有缺陷：在boost電路中存在一個從輸入到輸出的直通電路，當輸出端嚴重過流或發生短路時，該直通電路會產生的巨大電流，而這個巨大的電流將會損壞boost電路中的有源開關器件或者無源器件比如電感。因此，在如何控制直通電路所產生的巨大電流對boost電路所造成的損壞是目前亟待解決的問題。
技術實現思路
為解決現有存在的技術問題，本專利技術實施例提供一種保護電路及方法。本專利技術實施例的技術方案是這樣實現的：本專利技術實施例提供了一種保護電路，應用于boost電路，所述boost電路設置有通過第一開關的寄生二極管所形成的輸入到輸出的直通電路；所述保護電路包括：過流檢測電路，配置為對流經所述第一開關的第一電流進行采樣；以及檢測所述第一電流是否滿足第一條件；所述第一條件表征所述boost電路的輸出電流發生過流；第一控制電路，配置為當所述第一電流滿足所述第一條件時，向第二開關輸出第一控制信號；第二開關，配置為響應所述第一控制信號，斷開所述直通電路。本專利技術實施例還提供了一種保護方法，應用于boost電路，所述boost電路設置有通過第一開關的寄生二極管所形成的輸入到輸出的直通電路，所述方法包括：對流經所述第一開關的第一電流進行采樣；檢測所述第一電流是否滿足第一條件；所述第一條件表征所述boost電路的輸出電流發生過流；當所述第一電流滿足所述第一條件時，向所述保護電路的第二開關輸出第一控制信號，以斷開所述直通電路。本專利技術實施例提供的保護電路及方法，過流檢測電路對流經boost電路的第一開關的第一電流進行采樣；并檢測所述第一電流是否滿足第一條件；當所述第一電流滿足所述第一條件時，第一控制電路向第二開關輸出第一控制信號；所述第二開關響應所述第一控制信號，斷開所述直通電路，通過對流經所述第一開關的第一電流進行采用，來檢測所述boost電路的輸出電流是否發生過流(這種過流可以稱為所述boost電路的輸出端嚴重過流或輸出短路)，并在檢測到所述boost電路的輸出電流過流時，斷開所述直通電路，這樣，可以防止所述boost電路的輸出端在嚴重過流或輸出短路時對boost電路的損壞，從而有效地保護了boost電路。附圖說明在附圖(其不一定是按比例繪制的)中，相似的附圖標記可在不同的視圖中描述相似的部件。具有不同字母后綴的相似附圖標記可表示相似部件的不同示例。附圖以示例而非限制的方式大體示出了本文中所討論的各個實施例。圖1為相關技術中一種異步boost電路結構示意圖；圖2為相關技術中一種同步boost電路結構示意圖；圖3為本專利技術實施例一第一種保護電路結構示意圖；圖4為本專利技術實施例一第二種保護電路結構示意圖；圖5為本專利技術實施例一第三種保護電路結構示意圖；圖6為本專利技術實施例二一種保護電路結構示意圖；圖7為本專利技術實施例二另一種保護電路結構示意圖；圖8為本專利技術實施例二圖7所示電路的工作時序圖；圖9為本專利技術實施例二第三種保護電路結構示意圖；圖10為本專利技術實施例二第四種保護電路結構示意圖；圖11為本本專利技術實施例二過流檢測電路結構示意圖；圖12為本專利技術實施例保護方法流程示意圖；圖13為采用本專利技術實施例的電路的仿真結果圖。具體實施方式目前，如圖1所示，boost電路的一種基本組成包括：電感L、MOSFETQ1、二極管D1及相應的電容。這種boost電路可以稱為異步(Non-sync)boost電路。在這種boost電路中，由于二極管D1的存在，boost電路出現輸入過壓、輸入欠壓、輸出過流、輸出短路的異常狀況時，輸入電壓可通過二極管D1直接輸出到輸出端，即存在由電感L、二極管D1所形成的直通電路，此時輸出電壓約等于輸入電壓，無法完全關斷；而且D1的功耗大，所以電路的效率并不是很高。基于圖1所示的boost電路所存在的缺陷，產生了圖2所示的boost電路。如圖2所示，該boost電路包含：電感L、MOSFETQ1、MOSFETQ2及相應的電容。這種boost電路可以稱為同步(Sync)boost電路。這種boost電路MOSFETQ2的導通電阻可以非常小，導致Q2的功耗大大降低，整個boost電路的效率大大提高。圖1和圖2所示的boost電路的應用原理是：MOSFETQ1導通，輸入電壓源(VIN)向電感L充電，當MOSFETQ1關斷，MOSFETQ2或者D1分別續流并向輸出電容Cout充電，已達到升壓的目的。其中，當boost電路達到穩定狀態時，輸入電壓與輸出電壓關系滿足：VOUT＝VIN/(1-D)，同時輸入端電流大于輸出電流。其中，VOUT表述輸出電壓，即輸出端VOUT電壓，VIN表示輸入電壓，即輸入端VIN電壓，D表示開關周期的占空比。對于圖2所示的boost電路，MOSFETQ2存在寄生二極管，而這個寄生二極管是不能通過改進制作工藝來消除的，所以在該boost電路中，依然存在一個從輸入到輸出的直通電路，即由電感L、MOSFETQ2的源漏極之間的寄生二極管所形成的直通電路。在boost電路啟動或者正常工作時發生輸出端嚴重過流，或者直接輸出端Vout短路到地時，該直通電路產生的電流將處于不可限制的狀態直至電感L飽和(電感)或者有源開關器件燒壞為止，甚至可能會導致電路起火，對boost電路造成損壞。也就是說，輸出端在電流嚴重過流或輸出短路時會對boost電路造成不必要的破壞。基于此，在本專利技術的各種實施例中：針對設置有通過第一開關的寄生二極管所形成的輸入到輸出的直通電路的boost電路，對流經boost電路第一開關的第一電流進行采樣；檢測所述第一電流是否滿足第一條件；所述第一條件表征所述boost電路的輸出電流發生過流；所述第一電流滿足所述第一條件時，向所述保護電路的第二開關輸出第一控制信號，以斷開所述直通電路。需要說明的是，本文所用的第一、第二……僅表示不同位置的元件不對元件的參數或功能進行限定；或者表示不同的參數，但不對參數的大小進行限定。實施例一本實施例提供的保護電路，應用于boost電路，所述boost電路設置有通過第一開關的寄生二極管所形成的輸入到輸出的直通電路，如圖3所示，該電路包括：過流檢測電路31、第一控制電路32及第二開關33；其中，所述過流檢測電路31對流經所述第一開關的第一電流進行采樣；并檢測所述第一電流是否滿足第一條件；當所述第一電流滿足所述第一條件時，所述第一控制電路32向第二開關33輸出第一控制信號；所述第二開關33響應所述第一控制信號，斷開所述直通電路。這里，所述第一條件表征所述boost電路的輸出電流發生過流。在本專利技術實施例中，所述boost電路設置有通過第一開關的寄生二極管所形成的輸入到輸出的直通電路。也就是說，本專利技術實施例中的boost電路為同步boost電路，即為如圖2所示的boost電路。相應地，所述第一開關為圖2所示電路中的MOS管Q2。在同步boost電路中，通過對流經所述第一開關的第一電流本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種保護電路，其特征在于，應用于boost電路，所述boost電路設置有通過第一開關的寄生二極管所形成的輸入到輸出的直通電路；所述保護電路包括：過流檢測電路，配置為對流經所述第一開關的第一電流進行采樣；以及檢測所述第一電流是否滿足第一條件；所述第一條件表征所述boost電路的輸出電流發生過流；第一控制電路，配置為當所述第一電流滿足所述第一條件時，向第二開關輸出第一控制信號；第二開關，配置為響應所述第一控制信號，斷開所述直通電路。

【技術特征摘要】
1.一種保護電路，其特征在于，應用于boost電路，所述boost電路設置有通過第一開關的寄生二極管所形成的輸入到輸出的直通電路；所述保護電路包括：過流檢測電路，配置為對流經所述第一開關的第一電流進行采樣；以及檢測所述第一電流是否滿足第一條件；所述第一條件表征所述boost電路的輸出電流發生過流；第一控制電路，配置為當所述第一電流滿足所述第一條件時，向第二開關輸出第一控制信號；第二開關，配置為響應所述第一控制信號，斷開所述直通電路。2.根據權利要求1所述的保護電路，其特征在于，所述過流檢測電路，配置為通過并聯等效電阻的方式對所述第一電流進行采樣。3.根據權利要求1所述的保護電路，其特征在于，所述第二開關，配置為斷開所述boost電路輸出端與負載的連接。4.根據權利要求3所述的保護電路，其特征在于，所述第二開關包括P溝道金屬氧化物半導體場效應管PMOS。5.根據權利要求1所述的保護電路，其特征在于，所述保護電路還包括：第二控制電路，配置為當所述第一電流滿足所述第一條件時，向所述第一開關輸出第二控制信號，并向所述boost電路的第三開關輸出第三控制信號，以使所述boost電路停止對輸入電壓進行升壓調制；其中，所述第二控制控制信號與第三控制信號的相位反向；所述boost電路正常工作時，所述第二控制電路能夠通過對所述第三開關的電流采樣控制所述boost電路的電流環電路，使所述boost電路輸出端電壓保持恒定。6.根據權利要求5所述的保護電路，其特征在于，所述保護電路還包括：第三控制電路，配置為將所述過流檢測電路的檢測結果輸出至所述第一控制電路及第二控制電路。7.根據權利要求6所述的保護電路，其特征在于，所述第三控制電路，還配置為：接收去使能信號；響應所述去使能信號，檢測所述boost電路的輸出端電壓是否滿足第二條件；所述第二條件表征所述輸出端電壓低于所述boost電路的輸入電壓至預設值；以及向所述第一控制電路及第二控制電路輸出檢測結果；相應地，所述第一控制電路，還配置為當所述boost電路的輸出端電壓滿足所述第二條件時，向所述第二開關輸出第一控制信號；所述第二控制電路，還配置為當所述boost電路的輸出端電壓滿足所述第二條件時，向所述第一開關輸出第二控制信號，并向所述boost電路的第三開關輸出第三控制信號；其中，所述去使能信號用于指示采用所述輸出電壓進行過流檢測。8.根據權利要求6或7所述的保護電路，其特征在于，所述第三控制電路，還配置為boost電路關閉后，當等待時間到達后，重新啟動所述b...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張樹春，李潤德，徐小珺，
申請(專利權)人：芯洲科技北京有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11