专利名称：用于在直流-直流电力变换器中过电流保护的方法及装置的制作方法
用于在直流-直流电力变换器中过电流保护的方法及装置 技术领域0001本发明一般涉及电力变换器电路，且更具体地涉及用于提供过电流保护的开关模式电力变换器的控制电路的方法和实现。
技术背景0002开关模式电力变换器(也被称作"电力变换器")是电力电子 处理电路，其通过周期性地切换耦连至电感电路元件的电力开关，将输 入电压波形转换为输出电压波形(二者一般是直流波形，但也不一定都 是直流波形)。电力开关用称作"占空比/工作周期"的导通时间段来控 制。占空比/工作周期是由电力开关的导通时间段与其开头时间段之比所 代表的比率。因此，如果电力开关在开关周期一半的时间内导通，那么 电力开关的占空比/工作周期将为0.5 (或者50%)。与电力变换器相关的 反馈控制器通过控制其中所使用的电力开关的导通时间段来管理其操 作。 一般地，反馈控制器被耦连至反馈回路配置中电力变换器的输出(也 被称作"控制回路"或者"闭合控制回路")，以调节电力变换器电路 的输出特性比如输出电压。0003
一般，反馈控制器测量电力变换器电路的输出特性，并且基于 此，修改电力变换器电路的电力开关的占空比/工作周期。另外，由于系 统的需求比如由电力变换器供电的微处理器或者其他负载动态地变化(例如，因为微处理器上的计算负载变化)，所以反馈控制器应该被配 置为动态地增加或者降低其中电力开关的占空比/工作周期，以将输出特 性维持在期望值。0004图l是现有技术的示例性步降(step-down)开关调节器电路的简 化示意图。步降开关调节器是电力变换器，其将直流输入电压转换为较 低的直流输出电压，而通常不需要它们之间的直流隔离。虽然图解说明 的电力变换器使用了非隔离、降压(buck)、开关调节器拓扑，但是本领域技术人员应该理解，可以使用其他的变换器拓扑比如前向隔离式或者反激(flyback)变换器拓扑以将输入电压转换为输出电压，还包括将 输出电压升压或降压到比输入电压更高或更低电压电平的变换器。这些 变换器是技术领域内所公知的，并且为了简化描述，将不再图解说明或 描述示例电路图。0005图l图解说明的降压(buck)开关调节器电路在其输入处从电功 率源(图中表示为电池105)接收直流输入电压Vin，并且一般提供调节的 输出电压V。ut来为例如耦连至开关调节器输出的微处理器供电。与降压变换器拓扑的原理相一致，输出电压V。ut通常小于输入电压Vin，使得电力变 换器的幵关操作可以调节输出电压V。ut。0006主电力开关Qmain (例如，场效应晶体管)被使能，以在主要间 隔(通常与控制器(未显示)所产生的主电力开关Qmain的主要占空比/工 作周期"D"共同存在)内导通，并将输入电压Vin耦连至输出滤波电感 器L。ut。在主要间隔期间，由于电流从电力变换器的输入流向输出，流过 输出滤波电感器L。ut的电感器电流lL。u滩加。电感器电流k。ut的交流分量被 输出电容器C。ut滤除。0007在互补间隔(通常与也由控制器(未显示)所产生的主电力开关Qm^的互补占空比/工作周期"l-D"共同存在)期间，主电力开关Qmain 被转变为不导通状态并且辅助电力开关Q皿(例如，续流场效应晶体管或 续流二极管)被使能以导通。辅助电力开关Qaux提供导电通路以维持流过 输出滤波电感器L。ut的电感器电流lL。ut的连续性。在互补间隔期间，流过 输出滤波电感器L。ut的电感器电流lL。ut降低。 一般而言，主电力开关Qmain 和辅助电力开关Q^的占空比/工作周期可以由反馈控制器调节，以维持 电力变换器的输出电压V。ut的稳定。然而，本领域的技术人员应该知道， 主电力开关Qmain和辅助电力开关Qaux的导通周期可以被短的时间间隔隔 开，以避免其之间的交叉导通，并且有益地降低与电力变换器相关的开关损耗。0008图2A描绘了图1中的电路在正常工作状态下的波形。振荡器以时 钟波形比如时钟波形201，确立开关周期(switching cycle)的时间段 (period)。反馈控制器产生占空比/工作周期控制信号205，其具有主开关Qm^的导通时间段D。在导通时间段D期间，流过主电力开关Qm^的负载电流215以与输入电压和输出电压之间的电压差基本成比例的速度增 加。在互补时间段1-D期间，负载电流225流过辅助电力开关Qaux，并且以与电力变换器的输出电压基本成比例的速度降低。通过输出电感器的电流是电流215和225的总和，并且如电感器电流波形235所显示。直流负载 电流电平以图2A中的虚线245示出。0009在电力变换器的实际应用中，这通常是必要的，即感测传送到 负载的输出电流、或者另一电流比如电力变换器内部的电力开关电流， 并且如果输出电流或者另一感测的电流超过设计或其他极限值，响应地 调节或禁能电力变换器的操作。超过设计值的电流被称作过电流状态， 它可以损害电力变换器、负载电路元件乃至它们之间的互连配线。过电 流状态可以由下述原因引起，例如负载电路的意外工作、爆炸的或损坏 的电路元件、或者电路的错误外接比如测试仪器的误用。0010在电力变换器的启动期间保护其使之避免过电流状态通常也是 必要的。在启动期间，输出滤波电容器，比如图l中图解说明的滤波电容 器C。ut和可以耦连到负载的任何附加滤波电容器，随输出电压的增加，一 般从放电电压电平到调节的电压电平来汲取大量电流。给耦连到电力变 换器输出端两端的电容器充电所需的电流与在输出端耦连的电容器的总 电容基本成比例，而与输出电压升高到所需电压电平的时间间隔的长度 基本成反比例。包括电力变换器的系统设计中的矛盾的需求一般将输出 电流限制在极限值以保护电路元件，但是也要求在尽可能短的时间间隔 内，输出电压成为调节的电压电平。用于启动的理想电力变换器设计考 虑到这些需求，将基本以最大的极限电流电平提供输出电流。0011在现有技术开关模式电力变换器中的过电流保护的电路设计中， 电力变换器电力开关中的电流一般被监控。监控方案包括当电力开关接 通时监控电力开关电流，或可替代地，监控电路输出部分中的电路元件 比如输出滤波电感器中的电流。在现有技术中当检测到过电流状态时， 在感测到过电流状态的开关周期的剩余部分期间，电力开关被关闭。0012图2B描绘了图1中电路的波形，增加了当主电力开关中的电流215 超过过电流限制217时，监控主电力开关中的电流、并终止主电力开关导通即占空比/工作周期的过程。图2B中的波形对应于图2A中的波形，其具 有的相同参考名称，将不再次描述。当主电力开关中的电流215超过过电 流限制时，产生过电流信号255，以在它被反馈控制器终止之前终止占空 比/工作周期，并且然后电感器电流以与输出电压基本成比例的速率下降。0013过电流保护装置，比如上面所描述的过电流保护装置，对于在 工作状态范围内保护电路元件可以是有效的。然而，尤其对于在启动期 间的低输出电压情况或者对于在电力变换器输出端两端耦连的低阻抗故 障，控制过电流状态所必需的极短的电力变换器占空比/工作周期可能导 致电力开关电流的失控状态。失控状态是接通或关断半导体开关所必需 的有限时间的结果，其导致电力开关的最小有效占空比/工作周期，尤其 是对于开关频率超过100kHz的电力变换器电路。失控状态也可以发生在 降压开关调节器电路将高输入电压(比如15伏特或更高电压)转换为低 输出电压(比如3.3伏特或更低电压)的时候，降压开关调节器电路在标 准工作期间内在地要求短的占空比/工作周期。在降压型开关调节器中， 占空比/工作周期大致为输出电压和输入电压的比值。0014图2C描绘了图1中电路的波形，其包括过电流限制217和过电流 信号255。图2C图解说明了低输出电压的过电流状态，低输出电压是由耦 连在输出端的低阻抗故障或者在启动期间所引起的，这两者都产生低输 出电压。图2C中以最小值说明占空比/工作周期D。主电力开关电流增大 直到其达到过电流限制为止，这产生终止占空比/工作周期的过电流信号 255。在互补占空比/工作周期l-D期间流过辅助电力开关的电感器电流由于低输出电压，而只有微弱的降低。时钟信号最后开始电力变换器的新 的开关周期。之后主电力开关电流以接近于过电流限制的值开始，并且 在随后的占空比/工作周期可以被终止之前超过过电流限制。以这种方式， 提供输出电流的输出电感器中的电流从一个周期到一个周期地增加，导 致电力变换器的失控电流状态。0015在Wilcox等人的第5,481,178号美国专利中描述了控制过电流状 态的另一种控制方案。Wilcox的专利说明了一种开关调节器电路，其中 在电力开关禁能间隔期间，当输出滤波电容器中的电荷足以维持调节的 输出电压的时候，两个活动的电力开关的工作在低负载电流时被间歇地禁能。Wilcox等人认识到开关模式电力变换器中电力开关正常的周期性的工作是促使电路低效率的过程。他们所描述的控制装置虽然当输出电 流较低吋，通过间歇性地禁能电力开关来增加轻负载的功率变换效率， 但是在低阻抗故障状态(高输出电流)下或者在启动期间没能控制输出电流。0016在现有技术中提供过电流保护的另一种方案是电力变换器在打 嗝模式(hiccup mode)工作。当检测到过电流状态时，打嗝模式在预置 的、固定的时间段内关闭开关模式电力变换器。这种在有限范围的工作 状态内工作的设计具有在启动时电力变换器输出不能达到所需输出电压 的风险，这是因为以打嗝操作产生的输出电感器电流不足以为这种控制 方法提供所需的启动负载电流。0017因而，现有技术电路的首要局限性是，在电力变换器电路工作 期间可能遇到的故障状态的范围内，尤其对于在电力变换器的输出端耦 连的低阻抗故障，以及在其输出端耦连有大量电容的电力变换器启动期 间，不能自适应地响应输出过电流状态。另外，现有技术的过电流保护 方案的配置通常在集成电路中不容易实现。此外，在集成电路中实现成 本效益的、灵活的过电流保护过程之前，通常要求对系统参数，包括外 部增加到配电装置的组件之中的复杂关系有实质的分析。因此对于改进 的过电流保护方案存在这样的需求，即可以防止输出电流超过宽范围工 作状态的设计限制，可以稳定地为具有一定负载范围的启动提供足够的 电流，可以用数字控制逻辑直接地实现，可以以最少的设计工作自适应 地提供过电流保护，还可以在基本最少的时间内启动电力变换器。发明内容0018本发明的实施例作为电力变换器的过电流保护方案，实现了技 术优点。过电流保护方案包括用于开关模式电力变换器的控制器，其基 本在电力开关的最小接通时间内，检测电力变换器中超过电流限制的电 流。在一个优选实施例中，开关模式电力变换器是步降降压(step-down buck)调节器。在一个优选实施例中，提供计数N， N是基本在电力开关 的最小接通时间内，电力变换器中的电流超过电流限制的连续次数的数量。然后在开关模式电力变换器中电力开关的导通在一定数量的周期内被禁止，所述一定数量的周期是计数N的函数f(N)。函数f(N)是计数N的 递增函数。在一个优选实施例中，函数f(N)是函数2^1。如果在电力开关 的最小接通时间内，在随后的开关周期中电力变换器内的电流没有超过 电流限制，那么计数N被复位到初始值。基本在电力开关的最小接通时间 内，在随后的开关周期中电流没有超过电流限制的时候，计数N可以被重 置为起始值零或者取决于过电流保护方案逻辑的另一个常数。在另一实 施例中，控制器由集成电路实现。0019根据本发明的另一个优选实施例，开关模式电力变换器包括提 供过电流保护的控制器。用于开关模式电力变换器的控制器基本在电力 开关的最小接通时间内检测电力变换器中超过电流限制的电流。在一个 优选实施例中，开关模式电力变换器是步降降压调节器。在一个优选实 施例中，提供计数N， N是基本在电力开关的最小接通时间内，电力变换 器中的电流超过电流限制的连续次数的数量。然后在开关模式电力变换 器中电力开关的导通在一定数量的周期内被禁止，所述一定数量的周期 是计数N的函数f(N)。函数f(N)是计数N的递增函数。在一个优选实施例 中，函数f(N)是函数2^1。如果基本在电力开关的最小接通时间内，随后 的开关周期中电力变换器内的电流没有超过电流限制，那么计数N被复位 到起始值。基本在电力开关的最小接通时间内，在随后的开关周期中电 流没有超过电流限制时，计数N可以被重置为起始值零或者取决于过电流 保护方案逻辑的另一个常数。在另一实施例中，控制器由集成电路实现。0020本发明的另一个实施例是构造用于开关模式电力变换器的控制 器的方法，控制器基本在电力开关的最小接通时间内检测电力变换器中 超过电流限制的电流。在一个优选实施例中，该方法包括将开关模式电 力变换器设计为步降降压调节器。在一个优选实施例中，该方法包括计 算计数N， N是基本在电力开关的最小接通时间内，电力变换器中的电流 超过电流限制的连续次数的数量。该方法进一步包括在一定数量的周期内禁止开关模式电力变换器中电力开关的导通，所述一定数量的周期是 计数N的函数f(N)。在一个优选实施例中，函数f(N)被选择为是计数N的 递增函数。在又一个优选实施例中，函数f(N)被选择为是函数2W-l。该方法包括如果基本在电力开关的最小接通时间内，随后的开关周期中电力变换器内的电流没有超过电流限制，将计数N复位到起始值。在一个优选 实施例中，该方法包括基本在电力开关的最小接通时间内，在随后的幵 关周期中电流没有超过电流限制的时候，将计数N重置为起始值零或者取 决于过电流保护方案逻辑的另一个常数。在又一个实施例中，该方法包 括以集成电路实现控制器。0021本发明通过跳过一定数量的开关周期，解决了电力变换器上严 重过载及在启动期间的过电流保护问题，跳过的开关周期的数量取决于 在电力幵关的最小接通时间内检测过电流状态的连续次数的数量。0022本发明的实施例作为过电流保护方案实现了技术优点，其可以 在宽范围的电力变换器工作状态下工作。本发明实施例的优点包括用于 电力变换器的控制器，其易于由低成本和高度紧凑数字逻辑的集成电路 实现。
0023图l图解说明了现有技术的步降开关调节器；0024图2A、 2B和2C图解说明了图1中所说明电路的波形；0025图3图解说明了电力变换器电路的波形，该电力变换器电路包括 本发明的动态频移过程的实施例；0026图4图解说明了电力变换器电路的电感器电流波形，该电力变 换器电路包括本发明的动态频移过电流保护过程的实施例；0027图5图解说明了本发明的过电流保护过程实施例的逻辑流程的方 框图；以及0028图6图解说明了由本发明的周期跳跃控制器控制的步降开关调节器。
具体实施方式
0029下面详细地描述了优选实施例的制造与使用。然而，应该意识 到本发明提供了许多可应用的发明概念，其可以具体表现为许多各种各 样的特定情境。所讨论的特定实施例仅仅说明了制造和使用本发明的特定的方式，并不限制本发明的范围。0030关于特定情境中的优选实施例来描述本发明的实施例，即具有 用于过电流保护的动态频移的直流-直流电力变换器。0031可选实施例包括隔离的和非隔离的电力变换器，并且电力变换 器将输入电压升压或降压到更高或更低的输出电压。0032本发明的优选实施例使用至少两个步骤来提供过电流保护。在 提供过电流保护的优选实施例的第一步中，在电力开关接通时，即在开 关周期内使能导通时，检测电力开关中的过电流状态。这一步可以通过 检测主电力开关比如MOSFET电力开关两端的电压，以及使用比较器将 电力开关两端的电压与电压阈值相比较来实现。可替代地，可以使用与 电力开关串联的电流感测变压器，电阻器和其他必要组件耦连至电流感 测变压器次级绕组，以感测电力开关电流。在本发明的宽范围之内的更 多可替代的电流感测装置包括技术领域内公知的电阻器和霍尔效应器 件。0033在优选实施例的第二步，如果在电力开关的最小接通时间内检 测到过电流状态，那么使能动态频移过电流保护过程。如果基本在电力 开关的最小接通时间之后，例如在500kHz电力变换器中电力开关的最小 接通时间后的超过20ns之后，检测到过电流状态，那么不使能动态频移 过电流保护过程。在500kHz电力变换器中所使用的电力开关的最小接通 时间一般可以在100-200ns的范围内。0034当动态频移过电流保护过程被使能时，它在至少随后的开关周 期内禁止接通主电力开关。在一个优选实施例中，计数动态频移过程被 使能的连续次数的数量。如果该过程在一个周期内不被使能，即基本在 主电力开关的最小接通时间内没有检测到过电流状态，那么使能次数的 连续计数被复位到零或者被复位到为了与过电流保护过程中的控制逻辑 相适应所必需的其他合适值。如果动态频移过电流保护过程连续N次被 使能，那么主电力开关在函数f(N)所确定的一定数量的周期内不被接通， 其中f(N)取决于连续的使能计数。函数f(N)是正函数，其随连续使能计 数N的增加而增加。函数f(N)优选是函数2W-l。函数f(N)的其他优选函 数包括并不限制于函数2 ，N-l和函数N。使用了优选函数2^1或其他函数的函数f(N)可以被修改，比如通过增加常数，以适应过电流保护过程 中的控制逻辑。0035图3图解说明了由步降开关调节器产生的波形，步降开关调节 器是由优选实施例中的动态频移过电流保护控制的。时钟信号301确立 电力变换器的开关周期的时间段。波形305表示电力变换器工作在最小 占空比/工作周期。波形365表示在主电力开关的最小接通时间期间可能 检测到的过电流信号，并且动态频移信号(dfs) 375表示在主电力开关 的最小接通时间期间检测过电流信号。波形385表示输出电感器中的电 流。虚线317表示过电流限制。0036现在参看图4，其图解说明了在启动期间，或者由耦连在电力变 换器的输出端的低阻抗故障所产生的，具有低输出电压的优选实施例中 直流-直流变换器内电感器电流的波形。这个示例中的过电流限制420是 3.6安培。在T1时刻主电力开关接通，电感器电流410增加。特定地在 主电力开关的最小接通时间期间，电感器电流不超过3.6安培，并且动态 频移信号不被使能。在下一个开关周期内，在主电力开关的最小导通期 间，在T2时刻检测到过电流状态，从而使能动态频移信号。N=l时使用 函数2W-1， 一个开关周期被跳过。在跳过一个开关周期之后，在T3时刻 主电力开关被使能以再次导通，并且在主电力开关的最小导通期间，检 测过电流状态，再次使能动态频移信号。因为在不检测过电流状态的条 件下，插入开关周期不被执行，所以N的计数器增加到2，并使用函数 2N-1，现在三个开关周期被跳过。该过程继续，因为在主电力开关的最小 导通期间又连续检测到过电流状态，所以在T4时刻跳过七个开关周期， 且之后因为相同的原因，在T5时刻15个开关周期被跳过，计数连续的 过电流检测。因此，动态频移过电流保护过程自适应地调节电力变换器 的工作，以防止电力变换器的输出端在严重故障状态下或者在输出电压 较低而输出电容器正被充电时的启动期间的过电流失控。0037在优选实施例中保留了现有技术中在电力变换器开关周期内的 任何时间，主电力开关的占空比/工作周期的常规中止。0038现在参考图5，其图解说明了用于动态频移过电流保护过程的过 电流控制器500的实施例的方框图。图5中所说明的逻辑流程包括在电力开关的最小接通时间内在电力开关中检测到的过电流状态的连续次数的数量的计数N，以及在电力开关的最小接通时间内过电流状态的检测 之后剩下要被跳过的电力变换器开关周期的数量的计数C。假定这两个 计数在电力变换器的启动时都已经被初始化为零值。0039在电力变换器的每个开关周期内，过程在标为"开始"的方框 510处开始。在方框520中，剩下要被跳过的电力变换器开关周期的数量 的计数C递减1，并且在方框530中，防止C的值小于零。在方框540， 如果计数C不为零，即如果C大于零，那么过程退出而不接通电力开关。 由于在较早开关周期内检测到在电力开关的最小接通时间期间的过电流 状态，所以电力开关周期将要被跳过，因此电力开关不被接通。在方框 540中如果计数C等于零，那么在方框550中逻辑继续，并且电力变换 器开关周期被使能工作，同时在电力开关的最小接通时间期间感测电力 开关中的电流。在方框560，如果在电力开关的最小接通时间期间，感测 的电力开关中的电流超过电流限制，那么在方框570，连续的过电流计数 N递增l。在方框580，计算剩余要被跳过的开关周期的计数。整数"1" 被加到函数f(N)以适应图5中所表示的逻辑。之后过程退出。0040然而，在方框560，如果感测的电流不超过电流限制，那么在方 框5卯，连续的过电流周期的计数被复位到零，并且过程退出。0041在图5中所表示的优选实施例的过程中，在方框550中，当电 力变换器工作时并且感测到电力开关电流，如果感测的电流大于电流限 制，即使在电力开关的最小接通时间期间没有检测到过电流状态，那么 占空比/工作周期也立即被中止。在又一个的实施例中，可以感测电路中 别处的电流而不是电力开关电流，比如输出电感器中的电流。0042图5中所图解说明的逻辑流程可以使用技术领域内被普遍理解 的技术，在传统数字集成电路或混合信号集成电路中直接地实现，或者 可以由微处理器或其他处理方法执行。0043现在参看图6，其图解说明了由本发明的周期跳跃控制器120控 制的步降开关调节器的简化电路图。0044为了简化描述，与图1中电路元件相对应的图6中的电路元件 将不被重新描述。图6中的电路包括反馈控制器130，其感测输出电压V。ut，并产生主电力开关Q^n的占空比/工作周期D，以调节开关调节器 的输出电压V。ut。可替代地，开关调节器的另一个特征可以被调节，比如 输出电流，或者输出电压和输出电流的结合。该电路包括周期跳跃控制器120，其根据参考图5所阐明的周期跳跃逻辑实现。周期跳跃控制器选 择性地禁止由反馈控制器130产生的电力开关占空比/工作周期D，根据 需要产生占空比/工作周期D*，以控制主电力开关Qmain，并且互补控制 信号l-Df来控制辅助电力开关Qaux。在主电力开关的最小接通时间期间，主电力开关Qmain中的电流被感测，比如主电力开关源引线中的电流传感 器110。如果在最小接通时间期间和在如前面描述的连续开关周期内，感测的电流超过电流限制，那么主电力开关的导通被周期跳跃控制器120 禁止。0045可替代地，电路中别处的电流可以被感测到，比如通过与输出 电感器L。ut串联的电流传感器115。如果超过电力开关的最小接通时间， 感测的电流超过电流限制，则主电力开关的导通也可以被停止，这可以 以常规电流限制电路实现。按照技术领域所普遍理解的，可以这样执行电流感测例如通过使用与电力开关或者与电路中其他部件相串联的电阻器，使用电流传感变压器，其中电阻器或者其他电路元件耦连至变压 器次级绕组，使用霍尔效应器件，或者通过感测电力开关两端的电压。0046本发明相关领域内的技术人员将意识到存在其他实施例，并且 对于所描述的示例性实施方式可以做出各种大量的修改，而不偏离本发 明所要求保护的范围。
权利要求
1.一种具有过电流保护的开关模式电力变换器，其包括控制器，其包括检测器，其具有耦连至所述电力变换器输出的输入，基本在电力开关的最小接通时间内，所述检测器检测所述电力变换器中超过电流限制的电流，并输出过电流信号；计数器，其被耦连至所述检测器以接收所述过电流信号，所述检测器提供计数N，该计数N是基本在所述电力开关的最小接通时间内，所述电力变换器中的电流超过所述电流限制的连续次数的数量；和禁止电路，其被耦连至所述计数器并接收所述计数N，所述禁止电路在一定数量的周期内禁止所述开关模式电力变换器中所述电力开关的导通，所述一定数量的周期是所述计数N的函数，其中所述计数N的函数是所述计数N的递增函数。
2. 根据权利要求1所述的开关模式电力变换器，其中所述开关模式 电力变换器是步降降压调节器。
3. 根据权利要求1或2所述的开关模式电力变换器，其中所述计数 N的函数是函数21^1。
4. 根据权利要求1或2所述的开关模式电力变换器，其中如果基本 在所述电力开关的所述最小接通时间内，所述电力变换器内的电流没有 超过所述电流限制，那么所述计数N被复位。
5. 根据权利要求4所述的开关模式电力变换器，其中如果基本在所 述电力开关的所述最小接通时间内，所述电力变换器内的电流没有超过 所述电流限制，那么所述计数N被复位到零值。
6. 根据权利要求1或2所述的开关模式电力变换器，其中所述控制 器是以集成电路实现的。
7. —种为开关模式电力变换器提供过电流保护的控制器，其包括-用于基本在电力开关的最小接通时间内，检测所述电力变换器中的电流超过电流限制的电路；一电路，其被耦连至用于检测所述电力变换器中电流的电路，用于 提供计数N，该计数N是基本在所述电力开关的所述最小接通时间内， 所述电力变换器中的所述电流超过所述电流限制的连续次数的数量；和一电路，其被耦连至用于提供所述计数N的电路，用于在一定数量 的周期内禁止所述开关模式电力变换器中所述电力开关的导通，所述一 定数量的周期是所述计数N的函数，其中所述函数是所述计数N的递增 函数。
8. —种为开关模式电力变换器提供过电流保护的方法，其包括 基本在电力开关的最小接通时间内，检测所述电力变换器中超过电流限制的电流；最小接通时间计算基本在所述电力开关的所述最小接通时间内所述 电力变换器中的所述电流超过所述电流限制的连续次数N的数量；以及在一定数量的周期内禁止所述幵关模式电力变换器中所述电力开关的导通，所述一定数量的周期为所述计数N的函数，其中所述计数N的 函数是所述计数N的递增函数。
9. 根据权利要求8所述的方法，包括用所述函数2气1计算所述计数N。
10. 根据权利要求8所述的方法，包括如果基本在所述电力幵关的所 述最小接通时间内，所述电力变换器中的所述电流没有超过所述电流限 制，那么将所述计数N复位到起始值。
11. 根据权利要求10所述的方法，包括如果基本在所述电力开关的 所述最小接通时间内，所述电力变换器中的所述电流没有超过所述电流限制，那么将所述计数N复位到零值,
全文摘要
一种用于开关模式电力变换器的控制器和方法通过基本在电力开关的最小接通时间内检测电力变换器中超过电流限制的电流来自适应地提供过电流保护。计算计数N，它为基本在电力开关的最小接通时间内电流超过电流限制的连续工作开关周期的数量。在一定数量的周期数内禁止电力开关导通，该周期数是计数N的函数，是N的递增函数。计数N的函数优选为函数2N-1。如果基本在电力开关的最小的接通时间内，电力变换器中的电流不超过电流限制，则计数N被复位为0。对于许多应用而言，可以很容易地用数字集成电路实现该控制器。
文档编号H02H9/00GK101258657SQ200680032394
公开日2008年9月3日 申请日期2006年7月6日 优先权日2005年7月6日
发明者N·唐 申请人:德克萨斯仪器股份有限公司