电子装置及其保护电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种电子装置及其保护电路。
【背景技术】
[0002]晶体管是一种固体半导体器件，具有检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。当晶体管作为开关应用于电子装置中时，通常与储能电容配合使用以实现电能的转换。开关电源即是这样一种电子装置，其利用现代电力电子技术，控制开关晶体管(例如，电力晶体管、IGBT、MOSFET等)开通和关断的时间比率，维持稳定的输出。
[0003]图1是常见的一种全桥式开关电源的结构示意图，所述全桥式开关电源适于将直流输入电压Vin转换为直流输出电流Vout。具体地，所述全桥式开关电源包括储能电容C11、第一开关晶体管Q11、第二开关晶体管Q12、第三开关晶体管Q13、第四开关晶体管Q14、整流电路10、滤波电容C12、驱动电路11以及控制信号生成电路12，所述全桥式开关电源中各器件的具体连接关系参考图1所示。所述控制信号生成电路12适于生成控制所述第一开关晶体管Qll的第一控制信号C11、控制所述第二开关晶体管Q12的第二控制信号C12、控制所述第三开关晶体管Q13的第三控制信号C13以及控制所述第四开关晶体管Q14的第四控制信号C14。所述第一控制信号C11、所述第二控制信号C12、所述第三控制信号C13以及所述第四控制信号C14均为小信号，无法直接驱动开关晶体管，因此，所述驱动电路11适于增强其输入端接收的所述第一控制信号C11、所述第二控制信号C12、所述第三控制信号C13以及所述第四控制信号C14的驱动能力，以向所述第一开关晶体管Ql I提供第一驱动信号D11，向所述第二开关晶体管Q12提供第二驱动信号D12，向所述第三开关晶体管Q13提供第三驱动信号D13，向所述第四开关晶体管Q14提供第四驱动信号D14。所述第一开关晶体管Q11、所述开关第二晶体管Q12、所述第三开关晶体管Q13以及所述第四开关晶体管Q14可以为IGBT (如图1所示)，也可以为M0SFET。本领域技术人员知晓所述全桥式开关电源的工作原理，在此不再赘述。
[0004]在所述全桥式开关电源中，若发生输出负载短路或开关晶体管直通事件，所述第一开关晶体管Q11、所述第二开关晶体管Q12、所述第三开关晶体管Q13以及所述第四开关晶体管Q14容易损坏，导致所述开关电源无法工作。为了防止负载短路或开关晶体管直通事件损坏开关晶体管，需要设置保护电路。现有技术中，所述保护电路通常是直接监测开关晶体管的短路电压，例如IGBT的集电极-发射极电压。当发生输出负载短路或开关晶体管直通事件时，所述开关晶体管的短路电压增大以触发保护信号，控制所述第一开关晶体管Q11、所述第二开关晶体管Q12、所述第三开关晶体管Q13以及所述第四开关晶体管Q14关断，从而保护所述全桥式开关电源中的开关晶体管。
[0005]然而，通过直接监测开关晶体管的短路电压保护开关晶体管，电子装置在正常工作时，开关晶体管的状态切换有时也会引起所述短路电压增大，导致电子装置的保护电路被误触发，影响电子装置的正常工作。
【发明内容】
[0006]本发明解决是电子装置的保护电路容易被误触发的问题。
[0007]为解决上述问题，本发明提供一种电子装置的保护电路，所述电子装置包括储能电容、开关晶体管、控制信号生成电路以及驱动电路，所述电子装置的保护电路包括:
[0008]电流传感器，适于将流过所述储能电容的电流转换为触发电压；
[0009]电压比较器，适于对基准电压和所述触发电压进行比较以产生比较信号，所述比较信号在所述触发电压大于所述基准电压时为第一电平，否则为第二电平，所述第一电平适于控制所述开关晶体管关断。
[0010]可选的，所述比较信号为所述驱动电路的使能信号:在所述比较信号为所述第一电平时，所述比较信号禁止所述驱动电路输出驱动信号至所述开关晶体管的控制电极；在所述比较信号为所述第二电平时，所述比较信号允许所述驱动电路输出驱动信号至所述开关晶体管的控制电极。
[0011]可选的，所述电子装置的保护电路还包括控制电路，所述驱动电路通过所述控制电路接收所述控制信号生成电路生成的控制信号；
[0012]所述控制电路的第一输入端适于接收所述比较信号，所述控制电路的第二输入端适于接收所述控制信号，所述控制电路的输出端连接所述驱动电路的输入端；
[0013]在所述比较信号为所述第一电平时所述控制电路的输出端输出关断信号，在所述比较信号为所述第二电平时所述控制电路的输出端输出所述控制信号，所述关断信号适于控制所述开关晶体管关断。
[0014]可选的，所述电子装置的保护电路还包括:
[0015]锁存电路，适于对所述比较信号进行锁存处理以产生锁存信号；
[0016]所述锁存信号为所述驱动电路的使能信号:在所述比较信号为所述第一电平时，所述锁存信号禁止所述驱动电路输出驱动信号至所述开关晶体管的控制电极；在所述比较信号为所述第二电平时，所述锁存信号允许所述驱动电路输出驱动信号至所述开关晶体管的控制电极。
[0017]可选的，所述电子装置的保护电路还包括:
[0018]锁存电路，适于对所述比较信号进行锁存处理以产生锁存信号；
[0019]控制电路，所述驱动电路通过所述控制电路接收所述控制信号生成电路生成的控制信号；
[0020]所述控制电路的第一输入端适于接收所述锁存信号，所述控制电路的第二输入端适于接收所述控制信号，所述控制电路的输出端连接所述驱动电路的输入端；
[0021]在所述比较信号为所述第一电平时所述控制电路的输出端输出关断信号，在所述比较信号为所述第二电平时所述控制电路的输出端输出所述控制信号，所述关断信号适于控制所述开关晶体管关断。
[0022]可选的，所述锁存电路包括SR锁存器；
[0023]所述SR锁存器的置位端适于接收所述比较信号，所述SR锁存器的复位端适于接收复位信号，所述SR锁存器的输出端适于输出所述锁存信号。
[0024]可选的，所述控制电路包括第一非门电路、或门电路以及第二非门电路；
[0025]所述第一非门电路的输入端作为所述控制电路的第二输入端，所述第一非门电路的输出端连接所述或门电路的第一输入端；
[0026]所述或门电路的第二输入端作为所述控制电路的第一输入端，所述或门电路的输出端连接所述第二非门电路的输入端；
[0027]所述第二非门电路的输出端作为所述控制电路的输出端。
[0028]可选的，所述电流传感器为霍尔传感器。
[0029]可选的，所述电流传感器包括电流互感器和第一电阻；
[0030]所述电流互感器的原边绕组的一端适于输入流过所述储能电容的电流，所述电流互感器的原边绕组的另一端适于输出流过所述储能电容的电流，所述电流互感器的副边绕组的一端连接所述第一电阻的第一端并适于输出所述触发电压，所述电流互感器的副边绕组的另一端连接所述第一电阻的第二端并接地。
[0031]可选的，所述电子装置的保护电路还包括:
[0032]RC滤波电路，所述电压比较器通过所述RC滤波电路接收所述触发电压；
[0033]所述RC滤波电路包括第二电阻和滤波电容；
[0034]所述第二电阻的第一端适于接收所述触发电压，所述第二电阻的第二端连接所述滤波电容的第一端和所述电压比较器；
[0035]所述滤波电容的第二端接地。
[0036]基于上述电子装置的保护电路，本发明还提供一种电子装置，包括储能电容、开关晶体管、控制信号生成电路以及驱动电路，还包括上述电子装置的保护电路。
[0037]可选的，所述电子装置为全桥式开关电源、半桥式开关电源、推挽式开关电源、单端式开关电源或者逆变器。
[0038]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0039]本发明提供的电子装置的保护电路，通过监测流过储能电容的电流来检测电子装置的输出负载短路或开关晶体管直通事件。开关晶体管在正常工作时，其状态切换