采样电阻短路保护电路、保护方法及应用其的开关电源与流程

本发明涉及电力电子领域，特别涉及一种采样电阻短路保护电路、保护方法及应用其的开关电源。

背景技术：

开关电源可以采用多种拓扑结构，包括buck电路、boost电路、flyback电路，等等。通过采样电阻采样电感电流以用于控制开关电源的开关状态，而当采样电阻短路时，很容易造成开关电源损坏。

现有技术中，主开关管导通一段时间后，将采样信号和阈值信号进行比较，若采样信号小于阈值信号时，则判断采样电阻短路。交流输入时，开关电源的输入电压其最大值和最小值相差较大；若阈值信号设置的较大，输入电压较小，即使采样电阻未短路，主开关管导通一段时间后，也可能因采样信号小于阈值信号而误判断采样电阻短路。若阈值信号设置的较小，输入电压较大，即使采样电阻短路，同样也可能检测不出来。因此，现有技术不能准确的检测出采样电阻是否短路。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能准确检测出采样电阻短路的采样电阻短路保护电路、保护方法及应用其的开关电源，用以解决现有技术存在的不能准确检测出采样电阻短路的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种采样电阻短路保护方法，采样电阻和开关电源的主开关管串联，在主开关管的导通时间内，对表征输入电压的采样信号对时间进行积分得到第一电压；根据所述第一电压和采样电阻上电压判断所述采样电阻是否短路。

可选的，主开关管导通时间内，所述第一电压达到阈值电压时，若采样电阻上电压未达到第一阈值，则判断为采样电阻短路。

可选的，主开关管导通时间大于阈值时间时，若采样电阻上电压未达到第二阈值，则判断为采样电阻短路；所述第二阈值与所述第一电压呈负相关。

本发明还提供一种采样电阻短路保护电路，采样电阻和开关电源的主开关管串联，包括积分电路，在主开关管导通时，所述积分电路对表征输入电压的采样信号对时间进行积分，所述积分电路输出第一电压；根据所述第一电压和采样电阻上电压判断所述采样电路是否短路。

可选的，所述的采样电阻短路保护电路还包括第一检测电路和第一比较电路，所述第一电压达到阈值电压时，所述第一检测电路检测采样电阻上电压；所述第一比较电路将采样电阻上电压与第一阈值进行比较，若采样电阻上电压小于第一阈值，则判断为采样电阻短路。

可选的，所述的采样电阻短路保护电路还包括第二检测电路和第二比较电路，主开关管导通时间达到阈值时间时，所述第二检测电路检测采样电阻上电压；所述第二比较电路将采样电阻上电压与第二阈值进行比较，若采样电阻上电压小于第二阈值，则判断为采样电阻短路；所述第二阈值与所述第一电压呈负相关。

本发明还提供一种开关电源，包括以上所述的任意一种采样电阻短路保护电路。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：在主开关管的导通时间内，对表征输入电压的采样信号对时间进行积分得到第一电压；根据所述第一电压和采样电阻上电压判断所述采样电阻是否短路。本发明可以准确的检测出采样电阻采样电阻短路保护的问题。

附图说明

图1为本发明采样电阻短路保护电路原理图；

图2为本发明采样电阻短路保护电路实施例一的波形示意图；

图3为本发明采样电阻短路保护电路实施例二的波形示意图；

图4为本发明采样电阻短路保护电路实施例一原理图；

图5为本发明采样电阻短路保护电路实施例二原理图；

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。

为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

如图1所示，示意了本发明采样电阻短路保护电路原理图，开关电源以flybuck电路为例，采样电阻rcs和主开关管m0串联，采样电阻上电压为电感电流采样信号vcs。输入电压检测电路u02检测输入电压vin。根据电感伏秒平衡的原理，ul*δt＝l*δi；其中，电感电压ul主要由输入电压vin决定，因此，输入电压vin*δt与电感电流变化量δi成正相关。检测输入电压，在主开关管导通时间t内，对输入电压检测信号vin进行积分，并根据输入电压检测信号vin的积分和电感电流采样信号vcs来判断采样电阻是否短路。采样电阻rcs短路时，采样电阻短路保护信号vc控制主开关管m0关断。

如图2所示，示意了本发明采样电阻短路保护电路实施例一的波形图，不同的输入电压vin1>vin2>vin3，对应不同的采样电阻电压vcs。主开关管导通时间ton内，输入电压在主开关管导通时间内的积分达到阈值电压vref时，若采样电阻上电压vcs未达到第一阈值vref1，则判断为采样电阻短路。

如图3所示，示意了本发明采样电阻短路保护电路实施例二的波形图，不同的输入电压vin1>vin2>vin3，对应不同的采样电阻电压vcs。在主开关管导通时间达到ton1时，若输入电压vin1对应的采样电阻电压vcs还没上升到第二阈值vref2时，则判断采样电阻短路，其他输入电压情况下，进行类似判断。所述阈值时间与输入电压在主开关管导通时间内的积分成负相关。

如图4所示，示意了本发明采样电阻短路保护电路实施例一原理图，包括第一检测电路u200、第一比较电路u201和积分电路u202。在主开关管导通时间内，积分电路u202对表征输入电压vin的采样信号对时间进行积分得到第一电压v1，具体的，可以在主开关管导通时间内，用表征输入电压vin的电流信号对一个电容进行充电得到。所述第一电压v1达到阈值电压vref时，所述第一检测电路u200检测采样电阻上电压；所述第一比较电路u201将检测得到的采样电阻上电压vcs1与第一阈值vref1进行比较，若采样电阻上电压vcs1小于阈值电压vref1，则判断为采样电阻短路；第一阈值vref1、阈值电压vref与第一电压v1呈正相关。

如图5所示，示意了本发明采样电阻短路保护电路实施例二原理图，包括第二检测电路u200、第二比较电路u201、积分电路u202和第二阈值产生电路u203。积分电路u202对表征输入电压vin的采样信号进行积分得到第一电压v1，具体的，可以在主开关管导通时间内，用表征输入电压vin的电流信号对一个电容进行充电得到。主开关管导通时间ton达到阈值时间tth时，所述第二检测电路u200检测采样电阻上电压；第二阈值产生电路u203根据第一电压v1得到第二阈值vref2，所述第二阈值vref2与所述第一电压v1呈负相关；所述第二比较电路u201将检测得到的采样电阻上电压vcs2与第二阈值vref2进行比较，若采样电阻上电压vcs2小于第二阈值vref2，则判断为采样电阻短路。

虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。