过流保护电路和相关的电源适配器及电子设备的制作方法

本申请属于电路保护，具体涉及一种过流保护电路和相关的电源适配器及电子设备。

背景技术：

1、目前，现有的大功率适配器中反激变换器由于初级/次级隔离、拓扑简单且技术成熟，因此其在现阶段适配器中应用最为广泛。对于大功率适配器，次级协议芯片通过次级电流采样电阻对输出电流进行采样，并在输出电流异常时触发相应的保护。然而，当次级芯片电流采样电路出现故障时，输出电流只有达到初级控制芯片的电流保护点时才会触发保护，但高输入电压和低输出电压的输出电流保护点显著高于额定输出电流，这将导致系统发生异常时不能及时进行保护，严重时会损坏设备甚至发生危险。

2、现阶段一种普遍的做法是检测次级同步整流管的开关频率，当开关频率降低到一定阈值且电流采样电阻两端电压较低时，系统认为电流采样电路故障且输出过流而进行相应的保护。但是现有技术中，当初级进入ccm模式时，开关频率为一定值，导致次级同步整流管频率也为恒定值，此时无法通过此种方法检测过流。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了过流保护电路和相关的电源适配器及电子设备，使得在电源适配器在crm(临界导通模式)和ccm(连续导通模式)模式时均能够实现过流保护。

2、第一方面，本申请实施例提供了一电源适配器，包括功率电路、初级控制芯片、次级协议芯片和外部补偿电路，所述初级控制芯片通过所述外部补偿电路与所述次级协议芯片隔离连接，所述功率电路连接所述初级控制芯片和所述外部补偿电路，所述外部补偿电路连接所述次级协议芯片；所述初级控制芯片包括主控制电路，主控制电路控制功率电路进行电压输出，所述次级协议芯片包括过流保护电路，所述过流保护电路包括采样子电路、控制子电路、比较子电路、防抖子电路和保护子电路；

3、所述采样子电路，用于采集所述外部补偿电路输出的次级光耦电流，并根据所述次级光耦电流生成检测信号；

4、所述控制子电路，用于采集所述功率电路的次级输出电压和初级输入电压，并根据所述次级输出电压和所述初级输入电压产生检测信号阈值；

5、所述比较子电路，用于将所述检测信号和所述检测信号阈值进行比较，得到比较结果。

6、所述防抖子电路，用于对所述比较结果进行防抖检测；

7、所述保护子电路，用于根据通过防抖检测的比较结果生成第一保护信号或第二保护信号，并向次级协议芯片的主控单元发送所述第一保护信号或第二保护信号，所述第一保护信号用于指示所述次级协议芯片进行过流保护。

8、第二方面，本申请实施例提供了一种过流保护电路，应用于电源适配器，所述电源适配器包括功率电路、初级控制芯片、次级协议芯片和外部补偿电路，所述初级控制芯片通过所述外部补偿电路与所述次级协议芯片隔离连接，所述功率电路连接所述初级控制芯片和所述外部补偿电路，所述外部补偿电路连接所述次级协议芯片；所述初级控制芯片包括主控制电路，所述功率电路通过主控制电路对其进行控制，所述次级协议芯片包括过流保护电路；

9、所述过流保护电路包括采样子电路、控制子电路、比较子电路、防抖子电路和保护子电路；

10、所述采样子电路，用于采集所述外部补偿电路输出的次级光耦电流，并根据所述次级光耦电流生成检测信号；

11、所述控制子电路，用于采集所述功率电路的次级输出电压和初级输入电压，并根据所述次级输出电压和所述初级输入电压产生检测信号阈值；

12、所述比较子电路，用于将所述检测信号和所述检测信号阈值进行比较，得到比较结果。

13、所述防抖子电路，用于对所述比较结果进行防抖检测；

14、所述保护子电路，用于根据通过防抖检测的比较结果生成第一保护信号或第二保护信号，并向次级协议芯片的主控单元发送所述第一保护信号或第二保护信号，所述第一保护信号用于指示所述次级协议芯片进行过流保护。

15、第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括如第一方面所述的电源适配器或者第二方面所述的过流保护电路。

16、可以看出，本申请实施例中，首先通过采样子电路采集次级光耦电流以生成检测信号，控制子电路采集次级输出电压和初级输入电压以产生检测信号阈值，比较子电路将检测信号和检测信号阈值进行比较得到比较结果，防抖子电路对比较结果进行防抖检测，保护子电路根据通过防抖检测的比较结果生成第一保护信号，并向次级协议芯片的主控单元发送第一保护信号，次级协议芯片根据第一保护信号实现过流保护。这样使得电源适配器在crm和ccm模式均能通过检测流经次级光耦的电流来实现过流保护。

技术特征：

1.一种电源适配器，其特征在于，包括功率电路、初级控制芯片、次级协议芯片和外部补偿电路，所述初级控制芯片通过所述外部补偿电路与所述次级协议芯片隔离连接，所述功率电路连接所述初级控制芯片和所述外部补偿电路，所述外部补偿电路连接所述次级协议芯片；所述初级控制芯片包括主控制电路，所述主控制电路控制所述功率电路进行电压输出；所述次级协议芯片包括过流保护电路，

2.根据权利要求1所述的电源适配器，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的电源适配器，其特征在于，所述采样子电路包括次级输出反馈控制单元和镜像电流单元；

4.根据权利要求3所述的电源适配器，其特征在于，所述外部补偿电路包括次级光耦，所述次级光耦用于输出次级光耦电流；

5.根据权利要求3所述的电源适配器，其特征在于，所述镜像电流单元包括第一三极管、第二三极管和第一电阻；

6.一种过流保护电路，其特征在于，应用于电源适配器，所述电源适配器包括功率电路、初级控制芯片、次级协议芯片和外部补偿电路，所述初级控制芯片通过所述外部补偿电路与所述次级协议芯片隔离连接，所述功率电路连接所述初级控制芯片和所述外部补偿电路，所述外部补偿电路连接所述次级协议芯片；所述初级控制芯片包括主控制电路，所述主控制电路控制所述功率电路进行电压输出，所述次级协议芯片包括过流保护电路；

7.根据权利要求6所述的过流保护电路，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的过流保护电路，其特征在于，所述采样子电路包括次级输出反馈控制单元和镜像电流单元；

9.根据权利要求8所述的过流保护电路，其特征在于，所述外部补偿电路包括次级光耦，所述次级光耦用于输出次级光耦电流；所述次级输出反馈控制单元包括第一mos管、误差放大器和参考电压源，所述第一mos管的栅极与所述误差放大器的输出端连接，所述第一mos管的漏极连接所述次级光耦的输出端，所述第一mos管的源极连接所述镜像电流单元，所述误差放大器的正相输入端接入vdiv电压，所述误差放大器的反相输入端连接所述参考电压源的正极，所述参考电压源的负极连接信号地。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-5任意一项所述的电源适配器或者如权利要求6-9任一项所述的过流保护电路。

技术总结
本申请实施例提供了过流保护电路和相关的电源适配器及电子设备，电源适配器中的初级控制芯片与次级协议芯片隔离连接；初级控制芯片包括主控制电路，功率电路通过主控制电路对其进行控制，次级协议芯片包括过流保护电路，过流保护电路包括采样子电路、控制子电路、比较子电路、防抖子电路和保护子电路。本申请通过采样子电路采集次级光耦电流以生成检测信号，控制子电路采集次级输出电压和初级输入电压以产生检测信号阈值，比较子电路将检测信号和检测信号阈值进行比较，防抖子电路对比较结果进行防抖检测，保护子电路根据通过防抖检测的比较结果生成第一保护信号，次级协议芯片根据第一保护信号实现过流保护。

技术研发人员：朱况,陈伟
受保护的技术使用者：深圳英集芯科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16