过压保护电路及开关电源电路的制作方法

本技术涉及过压保护，尤其是一种过压保护电路及开关电源电路。

背景技术：

1、开关电源(switch mode power supply，简称smps)，又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置。其中，开关电源电路是依赖一开关电源控制器，通过开关电源控制器控制开关器件(一般为半导体开关器件)以及外围的辅助电路，来实现整体的电路功能。

2、在开关电源的一种典型应用中，主要是应用于低功率的开关电源场景。图1为低功率开关电源的部分应用电路图，如图1所示，开关管q2作为核心开关器件，接收来自开关电源控制器的开关信号cs，对后续的相应外围电路进行控制。图1为典型的应用场景示意，包括变压器线圈与过压保护器件(二极管d12)。开关电源在启动时，因为变压器线圈，会在二极管两端产生反向电压，存在击穿二极管的可能。其原理是：开关电源在启动时，由于次级的输出电压尚未建立，通常要很多个开关周期才能建立电压反馈信号，初级变压器的绕组t1的电流滞后于开关管q2的导通，开关管q2底部的电流检测也尚未建立反馈信号，电源控制器会以电流限制下的最大的占空比来控制开关管开通，这样会导致在开关管q2的每个关断时刻也就是rcd电路(d12、r73、r74、c108、c109组成)开始工作时的尖峰会随着占空比的升高，二极管d12(开关管q2的也一样)两端的反射电压也会升高，严重时会击穿二极管d12或者开关q2当中电压低的那个。

3、为了解决这个问题，目前工程上的解决方式主要是以复制二极管d12的思想，以两个二极管串联的方式，提高过压保护器件的负载能力，分担电压压力以避免击穿开关管或过压保护器件。但是，上述这种开关电源电路，通常是应用于低功率电源电路，电路对成本和体积的要求较高，串联两个二极管的成本较高，且不利于电路体积控制和功耗控制，且常会受限于小体积小功率的产品结构，串联的方案的无法实现，在工程上也往往被弃用。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对传统开关电源过压保护电路还存在的不足，提供一种过压保护电路及开关电源电路。

2、一种过压保护电路，包括：

3、占空比限制单元，第一端分别连接开关管的开关控制端以及开关电源控制器的电流采样端，第二端用于引入偏置电压；

4、其中，所述偏置电压用于限制所述开关控制端的开关信号的占空比。

5、上述的过压保护电路，以占空比限制的思路提供一种占空比限制单元，其第一端分别连接开关管的开关控制端以及开关电源控制器的电流采样端，第二端用于引入偏置电压。通过偏置电压作用于开关控制端，限制开关控制端的开关信号的占空比，避免开关电源启动或主输出短路时占空比过高导致的二极管或开关管击穿，且便于体积和功耗控制。

6、在其中一个实施例中，占空比限制单元包括电阻。

7、在其中一个实施例中，占空比限制单元包括二极管。

8、在其中一个实施例中，占空比限制单元的第二端用于连接所述开关电源控制器的comp端。

9、在其中一个实施例中，还包括：

10、开关单元，一开关端用于连接开关电源控制器的comp端，另一开关端用于连接所述占空比限制单元的第二端；

11、其中，所述开关单元用于根据开关信号，实现导通或关断。

12、在其中一个实施例中，开关单元包括：

13、分压单元，一端连接所述开关电源控制器的参考电压端和接地端，根据所述参考电压端的参考电压获得开关信号二

14、开关器件，控制端用于接入所述开关信号，一开关端连接所述开关电源控制器的comp端，另一开关端用于连接所述占空比限制单元的第二端。

15、在其中一个实施例中，占空比限制单元的第二端用于连接偏置电压源。

16、一种开关电源电路，包括：

17、开关电源控制器；

18、开关管，开关控制端连接所述开关电源控制器的电流采样端；

19、上述任一实施例的过压保护电路。

20、上述的开关电源电路，包括开关电源控制器、开关管和过压保护电路。其中，过压保护电路以占空比限制的思路提供一种占空比限制单元，其第一端分别连接开关管的开关控制端以及开关电源控制器的电流采样端，第二端用于引入偏置电压。通过偏置电压作用于开关控制端，限制开关控制端的开关信号的占空比，避免开关电源启动或主输出短路时占空比过高导致的二极管或开关管击穿，且便于体积和功耗控制。

21、在其中一个实施例中，还包括：

22、偏置电压源，用于连接占空比限制单元的第一端。

23、在其中一个实施例中，还包括：

24、信号发生器，用于连接所述开关管的开关控制端。

25、在其中一个实施例中，信号发生器包括电流源。

26、在其中一个实施例中，信号发生器包括：

27、电压源；

28、电流转换电路，用于将所述电压源的输出电压转换为输出至所述开关管的开关控制端的电流。

技术特征：

1.一种过压保护电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述占空比限制单元的第二端用于连接所述开关电源控制器的comp端。

3.根据权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求3所述的过压保护电路，其特征在于，所述开关单元包括：

5.根据权利要求1至4任意一项所述的过压保护电路，其特征在于，所述占空比限制单元的第二端用于连接偏置电压源。

6.一种开关电源电路，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的开关电源电路，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求6所述的开关电源电路，其特征在于，还包括：

9.根据权利要求8所述的开关电源电路，其特征在于，所述信号发生器包括电流源。

10.根据权利要求8所述的开关电源电路，其特征在于，所述信号发生器包括：

技术总结
本申请涉及一种过压保护电路及开关电源电路，开关电源电路，包括开关电源控制器、开关管和过压保护电路。其中，过压保护电路以占空比限制的思路提供一种占空比限制单元，其第一端分别连接开关管的开关控制端以及开关电源控制器的电流采样端，第二端用于引入偏置电压。通过偏置电压作用于开关控制端，限制开关控制端的开关信号的占空比，避免开关电源启动或主输出短路时占空比过高导致的二极管或开关管击穿，且便于体积和功耗控制。

技术研发人员：廖德贵,卢雪明,欧阳家淦,黄剑庭
受保护的技术使用者：广州三晶电气股份有限公司
技术研发日：20230713
技术公布日：2024/2/1