[发明专利]用于电源设备的过电流保护装置及相关的电源设备

说明书

技术领域

本发明提供一种用于电源设备的过电流保护装置及相关的电源设备，尤其指一种可使得对应于不同输入电压开始进行过电流保护的电压得以一致的过电流保护装置及相关的电源设备。

背景技术

电源设备是用来提供电子装置操作所需的电源，依其电路结构，通常可分为线性电源设备(Linear Power Supply)及切换式电源设备(Switching PowerSupply)等两种。其中，切换式电源设备具有体积小、重量轻及转换效率高的优点，使得其已被广泛地运用至各领域，例如行动通讯装置、个人数字助理、计算机与接口设备、服务器以及网络设备等电子装置中。

为求电源设备正常稳定的运作，电源设备的控制电路中的保护机制是非常重要的部分，例如过电压、过电流、过功率等保护功能，一旦遇有过载或短路的情况发生，配备有周全的保护机制的电源设备便可避免内部组件或相关设备遭受损害。

请参考图1，图1为公知的电源设备100的示意图。电源设备100包含变压器102、功率开关104、电流感测单元106、比较器108及脉冲宽度调制控制单元110。变压器102包含一次侧电路L1及二次侧电路L2，用来将输入信号V_IN转换为输出信号V_OUT。功率开关104耦接于一次侧电路L1，用以控制变压器102的操作。在图1中，功率开关104由功率晶体管Q1实现，其可根据脉冲宽度调制控制单元110所输出的控制信号，来控制其切换至导通状态或是关闭状态。电流感测单元106耦接于该功率晶体管Q1的漏极，其由电流感测电阻R_CS实现，用来提供电流感测信号V_CS，以估测流过功率晶体管Q1的一次侧电流I_L1的大小与变化情形。比较器108用于比较电流感测信号V_CS与参考电压V_REF，使得脉冲宽度调制控制单元110可据以判断是否已达过电流保护范围。例如，当电流感测信号V_CS高于该参考电压V_REF时，比较器108可传送指示信号S_OC至脉冲宽度调制控制单元110，以指示过电流，则脉冲宽度调制控制单元110可控制功率晶体管Q1关闭，以降低一次侧电流I_L1的大小。

上述的保护机制，经由电流感测信号V_CS与参考电压V_REF的比较，将电流控制在适当的范围内以达到保护的目的。然而，当电流感测信号V_CS高于参考电压V_REF时，由于电路中必定存在非理想因素，使得功率开关104并非实时关闭，尚需一段时间后，脉冲宽度调制控制单元110才能关闭功率开关104。也就是，自检测出过电流发生到功率开关104实际停止导通之间，存在着传递延迟时间T_delay，因而实际停止导通的电流大小会略高于设定值。换句话说，开始进行过电流保护时的电压(以下简称保护点电压)会比过电流发生时的电压大，且在不同输入电压V_IN的情况下，保护点电压亦会不同。