[发明专利]用于半共振转换器一次侧的快速输出短路保护装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半共振转换器，具体地说，是一种用于半共振转换器一次侧的快速输出短路保护装置及方法。

背景技术

图1为已知的半共振驰返式转换器，其中变压器T1具有一次侧线圈Lp连接在电源Vin及功率开关S1之间、二次侧线圈Ls经二极管Do连接到输出端Vo、以及辅助线圈Laux经二极管Daux连接到电容Caux，光耦合器12监视输出电压Vo以提供回授信号Vfb给脉宽调变(Pulse Width Modulation；PWM)控制器10的回授端FB，以及PWM控制器10经输出端Gate提供控制信号Vgs切换功率开关S1以将输入电压Vin转换为输出电压Vo，以及经检测端Vdet监视辅助线圈Laux上的电压Vaux。当半共振驰返式转换器的输出端Vo短路时，变压器T1将饱和，这使得功率开关S1承受非常大的电流及电压应力。

在已知的PWM控制器10中，并未直接从二次侧检测输出电压Vo。已知的输出短路保护是靠过载保护或回授开路保护(feedback open protection)来达成，然而这些方法都需要很长的抗尖峰脉冲(deglitch)时间来避免在负载瞬时期间造成误触发。图2为已知的输出短路保护电路，其包括比较器14及延迟电路16。比较器14比较回授信号Vfb及参考电压Vref产生比较信号Sc给延迟电路16。当半共振驰返式转换器的输出端Vo短路时，回授信号Vfb上升，在回授信号Vfb大于参考电压Vref时，比较器14输出高准位的比较信号Sc。由于在负载瞬时期间，回授信号Vfb也可能大于参考信号Vref，因此为了避免误触发，延迟电路16只有在回授信号Vfb持续大于参考电压Vref一段时间后才会触发故障信号Fault去关闭PWM控制器10。这段延迟的时间超过30毫秒(ms)，不但造成输出短路保护的反应变慢，也导致更多的功率损失。

因此已知的输出短路保护装置存在着上述种种不便和问题。

发明内容

本发明的目的，在于提出一种快速输出短路保护装置及方法。

本发明的另一目的，在于提出一种应用在半共振转换器一次侧的快速输出短路保护装置及方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种应用在半共振转换器一次侧的快速输出短路保护装置，所述半共振转换器包含功率开关受一控制信号切换，其特征在于所述快速输出短路保护装置包括：

谷值检测器连接所述功率开关，检测所述功率开关上的电压谷值而产生谷值信号；以及

输出短路判断电路连接所述谷值检测器，当持续一段延迟时间都未接收到所述谷值信号时，送出故障信号。

本发明的应用在半共振转换器一次侧的快速输出短路保护装置还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的保护装置，其中所述延迟时间包括所述控制信号的数个周期。

前述的保护装置，其中所述输出短路判断电路包括多个串接的正反器，每一所述正反器具有正相输出端、反相输出端、数据端连接所述反相输出端、清除端供接收所述谷值信号、以及频率端供接收所述控制信号或连接前一级正反器的反相输出端，所述故障信号由所述多个正反器中最后一级的正相输出端提供。

一种应用在半共振转换器一次侧的快速输出短路保护方法，所述半共振转换器包含功率开关受一控制信号切换，其特征在于所述快速输出短路保护方法包括下列步骤：

检测所述功率开关上的电压谷值；以及

在持续一段延迟时间都未检测到所述谷值时，送出故障信号。

本发明的应用在半共振转换器一次侧的快速输出短路保护方法方法还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的保护方法，其中所述延迟时间包括所述控制信号的数个周期。

采用上述技术方案后，本发明的应用在半共振转换器一次侧的快速输出短路保护装置及方法具有在半共振转换器发生输出短路时能作出快速反应的优点。

附图说明

图1为已知的半共振驰返式转换器示意图；

图2为已知的输出短路保护电路图；

图3为图1的半共振驰返式转换器操作在DCM时的波形图；

图4为本发明的快速输出短路保护方法示意图；

图5为本发明的快速输出短路保护装置示意图；以及

图6为图5的输出短路判断电路的操作示意图。