[实用新型]短路保护电路及包括该电路的升压转换器和电子装置

说明书

技术领域

本实用新型一般涉及电子电路，并且特别涉及升压转换器。 

背景技术

升压转换器是一种提供大于其输入直流电压的输出直流电压的功率变换器。这种类型的电路用于“增强”源电压至一个更高的稳定电压，使得一个电源能够提供不同的驱动电压。 

如图1所示，传统升压转换器的一个例子使用电感2作为能量储存元件，通过电源开关6和二极管4控制电感2的充电放电。某些情况下在输出端5和地之间连接电容以提供稳定的输出电压。使用图1所示的升压转换器的一个潜在问题是，该转换器不能被真关断，这使得转换器处于待机模式时仍存在较大能耗。此外，图1的升压转换器是没有短路保护的，因为在其短接通路上没有关断器件。具体地，一旦输出端5被短接，从输入端1至输出端5的电流增长将无法控制，这可能损坏电路元件，例如二极管4。 

一种用于解决关断问题的方法示于图2，该方法在二极管4和输出端5之间设置负载开关7。当转换器需要被关断时，则打开电源开关6和负载开关7，从而输入端1被从输出端5隔离开。 

然而，图2的升压转换器仍然存在短路保护的问题。具体地，在短路发生时，电流可能在例如微秒的时间内增加到较高的水平并损坏电路元件。为了防止这种情形，负载开关应该被立即打开。然而，这对于图2的升压转换器来说是不可行的，因为在关断转换器之前负载开关7应该被闭合足够长的时间从而安全地释放掉储存在电感2中的电流能量，否则电感2中的能量将使得节点8处的电压升高到可能损坏连接到节点8的器件的水平。 

因此需要一种同时提供短路保护和能量泻放的电路和方法。 

实用新型内容

在一个实施例中，提供了一种电路，该电路包括输入端，用于接收输入电压；输出端，用于提供输出电压；第一开关，耦接在第一中间节点和参考电位线之间；电感元件，耦接在所述输入端和所述第一中间节点之间；整流元件，耦接在所述第一中间节点和第二中间节点之间；多态模块，耦接在所述第二中间节点和所述输出端之间，具有至少一个低阻态和一个高阻态；以及控制模块，耦接于所述输出端、所述第一开关和所述多态模块，配置成控制所述第一开关和所述多态模块从而使得，响应于所述输出电压低于阈值，所述第一开关是打开的并且所述多态模块处于所述高阻态。 

在另一个实施例中，所述多态模块还具有关断态，并在第一时间延迟结束后处于该关断态，该第一时间延迟是由所述输出电压低于所述阈值触发的。 

在又一个实施例中，所述控制模块还配置成响应于第一控制信号而使得所述电路运行于预充电模式或者关断模式。在一个例子中，当转换器运行于所述预充电模式时，该多态模块处于所述高阻态直到第二时间延迟结束，所述第一开关是打开的直到第三时间延迟结束；并且在所述第二时间延迟结束后：如果所述输出电压高于所述阈值，则所述多态模块处于所述低阻态；或者如果所述输出电压低于所述阈值，则所述多态模块处于所述高阻态，其中，所述第三时间延迟比所述第二时间延迟长。在另一个例子中，当转换器运行于关断模式时，所述第一开关是打开的，所述多态模块处于高阻态，并且在第一时间延迟结束后转换到关断态。 

在又一个实施例中，提供了一种电路，该电路包括输入端，用于接收输入电压；输出端，用于提供输出电压；第一开关，耦接在第一中间节点和参考电位线之间；电感元件，耦接在所述输入端和所述第一中间节点之间；整流元件，耦接在所述第一中间节点和第二中间节点之间；第二开关，耦接在所述第二中间节点和所述输出端之间；第三开关，与所述第二开关并联，耦接在所述第二中间节点 和所述输出端之间，其中，所述第三开关的导通电阻大于所述第二开关的导通电阻；以及控制模块，配置成响应于所述输出电压低于阈值而打开所述第一开关和所述第二开关并闭合所述第三开关。 

在又一个实施例中，提供了一种升压转换器，包括根据不同实施例的电路。 

在又一个实施例中，提供了一种电子装置，包括根据不同实施例的电路。 

上文已经概括而非宽泛地给出了本公开内容的特征。本公开内容的附加特征将在此后描述，其形成了本实用新型权利要求的主题。本领域技术人员应当理解，可以容易地使用所公开的构思和具体实施方式，作为修改和设计其他结构或者过程的基础，以便执行与本实用新型相同的目的。本领域技术人员还应当理解，这些等同结构没有脱离所附权利要求书中记载的本实用新型的主旨和范围。 

附图说明

为了更完整地理解本公开以及其优点，现在结合附图参考以下描述，其中： 

图1示出了传统升压转换器的一个例子；