[实用新型]过压保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，且特别涉及一种过压保护电路。

背景技术

在现有的变换电路中，如Buck电路(降压式变换电路)中通常通过直接采样输出电压来实现过压保护。如图1所示，开关管与Buck电路的正母线相连接，开关管的源极连接二极管，比较器的其中一个输入端通过分压电阻来直接获取输出电压，经比较后经逻辑控制输出至开关管的控制极来实现过压保护。在这各电路中，由于开关管的源极接二极管，故开关管的V_GS电位不固定，开关管需要浮地驱动，驱动较为复杂。

为方便驱动，将开关管与Buck电路的负母线相连接，如图2所示。在该电路中由于输出电压和输入电压不共地，需要通过一个辅助绕组，在开关管导通时来实现输出电压的采样，进而实现过压保护。增加辅助绕组不仅增加了线路的复杂程度及成本，而且辅助绕组在开关导通期间是一个负电压，不利于电路的内部集成。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种过压保护电路。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种过压保护电路，包括负载、电感、开关管、续流二极管、下降斜率获取单元、阈值设定单元、判定单元和保护单元。负载、电感和开关管依次串联连接在电路输出端。续流二极管连接在负载和电感之间，电感、续流二极管和负载之间形成放电回路，当开关管关断时，电感通过放电回路放电。下降斜率获取单元获取开关管关断后电感电流的下降斜率，下降斜率与输出电压成正比。阈值设定单元设定比较阈值且电性连接判定单元。判定单元电性连接下降斜率获取单元和阈值设定单元，将表征电路输出电压的下降斜率和比较阈值进行比较，根据比较结果判断电路的输出电压是否过压。保护单元电性连接判定单元和开关管，当判定单元判断输出电压过压时，保护单元关闭开关管。

于本实用新型一实施例中，下降斜率获取单元包括电流变化量采样单元、计时单元和计算单元，电流变化量采样单元分别电性连接电感和计时单元，电流变化量采样单元获取电感电流从峰值下降到谷值的电流变化量，计时单元在开关管关断时刻开始计时，当电感电流下降到谷值时计时结束，得到下降时间，电流变化量和下降时间输出至计算单元，经计算后得到下降斜率，计算单元将下降斜率输出至判定单元并与设定的下降斜率阈值进行比较，当下降斜率大于下降斜率阈值时，输出电压过压。

于本实用新型一实施例中，在电感电流为临界连续模式或断续模式时，下降斜率获取单元包括过零检测单元、计时开关、直流源和充电电容，过零检测单元电性连接电感，获得电感在放电过程中电流下降到零点的时刻，计时开关电性连接过零检测单元，在开关管关断时刻计时开关闭合，直流源对充电电容进行充电，当电感电流下降到零点时，计时开关打开，电容充电结束；

阈值设定单元包括峰值电流采样电阻、保持单元和比例单元，峰值电流采样电阻电性连接开关管，在开关管关断时获得电感上的峰值电流经保持后进入比例单元进行比例计算形成电压阈值；

当直流源在电感电流下降时间内对电容充电所形成的电容电压小于电压阈值时，输出电压过压。

于本实用新型一实施例中，在电感电流为临界连续模式且电感电流的峰值恒定时，或电感电流为断续模式且电感电流的峰值恒定时，下降斜率获取单元包括过零检测单元和计时单元，过零检测单元电性连接电感，获得电感在放电过程中电流下降到零点的时刻，计时单元电性连接过零检测单元，在开关管关断时刻计时单元开始计时，在电感电流下降到零点后计时结束，获得电感电流的下降时间并将下降时间输出至判定单元，与时间阈值进行比较。

于本实用新型一实施例中，过零检测单元包括与电感串联的电流采样电阻和侦测电流采样电阻两端电压的电压侦测单元，当电流采样电阻两端电压下降到零点后电压侦测单元输出信号至计时单元或计时开关。

于本实用新型一实施例中，过零检测单元包括微分电容、微分电阻和负电压侦测单元，微分电容连接在开关管和电感的交点上，微分电阻与微分电容串联且微分电阻接地，负电压侦测单元侦测微分电容与微分电阻连接点处的负电压，负电压侦测单元电性连接计时单元或计时开关，一旦负电压侦测单元检测到负电压，计时单元或计时开关停止计时。

综上所述，本实用新型提供的过压保护电路与现有技术相比具有以下优点：