[发明专利]集成线性补偿的过流保护电路

说明书

一种集成线性补偿的过流保护电路，可与电源系统的晶体管连接，包括过流点检测模块、状态检测及屏蔽模块、计数器模块以及控制逻辑模块。过流点检测模块用于判断输入至晶体管的电流是否过流，并在过流时发送一过流信号；状态检测及屏蔽模块用于判断电源系统是否处在稳定状态，若电源系统处在稳定状态则发送一稳定信号；计数器模块用于接收过流信号以及稳定信号，其中，当计数器模块连续接收过流信号的次数大于默认次数，且接收到稳定信号时，计数器模块发送一触发信号；以及控制逻辑模块与计数器模块连接，并用以控制晶体管的开启或关断，其中，当控制逻辑模块接收到触发信号时，关断晶体管。

技术领域

本发明涉及集成线性补偿的过流保护电路，尤指一种应用在单级功率因数校正(PFC，Power Factor Correction)恒压控制系统的交流-直流(AC-DC)驱动器的集成线性补偿的过流保护电路。

背景技术

一般而言，在现有的AC-DC开关电源转换器中，为了防止负载电路在发生故障或出现异常过载电流时，系统的输出功率急剧增大，造成高压功率器件(例如晶体管MOSFET)、电源系统本身以及负载电路发生永久性的损坏，通常会引入过流保护机制(OCP)。又由于在开关电源系统中，从发生过流信号到系统关闭MOSFET会产生延时，而这个延时会随着输入电压的升高而增大，导致OCP阈值有很大差异，因此在现有技术中使用线性OCP补偿电路在全电压范围内使电源系统的OCP曲线趋向平坦。

请参阅图1及图2，图1为现有技术的单级PFC的恒电压(Constant Voltage)驱动器架构示意图，图2为图1中各节点的波形图。如图所示，现有技术的在单级PFC系统3中，为了对OCP进行补偿，就需要获取输入电压的信息。由于单级PFC系统3的为了保持高功率因数性能，AC电压(图2：V_AC波形)在经过整流桥之后没有大容值的电解电容对其进行滤波，在系统工作时单级PFC系统3看到的输入电压仍然是脉动幅度很大的直流电源(图2：V_BUS波形)。所以单级PFC系统3无法简单的获取稳定的输入电压的信息。现有的技术方案有两种：1.通过变压器辅助绕组逐周期对输入电压进行采样，根据采样信号逐周期对过流点进行补偿。缺点是无法在较宽的输入电压范围内实现低压段不补偿，高压段足够补偿。同时容易出现低压时过补偿，导致输入电流失真，影响功率因数性能。2.在前一个方法的基础上在系统内部引入一个模拟数字转换器(ADC,Analog to Digital Converter)模块逐周期采样输入电压信号，并通过电容对ADC输出信号进行积分，获得输入电压信号的平均值。该方法可以获得稳定的输入电压信号，缺点是ADC模块和积分电容面积较大，提高了芯片成本，同时响应速度较慢。

上述两种现有的OCP补偿技术方案各有缺点，因此，如何能提供一种保证OCP补偿一致性的同时，既不增加芯片成本，也不影响功率因数性能的集成线性补偿的过流保护电路，即为各家业者亟待解决的课题。

发明内容

鉴于现有技术的种种缺失，本发明的主要目的，即在于提供一种保证OCP补偿一致性的同时，既不增加芯片成本，也不影响功率因数性能的集成线性补偿的过流保护电路。

为了达到上述目的及其他目的，本发明提供一种与电源系统的晶体管连接的集成线性补偿的过流保护电路，包括过流点检测模块、状态检测及屏蔽模块、计数器模块以及控制逻辑模块。

过流点检测模块用于判断输入至晶体管的电流是否过流，并在过流时发送一过流信号；状态检测及屏蔽模块用于判断电源系统是否处在稳定状态，若电源系统处在稳定状态，环路状态检测模块发送一稳定信号；计数器模块与过流点检测模块以及状态检测及屏蔽模块连接，用于接收过流信号以及稳定信号，其中，当计数器模块连续接收过流信号的次数大于默认次数，且接收到稳定信号时，计数器模块发送一触发信号；以及控制逻辑模块与计数器模块连接，并用以控制晶体管的开启或关断，其中，当控制逻辑模块接收到触发信号时，关断晶体管。