[发明专利]用于开关电源的短路保护电路、芯片及系统

说明书

本发明公开了一种用于开关电源的短路保护电路、芯片及系统，所述短路保护电路包括：采集模块，用于采集输入电压，并根据所述输入电压生成第一电压；发生模块，用于根据基准电压产生第二电压；比较模块，用于比较所述第一电压和所述第二电压的大小；以及输出模块，用于当所述开关电源短路时根据所述比较模块的比较结果输出控制信号以控制外部功率管。本发明通过在检测到输出短路时，根据输入电压的大小调整打嗝占空比，实现高电压输入时不会出现能量损耗大的情况；同时低电压输入时，可以带载启动或短路撤销后自动恢复输出。

技术领域

本发明涉及电源芯片领域，具体涉及一种开关电源的短路保护电路、芯片及系统。

背景技术

开关电源系统在检测到输出短路时，会进行短路保护，短路保护的方法有多种，如常见的短路限流输出、短路关断输出、短路打嗝输出等方法。

短路限流输出的方式是在检测到输出短路时，限定输出电流，电源系统相当于工作在恒流模式下，可以对系统起到保护作用。但为了保证系统可以正常启动或者短路恢复等，通常该限流值会设置的比较大，导致短路时损耗的能量较高，对外围器件有一定的要求。

短路关断输出的方式是在检测到输出短路时，直接关闭输出。当电源系统在启动时，输出电压较低，系统会认为处于短路状态。因此短路关断输出对启动时要求很严格，一般需要电源系统先启动后输出才可以加负载，应用上有很多的限制。

短路打嗝输出的方式是一种折中方式。在检测到输出短路后，进入打嗝输出模式，即输出一段时间再停止工作，这样一方面可以减小损耗到较低的值，另一方面较短路关断输出方式，可以较好的带轻载启动。

然而，常规的短路打嗝输出方式中，定义了在一个打嗝周期中，打嗝输出的时长（打嗝期间）与上一个打嗝周期的总时长之比为打嗝占空比，且通常电路中，打嗝占空比为定值，即不随输入电压的变化而变化。那么在高电压输入时，打嗝期间传递到开关电源系统的输出端的能量高，在低电压输入时，打嗝期间传递到所述输出端的能量低。因此在低电压输入时，带负载启动的过程中有可能因能量不足，导致无法启动成功的问题；在高电压输入时，因打嗝占空比为定值，虽然已经处于短路打嗝输出保护，但短路损耗较大，一方面造成能源浪费，另一方面对电源系统的稳定性存在威胁。

发明内容

本发明提供了一种用于开关电源的短路保护电路、芯片及系统，本发明通过在检测到输出短路时，根据输入电压的大小调整打嗝占空比，实现高电压输入时不会出现能量损耗大的情况；同时低电压输入时，可以带载启动或短路撤销后自动恢复输出。

本发明的实施例提供了一种用于开关电源的短路保护电路，所述短路保护电路包括：采集模块，用于采集输入电压，并根据所述输入电压生成第一电压；发生模块，用于根据基准电压产生第二电压，其中，所述第二电压为具有预设周期的锯齿波电压；比较模块，用于比较所述第一电压和所述第二电压的大小；以及输出模块，用于根据所述比较模块的比较结果输出控制信号以控制外部功率管；其中，所述比较结果包括在所述预设周期的第一时间段内所述第一电压大于所述第二电压的第一比较结果，所述输出模块用于当所述开关电源短路时根据所述第一比较结果在所述第一时间段内输出第一控制信号以指示所述外部功率管不工作；所述比较结果还包括在所述预设周期的第二时间段内所述第一电压小于所述第二电压的第二比较结果，所述输出模块根据所述第二比较结果在所述第二时间段内输出第二控制信号以指示所述外部功率管工作，其中所述预设周期由所述第一时间段和所述第二时间段组成；以及所述第二时间段的时长随所述第一电压的增加而减少。其中，所述第一时间段与第二时间段之和是固定的（即所述第一时间段与第二时间段之和等于预设周期）。所以第二时间段的时长随所述第一电压的增加而减少，同时第一时间段的时长随所述第一电压的增加而增加。

进一步的，所述第一电压随所述输入电压呈线性变化。

进一步的，所述电路还包括连接至所述输出模块的检测模块，用于检测所述开关电源是否存在短路，其中：当存在短路时，所述检测模块输出低电平信号，当不存在短路时，所述检测模块输出高电平信号。