[发明专利]电压过冲保护电路、开关电源芯片及开关电源系统

说明书

本发明提供了一种电压过冲保护电路、开关电源芯片及开关电源系统，应用于开关电源技术领域。本发明提供了一种解决开关电源芯片的输出端电压发生电压过冲的电压过冲保护电路。具体通过电压过冲控制模块采集开关电源芯片的输出端电压，并在所述输出端电压高于第一电压阈值（输出端电压过冲）的情况下，启动恒流放电控制模块，以通过恒流放电控制模块中的放电回路将所述过冲电压所产生的多余能量以热量的方式散发掉（放电），进而降低了输出端电压，抑制了开关电源芯片的输出端发生电压过冲，进而避免了对后级单元的损坏，提高了开关电源芯片的性能和可靠性。

技术领域

本发明涉及开关电路技术领域，尤其是涉及一种电压过冲保护电路、开关电源芯片及开关电源系统。

背景技术

目前，在DC-DC（直流转直流）电源系统中，开关电源芯片的输出端所连接的负载有时会出现由重载到轻载的切换应用，如WIFI信号发射结束瞬间，电磁阀驱动停掉瞬间等。而在所述负载由重载到轻载的切换过程中，由于当所述开关电源的输出端的负载为重载时，开关电源芯片的输出端外接的电感中存储了大量的能量，而这部分能量最终会存储到输出电容中，进而导致输出电容电压上升（也就是输出端电压上升），即，开关电源芯片的输出端电压过冲。并且，开关电源芯片的输出端电压过冲对后级元器件的耐压是一种挑战，因此，在设计不当时，开关电源芯片的输出端的过冲电压极易造成后级单元的损坏。

虽然，根据开关电源芯片的自身原理，在其连接的负载发生由重载到轻载的切换过程中，开关电源芯片可以通过内部调整以缓解输出端电压过冲的问题。但是，由于开关电源芯片的调整需要一定时间，故当开关电源芯片检测到输出端存在过冲时，该芯片也需要若干个周期才能彻底关掉功率管，因此，在开关电源芯片内部调整过程中，控制开关电源芯片关闭与否的功率管一直处于开关状态，从而导致开关电源芯片的输出端电压进一步上升，使过冲增大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电压过冲保护电路、开关电源芯片及开关电源系统，以在开关电源芯片的负载由重载向轻载突变时，抑制所述开关电源芯片的输出端发生电压过冲，进而提高开关电源芯片的性能和可靠性。

第一方面，为了解决上述技术问题，本发明提出一种电压过冲保护电路，应用于一开关电源芯片的输出电压过冲控制，所述开关电源芯片具有用于控制输入电压是否输出的开关控制端SW、用于反馈所述输出电压变化的第一输出电压反馈引脚FB和第二输出电压反馈引脚FB1以及用于调节所述输出电压的功率管。

所述电压过冲保护电路可以包括：功率管电流采集模块，连接所述功率管的输出端，以用于检测在所述开关电源芯片的输出电压发生过冲前所述功率管的输出电流，并输出将所述输出电流转换为电压后的第二电压。

电压过冲控制模块，连接所述第二输出电压反馈引脚FB1和恒流放电控制模块，并用于在所述第二输出电压反馈引脚FB1的电压高于第一电压阈值时，控制所述恒流放电控制模块开启放电工作模式，以及，在所述第二输出电压反馈引脚FB1的电压低于第二电压阈值时，控制所述恒流放电控制模块关闭放电工作模式。

恒流放电控制模块，连接所述功率管电流采集模块和所述电压过冲控制模块，用于以所述第二电压为基准电压且在所述电压过冲控制模块的控制下，开启放电工作模式，并在所述开关电源芯片的输出电压发生过冲时，对所述过冲电压所产生的多余能量进行泄放，以降低所述输出电压。

进一步的，所述功率管电流采集模块可以包括第一至第四电阻、第一运算放大器、第二运算放大器和第一二极管，其中，所述第一运算放大器和第二运算放大器均可以包括同相输入端、反相输入端和输出端。