[发明专利]电源防故障电路

说明书

本发明涉及电源中的，例如电视机电源中的防故障电路，尤其是防止MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应管，下称MOS场效应管）型功率三极管过流的电路。

直流-直流转换器或斩波器，例如电视机电源用的直流-直流转换器可以利用一只在给定的频率下运行的开关功率三极管，其第一个电流导电极接在变压器初级线圈的第一端。初级线圈的第二端接至直流输入电压，后者可以是电池组或把交流电压整流的整流器。当三极管截止时，变压器次级线圈感应出电压。次级线圈感应出来的电压经整流产生直流输出电压，激励负荷电路。负荷电路可以是例如，电视接收机的偏转电路。

人们或许希望保护功率三极管免受过流破坏。这种过流状况可能是，例如，变压器次级线圈负荷过大造成的。

在现有的电视线路中，电流采样电阻是串联在功率三极管的主电流导通极上的。在采样电阻上产生的电压代表流过主电流导通极的电流大小。一个根据采样电阻上的电压而作出响应的电压比较器，当过电流状况发生时便产生输出信号。当功率三极管中的电流超过被认为是安全操作电平的预定的阈值时，就出现过电流状态。该比较器的输出信号接至功率三极管的驱动电路上，用以使功率三极管截止，从而在检测出过流状态时防止功率三极管进一步导通。

在大电流的应用中，这样的采样电阻会有害地耗散相当大的功率。因此使转换器的效率降低。所以，最好能够在功率三极管上不串这样的采样电阻而能检测出功率三极管中的电流。

在体现本发明特征的电路中，功率三极管，例如，属于MOS场效应管类型。源极接地，而漏极则接上述变压器的初级线圈。漏极与地之间产生的电压与MOS场效应管导通的电流成正比。因此，这样的电压便说明MOS场效应管导通时流过的电流大小。这样的电压用来产生体现本发明的一个方面的过流保护信号。

另一方面，漏场与地之间的电压在MOS场效应管不导通时可能高得多，可能并不说明MOS场效应管导通时流过的电流。最好能防止这个电压影响过流保护信号。

根据本发明的一个方面，例如，在漏极上产生的电压用来产生体现本发明特征的第一信号的第一部分。这个漏极电压可以称为MOS场效应管导通电阻上的电压。当MOS场效应管导通时，第一信号的第一部分的电平和漏极上的电压成正比地变化。第一信号的第一部分指示该三极管中的电流。当MOS场效应管不导通时，第一信号的第二部分被建立或被钳位于恒定的电平上，例如，0伏电压上。这样，第一信号的幅度便方便地指示出三极管内的电流，而不受三极管不导通时漏极电压的影响。

第一信号接至电流检测回路，后者可包括电压比较器。当第一信号的幅值超过预定的电平，说明出现过流状态时，电流检测回路便产生一个控制信号，后者耦合至MOS场效应管的栅极，使场效应管截止。从而便利地防止出现潜在的破坏性的过流状态。在本发明的实施例中，使用了第二个三极管，当MOS场效应管电源开关不导通时，把第一信号钳位于0伏电平。

开关电源中，体现本发明一个方面的故障检测与保护装置，包括一个输入电压源和一个具有第一和第二主电流导电极和一个控制极的第一开关功率三极管。该装置包括给定频率的第一控制信号源，它接至第一开关功率三极管的控制极。在正常运行时，第一控制信号使第一开关三极管在由给定频率决定的开关频率下工作。该装置的使用（负荷）电路含有接到输入电源电压和第一主电流导电极上的阻抗，用来在利用（负荷）电路内产生输出电源电压。该阻抗为流过第一开关功率三极管的已被斩波的主电流构成电流通路。当第一开关功率三极管导通时，在第一开关功率三极管的第一和第二主电流导电极之间，以由给定频率决定的频率，产生第一电流检测信号。第一电流检测信号表明第一开关功率三极管导通时主电流的大小。第二电流检测信号的第一部分表明主电流的大小，它是按照第一控制信号和第一电流检测信号在第一开关三极管处于导通状态时在输出端上产生的。该输出端在第一开关功率三极管不导通时与该功率三极管断开，以防止功率三极管不导通时在第一开关功率三极管第一主电流导电极上产生的电压对第二电流检测信号的幅度产生重大影响。当第二电流检测信号的第一部分的幅度超出正常运转范围，表明电源中出现故障时，产生第二控制信号，该第二控制信号接到第一开关功率三极管的控制极上，防止第一开关功率三极管进一步导通。

附图中：

图1说明体现本发明一个方面的过流保护电路的第一实施例;

图2a-2b说明可用来解释图1电路工作情况的波形;

图3说明体现本发明另一方面的过流保护电路的第二实施例;

图4a-4b说明可用来解释图3电路工作情况的波形;