新闻中心

EEPW首页 > 电源与新能源 > 设计应用 > 一种DC/DC转换器的短路保护电路设计

一种DC/DC转换器的短路保护电路设计

作者:时间:2013-08-22来源:网络收藏

在工程应用中,通常将输出电压小于设定输出电压的0.3倍视为电路处于状态。在图2中取VREF4=0.3VREF1,在电路正常软启动时,通过产生Softstart_OK信号使比较器COMP1不工作,此时电路正常启动。当电路检测到输出负载较大但不是状态时,通过数据选择器Data Selector将VREF2传输到Current_limit比较器的输入端将电感电流限制在ILmax。当电路检测到输出电压低于正常输出电压的0.3倍时,即VFBVREF4,系统认定为负载,此时启动短路电路。当VFBVREF4时,启动计时器Timer,并迅速将Softstart复位,并通过数据选择器Data Selector将VREF3传输到Current_limit比较器的输入端将电感电流限制在一个微小的ILmax1。当计时器达到一定时间后释放Softstart并通过数据选择器Data Selector将VREF2传输到Currentlimit比较器的输入端将电感电流再次限制在ILmax,并同时Softstart输出Softstart_OK信号使COMP1比较器不工作。当Softstart完成后释放Softstart_OK使COMP1比较器不工作,若VFB>VREF4,则电路恢复正常工作;反之,则继续上述动作,直至电路恢复正常工作,否则一直重复上述动作。在短路时,Vsense与IL的关系不变。但是Current_limit比较器的输入端基准电压变小为VREF3,则有
d.JPG
选择合适的VREF3,即可有效降低短路时的输出电流,进而提高芯片工作效率,延长芯片使用周期,提高产品及系统的可靠性。

3 新型短路电路
图3为短路检测与控制逻辑电路,当发生短路时,启动短路电路之后,并不再进行短路检测直到短路机制完成所有工作后才再次检测。图中左侧虚线部分为锁存电路,只要发生短路,及时锁存当前状态,直到短路保护的所有动作完成之后释放当前状态,再次检测是否发生短路,若没有发生就正常启动电路,反之继续启动短路保护电路。锁存检测到短路状态之后保持当前状态,并不让电路反复检测,以免电路无法再次启动。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/175753.htm

e.JPG


当系统正常工作时,VFB>VREF4,此时电路不会进入短路保护状态,并且Timer_OK信号为低电平,Softstart_OK为高电平,则Reset信号为低电平,Timer_Reset信号为高电平,此时Timer_Reset信号对计时器进行清零处理,直到下次计时器工作时,重新计时并且数据选择器将VREF2连接到Current_limit的输入端以获得较大的电流限电流。
在系统发生短路瞬间,VFB>VREF4变为VFBVREF4,COMP1比较器输出从高电平跳为低电平,脉冲发生电路迅速产生高电平脉冲使Timer_ Reset信号为低电平,Reset信号为高电平,对Softstart进行清零处理,Softstart_OK变为低电平,直到下一次Softstart电路工作时重新计时Timer_Reset信号为低电平,并且由于Reset信号为高电平和Softstart_OK变为低电平,DIFF触发器会从QB端输出高电平,达到屏蔽比较器输出的效果以避免无限重复触发短路保护电路。此时Timer_OK信号变为高电平,锁存当前状态并将VREF2连接到Current_limit比较器的输入端以确保发生短路时没有较小的限电流流过电感。由于Timer_Reset信号为低电平,计时器Timer开始工作。当Timer计时结束,Timer_OK信号为低电平,并且此时脉冲发生电路的输出为低电平,则Timer_Reset信号为高电平,及时对Timer进行清零处理,等待下一次计时,同时Reset信号为低电平,Softstart电路开始工作,电路正常工作。当Softstart电路输出Softstart_OK为高电平时锁存电路的输出端QB变为低电平,此时再次VFB比较VREF4的大小,若VFB>VREF4,电路恢复正常工作,反之再次进入短路保护状态,重复上述动作,直至检测到VFB>VREF4,电路恢复正常工作。

4 仿真结果分析
图4为一款输入电压为12 V,输出电压为5 V,正常工作时负载电流为2 A的芯片的测试波形图,图中波形为负载处于短路状态时的电感电流IL的波形图。从图中可以看出,短路时电流会达到6 A,但在加入短路保护后短路电流会降低到几十mA。

f.JPG



5 结束语
该电路已成功应用于一款高压同步/DC类芯片,目前该芯片已经投入生产。在原有的限流电路的基础上设计一款新颖的短路保护电路,大幅减小了芯片在发生短路时的输入电流,降低了短路时的功耗,有效延长了芯片的使用寿命,并具备短路状态结束后自启动的功能,在众多高科技产品中得到广泛应用,如蓝牙耳机,笔记本电脑等。

dc相关文章:dc是什么


比较器相关文章:比较器工作原理


电流传感器相关文章:电流传感器原理
热保护器相关文章:热保护器原理

上一页 1 2 下一页

评论


相关推荐

技术专区

关闭