非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)裝置：主功率開關(guān)驅(qū)動信號D與多路切換開關(guān)K的控制端相連，經(jīng)多路切換開關(guān)K控制何時(shí)對電容C進(jìn)行充電和放電；電容C的兩端電壓送入采樣保持比較器(S/H+C)的輸入端；采樣保持比較器(S/H+C)的輸出端輸出“OPEN”信號，采樣保持比較器(S/H+C)的啟動信號為如下任一信號：每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D對應(yīng)的時(shí)鐘高電平信號FS、電感L電流過零時(shí)刻的輸出信號ZCD。本發(fā)明還同時(shí)提供了一種連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法、以及一種斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法。
【專利說明】非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]非隔離式開關(guān)變換器，如降壓式、升降壓式和升壓式開關(guān)變換器由于簡單高效而廣泛應(yīng)用。如圖1所示，由于通常非隔離式開關(guān)變換器的主開關(guān)控制電路與非隔離式開關(guān)變換器的輸出有輸入電壓相當(dāng)?shù)碾娖讲睿@使得非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)復(fù)雜成本高。通常非隔離式開關(guān)變換器的輸出開路保護(hù)電路是由輸出開路檢測電路(A)和信號電平轉(zhuǎn)換電路(B)組成。輸出開路檢測電路(A)是給出非隔離式開關(guān)變換器何時(shí)輸出開路的信息；信號電平轉(zhuǎn)換電路(B)是將輸出開路檢測電路(A)得到的輸出開路信息由非隔離式開關(guān)變換器的輸出端傳遞到非隔離式開關(guān)變換器的主開關(guān)控制電路。信號電平轉(zhuǎn)換電路(B)通常需要承受輸入電壓相當(dāng)?shù)碾妷翰?，并且它要求能抗干擾地準(zhǔn)確地將輸出開路信息傳遞到非隔離式開關(guān)變換器的主開關(guān)控制電路。由于要承受輸入電壓并要抗各種共模干擾，這使得信號電平轉(zhuǎn)換電路(B)復(fù)雜、成本高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種簡單、低成本的非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)裝置及方法，本發(fā)明在主開關(guān)控制電路中通過主功率開關(guān)的驅(qū)動信號來檢測何時(shí)非隔離式開關(guān)變換器的輸出開路并控制主功率開關(guān)停止工作一段時(shí)間再檢測非隔離式開關(guān)變換器的輸出是否依然開路；如非隔離式開關(guān)變換器的輸出不開路，非隔離式開關(guān)變換器主開關(guān)控制電路恢復(fù)正常工作。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)裝置:
[0005]主功率開關(guān)驅(qū)動信號D與多路切換開關(guān)K的控制端相連，經(jīng)多路切換開關(guān)K控制何時(shí)對電容C進(jìn)行充電和放電；多路切換開關(guān)K的輸出經(jīng)電容C入地；電容C的兩端電壓送入采樣保持比較器(S/H+C)的輸入端(即，輸入+端和輸入-端)；充電電流源I?和放電電流源Idis分別與多路切換開關(guān)K的2個(gè)輸入端相連；
[0006]采樣保持比較器(S/H+C)的輸出端輸出“OPEN”信號，采樣保持比較器(S/H+C)的輸出端還和與門&的一輸入端相連；主功率開關(guān)驅(qū)動信號D與與門&的另一輸入端相連；與門&的輸出為驅(qū)動主功率開關(guān)的最終驅(qū)動信號DR ；
[0007]米樣保持比較器(S/H+C)的啟動信號為如下任一信號:
[0008]每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D對應(yīng)的時(shí)鐘高電平信號Fs,電感L電流過零時(shí)刻的輸出信號ZCD。
[0009]作為本發(fā)明的非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)裝置的改進(jìn):
[0010]當(dāng)為連續(xù)電流工作模式時(shí)，采樣保持比較器(S/H+C)的啟動信號為每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D對應(yīng)的時(shí)鐘高電平信號Fs ；[0011]當(dāng)為斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式時(shí)，采樣保持比較器(S/H+C)的啟動信號為電感L電流過零時(shí)刻的輸出信號ZCD。
[0012]作為本發(fā)明的非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)裝置的進(jìn)一步改進(jìn):
[0013]米樣保持比較器(S/H+C)由一比較器加一 D觸發(fā)器組合而成；比較器的輸出與D觸發(fā)器的D引腳相連；時(shí)鐘高電平信號Fs與D觸發(fā)器的CP引腳相連；由D觸發(fā)器的工作性能可知，D觸發(fā)器的Q引腳是隨其D引腳在時(shí)鐘高電平信號Fs到來時(shí)刻進(jìn)行觸發(fā)而變化的；D觸發(fā)器的Q引腳是對應(yīng)采樣保持比較器(S/H+C)的輸出引腳。
[0014]備注說明:當(dāng)為斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式時(shí)，由電感L電流過零時(shí)刻的輸出信號ZCD替代上述時(shí)鐘高電平信號Fs。
[0015]本發(fā)明還同時(shí)提供了一種連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法:由兩個(gè)可控電流源---充電電流源I?和放電電流源Idis、采樣保持比較器(S/H+C)和電容C組成；由對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D控制的兩個(gè)可控電流源一充電電流源Icha和放電電流源Idis對電容C充放電；在每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D對應(yīng)的時(shí)鐘高電平信號Fs到來時(shí)刻，該時(shí)鐘高電平信號Fs啟動采樣保持比較器(S/H+C)通過檢測電容C電壓來判斷連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出是否開路； [0016]當(dāng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D對應(yīng)的時(shí)鐘高電平信號Fs到來時(shí)刻，啟動采樣保持比較器(S/H+C)進(jìn)行檢測，如電容C電壓為零，表明連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出是正常；當(dāng)每個(gè)主功率開關(guān)的時(shí)鐘高電平信號Fs到來時(shí)刻，啟動采樣保持比較器(S/H+C)進(jìn)行檢測，如電容C電壓不為零，表明連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出是開路。
[0017]作為本發(fā)明的連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法的改進(jìn):
[0018]當(dāng)連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器正常工作時(shí)，連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出電壓低于開路保護(hù)電壓Vwp ;對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D控制充電電流源Iqia(Vin)和放電電流源Idis(Vwp);在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于高電平期間，充電電流源Icha(Vin)對電容C充電，電容C電壓自零線性增加到對應(yīng)的最大值；在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于低電平期間,放電電流源Idis(Vwp)對電容C放電，電容C電壓自對應(yīng)的最大值線性減??；由于放電電流源Idis(Vwp)大于對應(yīng)輸出電壓Vcj的放電電流源Idis(V0)，電容C電壓可以在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D在低電平期間放電到零；這樣在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D的下一個(gè)主功率開關(guān)的時(shí)鐘高電平信號Fs到來時(shí)，啟動采樣保持比較器(S/H+C)進(jìn)行檢測，如果電容C電壓為零，采樣保持比較器(S/H+C)輸出高電平；采樣保持比較器(S/H+C)的輸出與對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D經(jīng)與門&的輸出為主功率開關(guān)的最終驅(qū)動/[目號DR ；
[0019]當(dāng)連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器開始不正常工作時(shí)，連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開始開路；對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D控制充電電流源Icha(Vin)和放電電流源Idis (Vwp);在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于高電平期間，充電電流源Iqia(Vin)對電容C充電；電容C電壓自零線性增加到對應(yīng)的最大值；由于連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開始開路，其對應(yīng)的輸出電壓增加，因此對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于高電平期間將延長而使電容C充電電壓比連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器正常工作時(shí)所對應(yīng)的電容C電壓最大值高；同時(shí)這樣對電流連續(xù)工作的連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器所對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于低電平期間將縮短；在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于低電平期間，放電電流源Idis(Vwp)對電容C放電；電容C電壓自比對應(yīng)的最大值還要高的電壓線性減小；由于電容C電壓自比對應(yīng)正常工作時(shí)的最大值還要高的電壓線性減小并且對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于低電平期間縮短，電容C電壓就可能在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D在低電平期間不能放電到零；這樣在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D的下一個(gè)主功率開關(guān)的時(shí)鐘高電平信號Fs到來時(shí)，啟動采樣保持比較器(S/H+C)檢測，如電容C電壓不為零，采樣保持比較器(S/H+C)輸出低電平；采樣保持比較器(S/H+C)的輸出經(jīng)與門&關(guān)閉主功率開關(guān)的最終驅(qū)動信號DR。
[0020]作為本發(fā)明的連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法的進(jìn)一步改進(jìn):
[0021]采樣保持比較器(S/H+C)輸出低電平OPEN信號也啟動系統(tǒng)其他附加電路使主功率開關(guān)停止工作一段時(shí)間再檢測連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器的輸出是否依然開路；來決定連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器是工作在正常狀態(tài)還是非正常狀態(tài)。
[0022]本發(fā)明還同時(shí)提供了一種斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法:是由兩可控電流源一充電電流源I?和放電電流源Idis，采樣保持比較器(S/H+C)和電容C組成；由對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)的驅(qū)動信號D控制兩可控電流源一充電電流源Icha和放電電流源Idis對電容C充放電；在每個(gè)電感電流過零時(shí)刻的輸出信號ZCD到來時(shí)刻，該信號Z⑶啟動采樣保持比較器(S/H+C)通過檢測電容C電壓來判斷這斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出是否開路；
[0023]當(dāng)每個(gè)電感電流過零時(shí)刻的輸出信號ZCD到來時(shí)刻，啟動采樣保持比較器(S/H+C)進(jìn)行檢測，如電容C電壓為零，表明斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出是正常；當(dāng)每個(gè)電感電流過零時(shí)刻的輸出信號ZCD到來時(shí)刻，啟動采樣保持比較器(S/H+C)進(jìn)行檢測，如電容C電壓不為零，表明斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出是開路。
[0024]作為本發(fā)明的斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法的改進(jìn):
[0025]當(dāng)斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器正常工作時(shí)，斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出電壓低于開路保護(hù)電壓Vwp ;對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D控制充電電流源Iqia(Vin)和放電電流源Idis(Vwp);在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于高電平期間，充電電流源Iqia (Vin)對電容C充電，電容C電壓自零線性增加到對應(yīng)的最大值；在對應(yīng)輸出電感電流自其峰值衰減到零的期間，放電電流源Idis(Vwp)對電容C放電；電容C電壓自對應(yīng)的最大值線性減小；由于放電電流源Idis (Vovp)大于對應(yīng)輸出電壓Vtj的放電電流源Idis (V0)，電容C電壓可以在對應(yīng)輸出電感電流自其峰值衰減到零的期間放電到零；這樣當(dāng)對應(yīng)輸出電感電流過零信號ZCD到來時(shí)，啟動采樣保持比較器(S/H+C)進(jìn)行檢測，如電容C電壓為零，采樣保持比較器(S/H+C)輸出高電平；采樣保持比較器(S/H+C)輸出與對應(yīng)主功率開關(guān)的驅(qū)動信號D經(jīng)與門&輸出為主功率開關(guān)的最終驅(qū)動信號DR ；
[0026]當(dāng)斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器開始不正常工作時(shí)，斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開始開路；對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D控制充電電流源Iqia(Vin)和放電電流源Idis(Vwp);在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于高電平期間，充電電流源Icta(Vin)對電容C充電；電容C電壓自零線性增加到對應(yīng)的最大值；由于斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開始開路，其對應(yīng)的輸出電壓增加，因此對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于高電平期間將延長而使電容C電壓比斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器正常工作時(shí)所對應(yīng)的電容C電壓最大值高；同時(shí)這樣對斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器所對應(yīng)輸出電感電流衰減到零的時(shí)間將縮短；在對應(yīng)輸出電感電流自其峰值衰減到零的期間，放電電流源Idis(Vovp)對電容C放電；電容C電壓自比對應(yīng)的最大值還要高的電壓線性減?。挥捎陔娙軨電壓自比對應(yīng)正常工作時(shí)的最大值還要高的電壓線性減小并且對應(yīng)輸出電感電流自其峰值衰減到零的時(shí)間縮短，電容C電壓就可能在對應(yīng)輸出電感電流自其峰值衰減到零期間不能放電到零；這樣在對應(yīng)輸出電感電流過零信號ZCD到來時(shí)，啟動采樣保持比較器(S/H+C)進(jìn)行檢測，如電容C電壓不為零，采樣保持比較器(S/H+C)輸出低電平；采樣保持比較器(S/H+C)輸出經(jīng)與門&關(guān)閉主功率開關(guān)的驅(qū)動信號DR。
[0027]作為本發(fā)明的斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法的進(jìn)一步改進(jìn):
[0028]采樣保持比較器(S/H+C)輸出低電平OPEN也啟動其他附加電路使主功率開關(guān)停止工作一段時(shí)間再檢測斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器的輸出是否依然開路；來決定斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器是工作在正常狀態(tài)還是非正常狀態(tài)。
[0029]在本發(fā)明中，通常非隔離式開關(guān)變換器根據(jù)其輸出電感電流的連續(xù)還是斷續(xù)工作狀態(tài)可分為連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器和斷續(xù)或臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器。
[0030]本發(fā)明具有如下技術(shù)優(yōu)勢:
[0031]本發(fā)明的非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法相對已有的非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方案而言，省去了復(fù)雜且成本高的輸出開路檢測電路和信號電平轉(zhuǎn)換電路。
[0032]本發(fā)明的非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法相對已有的非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方案而言，所有的控制檢測操作是在主開關(guān)控制電路中完成；該控制檢測操作僅僅與非隔離式開關(guān)變換器的輸入電壓相關(guān)而與輸出電壓無直接關(guān)聯(lián)。開路保護(hù)電壓值僅僅決定這放電電流的設(shè)置電阻值。
[0033]本發(fā)明的非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法相對已有的非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方案而言，由于電容C的充放電操作,及以電容C的電壓作為控制量,本發(fā)明的非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法具有很強(qiáng)的抗干擾能力。
[0034]本發(fā)明的非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法相對已有的非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方案而言，所有的控制檢測操作是在主開關(guān)控制電路中完成；該控制檢測操作僅僅與非隔離式開關(guān)變換器的輸入電壓相關(guān)而與電路參數(shù)值，如輸出電感值等無直接關(guān)聯(lián)。當(dāng)然輸出電感值大小會影響這非隔離式開關(guān)變換器工作在連續(xù)，斷續(xù)和臨界斷續(xù)模式。這樣會影響采樣保持比較器(S/H+C)的啟動信號的選擇。在具體實(shí)現(xiàn)中可以將ZCD和FS進(jìn)行數(shù)字邏輯處理而產(chǎn)生相應(yīng)的采樣保持比較器(S/H+C)的啟動信號。[0035]本發(fā)明的非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法相對已有的非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方案而言，本發(fā)明的非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法可以非常容易地在主開關(guān)控制電路的集成電路中實(shí)現(xiàn)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0037]圖1為現(xiàn)有的非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)裝置；
[0038]圖2為如圖3所示的連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)裝置的系統(tǒng)不意圖；
[0039]圖3為連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0040]圖4是采樣保持比較器(S/H+C)的結(jié)構(gòu)圖；
[0041]圖5為如圖3所示的連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)裝置從正常工作開始到不正常工作的波形示意圖；
[0042]圖6是如圖7所示的斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)裝置的系統(tǒng)示意圖；
[0043]圖7為斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0044]圖8為如圖7所述的斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)裝置從正常工作開始到不正常工作的波形示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]實(shí)施例1、一種連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)裝置，
[0046]主功率開關(guān)驅(qū)動信號D與多路切換開關(guān)K的控制端相連，經(jīng)多路切換開關(guān)K控制何時(shí)對電容C進(jìn)行充電和放電；多路切換開關(guān)K的輸出經(jīng)電容C入地；電容C的兩端電壓送入采樣保持比較器(S/H+C)的輸入端(即，輸入+端和輸入-端)；充電電流源I?和放電電流源Idis分別與多路切換開關(guān)K的2個(gè)輸入端相連；
[0047]采樣保持比較器(S/H+C)的輸出端輸出“OPEN”信號，采樣保持比較器(S/H+C)的輸出端還與與門&的一輸入端相連；主功率開關(guān)驅(qū)動信號D與與門&的另一輸入端相連；與門&的輸出為驅(qū)動主功率開關(guān)的最終驅(qū)動信號DR;采樣保持比較器(S/H+C)的啟動信號是每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D對應(yīng)的時(shí)鐘高電平信號Fs。
[0048]連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法(如圖3所示)是由兩個(gè)可控電流源一充電電流源I?和放電電流源Idis、采樣保持比較器(S/H+C)和電容C組成。由對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D控制的兩個(gè)可控電流源一充電電流源Iqia和放電電流源Idis對電容C充放電。在每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D對應(yīng)的時(shí)鐘高電平信號Fs到來時(shí)刻，該時(shí)鐘高電平信號Fs啟動采樣保持比較器(S/H+C)通過檢測電容C電壓來判斷連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出是否開路。
[0049]其中采樣保持比較器(S/H+C)是將比較器的輸出邏輯電平由時(shí)鐘高電平信號Fs到來時(shí)刻進(jìn)行采樣保持。由于比較器的輸出為邏輯電平，且采樣保持輸出也為邏輯電平，該采樣保持比較器(S/H+C)可由一比較器加一 D觸發(fā)器組合而成(如圖4所示)。比較器的輸出與D觸發(fā)器的D引腳相連；時(shí)鐘高電平信號Fs與D觸發(fā)器的CP引腳相連；由D觸發(fā)器的工作性能可知，D觸發(fā)器的Q引腳是隨其D引腳在時(shí)鐘高電平信號Fs到來時(shí)刻進(jìn)行觸發(fā)而變化的。D觸發(fā)器的Q引腳是對應(yīng)這組合的采樣保持比較器(S/H+C)的輸出引腳。
[0050]當(dāng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D對應(yīng)的時(shí)鐘高電平信號Fs到來時(shí)刻，啟動采樣保持比較器(S/H+C)進(jìn)行檢測，如電容C電壓為零，表明連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出是正常；當(dāng)每個(gè)主功率開關(guān)的時(shí)鐘高電平信號Fs到來時(shí)刻，啟動采樣保持比較器(S/H+C)進(jìn)行檢測，如電容C電壓不為零，表明連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出是開路(即，不正常)。
[0051]由對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D控制的兩個(gè)電流源充電電流源Iqia和放電電流源Idis ;充電電流源I?值是隨這非隔離式開關(guān)變換器輸入電壓變化，即Iqia(Vin) -M電電流源Idis值是由這連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器的輸出開路電壓值確定，即Idis (Vovp)。
[0052]主功率開關(guān)的最終驅(qū)動信號DR是由采樣保持比較器(S/H+C)的輸出和對應(yīng)主功率開關(guān)的驅(qū)動信號D經(jīng)與門&生成。采樣保持比較器(S/H+C)的輸出除控制與門&外，還輸出OPEN信號去啟動系統(tǒng)中的其他附加電路使主功率開關(guān)停止工作一段時(shí)間再檢測連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器的輸出是否依然開路；如連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器的輸出不開路，連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器主開關(guān)控制電路恢復(fù)正常工作。
[0053]具體充電電流源Iqia值是隨這非隔離式開關(guān)變換器輸入電壓變化的實(shí)現(xiàn)方法有多種方案。比較簡單的方法是非隔離式開關(guān)變換器輸入電壓經(jīng)一電阻Rin對地將這輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸入電流(如圖2所示)；這輸入電流經(jīng)電流鏡而形成如圖3所示的充電電流源Icha (Vin)。
[0054]具體放電電流源Idis值是由這非隔離式開關(guān)變換器的輸出開路電壓值確定的實(shí)現(xiàn)方法有多種方案。比較簡單的方法是由一參考電壓經(jīng)外接電阻Rwp對地產(chǎn)生隨外接電阻變化的電流(如圖2所示)，這電流大小是可隨開路保護(hù)電壓Vwp增加而增加，即隨開路保護(hù)電壓Vwp增加，外接電阻Rwp值減??；這隨開路保護(hù)電壓Vwp變化的電流經(jīng)電流鏡而形成如圖3所示的放電電流源Idis(Vwp)。
[0055]當(dāng)連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器正常工作時(shí)，連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出電壓低于開路保護(hù)電壓VWP。對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D控制充電電流源Iqia(Vin)和放電電流源Idis(Vwp)。在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于高電平期間，充電電流源Icha(Vin)對電容C充電。電容C電壓自零線性增加到對應(yīng)的最大值；在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于低電平期間,放電電流源Idis (Vwp)對電容C放電。電容C電壓自對應(yīng)的最大值線性減?。挥捎诜烹婋娏髟碔dis(Vwp)大于對應(yīng)輸出電壓Vcj的放電電流源Idis (V0)，電容C電壓可以在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D在低電平期間放電到零。這樣在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D的下一個(gè)主功率開關(guān)的時(shí)鐘高電平信號Fs到來時(shí)，啟動采樣保持比較器(S/H+C)進(jìn)行檢測，如果電容C電壓為零，采樣保持比較器(S/H+C)輸出高電平。采樣保持比較器(S/H+C)的輸出與對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D經(jīng)與門&的輸出為主功率開關(guān)的最終驅(qū)動信號DR。
[0056]當(dāng)連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器開始不正常工作時(shí)，連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開始開路。對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D控制充電電流源Icha(Vin)和放電電流源Idis(Vwp)。在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于高電平期間，充電電流源Icta(Vin)對電容C充電。電容C電壓自零線性增加到對應(yīng)的最大值；由于連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開始開路，其對應(yīng)的輸出電壓增加，因此對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于高電平期間將延長而使電容C充電電壓比連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器正常工作時(shí)所對應(yīng)的電容C電壓最大值高；同時(shí)這樣對電流連續(xù)工作的連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器所對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于低電平期間將縮短。在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于低電平期間，放電電流源Idis(Vwp)對電容C放電。電容C電壓自比對應(yīng)的最大值還要高的電壓線性減小；由于電容C電壓自比對應(yīng)正常工作時(shí)的最大值還要高的電壓線性減小并且對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于低電平期間縮短，電容C電壓就可能在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D在低電平期間不能放電到零。這樣在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D的下一個(gè)主功率開關(guān)的時(shí)鐘高電平信號Fs到來時(shí)，啟動采樣保持比較器(S/H+C)檢測，如電容C電壓不為零，采樣保持比較器(S/H+C)輸出低電平。采樣保持比較器(S/H+C)的輸出經(jīng)與門&關(guān)閉主功率開關(guān)的最終驅(qū)動信號DR。采樣保持比較器(S/H+C)輸出低電平OPEN信號也啟動系統(tǒng)其他附加電路使主功率開關(guān)停止工作一段時(shí)間再檢測連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器的輸出是否依然開路；來決定連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器是工作在正常狀態(tài)還是非正常狀態(tài)。
[0057]圖5給出連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器從正常工作開始到不正常工作，即連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出自不開路開始到開路過程。連續(xù)電流工作模式非隔尚式開關(guān)變換器輸出電壓V。,米樣保持比較器(S/H+C)輸出Vcmmp,電容電壓V。,主功率開關(guān)的驅(qū)動信號DR和輸出電感電流I (LI)波形如圖5所示。連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出電壓自正常工作時(shí)的34V，因輸出負(fù)載開路而使輸出電壓增加到42V時(shí)，采樣保持比較器(S/H+C)輸出Votp為低電平而使這連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器主功率開關(guān)停止工作，從而使得連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出電壓不再增加而保持42V或減小。如圖5所示，連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器在正常工作時(shí)，電容電壓V。在每個(gè)主功率開關(guān)的驅(qū)動信號DR到來之前已放電為零。僅僅當(dāng)連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器從正常工作開始到不正常工作時(shí)，電容電壓\經(jīng)過3個(gè)開關(guān)周期逐漸在每個(gè)主功率開關(guān)的驅(qū)動信號DR到來之前不能放電為零，最終使得采樣保持比較器(S/H+C)的輸出Votp自高電平跳變?yōu)榈碗娖蕉姑總€(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號DR為零從而使得輸出電感電流衰減到零。
[0058]連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法也可用于斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器的輸出開路保護(hù)。
[0059]具體如下:
[0060]實(shí)施例2、一種斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器的輸出開路保護(hù)裝置；
[0061]斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法(如圖7所示)與連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法的具體輸出開路保護(hù)電路在實(shí)現(xiàn)上的差別是:圖3中啟動采樣保持比較器(S/H+C)的啟動信號FS在圖7中將改由電感電流過零時(shí)刻的輸出信號ZCD。[0062]即，采樣保持比較器(S/H+C)的啟動信號是電感電流過零時(shí)刻的輸出信號ZCD。
[0063]斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法是由兩可控電流源一充電電流源I?和放電電流源Idis，采樣保持比較器(S/H+C)和電容C組成。由對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)的驅(qū)動信號D控制兩可控電流源(充電電流源Iqia和放電電流源Idis)對電容C充放電。在每個(gè)電感電流過零時(shí)刻的輸出信號ZCD到來時(shí)刻，該信號ZCD啟動采樣保持比較器(S/H+C)通過檢測電容C電壓來判斷這斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出是否開路。
[0064]當(dāng)每個(gè)電感電流過零時(shí)刻的輸出信號ZCD到來時(shí)刻，啟動采樣保持比較器(S/H+C)進(jìn)行檢測，如電容C電壓為零，表明斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出是正常；當(dāng)每個(gè)電感電流過零時(shí)刻的輸出信號ZCD到來時(shí)刻，啟動采樣保持比較器(S/H+C)進(jìn)行檢測，如電容C電壓不為零，表明斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出是開路(即，不正常)。
[0065]由對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D控制的兩個(gè)電流源分別為充電電流源Iqia和放電電流源IDIS。充電電流源I?值是隨這非隔離式開關(guān)變換器輸入電壓變化，即Iqia(Vin) -M電電流源Idis值是由這斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器的輸出開路電壓值確定，即Idis (Vwp)。
[0066]主功率開關(guān)的最終驅(qū)動信號DR是由采樣保持比較器(S/H+C)的輸出和對應(yīng)主功率開關(guān)的驅(qū)動信號D經(jīng)與門&生成。采樣保持比較器(S/H+C)輸出除控制與門&外，還輸出OPEN信號去啟動系統(tǒng)其他附加電路使主功率開關(guān)停止工作一段時(shí)間再檢測斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器的輸出是否依然開路；如斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān) 變換器的輸出不開路，斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器主開關(guān)控制電路恢復(fù)正常工作。
[0067]具體充電電流源Iqia其值是隨這斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸入電壓變化的實(shí)現(xiàn)方法有多種方案。比較簡單的方法是斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸入電壓經(jīng)一電阻Rin對地將這輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸入電流(如圖6所示)；這輸入電流經(jīng)電流鏡而形成如圖7所示的充電電流源Iqia(Vin)。
[0068]具體放電電流源Idis其值是由這斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器的輸出開路電壓值確定的實(shí)現(xiàn)方法有多種方案。比較簡單的方法是由一參考電壓經(jīng)外接電阻Rwp對地產(chǎn)生隨外接電阻變化的電流(如圖6所示)，這電流大小是可隨開路保護(hù)電壓Vwp增加而增加，即隨要開路保護(hù)電壓Vwp增加，外接電阻Rwp值減??；這隨開路保護(hù)電壓Vovp變化的電流經(jīng)電流鏡而形成如圖7所示的放電電流源Idis(Vwp)。
[0069]當(dāng)斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器正常工作時(shí)，斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出電壓低于開路保護(hù)電壓^_。對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D控制充電電流源Iqia(Vin)和放電電流源Idis(Vwp)。在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于高電平期間，充電電流源Iqia(Vin)對電容C充電。電容C電壓自零線性增加到對應(yīng)的最大值；在對應(yīng)輸出電感電流自其峰值衰減到零的期間，放電電流源Idis(Vwp)對電容C放電。電容C電壓自對應(yīng)的最大值線性減??；由于放電電流源Idis (Vovp)大于對應(yīng)輸出電壓Vtj的放電電流源Idis (V0)，電容C電壓可以在對應(yīng)輸出電感電流自其峰值衰減到零的期間放電到零。這樣當(dāng)對應(yīng)輸出電感電流過零信號ZCD到來時(shí)，啟動采樣保持比較器(S/H+C)進(jìn)行檢測，如電容C電壓為零，采樣保持比較器(S/H+C)輸出高電平。采樣保持比較器(S/H+C)輸出與對應(yīng)主功率開關(guān)的驅(qū)動信號D經(jīng)與門&輸出為主功率開關(guān)的最終驅(qū)動信號DR0
[0070]當(dāng)斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器開始不正常工作時(shí)，斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開始開路。對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D控制充電電流源Iqia(Vin)和放電電流源Idis(Vwp)。在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于高電平期間，充電電流源Icta(Vin)對電容C充電。電容C電壓自零線性增加到對應(yīng)的最大值；由于斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開始開路，其對應(yīng)的輸出電壓增加，因此對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于高電平期間將延長而使電容C電壓比斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器正常工作時(shí)所對應(yīng)的電容C電壓最大值高；同時(shí)這樣對斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器所對應(yīng)輸出電感電流衰減到零的時(shí)間將縮短。在對應(yīng)輸出電感電流自其峰值衰減到零的期間，放電電流源Idis(Vovp)對電容C放電。電容C電壓自比對應(yīng)的最大值還要高的電壓線性減?。挥捎陔娙軨電壓自比對應(yīng)正常工作時(shí)的最大值還要高的電壓線性減小并且對應(yīng)輸出電感電流自其峰值衰減到零的時(shí)間縮短，電容C電壓就可能在對應(yīng)輸出電感電流自其峰值衰減到零期間不能放電到零。這樣在對應(yīng)輸出電感電流過零信號ZCD到來時(shí)，啟動采樣保持比較器(S/H+C)進(jìn)行檢測，如電容C電壓不為零，采樣保持比較器(S/H+C)輸出低電平。采樣保持比較器(S/H+C)輸出經(jīng)與門&關(guān)閉主功率開關(guān)的驅(qū)動信號DR。采樣保持比較器(S/H+C)輸出低電平OPEN也啟動其他附加電路使主功率開關(guān)停止工作一段時(shí)間再檢測斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器的輸出是否依然開路；來決定斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器是工作在正常狀態(tài)還是非正常狀態(tài)。
[0071]圖8給出斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器從正常工作開始到不正常工作，即斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出自不開路開始到開路過程。斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出電壓％，采樣保持比較器(S/H+C)輸出Vcqmp,電容電壓\，主功率開關(guān)的驅(qū)動信號DR和輸出電感電流IL波形如圖8所示。斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出電壓自正常工作時(shí)的100V，因輸出負(fù)載開路而使輸出電壓增加到116V時(shí)，采樣保持比較器(S/H+C)輸出Votp為低電平而使這斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器主功率開關(guān)停止工作，從而使得斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出電壓不再增加而保持116V或減小。如圖8所示，斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器在正常工作時(shí)，電容電壓\在每個(gè)輸出電感電流過零信號ZCD到來之前已放電為零。僅僅當(dāng)斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器從正常工作開始到不正常工作時(shí)，電容電壓\經(jīng)4個(gè)開關(guān)周期逐漸在每個(gè)輸出電感電流過零信號ZCD到來之前不能放電為零，最終使得采樣保持比較器(S/H+C)的輸出Vkjmp自高電平跳變?yōu)榈碗娖蕉怪鞴β书_關(guān)的驅(qū)動信號DR為零從而使得輸出電感電流衰減到零。
[0072]最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的若干個(gè)具體實(shí)施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)裝置，其特征是: 主功率開關(guān)驅(qū)動信號D與多路切換開關(guān)K的控制端相連，經(jīng)多路切換開關(guān)K控制何時(shí)對電容C進(jìn)行充電和放電；多路切換開關(guān)K的輸出經(jīng)電容C入地；電容C的兩端電壓送入采樣保持比較器(S/H+C)的輸入端；充電電流源Icha和放電電流源Idis分別與多路切換開關(guān)K的2個(gè)輸入端相連； 采樣保持比較器(S/H+C)的輸出端輸出“OPEN”信號，采樣保持比較器(S/H+C)的輸出端還和與門&的一輸入端相連；主功率開關(guān)驅(qū)動信號D與與門&的另一輸入端相連；與門&的輸出為驅(qū)動主功率開關(guān)的最終驅(qū)動信號DR ； 米樣保持比較器(S/H+C)的啟動信號為如下任一信號: 每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D對應(yīng)的時(shí)鐘高電平信號Fs，電感L電流過零時(shí)刻的輸出信號 ZCD。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)裝置，其特征是: 當(dāng)為連續(xù)電流工作模式時(shí)，采樣保持比較器(S/H+C)的啟動信號為每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D對應(yīng)的時(shí)鐘高電平信號Fs ； 當(dāng)為斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式時(shí)，采樣保持比較器(S/H+C)的啟動信號為電感L電流過零時(shí)刻的輸出信號ZCD。
3.根據(jù)權(quán)利要求1 或2所述的非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)裝置，其特征是: 米樣保持比較器(S/H+C)由一比較器加一 D觸發(fā)器組合而成；比較器的輸出與D觸發(fā)器的D引腳相連；時(shí)鐘高電平信號Fs與D觸發(fā)器的CP引腳相連；由D觸發(fā)器的工作性能可知，D觸發(fā)器的Q引腳是隨其D引腳在時(shí)鐘高電平信號Fs到來時(shí)刻進(jìn)行觸發(fā)而變化的；D觸發(fā)器的Q引腳是對應(yīng)采樣保持比較器(S/H+C)的輸出引腳。
4.連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法，其特征是:由兩個(gè)可控電流源充電電流源Iqia和放電電流源Idis、采樣保持比較器(S/H+C)和電容C組成；由對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D控制的兩個(gè)可控電流源一充電電流源Iqia和放電電流源Idis對電容C充放電；在每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D對應(yīng)的時(shí)鐘高電平信號Fs到來時(shí)刻，該時(shí)鐘高電平信號Fs啟動采樣保持比較器(S/H+C)通過檢測電容C電壓來判斷連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出是否開路； 當(dāng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D對應(yīng)的時(shí)鐘高電平信號Fs到來時(shí)刻，啟動采樣保持比較器(S/H+C)進(jìn)行檢測，如電容C電壓為零，表明連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出是正常；當(dāng)每個(gè)主功率開關(guān)的時(shí)鐘高電平信號Fs到來時(shí)刻，啟動采樣保持比較器(S/H+C)進(jìn)行檢測，如電容C電壓不為零，表明連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出是開路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法，其特征是: 當(dāng)連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器正常工作時(shí)，連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出電壓低于開路保護(hù)電壓Vwp ;對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D控制充電電流源I? (Vin)和放電電流源Idis (Vwp);在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于高電平期間，充電電流源Icta(Vin)對電容C充電，電容C電壓自零線性增加到對應(yīng)的最大值；在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于低電平期間，放電電流源Idis(Vwp)對電容C放電，電容C電壓自對應(yīng)的最大值線性減??；由于放電電流源Idis(Vwp)大于對應(yīng)輸出電壓Vcj的放電電流源Idis(V0)，電容C電壓可以在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D在低電平期間放電到零；這樣在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D的下一個(gè)主功率開關(guān)的時(shí)鐘高電平信號Fs到來時(shí)，啟動采樣保持比較器(S/H+C)進(jìn)行檢測，如果電容C電壓為零，采樣保持比較器(S/H+C)輸出高電平；采樣保持比較器(S/H+C)的輸出與對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D經(jīng)與門&的輸出為主功率開關(guān)的最終驅(qū)動/[目號DR ； 當(dāng)連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器開始不正常工作時(shí)，連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開始開路；對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D控制充電電流源Iqia(Vin)和放電電流源Idis(Vwp);在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于高電平期間，充電電流源Icha(Vin)對電容C充電；電容C電壓自零線性增加到對應(yīng)的最大值；由于連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開始開路，其對應(yīng)的輸出電壓增加，因此對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于高電平期間將延長而使電容C充電電壓比連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器正常工作時(shí)所對應(yīng)的電容C電壓最大值高；同時(shí)這樣對電流連續(xù)工作的連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器所對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于低電平期間將縮短；在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于低電平期間,放電電流源Idis(Vwp)對電容C放電；電容C電壓自比對應(yīng)的最大值還要高的電壓線性減?。挥捎陔娙軨電壓自比對應(yīng)正常工作時(shí)的最大值還要高的電壓線性減小并且對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于低電平期間縮短，電容C電壓就可能在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D在低電平期間不能放電到零；這樣在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D的下一個(gè)主功率開關(guān)的時(shí)鐘高電平信號Fs到來時(shí)，啟動采樣保持比較器(S/H+C)檢測，如電容C電壓不為零，采樣保持比較器(S/H+C)輸出低電平；采樣保持比較器(S/H+C)的輸出經(jīng)與門&關(guān)閉主功率開關(guān)的最終驅(qū)動信號DR。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法，其特征是: 采樣保持比較器(S/H+C)輸出低電平OPEN信號也啟動系統(tǒng)其他附加電路使主功率開關(guān)停止工作一段時(shí)間再檢測連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器的輸出是否依然開路；來決定連續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器是工作在正常狀態(tài)還是非正常狀態(tài)。
7.斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法，其特征是:是由兩可控電流源一充電電流源Iqia和放電電流源Idis，采樣保持比較器(S/H+C)和電容C組成；由對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)的驅(qū)動信號D控制兩可控電流源一充電電流源I?和放電電流源Idis對電容C充放電；在每個(gè)電感電流過零時(shí)刻的輸出信號ZCD到來時(shí)刻，該信號Z⑶啟動采樣保持比較器(S/H+C)通過檢測電容C電壓來判斷這斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出是否開路； 當(dāng)每個(gè)電感電流過零時(shí)刻的輸出信號ZCD到來時(shí)刻，啟動采樣保持比較器(S/H+C)進(jìn)行檢測，如電容C電壓為零，表明斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出是正常；當(dāng)每個(gè)電感電流過零時(shí)刻的輸出信號ZCD到來時(shí)刻，啟動采樣保持比較器(S/H+C)進(jìn)行檢測，如電容C電壓不為零，表明斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出是開路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法，其特征是: 當(dāng)斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器正常工作時(shí)，斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出電壓低于開路保護(hù)電壓Vwp ;對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D控制充電電流源Iqia(Vin)和放電電流源Idis(Vwp);在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于高電平期間，充電電流源Iqia (Vin)對電容C充電，電容C電壓自零線性增加到對應(yīng)的最大值；在對應(yīng)輸出電感電流自其峰值衰減到零的期間，放電電流源Idis(Vwp)對電容C放電；電容C電壓自對應(yīng)的最大值線性減小；由于放電電流源Idis(Vwp)大于對應(yīng)輸出電壓V0的放電電流源Idis (V0)，電容C電壓可以在對應(yīng)輸出電感電流自其峰值衰減到零的期間放電到零；這樣當(dāng)對應(yīng)輸出電感電流過零信號ZCD到來時(shí)，啟動采樣保持比較器(S/H+C)進(jìn)行檢測，如電容C電壓為零，采樣保持比較器(S/H+C)輸出高電平；采樣保持比較器(S/H+C)輸出與對應(yīng)主功率開關(guān)的驅(qū)動信號D經(jīng)與門&輸出為主功率開關(guān)的最終驅(qū)動信號DR ； 當(dāng)斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器開始不正常工作時(shí)，斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開始開路；對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D控制充電電流源Icha(Vin)和放電電流源Idis(Vwp);在對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于高電平期間，充電電流源Icha(Vin)對電容C充電；電容C電壓自零線性增加到對應(yīng)的最大值；由于斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開始開路，其對應(yīng)的輸出電壓增加，因此對應(yīng)每個(gè)主功率開關(guān)驅(qū)動信號D處于高電平期間將延長而使電容C電壓比斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器正常工作時(shí)所對應(yīng)的電容C電壓最大值高；同時(shí)這樣對斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器所對應(yīng)輸出電感電流衰減到零的時(shí)間將縮短；在對應(yīng)輸出電感電流自其峰值衰減到零的期間，放電電流源Idis (Vovp)對電容C放電；電容C電壓自比對應(yīng)的最大值還要高的電壓線性減??；由于電容C電壓自比對應(yīng)正常工作時(shí)的最大值還要高的電壓線性減小并且對應(yīng)輸出電感電流自其峰值衰減到零的時(shí)間縮短，電容C電壓就可能在對應(yīng)輸出電感電流自其峰值衰減到零期間不能放電到零；這樣在對應(yīng)輸出電感電流過零信號ZCD到來時(shí)，啟動采樣保持比較器(S/H+C)進(jìn)行檢測，如電容C電壓不為零，采樣保持比較器(S/H+C)輸出低電平；采樣保持比較器(S/H+C)輸出經(jīng)與門&關(guān)閉主功率開關(guān)的驅(qū)動信號DR。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器輸出開路保護(hù)方法，其特征是: 采樣保持比較器(S/H+C)輸出低電平OPEN也啟動其他附加電路使主功率開關(guān)停止工作一段時(shí)間再檢測斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器的輸出是否依然開路；來決定斷續(xù)和臨界斷續(xù)電流工作模式非隔離式開關(guān)變換器是工作在正常狀態(tài)還是非正常狀態(tài)。
【文檔編號】H02H3/06GK103972867SQ201410196839
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月11日
【發(fā)明者】翁大豐, 魏其萃 申請人:魏其萃