一種適用于電流模式直流變換器的故障保護電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及直流變換器控制電路的設計，尤其涉及的是，一種適用于電流模式直流變換器的故障保護電路的設計。
【背景技術】
[0002]直流變換器在正常工作狀態(tài)下常會出現(xiàn)短路、過壓和過流等故障。為了有效保護直流變換器的元器件在故障發(fā)生時不被損壞，故障保護電路的設計很有必要。電流模式直流變換器電路中存在兩個反饋回路，常見的變換器故障保護電路通過監(jiān)測輸出電壓反饋回路中誤差放大器的輸出量來判斷是否發(fā)生故障。該種變換器故障保護電路雖然能夠在一定程度上避免故障對變換器的損壞，但反應速度較慢，可能會出現(xiàn)反應不及時損壞變換器元器件的情況。當變換器運行中發(fā)生較嚴重的故障時，常需要變換器重啟。為了在重啟過程中減少浪涌電流對變換器的沖擊，應設置變換器軟啟動電路。本發(fā)明針對上述情況，通過同時監(jiān)測電流模式變換器兩個反饋回路中的信號，有效提高了故障保護電路的反應速度。并通過故障保護電路與軟啟動電路的結合，有效避免了因故障重啟過程中浪涌電流對變換器的沖擊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供了一種適用于電流模式直流變換器的故障保護電路。
[0004]本發(fā)明的技術方案如下:一種適用于電流模式直流變換器的故障保護電路包括四個部分，其分別為電壓反饋信號比較器、1號電感電流信號比較器、2號電感電流信號比較器、故障重啟電路。電流模式直流變換器的電壓反饋信號輸入到電壓反饋信號比較器的正相輸入端，1號參考電壓信號輸入到電壓反饋信號比較器的反相輸入端。當電壓反饋信號小于1號參考電壓信號時，說明變換器正常工作，無故障發(fā)生。當電壓反饋信號大于1號參考電壓信號時，說明變換器發(fā)生短路或過載等故障，電壓反饋信號比較器輸出電壓故障信號禁止變換器工作，并將電壓故障信號輸出到故障重啟電路。
[0005]電流模式直流變換器的電感電流信號分別輸入到1號電感電流信號比較器的正相輸入端和2號電感電流信號比較器的正相輸入端。2號參考電壓信號輸入到1號電感電流信號比較器的反相輸入端，3號參考電壓信號輸入到2號電感電流信號比較器的反相輸入端。當變換器電感電流信號小于3號參考電壓時，說明變換器正常工作，無故障發(fā)生。當電感電流信號大于3號參考電壓信號并小于2號參考電壓信號時，2號電感電流信號比較器輸出限流信號，屏蔽變換器的PWM信號，變換器暫時停止工作。如果電感電流信號能夠恢復到小于3號參考電壓信號的狀態(tài)，2號電感電流信號比較器輸出的限流信號變?yōu)榈碗娖?，變換器將繼續(xù)工作。如果電感電流信號繼續(xù)增加并大于2號參考電壓信號，1號電感電流信號比較器將輸出電流故障信號到故障重啟電路。
[0006]故障重啟電路分別接收來自電壓反饋信號比較器的電壓故障信號和來自1號電感電流信號比較器的電流故障信號。當電壓故障信號為高電平時，該信號首先停止變換器的工作，并使故障重啟電路輸出重啟控制信號。重啟控制信號為一個緩慢升高的電壓，該電壓被輸入到變換器反饋回路的誤差放大器中，由于其電壓鉗制作用，轉換器的輸出也出現(xiàn)緩慢上升狀態(tài)，直至達到額定輸出電壓值，實現(xiàn)了變換器的軟啟動。當電流故障信號為高電平時，故障重啟電路中的計數(shù)器會對其進行計數(shù)。當故障重啟電路對電流故障信號的計數(shù)達到預定次數(shù)時，在2號電感電流信號比較器輸出的限流信號暫停變換器工作的前提下，故障重啟電路輸出重啟控制信號，實現(xiàn)變換器的軟啟動。
[0007]在電流模式直流變換器故障保護電路中，電壓反饋信號比較器用于比較變換器的電壓反饋信號與1號參考電壓信號，并輸出電壓故障信號。當電壓反饋信號小于1號參考電壓信號時，電壓故障信號為低電平。當電壓反饋信號大于1號參考電壓信號時，電壓故障信號為高電平。電壓反饋信號比較器包括1號參考電壓輸入端、電壓反饋信號輸入端、電壓故障信號輸出端、1至8號M0S管、1號施密特觸發(fā)器。其中1號參考電壓輸入端連接3號M0S管的柵極，3號M0S管的源極連接2號M0S管的漏極，3號M0S管的漏極連接5號M0S管的漏極。電壓反饋信號輸入端連接4號M0S管的柵極，4號M0S管的源極連接3號M0S管的源極，4號M0S管的漏極連接6號M0S管的漏極。5號M0S管的柵極連接6號M0S管柵極，5號M0S管的源極連接6號M0S管的源極，6號M0S管的源極接地。7號M0S管的漏極連接1號施密特觸發(fā)器的輸入端，1號施密特觸發(fā)器的輸出端連接電壓故障信號輸出端。8號M0S管的漏極連接7號M0S管的漏極，8號M0S管的源極接地。
[0008]在電流模式直流變換器故障保護電路中，1號電感電流信號比較器用于比較變換器的電感電流信號與2號參考電壓信號，并輸出電流故障信號。當電感電流信號小于2號參考電壓信號時，電流故障信號為低電平。當電感電流信號大于2號參考電壓信號時，電流故障信號為高電平。1號電感電流信號比較器包括2號參考電壓輸入端、電感電流信號輸入端、電流故障信號輸出端、9至16號M0S管、2號施密特觸發(fā)器。其中2號參考電壓輸入端連接11號M0S管的柵極，11號M0S管的源極連接10號M0S管的漏極，11號M0S管的漏極連接13號M0S管的漏極。電感電流信號輸入端連接12號M0S管的柵極，12號M0S管的源極連接11號M0S管的源極，12號M0S管的漏極連接14號M0S管的漏極。13號M0S管的柵極連接14號M0S管柵極，13號M0S管的源極連接14號M0S管的源極，14號M0S管的源極接地。15號M0S管的漏極連接2號施密特觸發(fā)器的輸入端，2號施密特觸發(fā)器的輸出端連接電流故障信號輸出端。16號M0S管的漏極連接15號M0S管的漏極，16號M0S管的源極接地。
[0009]在電流模式直流變換器故障保護電路中，2號電感電流信號比較器用于比較變換器的電感電流信號與3號參考電壓信號，并輸出限流信號。當電感電流信號小于3號參考電壓信號時，限流信號為低電平。當電感電流信號大于3號參考電壓信號時，限流信號為高電平。2號電感電流信號比較器包括3號參考電壓輸入端口、電感電流信號輸入端口、限流信號輸出端口、17至28號M0S管、3號施密特觸發(fā)器。其中3號參考電壓輸入端口連接24號M0S管的柵極，24號M0S管的源極連接18號M0S管的漏極，24號M0S管的漏極接地。電感電流輸入端口連接26號M0S管的柵極，26號M0S管的源極連接25號M0S管的漏極，26號M0S管的漏極接地。限流信號輸出端口連接3號施密特觸發(fā)器的輸出端，27號M0S管的漏極連接3號施密特觸發(fā)器的輸入端。28號M0S管的柵極連接21號M0S管的漏極，28號M0S管的漏極連接27號M0S管的漏極，28號M0S管的源極接地。
[0010]在電流模式直流變換器故障保護電路中，故障重啟電路用于實現(xiàn)電流模式直流變換器發(fā)生故障后的軟啟動。故障重啟電路接收電壓故障信號和電流故障信號，并輸出重啟控制信號。當電流故障信號為高電平的次數(shù)達到預定值或電壓故障信號為高電平時，故障重啟電路輸出重啟控制信號到變換器的誤差放大器中，實現(xiàn)變換器的軟啟動。故障重啟電路包括電壓故障信號輸入端口、電流故障信號輸入端口、基準電壓信號輸入端口、重啟控制信號輸出端口、29至52號M0S管、1至2號電阻、重啟控制電容、1號計數(shù)器、1號或門。其中基準電壓信號輸入端口輸入的基準電壓和1號電阻使故障重啟電路獲得基準電流。通過對重啟控制電容充放電，故障重啟電路輸出的重啟控制信號能夠成為一個緩慢變化的電壓信號，用于實現(xiàn)變換器的軟啟動。
[0011]在故障重啟電路中，電壓故障信號輸入端口連接1號或門的上輸入端，1號或門輸出端連接38號M0S管的柵極。電流故障輸入端口連接1號計數(shù)器的輸入端，1號計數(shù)器的輸出端連接1號或門的下輸入端。基準電壓信號輸入端口連接43號M0S管的源極，43號M0S管的漏極連接42號M0S管的漏極，43號M0S管的柵極連接44號M0S管的柵極。44號M0S管的漏極連接41號M0S管的漏極，44號M0S管的源極連接1號電阻的上端，1號電阻的下端接地。重啟控制信號輸出端口連接37號M0S管的漏極，37號M0S管的源極接地。重啟控制電容的上端連接重啟控制信號輸出端口，重啟控制電容的下端接地。49號M0S管的柵極連接39號M0S管的柵極，49號M0S管的源極連接2號