一種短路保護設(shè)計方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種短路保護設(shè)計方法，涉及電路短路保護技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明在BOOST電路的母線中串入一開關(guān)MOS管，此MOS管受輸出電壓變化的控制，執(zhí)行保護功能；在輸出端發(fā)生短路導致輸出電壓較大跌落時，關(guān)閉MOS管Q3，斷開輸入。以輸出電壓的變化為條件來控制保護MOS的通斷具有很好的實時性和較高的精確度。
【專利說明】
_種短路保護設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電路短路保護技術(shù)，提出針對BOOST升壓電路的一種短路保護設(shè)計方法。
【背景技術(shù)】
[0002]BOOST電路是一種DC-DC升壓電路，用于需要將直流低壓轉(zhuǎn)化為直流高壓的場合。目前主流的BOOST電路都是異步升壓，即由一顆功率開關(guān)管和一顆二極管執(zhí)行脈寬調(diào)制和整流過程。使用兩顆開關(guān)管的同步BOOST電路應用相對較少。由于異步BOOST電路母線上串接的是升壓電感和整流二極管，沒有可控開關(guān)器件，因此，當輸出端發(fā)生短路故障時，即便是關(guān)斷其開關(guān)管，輸出端仍然通過電感和二極管連接著輸入，只不過其電壓比輸入端低了一個電感直流壓降加一個二極管正向?qū)▔航担瑳]有起到保護的作用。因此，BOOST電路的短路保護功能通常需要單獨設(shè)計來實現(xiàn)。
[0003]為應對異步BOOST電路的輸出短路故障，有的設(shè)計中會在輸入端或輸出端串入可恢復保險絲，以在輸出端發(fā)生短路時通過高阻在一定程度上斷開輸入。這種方法設(shè)計簡單、經(jīng)濟實惠，但是，可恢復保險絲實際上就是一種正溫度系數(shù)的熱敏電阻，正常工作時會產(chǎn)生很大的損耗，不適合較大功率的場合，而且，單靠可恢復保險絲執(zhí)行保護，可控性很差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對BOOST升壓電路短路保護的問題，提出了一種短路保護設(shè)計方法。由于BOOST電路的母線上只有電感和二極管，而沒有開關(guān)器件，當輸出端發(fā)生短路故障時，不能方便地斷開輸入與輸出的連接。因此，BOOST電路的短路保護功能通常需要單獨設(shè)計。本發(fā)明在BOOST電路中增加了可由輸出電壓的變化控制通斷的保護M0S，實現(xiàn)了一種可自恢復式的短路保護功能。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種短路保護設(shè)計方法，
在BOOST電路的母線中串入一開關(guān)MOS管，此MOS管受輸出電壓變化的控制，執(zhí)行保護功能;在輸出端發(fā)生短路導致輸出電壓較大跌落時，關(guān)閉MOS管Q3，斷開輸入。
[0006]由于BOOST電路的輸出電流比輸入電流要小，將保護MOS置于電路的輸出端。以降低損耗、減少發(fā)熱，同時也能更快地響應輸出短路故障的發(fā)生。
[0007]本發(fā)明在BOOST電路的母線中串入一顆開關(guān)MOS管，并為其增加簡單的控制電路，使其通斷狀態(tài)受控于輸出電壓的變化。由于當輸出端發(fā)生短路故障時，首先引發(fā)的就是輸出電壓的突然跌落，因此，以輸出電壓的變化為條件來控制保護MOS的通斷具有很好的實時性和較高的精確度。并且，這種設(shè)計在故障斷開、輸出電壓恢復后可以自動恢復導通，是一種可自恢復式的短路保護電路。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的電路不意圖。
【具體實施方式】
[0009]下面對本發(fā)明的內(nèi)容進行更加詳細的闡述:
如圖，在BOOST電路工作正常時，Vp電壓正常，二極管D3陰極電位為高，三極管Q2導通，PNP型保護MOS管Q3的柵極電平為低，Q3處于飽和導通狀態(tài)，BOOST電路對外輸出電壓和電流。如果BOOST電路的輸出端發(fā)生短路，電壓Vp會急劇下降，導致二極管D3陰極的電壓降低，直至關(guān)閉Q2。此時Q3柵極電平變高，關(guān)斷Q3，隔斷外部短路，使BOOST電路和負載都受到及時的保護，避免損壞。其中，二極管D2是齊納二極管，可根據(jù)需要選擇合適的壓降值，由此可控制保護MOS響應過流時輸出電壓Vo的跌落值，從而控制保護電路響應過流故障的敏感度。調(diào)整Rl和R2的阻值，亦可起到同樣的效果。R3和R4的阻值也應合適地選取，以使Q3能正確地導通和關(guān)斷。
[0010]待Q3關(guān)斷將輸出短路故障隔斷后，如果BOOST電路本身是正常的，Vp點電壓會很快恢復，此時，Q2恢復導通，Q3也導通。如果此時輸出端短路故障已解除，BOOST電路就正常工作，為負載供電；如果短路故障仍舊存在，Vp點電壓會再次被拉低，Q3再次關(guān)斷，如此反復。因此，此保護電路實現(xiàn)的是一種可自恢復式的短路保護功能。
【主權(quán)項】
1.一種短路保護設(shè)計方法，其特征在于，在BOOST電路的母線中串入一開關(guān)MOS管，此MOS管受輸出電壓變化的控制，執(zhí)行保護功能；在輸出端發(fā)生短路導致輸出電壓較大跌落時，關(guān)閉MOS管Q3，斷開輸入。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，由于BOOST電路的輸出電流比輸入電流要小，將保護MOS置于電路的輸出端。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在故障斷開、輸出電壓恢復后可以自動恢復導通。
【文檔編號】H02H7/12GK105977919SQ201610431473
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】戴曉龍, 耿士華, 徐成焱
【申請人】山東超越數(shù)控電子有限公司