CN107453330B - 一种过流保护的控制装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用数字电路的过流保护电路和方法，可用于开关型电路。本发明采用双重过流保护机制，在第一重过流保护机制下，开关型电路的功率器件被关断，并以此开关周期内的功率器件的导通时长为基准来调节后续开关周期的功率器件导通时长；在第二重过流保护机制下，开关型电路的功率器件的导通时长逐渐减小，以消除过流现象。本发明以简单的数字电路方式实现了可靠的电路过流保护。

Description

一种过流保护的控制装置和方法

技术领域

本发明涉及一种电子电路，特别地，涉及开关型电路中的过流保护电路。

背景技术

开关型电路的应用非常广泛，尤其在电压转换电路中，开关型电压转换电路常用于实现输出电压或输出电流的控制。为实现电路的正常工作及保护其前后级电路的安全，开关型电路中通常存在多种保护电路，如过流保护电路、过压保护电路、温度保护电路等。过流保护电路通常用于防止电子设备被大电流击穿烧毁。通常情况下，在不同的电路应用中，开关型电路可能存在不同的过流保护机制以实现多样化的电路保护需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以数字方式实现的过流保护电路及控制方法，所要解决的技术问题是采用简单的数字电路的方式来实现可靠的过流保护。

依据本发明一实施例的过流保护电路，用于具有开关的开关型电路，包括：电流检测电路，将流过开关的电流与限流阈值相比较，并根据比较结果输出限流指示信号；以及限流控制电路，接收限流指示信号，在限流指示信号指示流过开关的电流超过限流阈值时，在本开关周期的开关的导通时长的基础上以第一步进值减小下一开关周期的开关导通时长，在限流指示信号指示流过开关的电流未超过限流阈值时，每个开关周期的开关导通时长在上一开关周期的开关导通时长基础上增大第二步进值，直至开关导通时长达到导通时长基准值。

依据本发明一实施例的开关型电路，包括前述的过流保护电路，还包括：比较电路，接收一表征开关型电路输出电压的反馈信号以及一基准信号，并且基于反馈信号和基准信号的比较结果输出比较信号；以及导通时长调节电路，接收并比较开关控制信号和比较信号，并基于两者的比较结果输出导通时长调节信号，其中，在所述比较结果表征输出电压下降时，导通时长调节信号具有第三步进值，在所述比较结果表征输出电压不变时，导通时长调节信号的值为零，在所述比较结果表征输出电压上升时，导通时长调节信号具有负的第四步进值；其中，所述导通时长调节信号叠加至预设的下一开关周期的开关导通时长信号。

依据本发明一实施例的开关型电路的过流保护方法，所述开关型电路具有开关，所述方法包括：在第n个开关周期内，将流过开关型电路的开关的电流与限流阈值相比较，并根据比较结果输出限流指示信号，其中n为自然数；在限流指示信号有效时，将第n个开关周期的开关导通时长减去第一步进值后预设为第n+1个开关周期的开关导通时长；在限流指示信号无效时，将第n个开关周期的开关导通时长叠加第二步进值后预设为第n+1个开关周期的开关导通时长；以及限制开关导通时长不超过预设的开关导通时长基准值。

在一个实施例中，前述过流保护方法还包括在第n个开关周期内，将流过开关型电路的开关的电流与屏蔽阈值相比较，并根据比较结果输出屏蔽指示信号；在屏蔽指示信号有效时，无论限流指示信号是否有效，关断开关，并记录第n个开关周期的开关导通时长，并且将第n个开关周期的开关的导通时长增加第二步进值后预设为第n+1个开关周期的开关导通时长；在屏蔽指示信号无效但是限流指示信号有效时，将第n个开关周期的开关导通时长减去第一步进值后预设为第n+1个开关周期的功率器件的导通时长；以及在屏蔽指示信号和限流指示信号均无效时，将第n个开关周期的开关导通时长叠加第二步进值后预设为第n+1个开关周期的开关导通时长。

附图说明

图1示出了Buck电路10的结构框图；

图2示出了根据本发明一实施例的电流检测电路A1，包括比较器CP1、CP2以及短脉冲电路OST1、OST2；

图3示出了屏蔽指示信号OC1、限流指示信号OC2和开关控制信号G1的波形示意图；

图4示出了根据本发明一实施例的应用于开关型电路的过流保护方法40的流程图；

图5示出了根据本发明一实施例的限流控制电路50的电路结构示意图；

图6示出了根据本发明一实施例的应用于开关型电路的过流保护方法60的流程图；

图7示出了根据本发明一实施例的限流控制电路70的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称元件“连接到”或“耦接到”另一元件时，它可以是直接连接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

本发明以异步Buck电路为例作详细说明。图1示出了Buck电路10的结构框图。Buck电路10采用了包括电流检测电路A1和限流控制电路A2的过流保护电路。此外，Buck电路10还包括如图1所示连接结构的开关M1、二极管D1、电感L1、输出电容Co和以电阻RL表征的负载。所述Buck电路10通过开关M1和二极管D1的轮流导通将能量由输入端传递至输出端，并且将输入电压Vin转换成输出电压Vout。在此过程中，由于负载变化或电路故障等原因，流过开关M1或电感L1的电流有可能过流。

为防止流过开关M1的电流过流，本发明提出了包含电流检测电路A1和限流控制电路A2的过流保护电路A20。图1中的电流检测信号Vcs表征流过开关M1或电感L1的电流。电流检测电路A1接收电流检测信号Vcs，将其分别与屏蔽阈值Vth1和限流阈值Vth2相比较，并且基于比较结果分别输出屏蔽指示信号OC1和限流指示信号OC2。在一个实施例中，当屏蔽指示信号OC1有效时，表明电流检测信号Vcs超过了屏蔽阈值Vth1；当限流指示信号OC2有效时，表明电流检测信号Vcs超过了限流阈值Vth2。屏蔽指示信号OC1和限流指示信号OC2的有效状态可以根据应用的需要由脉冲、高电平、上升沿或下降沿等信号的任意状态来表征。

图2示出了根据本发明一实施例的电流检测电路A1，包括比较器CP1、CP2以及短脉冲电路OST1、OST2。比较器CP1的正相输入端接收电流检测信号Vcs，反相输入端接收屏蔽阈值Vth1，当电流检测信号Vcs超过屏蔽阈值Vth1时，比较器CP1输出高电平信号至短脉冲电路OST1，使其输出具有一定脉冲宽度的脉冲信号，即屏蔽指示信号OC1。比较器CP2的正相输入端接收电流检测信号Vcs，反相输入端接收限流阈值Vth2，当电流检测信号Vcs超过限流阈值Vth2时，比较器CP2输出高电平信号至短脉冲电路OST2，使其输出具有一定脉冲宽度的脉冲信号，即限流指示信号OC2。即在图2实施例中，当屏蔽指示信号OC1和限流指示信号OC2有脉冲时即为有效状态。

图3示出了屏蔽指示信号OC1、限流指示信号OC2和开关控制信号G1的波形示意图。下面结合图1和图3来阐述根据本发明一实施例的过流保护电路的工作过程。

在开关周期T1内，在t0时刻，限流指示信号OC2产生脉冲，表征此时电流检测信号Vcs超过限流阈值Vth2。限流控制电路A2接收限流指示信号OC2的脉冲，在下一开关周期T2内将开关M1的导通时长Ton减小第一步进值X1，即Ton(2)＝Ton(1)-X1。在开关周期T2内，即t1时刻，限流指示信号OC2继续产生脉冲，表征此时电流检测信号Vcs还是超过限流阈值Vth2。限流控制电路A2则继续在下一开关周期T3内将开关M1的导通时长Ton减小第一步进值X1，即Ton(3)＝Ton(2)-X1。也就是说，每次检测到限流指示信号OC2的脉冲，下一开关周期内开关M1的导通时长就相较于当前开关周期内开关M1的导通时长减小第一步进值X1，直至限流指示信号OC2不再产生脉冲为止，即Ton(n+1)＝Ton(n)-X1，n为自然数。之后，由于限流指示信号OC2不再产生脉冲，表征开关M1的过流状态结束，开关M1的导通时长Ton会在每个开关周期以第二步进值X2增长。例如在开关周期T3内，限流指示信号OC2不再产生脉冲，因而在开关周期T4内，开关M1的导通时长Ton增加了第二步进值X2，即Ton(4)＝Ton(3)+X2。也就是说，在未检测到限流指示信号OC2的脉冲时，下一开关周期内开关M1的导通时长就相较于当前开关周期内开关M1的导通时长增加第二步进值，即Ton(n+1)＝Ton(n)+X2。同时，每个开关周期中开关M1的导通时长Ton都将与预设的导通时长基准值Tp相比较。在开关M1的实际导通时长Ton未达到导通时长基准值Tp并且未检测到限流指示信号OC2的脉冲时，下一开关周期的开关M1的导通时长Ton继续以第二步进值X2增加，直至导通时长Ton达到导通时长基准值Tp为止。

在开关周期T10内，在t3时刻，屏蔽指示信号OC1产生脉冲，表征此时电流检测信号Vcs超过屏蔽阈值Vth1。限流控制电路A2接收屏蔽指示信号OC1，在当前开关周期内直接通过开关控制信号G1关断开关M1，并且将当前开关周期内开关M1的导通时长Ton(10)记录下来，作为下一开关周期T11的开关导通时长Ton(11)的起始值。若屏蔽指示信号OC1在下一开关周期T11内不再产生脉冲，则下一开关周期T11内的开关M1的导通时长为Ton(11)＝Ton(10)+X2，X2为第二步进值。同样的，每个开关周期中开关M1的导通时长Ton都将与预设的导通时长基准值Tp相比较。在开关M1的实际导通时长Ton未达到导通时长基准值Tp时，下一开关周期的开关M1的导通时长Ton继续以第二步进值X2增加，直至导通时长Ton达到导通时长基准值Tp为止。

在一个实施例中，第一步进值X1大于第二步进值X2。

图4示出了根据本发明一实施例的应用于开关型电路的过流保护方法40的流程图。所述过流保护方法40可用于如图1所示的Buck电路10。所述过流保护方法40包括：在第n个开关周期内，将流过开关型电路的功率器件(如开关M1)的电流分别与屏蔽阈值Vth1及限流阈值Vth2相比较，并根据比较结果分别输出屏蔽指示信号OC1和限流指示信号OC2；在屏蔽指示信号OC1有效时，关断功率器件，并记录当前开关周期的功率器件的导通时长Ton(n)，并将下一开关周期的导通时长预设为Ton(n+1)＝Ton(n)+X2，其中X2为第二步进值；在屏蔽指示信号OC1无效但是限流指示信号OC2有效时，将当前开关周期的功率器件的导通时长减去第一步进值后预设为下一开关周期的功率器件的导通时长，即Ton(n+1)＝Ton(n)-X1；在屏蔽指示信号OC1和限流指示信号OC2均无效时，将本开关周期的功率器件的导通时长叠加第二步进值后预设为下一开关周期的功率器件的导通时长，即Ton(n+1)＝Ton(n)+X2；以及限制功率器件的导通时长不超过预设的开关导通时长基准值Tp。

在一个实施例中，屏蔽指示信号OC1具有比限流指示信号OC2更高的优先级。也就是说，一旦屏蔽指示信号OC1有效，不管限流指示信号OC2如何，功率开关将被关断，并且当前开关周期的功率器件的导通时长Ton(n)增加第二步进值X2将作为下一开关周期的功率器件的导通时长Ton(n+1)＝Ton(n)+X2。

图5示出了根据本发明一实施例的限流控制电路50的电路结构示意图。所述限流控制电路50可用于开关型电路，如图1所示的Buck电路10。如图5所示，限流控制电路50包括：选择电路A3，接收第一步进信号VX1、第二步进信号VX2和限流指示信号OC2，在限流指示信号OC2指示流过开关型电路的开关M1的电流超过限流阈值Vth2时，所述选择电路A3输出第一步进信号VX1，否则，所述选择电路A3输出第二步进信号VX2；计时电路A8，接收开关控制信号G1，在开关控制信号G1导通开关M1的时刻从初始值开始计时，并输出计时信号CT；加法器A11，将当前开关周期的开关导通时长信号VT(n)和选择电路A3的输出信号相叠加后输出预设的下一开关周期的开关导通时长信号VT(n+1)，所述下一开关周期的开关导通时长信号VT(n+1)包含下一开关周期的开关导通时长Ton(n+1)的信息；限值电路A7，接收加法器A11的输出信号VT(n+1)，在下一开关周期的开关导通时长Ton(n+1)未超过限值电路A7预设的开关导通时长基准值Tp时，限值电路A7输出加法器A11的输出信号VT(n+1)，在下一开关周期的开关导通时长Ton(n+1)超过限值电路A7预设的开关导通时长基准值Tp时，限值电路A7输出开关导通时长基准信号VTp，所述开关导通时长基准信号VTp包含开关导通时长基准值Tp的信息；寄存器A6，接收并存储开关导通时长信号；采样电路A10，接收计时信号CT和屏蔽指示信号OC1，在屏蔽指示信号OC1指示流过开关M1的电流超过屏蔽阈值Vth1时，将计时信号CT输出至寄存器A6；以及数字比较器A9，接收并且比较计时电路A8输出的计时信号CT和寄存器A6所输出的开关导通时长信号，基于比较结果，输出开关控制信号G1。

在一个实施例中，当电路工作于稳态时，寄存器A6所输出的开关导通时长信号为具有恒定数值的数字信号，该信号与计时电路A8所输出的计时信号CT相比较，当寄存器A6所输出的信号大于计时信号CT时，开关控制信号G1为高电平；当寄存器A6所输出的信号小于或等于计时信号CT时，开关控制信号G1为低电平。在一个实施例中，计时信号CT从开关控制信号G1的上升沿开始以固定步进值增大。在该情况下，寄存器A6所输出的信号越大，开关控制信号G1的高电平时长越长，开关M1的导通时长越长；寄存器A6所输出的信号越小，开关控制信号G1的高电平时长越短，开关M1的导通时长越短。

在图5中，寄存器A6储存当前开关周期的开关导通时长信号VT(n)，并且根据加法器A11的输出而更新为下一开关周期的开关导通时长信号VT(n+1)。例如图2所示波形中，在开关周期T1开始时，寄存器A6储存了开关导通时长信号VT(1)。信号VT(1)包含了开关周期T1内的开关导通时长Ton(1)的信息，与计时信号CT相比较后，输出了具有导通时长Ton(1)的开关控制信号G1。在开关控制信号G1的控制下，开关M1在开关周期T1内具有导通时长Ton(1)。当开关周期T1内发生限流指示信号OC2有效事件后，选择电路A3将第一步进信号VX1叠加至寄存器A6所储存的开关导通时长信号VT(1)上，使其输出开关导通时长信号VT(2)，更新了寄存器A6中原先储存的信号。信号VT(2)包含了开关周期T2内的开关导通时长Ton(2)的信息，与计时信号CT相比较后，输出了具有导通时长Ton(2)的开关控制信号G1。在开关控制信号G1的控制下，开关M1在开关周期T2内具有导通时长Ton(2)。此处，Ton(2)＝Ton(1)-X1。在一个实施例中，第一步进信号VX1的值为负的第一步进值-X1。同时，在开关周期T3内，开关M1的导通时长为Ton(3)＝Ton(2)-X1。由于开关周期T3内，限流指示信号OC2无效，选择电路A3将第二步进信号VX2输出至加法器A11。储存在寄存器A6中的开关导通时长信号VT(3)叠加了第二步进信号VX2后，输出开关导通时长信号VT(4)，并且更新了寄存器A6中的信号。开关导通时长信号VT(4)与计时信号CT相比较后，输出开关控制信号G1控制开关周期T4内的开关M1的通断，使其具有导通时长Ton(4)＝Ton(3)+X2。在一个实施例中，第二步进信号VX2的值为X2，X2为第二步进值。同理，开关周期T5内，开关M1具有导通时长Ton(5)＝Ton(4)+X2。

在一个实施例中，所述寄存器A6在每个开关周期中开关M1的导通时长起始时被更新。例如可以在检测到开关控制信号G1的上升沿时，更新寄存器A6的信息。

在一个实施例中，所述寄存器A6的值随时被限值电路A7的输出信号实时更新。

限值电路A7位于加法器A11的输出端，用于限制开关导通时长Ton。在一个实施例中，当预设的下一开关周期的开关导通时长Ton(n+1)未超过开关导通时长基准值Tp时，限值电路A7不起作用，加法器A11输出的开关导通时长信号VT(n+1)直接输入至寄存器A6，用于更新寄存器A6中的信号。当预设的下一开关周期的开关导通时长Ton(n+1)超过开关导通时长基准值Tp时，限值电路A7输出开关导通时长基准信号VTp至寄存器A6，用于更新寄存器A6中的信号，下一开关周期中，开关M1的导通时长即为基准时长Tp。

图5所示限流控制电路50可用于开关型电路，如图1所示Buck电路10。该开关型电路还可以包括图5所示的比较电路A4和导通时长调节电路A5。比较电路A4接收开关型电路的输出电压Vout的反馈信号Vfb以及一基准信号Vref，并且基于反馈信号Vfb和基准信号Vref的比较结果输出比较信号Vcp。导通时长调节电路A5接收开关控制信号G1和比较信号Vcp，输出导通时长调节信号VAJ，其中，导通时长调节电路A5比较开关控制信号G1和比较信号Vcp，在比较信号Vcp的上升沿早于开关控制信号G1的下降沿时，导通时长调节信号VAJ具有第三步进值X3，在比较信号Vcp的上升沿与开关控制信号G1的下降沿同时发生时，导通时长调节信号VAJ的值为零，在比较信号Vcp的上升沿晚于开关控制信号G1的下降沿时，导通时长调节信号VAJ具有负的第四步进值-X4；其中，所述导通时长调节信号VAJ输入至加法器A11，与当前周期的导通时长信号VT(n)和选择电路A3的输出信号一起叠加后输出至限值电路A7。在一个实施例中，基准信号Vref包含了斜坡分量。

在一个实施例中，比较信号Vcp的上升沿反映了输出电压Vout的大小。当电路工作在稳态时：比较信号Vcp的上升沿早于开关控制信号G1的下降沿意味着输出电压Vout减小，此时，导通时长调节电路A5通过在一下开关周期的开关导通时长上增加第三步进值X3来增大输出电压Vout；比较信号Vcp的上升沿晚于开关控制信号G1的下降沿意味着输出电压Vout增大，此时，导通时长调节电路A5通过在一下开关周期的开关导通时长上减小第四步进值X4来减小输出电压Vout；Vcp的上升沿与开关控制信号G1的下降沿同步意味着输出电压Vout平稳，导通时长调节电路A5不调节下一开关周期的开关导通时长。

本领域技术人员应当理解，上述逻辑同样适用于当反馈信号为输出电流时。即上述导通时长调节电路A5同样适用于通过调节开关导通时长来调节***的输出电流。

在其他实施例中，当电路的逻辑产生变化时，进行比较的也可能是比较信号Vcp的下降沿和开关控制信号G1的上升沿，或是比较信号Vcp的上升沿和开关控制信号G1的上升沿，或是比较信号Vcp的上升沿和开关控制信号的上升沿。

在一个实施例中，导通时长调节电路A5可包括比较电路和三路选择电路。本领域的普通工作人员可根据前述导通时长调节电路A5的工作原理，采用硬件描述语言，如Verilog或VHDL语言来自动生成具有相应功能的电路。

在一个实施例中，第三步进值X3与第四步进值X4相同。在其他实施例中，第三步进值X3和第四步进值X4也可以根据应用的需要而有所不同。

图6示出了根据本发明一实施例的应用于开关型电路的过流保护方法60的流程图。与图4所示的过流保护方法40类似，过流保护方法60可用于开关型电路，如图1所示的Buck电路10。与图4所示的过流保护方法40不同的是，过流保护方法60不包括根据屏蔽指示信号OC1来改变功率器件的导通时长，所述过流保护方法60包括：在第n个开关周期内，将流过开关型电路的功率器件的电流与限流阈值Vth2相比较，并根据比较结果输出限流指示信号OC2；在限流指示信号OC2有效时，将当前开关周期的功率器件的导通时长减去第一步进值X1后预设为下一开关周期的功率器件的导通时长，即Ton(n+1)＝Ton(n)-X1；在限流指示信号OC2无效时，将当前开关周期的功率器件的导通时长叠加第二步进值X2后预设为下一开关周期的功率器件的导通时长，即Ton(n+1)＝Ton(n)+X2；以及限制功率器件的导通时长不超过预设的功率器件导通时长基准值Tp。

图7示出了根据本发明一实施例的限流控制电路70的电路结构示意图。所述限流控制电路70可用于开关型电路，如图1所示的Buck电路10。如图7所示，过流保护电路70包括：选择电路A3，接收第一步进信号VX1、第二步进信号VX2和限流指示信号OC2，在限流指示信号OC2指示流过开关型电路的开关的电流超过限流阈值Vth2时，所述选择电路A3输出第一步进信号VX1，否则，所述选择电路A3输出第二步进信号VX2；计时电路A8，接收开关控制信号G1，在开关控制信号G1导通开关M1的时刻从初始值开始计时，并输出计时信号CT；加法器A11，将当前开关周期的开关导通时长信号VT(n)和选择电路A3的输出信号相叠加后输出下一开关周期的开关导通时长信号VT(n+1)；限值电路A7，接收加法器A11的输出信号VT(n+1)，在下一开关周期的开关导通时长Ton(n+1)未超过限值电路A7预设的开关导通时长基准值Tp时，限值电路A7输出加法器A11的输出信号VT(n+1)，在下一开关周期的开关导通时长Ton(n+1)超过限值电路A7预设的开关导通时长基准值Tp时，限值电路A7输出开关导通时长基准信号VTp；寄存器A6，接收并存储开关导通时长信号；以及数字比较器A9，接收并且比较计时电路A8输出的计时信号CT和寄存器A6所输出的信号，基于比较结果，输出开关控制信号G1。

过流保护电路70的工作原理与图5所示的过流保护电路50的工作原理相似，此处不再展开叙述。

本发明适用于导通时长控制的开关型电路。在上述实施例中，开关M1的关断通过导通时长控制的方式来实现。开关M1的导通可根据现有技术中的任意已知控制方式来实现，例如采用时钟信号来导通开关M1。在一个实施例中，关断时长与导通时长长度相同，即开关M1的占空比为50％，即可以有一个关断时长控制电路，用于记录开关M1的导通时长，用于控制开关M1的关断时长。

本发明采用Buck电路的开关过流作为实施例来具体阐述电路工作原理。应当理解，在开关型电路中，或其他任意采用开关控制的电路中，可以采用本发明所提出的过流保护方法和过流保护电路来检测任意器件的过流，并进而控制其开关工作。

本发明采用了Buck电路作为实施例来具体阐述电路工作原理。应当理解，本发明也可用于Boost电路、Buck-Boost电路、LLC电路，Flyback电路等任何需要过流保护电路的开关型电路。

本发明采用了Buck电路的上拉开关为例来具体阐述电路工作原理。应当理解，本发明应用于其他拓扑结构时，所控制的开关也会有所不同。例如在Boost电路中，过流保护电路所控制的可以是下拉开关的开关导通时长，在Flyback电路中，过流保护电路所控制的可以是原边开关的开关导通时长。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种过流保护电路，用于具有开关的开关型电路，包括：

电流检测电路，将流过开关的电流与限流阈值相比较，并根据比较结果输出限流指示信号；以及

限流控制电路，接收限流指示信号，在限流指示信号指示流过开关的电流超过限流阈值时，在当前开关周期的开关导通时长的基础上以第一步进值减小下一开关周期的开关导通时长，在限流指示信号指示流过开关的电流未超过限流阈值时，每个开关周期的开关导通时长在上一开关周期的开关导通时长基础上增大第二步进值，直至开关导通时长达到导通时长基准值；其中

所述限流控制电路包括：

选择电路，接收第一步进信号、第二步进信号和限流指示信号，在限流指示信号指示流过开关的电流超过限流阈值时，所述选择电路输出第一步进信号，否则，所述选择电路输出第二步进信号；

计时电路，接收开关控制信号，在开关控制信号导通开关的时刻从初始值开始计时，并输出计时信号；

加法器，将当前开关周期的开关导通时长信号和选择电路的输出信号相叠加后输出预设的下一开关周期的开关导通时长信号，所述下一开关周期的开关导通时长信号包含下一开关周期的开关导通时长的信息；

限值电路，接收加法器输出的预设的下一开关周期的开关导通时长信号，在预设的下一开关周期的开关导通时长未超过限值电路预设的开关导通时长基准值时，限值电路输出加法器的输出信号，在下一开关周期的开关导通时长超过限值电路预设的开关导通时长基准值时，限值电路输出开关导通时长基准信号，所述开关导通时长基准信号包含开关导通时长基准值的信息；

寄存器，接收并存储开关导通时长信号；以及

数字比较器，接收并且比较计时电路输出的计时信号和寄存器所输出的开关导通时长信号，基于比较结果，输出开关控制信号。

2.一种过流保护电路，用于具有开关的开关型电路，包括：

电流检测电路，将流过开关的电流与限流阈值相比较，并根据比较结果输出限流指示信号，同时将流过开关的电流与屏蔽阈值相比较，并根据比较结果输出屏蔽指示信号；以及

限流控制电路，接收限流指示信号，在限流指示信号指示流过开关的电流超过限流阈值时，在当前开关周期的开关导通时长的基础上以第一步进值减小下一开关周期的开关导通时长，在限流指示信号指示流过开关的电流未超过限流阈值时，每个开关周期的开关导通时长在上一开关周期的开关导通时长基础上增大第二步进值，直至开关导通时长达到导通时长基准值；其中

所述限流控制电路包括：

选择电路，接收第一步进信号、第二步进信号和限流指示信号，在限流指示信号指示流过开关的电流超过限流阈值时，所述选择电路输出第一步进信号，否则，所述选择电路输出第二步进信号；

计时电路，接收开关控制信号，在开关控制信号导通开关的时刻从初始值开始计时，并输出计时信号；

加法器，将当前开关周期的开关导通时长信号和选择电路的输出信号相叠加后输出预设的下一开关周期的开关导通时长信号，所述下一开关周期的开关导通时长信号包含下一开关周期的开关导通时长的信息；

限值电路，接收加法器输出的预设的下一开关周期的开关导通时长信号，在预设的下一开关周期的开关导通时长未超过限值电路预设的开关导通时长基准值时，限值电路输出预设的下一开关周期的开关导通时长信号，在下一开关周期的开关导通时长超过限值电路预设的开关导通时长基准值时，限值电路输出开关导通时长基准信号，所述开关导通时长基准信号包含开关导通时长基准值的信息；

寄存器，接收并存储开关导通时长信号；

采样电路，接收计时信号和屏蔽指示信号，在屏蔽指示信号指示流过开关的电流超过屏蔽阈值时，将计时信号输出至寄存器；以及

数字比较器，接收并且比较计时电路输出的计时信号和寄存器所输出的信号，基于比较结果，输出开关控制信号。

3.如权利要求1或2任一项所述的过流保护电路，其中所述第一步进值大于所述第二步进值。

4.一种开关型电路，包括如权利要求1或2任一项所述的过流保护电路，还包括：

比较电路，接收一表征开关型电路输出电压的反馈信号以及一基准信号，并且基于反馈信号和基准信号的比较结果输出比较信号；以及

导通时长调节电路，接收并比较开关控制信号和比较信号，并基于两者的比较结果输出导通时长调节信号，其中，在所述比较结果表征输出电压下降时，导通时长调节信号具有第三步进值，在所述比较结果表征输出电压不变时，导通时长调节信号的值为零，在所述比较结果表征输出电压上升时，导通时长调节信号具有负的第四步进值；

其中，所述导通时长调节信号叠加至预设的下一开关周期的开关导通时长信号。