TWI446670B - 升壓轉換器的保護裝置及方法 - Google Patents

升壓轉換器的保護裝置及方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI446670B
TWI446670B TW097144839A TW97144839A TWI446670B TW I446670 B TWI446670 B TW I446670B TW 097144839 A TW097144839 A TW 097144839A TW 97144839 A TW97144839 A TW 97144839A TW I446670 B TWI446670 B TW I446670B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
node
switch
boost converter
voltage
threshold
Prior art date
Application number
TW097144839A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201021379A (en
Inventor
Shui Mu Lin
Ti Ti Liu
Huan Chien Yang
Original Assignee
Richtek Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Richtek Technology Corp filed Critical Richtek Technology Corp
Priority to TW097144839A priority Critical patent/TWI446670B/zh
Priority to US12/591,381 priority patent/US8363369B2/en
Publication of TW201021379A publication Critical patent/TW201021379A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI446670B publication Critical patent/TWI446670B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/1213Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for DC-DC converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36Means for starting or stopping converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

升壓轉換器的保護裝置及方法
本發明係有關一種升壓轉換器,特別是關於一種升壓轉換器的保護裝置及方法。
圖1顯示傳統的升壓轉換器10,其包括負載切斷開關Q1連接在輸入端VIN及電感L之間,二極體D1連接在電感L及輸出端VOUT之間,功率開關12連接在節點N1及接地端GND之間,電容COUT連接輸出端VOUT,電阻RFB1及RFB2分壓輸出電壓VOUT,其中電阻RFB1連接在回授端FB及接地端GND之間,電阻RFB2連接在輸出端VOUT及回授端FB之間,PWM控制器14根據回授端FB上的電壓切換功率開關12。在啟動升壓轉換器10時,信號Enable打開(turn on)開關Q1以使電感L與輸入端VIN連接,而PWM控制器14根據回授端FB上的電壓切換功率開關12以將輸入電壓VIN轉換為輸出電壓VOUT。
然而,當升壓轉換器10剛啟動時,由於輸出電壓VOUT為零,因此將產生較大的電流經電感L對電容COUT充電,也因此產生很大的突波(inrush)。此外,升壓轉換器10中部分元件可能出現短路(short circuit)或開路(open circuit)的情況,進而造成某些元件損毀,例如,當升壓轉換器10的輸出端VOUT短路至接地端GND時,如 圖1所示,將產生很大的短路電流經電感L流向輸出端VOUT,這可能導致電感L損毀。圖2顯示升壓轉換器10中的二極體D1開路時的情況。當升壓轉換器10中的二極體D1開路時,通過電感L的電流對節點N1上的雜散電容Cs充電,由於雜散電容Cs很小,因此節點N1上的電壓可能瞬間被拉到很高的電位,進而損害功率開關12。
因此,一種升壓轉換器的短路及開路保護裝置及方法,乃為所冀。
本發明的目的,在於提出一種升壓轉換器的保護裝置及方法。
根據本發明,一種升壓轉換器的保護裝置及方法,該升壓轉換器包含一電感連接在一第一節點及一第二節點之間、一第一開關連接在該升壓轉換器的輸入端及該第一節點之間、一第二開關連接在該第二節點一接地端之間以及一二極體連接在該第二節點及該升壓轉換器的輸出端之間,該保護裝置包括一過電壓保護電路連接該第二節點,在該第二節點上的電壓大於一第一臨界值時,產生一第一信號及一第二信號,該第二信號用以打關該第二開關以對該第二節點放電,一缺陷保護電路根據該第一信號關閉該第一開關,以及一電流源連接該第二節點,在該第一開關關閉後,提供一預充電電流對該第二節點充電。其中,在該第一開關關閉後,若該升壓轉換器的輸出端上的 輸出電壓低於一第二臨界值且該第二節點上的電壓在一預設時間內超過一第三臨界值時,該缺陷保護電路持續關閉該第一開關。
根據本發明,一種升壓轉換器的保護裝置及方法,該升壓轉換器包含一電感連接在一第一節點及一第二節點之間、一第一開關連接在該升壓轉換器的輸入端及該第一節點之間、一第二開關連接在該第二節點一接地端之間以及一二極體連接在該第二節點及該升壓轉換器的輸出端之間,該保護裝置包括一過電流保護電路偵測通過該第二開關的電流,在該通過該第二開關的電流大於一第一臨界值時產生一第一信號,一偵測電路偵測該升壓轉換器的輸出端上的輸出電壓,在該輸出電壓低於一第二臨界值時產生一第二信號,以及一缺陷保護電路根據該第一信號及第二信號其中至少一個關閉該第一開關。
根據本發明,一種升壓轉換器的保護裝置及方法,該升壓轉換器包含一電感連接在一第一節點及一第二節點之間、一第一開關連接在該升壓轉換器的輸入端及該第一節點之間、一第二開關連接在該第二節點一接地端之間以及一二極體連接在該第二節點及該升壓轉換器的輸出端之間,該保護裝置包括一過電壓保護電路連接該第二節點,在該第二節點上的電壓大於一第一臨界值時或是該升壓轉換器的輸出端上的輸出電壓大於一第二臨界值時產生一第一信號及一第二信號,該第二信號用以打關該第二開關以對該第二節點放電,一缺陷保護電路根據該第一信 號關閉該第一開關,以及一電流源連接該第二節點,在該第一開關關閉後,提供一預充電電流對該第二節點充電。在該第一開關關閉後,若該輸出電壓高於一第三臨界值且該第二節點上的電壓在一預設時間內超過一第四臨界值時,該缺陷保護電路持續關閉該第一開關。
根據本發明,一種升壓轉換器的保護裝置,該升壓轉換器包含一電感連接在一第一節點及一第二節點之間、一第一開關連接在該升壓轉換器的輸入端及該第一節點之間、一第二開關連接在該第二節點一接地端之間以及一二極體連接在該第二節點及該升壓轉換器的輸出端之間,該保護裝置包括一第一偵測電路偵測該升壓轉換器的輸出端上的輸出電壓產生一第一信號,一第二偵測電路偵測該第二節點上的電壓,當該第二節點上的電壓小於一第二臨界值時產生一第二信號,以及一缺陷保護電路根據該第一及第二信號關閉該第一開關。
根據本發明,一種升壓轉換器的保護裝置,該升壓轉換器包含一電感連接在一第一節點及一第二節點之間、一第一開關連接在該升壓轉換器的輸入端及該第一節點之間、一第二開關連接在該第二節點一接地端之間、一二極體連接在該第二節點及該升壓轉換器的輸出端之間、一第一電阻連接在該升壓轉換器的輸出端及一回授端之間以及一第二電阻連接該回授端及該接地端之間,該保護裝置包括一過電壓保護電路連接該第二節點,在該第二節點上的電壓大於一第一臨界值時產生一第一信號及一第二信 號,該第二信號用以打關該第二開關以對該第二節點放電,一缺陷保護電路根據該第一信號關閉該第一開關,以及一電流源連接該第二節點,在該第一開關關閉後,提供一預充電電流對該第二節點充電。在該第一開關關閉後,若該回授端上的電壓小於一第二臨界值且從該電流源開始對該第二節點充電至該第二節點上的電壓達到一第三臨界值的時間超過一預設時間,該缺陷保護電路持續關閉該第一開關。
根據本發明,一種升壓轉換器的保護裝置,該升壓轉換器包含一電感連接在一第一節點及一第二節點之間、一第一開關連接在該升壓轉換器的輸入端及該第一節點之間、一第二開關連接在該第二節點一接地端之間、一二極體連接在該第二節點及該升壓轉換器的輸出端之間、一第一電阻連接在該升壓轉換器的輸出端及一回授端之間以及一第二電阻連接該回授端及該接地端之間,該保護裝置包括一偵測電路偵測該回授端上的電壓,在該回授端上的電壓大於一第一臨界值時產生一第一信號,一過電壓保護電路根據該第一信號產生一第二信號及一第三信號,該第三信號用以打關該第二開關以對該第二節點放電,一缺陷保護電路根據該第二信號關閉該第一開關,以及一電流源連接該第二節點,在該第一開關關閉後,提供一預充電電流對該第二節點充電。在該第一開關關閉後,若該回授端上的電壓高於一第二臨界值且從該電流源開始對該第二節點充電至該第二節點上的電壓達到一第三臨界值的時 間超過一預設時間時,該缺陷保護電路持續關閉該第一開關。
圖3顯示本發明的實施例,在升壓轉換器20中,負載切斷開關Q2連接在輸入端VIN及節點N2之間,電感L1連接在節點N2及SW之間,二極體D2連接在節點SW及輸出端VOUT之間,電容COUT連接輸出端VOUT,功率開關Q3連接在節點SW及接地端GND之間,電阻RFB3及RFB4分壓輸出電壓VOUT,其中電阻RFB3連接在回授端FB及接地端GND之間,電阻RFB4連接在輸出端VOUT及回授端FB之間,PWM控制器46根據回授端FB上的電壓切換功率開關Q3,保護裝置22根據節點SW及回授端FB上的電壓判斷二極體D2、功率開關Q3、電容COUT、升壓轉換器20的輸出端VOUT或電阻RFB4是否有出現短路或開路的情況,若有則關閉(turn off)開關Q2以達成負載切斷,進而保護升壓轉換器20。在保護裝置22中,電流源38用以提供一預充電電流,在啟動升壓轉換器20時,先讓電流源38對節點SW充電,直至該節點SW上的電壓接近輸入電壓VIN時,再打開負載切斷開關Q2,由於輸入電壓VIN與節點SW上的電壓接近,因此可以降低突波,過電壓保護電路40偵測節點SW上的電壓以產生信號S4及S5,過電流保護電路36偵測通過功率開關Q3的電流以產生信號S3,偵測電路42包括比較器44 比較回授端FB上的電壓及臨界值(VREF+VOS)產生比較信號S6給過電壓保護電路40,偵測電路32包括比較器34比較回授端FB上的電壓及臨界值(VREF/K)產生比較信號S2,偵測電路26包括比較器28比較節點SW上的電壓及臨界值(VIN-Vth1)以產生信號S1,計時器24用以計數電流源38對節點SW充電的充電時間,缺陷保護電路30根據計時器24、比較器28及34、過電流保護電路36及過電壓保護電路40的輸出切換負載切換開關Q2。在此實施例中,比較器28、34及44為磁滯比較器,在其他實施例中,比較器28、34及44也可以是一般比較器。
圖4顯示升壓轉換器20的二極體D2發生開路時的操作。圖5顯示確認二極體D2開路的操作。參照圖4,當二極體D1發生開路時,節點SW上的電壓劇升,過電壓保護電路40偵測到節點SW上的電壓大於過電壓臨界值,因此輸出信號S5打開功率開關Q3以釋放節點SW上的能量,以避免二極體D2損毀,同時過電壓保護電路40還輸出信號S4以使缺陷保護電路30關閉開關Q2,在開關Q2關閉後,電感L1上的能量將經由開關Q3釋放至接地端GND。參照圖5,在關閉開關Q2後,缺陷保護電路30讓電流源38提供預充電電流對節點SW充電,計時器24同時計數電流源對節點SW充電的時間t1,比較器34偵測回授端FB上的電壓而比較器28偵測節點SW上的電壓,若在預設時間T內節點SW上的電壓超過臨界值(VIN-Vth1)而回授端FB上的電壓小於臨界值(VREF/K), 缺陷保護電路30保持開關Q2關閉並判斷二極體D2開路。
圖6顯示升壓轉換器20的二極體D2發生短路時的操作。當在開關Q3打開期間,若二極體D2發生短路,電流將由電容COUT逆流,因此過電流保護電路36偵測到通過開關Q3的電流大於過電流臨界值,因而產生信號S3至缺陷保護電路30以關閉開關Q2,在開關Q2關閉後,電感L1開始放電,由於二極體D2短路,因此電容COUT持續放電使得回授端FB上的電壓持續下降,當比較器34偵測到回授端FB上的電壓小於臨界值(VREF/K)時,缺陷保護電路30判斷二極體D2短路。
圖7顯示顯示升壓轉換器20的電容COUT發生開路時的操作。圖8顯示確認電容COUT開路的操作。參照圖7,在開關Q3關閉期間,若電容COUT發生開路,輸出電壓VOUT及節點SW上的電壓開始上升,當比較器44偵測到輸出電壓VOUT大於臨界值(VREF+VOS)時或是過電壓保護電路40偵測到節點SW上的電壓大於過電壓臨界值時,過電壓保護電路40產生信號S5打開開關Q1以釋放節點SW上的能量並產生信號S4缺陷保護電路30以關閉開關Q2,在開關Q2關閉後,電感L1開始放電。參照圖8,在電感L1放電後,缺陷保護電路30讓電流源38提供電流對節點SW充電,同時計時器24開始計數對節點SW充電的時間t1,若比較器34偵測到回授端FB上的電壓大於臨界值(VREF/K)而且在預設時間T內節點SW上的電壓大於臨界值(VIN-Vth1),缺陷保護電路30維持開關 Q2關閉並判斷電容COUT開路。
圖9顯示當升壓轉換器20中的輸出端VOUT、電容COUT或節點SW短路時的操作。在開關Q3關閉期間,若比較器34偵測到回授端FB上的電壓低於臨界值(VREF/K),而且比較器28偵測到節點SW上的電壓大於臨界值(VIN-Vth1)時,缺陷保護電路30將關閉開關Q2,並判斷輸出端VOUT或電容COUT短路。若比較器34偵測到回授端FB上的電壓大於臨界值(VREF/K),而且比較器28偵測到節點SW上的電壓也大於臨界值(VIN-Vth1)時,缺陷保護電路30將關閉開關Q2,並判斷節點SW短路。
圖10顯示當升壓轉換器20中的電阻REB4開路時的操作。當電阻REF4開路時,回授端FB上的電壓為零,故PWM控制器將持續關閉開關Q3,進而使輸出電壓VOUT持續上升,在節點SW上的電壓大於過電壓臨界值時,過電壓保護電路40產生信號S5以打開開關Q3並產生信號S4至缺陷保護電路30以使開關Q2關閉,之後,缺陷保護電路30讓電流源38提供預充電電流對節點SW充電,同時計時器24開始計數節點SW的充電時間t1,如果比較器34偵測到回授端FB上的電壓低於臨界值(VREF/K)而且在充電時間t1超過預設時間T後節點SW上的電壓才大於臨界值(VIN-Vth1),缺陷保護電路30將持續關閉開關Q2並判斷電阻RFB4開路。
圖11顯示當升壓轉換器20中的電阻REB4短路時的 操作。當電阻REF4短路時,比較器44偵測到回授端FB上的電壓大於臨界值(VREF+VOS),故產生信號S6至過電壓保護電路40以打開開關Q3並產生信號S4至缺陷保護電路30以使開關Q2關閉,之後,缺陷保護電路30讓電流源38提供預充電電流對節點SW充電,同時計時器24開始計數節點SW的充電時間t1,如果比較器34偵測到回授端FB上的電壓大於臨界值(VREF/K)而且在充電時間t1超過預設時間T後節點SW上的電壓才大於臨界值(VIN-Vth1),缺陷保護電路30將持續關閉開關Q2並判斷電阻RFB4短路。
以上對於本發明之較佳實施例所作的敘述係為闡明之目的,而無意限定本發明精確地為所揭露的形式,基於以上的教導或從本發明的實施例學習而作修改或變化是可能的,實施例係為解說本發明的原理以及讓熟習該項技術者以各種實施例利用本發明在實際應用上而選擇及敘述,本發明的技術思想企圖由以下的申請專利範圍及其均等來決定。
10‧‧‧升壓轉換器
12‧‧‧功率開關
14‧‧‧PWM控制器
20‧‧‧升壓轉換器
22‧‧‧保護裝置
24‧‧‧計時器
26‧‧‧偵測電路
28‧‧‧比較器
30‧‧‧缺陷保護電路
32‧‧‧偵測電路
34‧‧‧比較器
36‧‧‧過電流保護電路
38‧‧‧電源源
40‧‧‧過電壓保護電路
42‧‧‧偵測電路
44‧‧‧比較器
46‧‧‧PWM控制器
圖1顯示傳統的升壓轉換器;圖2顯示升壓轉換器中的二極體D1開路時的情況;圖3顯示本發明的實施例;圖4顯示升壓轉換器的二極體D2發生開路時的操作;圖5顯示確認二極體D2開路的操作; 圖6顯示升壓轉換器20的二極體D2發生短路時的操作;圖7顯示顯示升壓轉換器20的電容COUT發生開路時的操作;圖8顯示確認電容COUT開路的操作;圖9顯示當升壓轉換器20中的輸出端VOUT、電容COUT或節點SW短路時的操作;圖10顯示當升壓轉換器20中的電阻REB4開路時的操作;以及圖11顯示當升壓轉換器20中的電阻REB4短路時的操作。
20‧‧‧升壓轉換器
22‧‧‧保護裝置
24‧‧‧計時器
26‧‧‧偵測電路
28‧‧‧比較器
30‧‧‧缺陷保護電路
32‧‧‧偵測電路
34‧‧‧比較器
36‧‧‧過電流保護電路
38‧‧‧電源源
40‧‧‧過電壓保護電路
42‧‧‧偵測電路
44‧‧‧比較器
46‧‧‧PWM控制器

Claims (29)

  1. 一種升壓轉換器的保護裝置,該升壓轉換器包含一電感連接在一第一節點及一第二節點之間、一第一開關連接在該升壓轉換器的輸入端及該第一節點之間、一第二開關連接在該第二節點一接地端之間以及一二極體連接在該第二節點及該升壓轉換器的輸出端之間,該保護裝置包括:一過電壓保護電路,連接該第二節點,在該第二節點上的電壓大於一第一臨界值時,產生一第一信號及一第二信號,該第二信號用以打關該第二開關以對該第二節點放電;一缺陷保護電路,根據該第一信號關閉該第一開關;以及一電流源,連接該第二節點,在該第一開關關閉後,提供一預充電電流對該第二節點充電;其中,在該第一開關關閉後,若該升壓轉換器的輸出端上的輸出電壓低於一第二臨界值且該第二節點上的電壓在一預設時間內超過一第三臨界值時,該缺陷保護電路持續關閉該第一開關。
  2. 如請求項1之保護裝置,更包括一比較器比較該輸出電壓及該第二臨界值以產生一比較信號至該缺陷保護電路。
  3. 如請求項1之保護裝置,更包括一比較器比較該第二節點上的電壓及該第三臨界值以產生一比較信號至該缺 陷保護電路。
  4. 如請求項1之保護裝置,更包括一計時器用以計數該電流源開始對該第二節點充電至該第二節點上的電壓超過該第三臨界值的時間。
  5. 一種升壓轉換器的保護方法,該升壓轉換器包含一電感連接在一第一節點及一第二節點之間、一第一開關連接在該升壓轉換器的輸入端及該第一節點之間、一第二開關連接在該第二節點一接地端之間以及一二極體連接在該第二節點及該升壓轉換器的輸出端之間,該保護方法包括下列步驟:偵測該第二節點上的電壓,當該第二節點上的電壓大於一第一臨界值時,關閉該第一開關並打開該第二開關以對該第二節點放電;提供一預充電電流對該第二節點充電;以及若該升壓轉換器的輸出端上的輸出電壓低於一第二臨界值且從該預充電電流開始對該第二節點充電至該第二節點上的電壓大於一第三臨界值的時間小於一預設時間時,保持該第一開關關閉。
  6. 一種升壓轉換器的保護裝置,該升壓轉換器包含一電感連接在一第一節點及一第二節點之間、一第一開關連接在該升壓轉換器的輸入端及該第一節點之間、一第二開關連接在該第二節點一接地端之間以及一二極體連接在該第二節點及該升壓轉換器的輸出端之間,該保護裝置包括: 一過電流保護電路,偵測通過該第二開關的電流,在該通過該第二開關的電流大於一第一臨界值時,產生一第一信號;一偵測電路,偵測該升壓轉換器的輸出端上的輸出電壓,在該輸出電壓低於一第二臨界值時,產生一第二信號;以及一缺陷保護電路,根據該第一信號及第二信號其中至少一個關閉該第一開關。
  7. 如請求項6之保護裝置,其中該偵測電路包括一比較器用以比較該輸出電壓及該第二臨界值。
  8. 一種升壓轉換器的保護方法,該升壓轉換器包含一電感連接在一第一節點及一第二節點之間、一第一開關連接在該升壓轉換器的輸入端及該第一節點之間、一第二開關連接在該第二節點一接地端之間以及一二極體連接在該第二節點及該升壓轉換器的輸出端之間,該保護方法包括下列步驟:偵測通過該第二開關的電流,在該通過該第二開關的電流大於一第一臨界值時,產生一第一信號;偵測該升壓轉換器的輸出端上的輸出電壓,在該輸出電壓低於一第二臨界值時,產生一第二信號;以及根據該第一信號及第二信號其中至少一個關閉該第一開關。
  9. 一種升壓轉換器的保護裝置,該升壓轉換器包含一電感 連接在一第一節點及一第二節點之間、一第一開關連接在該升壓轉換器的輸入端及該第一節點之間、一第二開關連接在該第二節點一接地端之間以及一二極體連接在該第二節點及該升壓轉換器的輸出端之間,該保護裝置包括:一過電壓保護電路,連接該第二節點,在該第二節點上的電壓大於一第一臨界值時或是該升壓轉換器的輸出端上的輸出電壓大於一第二臨界值時,產生一第一信號及一第二信號,該第二信號用以打關該第二開關以對該第二節點放電;一缺陷保護電路,根據該第一信號關閉該第一開關;以及一電流源,連接該第二節點,在該第一開關關閉後,提供一預充電電流對該第二節點充電;其中,在該第一開關關閉後,若該輸出電壓高於一第三臨界值且該第二節點上的電壓在一預設時間內超過一第四臨界值時,該缺陷保護電路持續關閉該第一開關。
  10. 如請求項9之保護裝置,更包括一比較器比較該輸出電壓及該第二臨界值以產生一比較信號至該過電壓保護電路。
  11. 如請求項9之保護裝置,更包括一比較器比較該輸出電壓及該第三臨界值以產生一比較信號至該缺陷保護電路。
  12. 如請求項9之保護裝置,更包括一比較器比較該第二節點上的電壓及該第四臨界值以產生一比較信號至該缺陷保護電路。
  13. 如請求項9之保護裝置,更包括一計時器用以計數該電流源開始對該第二節點充電至該第二節點上的電壓超過該第四臨界值的時間。
  14. 一種升壓轉換器的保護方法,該升壓轉換器包含一電感連接在一第一節點及一第二節點之間、一第一開關連接在該升壓轉換器的輸入端及該第一節點之間、一第二開關連接在該第二節點一接地端之間以及一二極體連接在該第二節點及該升壓轉換器的輸出端之間,該保護方法包括下列步驟:在該第二節點上的電壓大於一第一臨界值時或該升壓轉換器的輸出端上的輸出電壓大於一第二臨界值時,關閉該第一開關並打開該第二開關以對該第二節點放電;提供一預充電電流對該第二節點充電;以及若該升壓轉換器的輸出端上的輸出電壓高於一第三臨界值且從該預充電電流開始對該第二節點充電至該第二節點上的電壓大於一第四臨界值的時間小於一預設時間時,保持該第一開關關閉。
  15. 一種升壓轉換器的保護裝置,該升壓轉換器包含一電感連接在一第一節點及一第二節點之間、一第一開關連接在該升壓轉換器的輸入端及該第一節點之間、一第二開 關連接在該第二節點一接地端之間以及一二極體連接在該第二節點及該升壓轉換器的輸出端之間,該保護裝置包括:一第一偵測電路,偵測該升壓轉換器的輸出端上的輸出電壓產生一第一信號;一第二偵測電路,偵測該第二節點上的電壓,當該第二節點上的電壓小於一第二臨界值時,產生一第二信號;以及一缺陷保護電路,根據該第一及第二信號關閉該第一開關。
  16. 如請求項15之保護裝置,其中該第一偵測電路包括一比較器比較該輸出電壓及第一臨界值以產生該第一信號。
  17. 如請求項15之保護裝置,其中該第二偵測電路包括一比較器比較該第二節點上的電壓及第二臨界值以產生該第二信號。
  18. 一種升壓轉換器的保護方法,該升壓轉換器包含一電感連接在一第一節點及一第二節點之間、一第一開關連接在該升壓轉換器的輸入端及該第一節點之間、一第二開關連接在該第二節點一接地端之間以及一二極體連接在該第二節點及該升壓轉換器的輸出端之間,該保護方法包括下列步驟:偵測該升壓轉換器的輸出端上的輸出電壓產生一第一信號; 偵測該第二節點上的電壓,當該第二節點上的電壓小於一第二臨界值時,產生一第二信號;以及根據該第一及第二信號關閉該第一開關。
  19. 一種升壓轉換器的保護裝置,該升壓轉換器包含一電感連接在一第一節點及一第二節點之間、一第一開關連接在該升壓轉換器的輸入端及該第一節點之間、一第二開關連接在該第二節點一接地端之間、一二極體連接在該第二節點及該升壓轉換器的輸出端之間、一第一電阻連接在該升壓轉換器的輸出端及一回授端之間以及一第二電阻連接該回授端及該接地端之間,該保護裝置包括:一過電壓保護電路,連接該第二節點,在該第二節點上的電壓大於一第一臨界值時,產生一第一信號及一第二信號,該第二信號用以打關該第二開關以對該第二節點放電;一缺陷保護電路,根據該第一信號關閉該第一開關;以及一電流源,連接該第二節點,在該第一開關關閉後,提供一預充電電流對該第二節點充電;其中,在該第一開關關閉後,若該回授端上的電壓小於一第二臨界值且從該電流源開始對該第二節點充電至該第二節點上的電壓達到一第三臨界值的時間超過一預設時間,該缺陷保護電路持續關閉該第一開關。
  20. 如請求項19之保護裝置,更包括一比較器比較該回授端上的電壓及第二臨界值產生一比較信號給該缺陷保護電路。
  21. 如請求項19之保護裝置,更包括一比較器比較該第二節點上的電壓及該第三臨界值以產生一比較信號給該缺陷保護電路。
  22. 如請求項19之保護裝置,更包括一計時器用以計數該電流源開始對該第二節點充電至該第二節點上的電壓超過該第二臨界值的時間。
  23. 一種升壓轉換器的保護方法,該升壓轉換器包含一電感連接在一第一節點及一第二節點之間、一第一開關連接在該升壓轉換器的輸入端及該第一節點之間、一第二開關連接在該第二節點一接地端之間、一二極體連接在該第二節點及該升壓轉換器的輸出端之間、一第一電阻連接在該升壓轉換器的輸出端及一回授端之間以及一第二電阻連接該回授端及該接地端之間,該保護方法包括下列步驟:偵測該第二節點上的電壓,在該第二節點上的電壓大於一第一臨界值時,關閉該第一開關並打開該第二開關以對該第二節點放電提供一預充電電流對該第二節點充電;以及若該回授端上的電壓小於一第二臨界值且該第二節點上的電壓充到一第三臨界值的時間超過一預設時間時,持續關閉該第一開關。
  24. 一種升壓轉換器的保護裝置,該升壓轉換器包含一電感連接在一第一節點及一第二節點之間、一第一開關連接在該升壓轉換器的輸入端及該第一節點之間、一第二開關連接在該第二節點一接地端之間、一二極體連接在該第二節點及該升壓轉換器的輸出端之間、一第一電阻連接在該升壓轉換器的輸出端及一回授端之間以及一第二電阻連接該回授端及該接地端之間,該保護裝置包括:一偵測電路,偵測該回授端上的電壓,在該回授端上的電壓大於一第一臨界值時產生一第一信號;一過電壓保護電路,根據該第一信號產生一第二信號及一第三信號,該第三信號用以打關該第二開關以對該第二節點放電;一缺陷保護電路,根據該第二信號關閉該第一開關;以及一電流源,連接該第二節點,在該第一開關關閉後,提供一預充電電流對該第二節點充電;其中,在該第一開關關閉後,若該回授端上的電壓高於一第二臨界值且從該電流源開始對該第二節點充電至該第二節點上的電壓達到一第三臨界值的時間超過一預設時間時,該缺陷保護電路持續關閉該第一開關。
  25. 如請求項24之保護裝置,其中該偵測電路包括一比較器比較該回授端上的電壓及第一臨界值產生該第一信 號。
  26. 如請求項24之保護裝置,更包括一比較器比較該回授端上的電壓及該第二臨界值以產生一比較信號至該缺陷保護電路。
  27. 如請求項24之保護裝置,更包括一比較器比較該第二節點上的電壓及該第三臨界值以產生一比較信號至該缺陷保護電路。
  28. 如請求項24之保護裝置,更包括一計時器用以計數該電流源開始對該第二節點充電至該第二節點上的電壓超過該第三臨界值的時間。
  29. 一種升壓轉換器的保護方法,該升壓轉換器包含一電感連接在一第一節點及一第二節點之間、一第一開關連接在該升壓轉換器的輸入端及該第一節點之間、一第二開關連接在該第二節點一接地端之間、一二極體連接在該第二節點及該升壓轉換器的輸出端之間、一第一電阻連接在該升壓轉換器的輸出端及一回授端之間以及一第二電阻連接該回授端及該接地端之間,該保護方法包括下列步驟:偵測該回授端上的電壓,在該回授端上的電壓大於一第一臨界值時,關閉該第一開關並打關該第二開關以對該第二節點放電;提供一預充電電流對該第二節點充電;以及若該回授端上的電壓高於一第二臨界值且該第二節點上的電壓充到一第三臨界值的時間超過一預 設時間,持續關閉該第一開關。
TW097144839A 2008-11-20 2008-11-20 升壓轉換器的保護裝置及方法 TWI446670B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW097144839A TWI446670B (zh) 2008-11-20 2008-11-20 升壓轉換器的保護裝置及方法
US12/591,381 US8363369B2 (en) 2008-11-20 2009-11-18 Short circuit and open circuit protection for a boost converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW097144839A TWI446670B (zh) 2008-11-20 2008-11-20 升壓轉換器的保護裝置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201021379A TW201021379A (en) 2010-06-01
TWI446670B true TWI446670B (zh) 2014-07-21

Family

ID=42171856

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW097144839A TWI446670B (zh) 2008-11-20 2008-11-20 升壓轉換器的保護裝置及方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8363369B2 (zh)
TW (1) TWI446670B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105098718A (zh) * 2014-04-18 2015-11-25 新加坡商华科全球股份有限公司 电源供应装置与过电压保护方法
US11901808B2 (en) 2021-04-28 2024-02-13 Innolux Corporation Method for protecting circuit and electronic device

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9614431B2 (en) 2010-03-26 2017-04-04 Johnson Electric S.A. Control circuit and motor device
CN102201701A (zh) * 2010-03-26 2011-09-28 德昌电机(深圳)有限公司 控制电路、电机装置及使用该电机装置的风扇
CN101997423B (zh) * 2010-10-29 2012-09-05 广州金升阳科技有限公司 一种带输出短路保护功能的自振荡反激变换器
CN102013802B (zh) * 2010-12-17 2013-05-29 上海小糸车灯有限公司 一种具有短路保护功能的boost电路
US8611106B2 (en) * 2011-01-12 2013-12-17 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for adjusting current consumption of control chips to reduce standby power consumption of power converters
EP2702664B1 (en) * 2011-04-28 2018-01-17 Zoll Circulation, Inc. Battery management system with mosfet boost system
CN103797682B (zh) 2011-04-28 2017-08-25 佐尔循环公司 电池管理参数的病毒式分布
US8853958B2 (en) 2011-11-22 2014-10-07 Cree, Inc. Driving circuits for solid-state lighting apparatus with high voltage LED components and related methods
DE102012101516A1 (de) 2012-02-24 2013-08-29 Pilz Gmbh & Co. Kg Sicherheitsschaltvorrichtung mit Netzteil
ITBO20120111A1 (it) * 2012-03-06 2013-09-07 Magneti Marelli Spa Metodo di controllo di una trasmissione manuale automatica provvista di un dispositivo di blocco di parcheggio
JP5970936B2 (ja) * 2012-04-24 2016-08-17 株式会社ソシオネクスト 電源回路
US8810144B2 (en) 2012-05-02 2014-08-19 Cree, Inc. Driver circuits for dimmable solid state lighting apparatus
US10621942B2 (en) * 2012-06-06 2020-04-14 Texas Instruments Incorporated Output short circuit protection for display bias
US9131571B2 (en) 2012-09-14 2015-09-08 Cree, Inc. Solid-state lighting apparatus and methods using energy storage with segment control
US9203307B2 (en) * 2012-10-31 2015-12-01 Cree, Inc. Power converter with bias voltage regulation circuit
TWI493844B (zh) * 2012-11-29 2015-07-21 Power Forest Technology 電源轉換器控制電路
TWI462418B (zh) 2013-01-17 2014-11-21 Upi Semiconductor Corp 直流對直流轉換器之保護電路及保護方法
US9148055B2 (en) 2013-03-15 2015-09-29 Cooper Technologies Company Power system with electronic impedance switch controls and methods for supplying power to a load
JP5611420B1 (ja) * 2013-06-26 2014-10-22 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 Dc−dcコンバータ
JP2015008611A (ja) * 2013-06-26 2015-01-15 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 Dc−dcコンバータ
TWI497883B (zh) * 2013-08-14 2015-08-21 Beyond Innovation Tech Co Ltd 具有過電流與過電壓保護功能的升壓裝置
KR102208396B1 (ko) * 2013-12-30 2021-01-26 엘지디스플레이 주식회사 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 표시 장치
CN103746342B (zh) * 2014-01-10 2016-09-21 成都芯源***有限公司 升压变换器以及用于升压变换器的控制器及短路保护方法
US20150200586A1 (en) * 2014-01-12 2015-07-16 Energy Pass Incorporation Boost DC-DC Converter with Inrush Current Protection Device and Inrush Current Protecting Method
US9424122B2 (en) * 2014-05-21 2016-08-23 Hamilton Sundstrand Corporation Digital information transfer system including fault protection
US20170214313A1 (en) * 2014-05-29 2017-07-27 Calsonic Kansei Corporation Drive circuit for semiconductor switching element
JP5811237B1 (ja) * 2014-06-23 2015-11-11 Smk株式会社 Dc−dcコンバータ
TWI514731B (zh) * 2014-08-07 2015-12-21 Richtek Technology Corp 過壓保護電路以及過壓保護的方法
JP6545938B2 (ja) * 2014-08-28 2019-07-17 ローム株式会社 保護回路およびそれを用いたスイッチング電源の制御回路、電源回路、ならびに電子機器および基地局
US9819257B2 (en) * 2015-07-10 2017-11-14 Intersil Americas LLC DC-to-DC converter input node short protection
CN105119233B (zh) * 2015-07-27 2017-12-08 深圳市华星光电技术有限公司 一种保护电路
KR102502208B1 (ko) 2015-07-28 2023-02-22 삼성디스플레이 주식회사 직류-직류 변환기 및 이의 구동방법
JP6698303B2 (ja) * 2015-09-29 2020-05-27 ローム株式会社 半導体装置
CN105226940B (zh) * 2015-10-28 2018-01-23 成都芯源***有限公司 升压电路及其控制方法
JP6517862B2 (ja) * 2017-03-27 2019-05-22 ファナック株式会社 短絡故障検出機能を備えたコンバータ装置及びコンバータ装置の短絡故障検出方法
CN109639110B (zh) * 2018-12-20 2024-04-02 上海艾为电子技术股份有限公司 一种升压电路以及充电器
CN109756116B (zh) * 2019-01-30 2024-03-01 上海艾为电子技术股份有限公司 升压芯片及其短路保护电路
US11121541B2 (en) 2019-02-27 2021-09-14 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Solution to safely protect a boost converter from a short circuit to ground
CN111917287A (zh) * 2019-05-17 2020-11-10 中车大同电力机车有限公司 降压式变换电路及其过压保护装置、驱动方法
JP7348123B2 (ja) * 2020-03-25 2023-09-20 ローム株式会社 電源制御装置
CN111313373B (zh) * 2020-03-25 2022-11-29 广州华凌制冷设备有限公司 供电电路、电路故障检测方法、线路板及车载空调器
CN113328414B (zh) * 2021-08-02 2021-11-12 上海芯龙半导体技术股份有限公司南京分公司 短路保护电路

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6674272B2 (en) * 2001-06-21 2004-01-06 Champion Microelectronic Corp. Current limiting technique for a switching power converter
US7760479B2 (en) * 2008-04-09 2010-07-20 Fairchild Semiconductor Corporation Technique for combining in-rush current limiting and short circuit current limiting

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105098718A (zh) * 2014-04-18 2015-11-25 新加坡商华科全球股份有限公司 电源供应装置与过电压保护方法
CN105098718B (zh) * 2014-04-18 2018-09-18 新加坡商华科全球股份有限公司 电源供应装置与过电压保护方法
US11901808B2 (en) 2021-04-28 2024-02-13 Innolux Corporation Method for protecting circuit and electronic device

Also Published As

Publication number Publication date
TW201021379A (en) 2010-06-01
US20100123978A1 (en) 2010-05-20
US8363369B2 (en) 2013-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI446670B (zh) 升壓轉換器的保護裝置及方法
EP2897270B1 (en) Switched capacitor DC-DC converter with reduced in-rush current and fault protection
US9479060B2 (en) Control circuit, battery power supply device and control method
US7994757B2 (en) DC-DC converter
KR20070032926A (ko) 단락 보호 회로를 가지는 dc-dc 컨버터
JP4682624B2 (ja) 直流電源装置
US9088157B2 (en) Boost type power converting apparatus with protection circuit
US10498132B2 (en) Methods and apparatus to disable a trip circuit during self test in ground fault circuit interrupters
CN217116458U (zh) 一种控制电路、过压保护电路、控制芯片及驱动电源
CN101753003B (zh) 升压转换器的保护装置及方法
JP2010226819A (ja) 電源装置
CN101958533B (zh) 用于隔离式电源供应器的电流感测电阻短路保护装置及方法
CN207753898U (zh) 一种基于浮地buck架构的输出过压保护电路
US20230273246A1 (en) Systems and methods for overcurrent detection of charge pumps
JP2011101512A (ja) Usb接続機器に用いる入力保護回路
US11749983B2 (en) Startup protection circuit, for interrupting startup of a boost DC-DC switching converter
CN101378226A (zh) 具二极管开路保护机制的电源转换器及其脉宽调制控制器
US11469739B2 (en) Filter capacitor discharge circuit, conversion circuit, and operation method of discharging filter capacitor
US11245272B2 (en) Output protector for charger
US20140063858A1 (en) Supply voltage control
KR20150068310A (ko) 배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치
CN109818328B (zh) 一种开关电源过压保护电路
CN204559091U (zh) 用于pwm调制型音频功放的输入短路保护电路
US20120257309A1 (en) Electronic control device
US20120153914A1 (en) Load control apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees