短路保護電路的製作方法
2023-05-14 03:42:01
短路保護電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種短路保護電路，耦接於輸出調整電路，包括短路檢測模塊、計數模塊，以及與軟啟動無連動關係的第一信號發生模塊和第二信號發生模塊。其中，當該短路檢測模塊，偵測到該輸出調整電路的輸出處於短路狀態時送出短路信號，該短路信號令該計數模塊計數經過該第一時鐘周期，並送出信息令該第一信號發生模塊發出休眠開始信號，令該輸出調整電路停止輸出，並且，當該第一信號發生模塊發出該休眠開始信號，該休眠開始信號令該計數模塊計數經過該第二時鐘周期，之後該第二信號發生模塊發出休眠結束信號，令該輸出調整電路重新開始輸出。
【專利說明】短路保護電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種短路保護電路，尤指一種具有打嗝模式的短路保護電路。
【背景技術】
[0002]在現今的市場上，大電流DC-DC開關電源被廣泛地使用著，然而，使用此種電源的系統一旦發生短路的意外時，可能會因為溫度過度升高而引發安全事故，因此需要附加有短路保護電路以提聞廣品的可罪性。
[0003]目前習知的短路保護電路主要使用兩種方式，其中一種為折返式電流限制，其以開關電源的輸出電流限流值為控制目標，但這種短路保護電路的方式具有缺點，包括不具有徹底的自動恢復能力，以及因無法無限制的漸低限流閾值，並不能大幅降低短路消耗等等。另一較佳的方式為打嗝模式(hiccup mode)的短路保護電路，當檢測到輸出過流並持續特定時間後，令開關電源進入休眠模式，停止輸出，經軟啟動時間的整數倍後，再重新啟動開關電源，若短路狀態仍未移除，則重複上述休眠及再啟動程序。
[0004]此種打嗝模式的方式仍有兩個主要的缺點，其一是遇到短路狀況時，必須經過一個軟啟動周期的限流工作狀態才能進入休眠，而軟啟動周期通常是毫秒量級，於此段的限流工作狀態時間中開關電源系統將承受巨大的功耗，並將因此加速老化，另一缺點則是休眠時間以軟啟動周期為最小單位，加長休眠時間雖可降低短路時的功耗，卻也會因此加長短路恢復的響應時間。
[0005]因此，如何提供一種具有打嗝模式的降低短路平均功耗的功能，且能減少系統處於承受巨大功耗的時間，以及提高系統從短路異常恢復到正常工作的響應速度的短路保護電路，即為各家業者亟待解決的課題。
實用新型內容
[0006]鑑於習知技術的種種缺失，本實用新型的主要目的，即在於提供一種具有打嗝模式的降低短路平均功耗的功能，且能減少系統處於承受巨大功耗的時間，以及提高系統從短路異常恢復到正常工作的響應速度的短路保護電路。
[0007]為了達到上述目的及其他目的，本實用新型提供一種短路保護電路，耦接於輸出調整電路，其特徵在於，包括短路檢測模塊、計數模塊、第一信號發生模塊以及第二信號發生模塊。其中，該輸出調整電路向外部負載輸出電壓，另以短路檢測模塊，偵測該輸出調整電路的輸出是否處於短路狀態，並於短路狀態時送出短路信號。
[0008]計數模塊用以計數第一時鐘周期以及第二時鐘周期，供該第一信號發生模塊以及第二信號發生模塊使用，當該短路檢測模塊偵測到該輸出調整電路的輸出處於短路狀態，該短路信號令該計數模塊計數經過該第一時鐘周期，之後該第一信號發生模塊發出休眠開始信號，令該輸出調整電路停止輸出，並且，當該第一信號發生模塊發出該休眠開始信號，該休眠開始信號令該計數模塊計數經過該第二時鐘周期，之後該第二信號發生模塊發出休眠結束信號，令該輸出調整電路重新開始輸出。
[0009]相較於習知技術，本實用新型之短路保護電路藉由獨立的該第一信號發生模塊、第二信號發生模塊，令打嗝計數，也就是休眠開始前的第一時鐘周期以及休眠時的第二時鐘周期之計數，不再與軟啟動之間具有連動關係，故能在具有打嗝模式的降低短路平均功耗的功能之餘，同時能減少系統處於承受巨大功耗的時間，以及提高系統從短路異常恢復到正常工作的響應速度，充分地解決了現有技術的缺失。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的短路保護電路實施例的電路架構示意圖。
[0011]圖2為本實用新型的短路保護電路另一實施例的信號流程示意圖。
[0012]符號說明:
[0013]I 短路保護電路
[0014]2 負載
[0015]3 輸出調整電路
[0016]11短路檢測模塊
[0017]12計數模塊
[0018]13第一信號發生模塊
[0019]14第二信號發生模塊
[0020]111反饋電壓
[0021]112短路參考電壓
[0022]121電路時鐘周期
【具體實施方式】
[0023]以下藉由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本實用新型的其他優點與功效。本實用新型可由其他不同的具體實施例加以施行或應用。
[0024]請參閱圖1，以了解本實用新型所述的短路保護電路的運作方式。如圖所示，本實用新型的短路保護電路1，耦接於輸出調整電路3，其特徵在於，包括短路檢測模塊11、計數模塊12、第一信號發生模塊13以及第二信號發生模塊14。
[0025]輸出調整電路3，向外部負載輸出電壓。
[0026]短路檢測模塊11，用以偵測該輸出調整電路3的輸出是否處於短路狀態，並於短路狀態時送出短路信號。更進一步來說，短路檢測模塊11藉由比對該輸出調整電路3所輸出電壓的反饋電壓111，以及短路參考電壓112來偵測是否處於短路狀態，當處於短路狀態時，反饋電壓111低於短路參考電壓112，此時短路檢測模塊11將送出短路信號。
[0027]計數模塊12，由電路時鐘周期121，計數出第一時鐘周期以及第二時鐘周期。當計數模塊12接收到短路檢測模塊11送出的短路信號，開始計數，並於計數經過該第一時鐘周期後，發出信息。
[0028]第一信號發生模塊13，當接收到計數模塊12所發出之信息，發出休眠開始信號，令該輸出調整電路3停止輸出，此時從偵測出短路狀況開始，已經過該第一時鐘周期的時間，此段時間電路具有短路功耗。
[0029]第二信號發生模塊14，當第一信號發生模塊13發出該休眠開始信號，該休眠開始信號令該計數模塊12計數經過該第二時鐘周期，之後，第二信號發生模塊14發出休眠結束信號，令該輸出調整電路3開始輸出。在第一信號發生模塊13發出休眠開始信號後，輸出調整電路3停止輸出，故電路不具有短路功耗，直到經過第二時鐘周期後，第二信號發生模塊14發出休眠結束信號，令該輸出調整電路3開始輸出，若此時短路狀態仍未解除，短路檢測模塊11將偵測到短路狀態，並重複上述過程。
[0030]由上述內容可知，電路具有短路功耗的時間等於該第一時鐘周期，若該第一時鐘周期與第二時鐘周期的比例為l:n，則具有本實用新型的短路保護電路I的系統的短路平均功耗為沒有短路保護電路系統的I/(1+n)，該第二時鐘周期越大於該第一時鐘周期，則短路平均功耗減低越多。
[0031]於一實施例中，該第一時鐘周期可為32時鐘周期，該第二時鐘周期可為1024時鐘周期，兩者比例為1:32，可達到如此極低的短路平均功耗。
[0032]另外，該第一時鐘周期為32時鐘周期，僅約100微秒(μ s)左右，小於習知技術的毫秒量級，故本實用新型的短路保護電路I承受瞬時短路功耗的時間較少。
[0033]並且，相關於系統從短路異常恢復到正常工作的響應速度的休眠狀態期間，也就是該第二時鐘周期，也小於習知技術，故本實用新型的短路保護電路I擁有較佳的恢復響應速度。
[0034]於一實施例中，計數模塊12可具有複數個計數器以分別計數該第一時鐘周期以及第二時鐘周期。
[0035]於一較佳實施例中，計數模塊12可具有自動復位功能，以使用單一計數器計數該第一時鐘周期以及第二時鐘周期，可避免增加電路規模並節省成本。
[0036]另外，該休眠開始信號可為窄脈衝信號，約為100奈秒(ns)寬度的窄脈衝，並傳送至該計數模塊12令該計數模塊12復位，且於該計數模塊12復位完成之後立即釋放，因此並不妨礙計數模塊12對於休眠狀態的計數。
[0037]以及，該休眠結束信號可為窄脈衝信號，約為100奈秒(ns)寬度的窄脈衝，並傳送至該計數模塊12令該計數模塊12復位，且於該計數模塊12復位完成之後立即釋放。
[0038]於一實施例中，第一信號發生模塊13與第二信號發生模塊14可具有相同的電路結構，兩者工作機制與信號流程皆為相同或大致相同，差異之處在於兩者的控制信號。
[0039]請參閱圖2，圖2為本實用新型的短路保護電路I另一實施例的信號流程示意圖。短路指示顯示短路狀態，計數時鐘表示電路時鐘周期121，32*時鐘指32個時鐘周期，1024*時鐘指1024個時鐘周期，休眠開始窄脈衝表示休眠開始信號，休眠結束窄脈衝表示休眠結束信號，休眠狀態指示表示電路停止輸出期間，輸出電感電流為該輸出調整電路3所輸出的電感電流。
[0040]如圖2所示，當短路檢測模塊11偵測到短路狀態，送出短路信號，令計數模塊12計數第一時鐘周期，例如為32個時鐘周期，之後第一信號發生模塊13送出休眠開始信號，令輸出調整電路3停止輸出且令計數模塊12計數第二時鐘周期，例如為1024個時鐘周期，之後第二信號發生模塊14送出休眠結束信號，令輸出調整電路3重新開始輸出，若短路狀態仍未解除，則計數模塊12再次計數第一時鐘周期，重複上述計數第一時鐘周期至令輸出調整電路3重新開始輸出的動作。
[0041]綜上所述，本實用新型的短路保護電路藉由獨立的該第一信號發生模塊、第二信號發生模塊，令打嗝計數，不再與軟啟動之間具有連動關係，故能在具有打嗝模式的降低短路平均功耗的功能之餘，同時能減少系統處於承受巨大功耗的時間，以及提高系統從短路異常恢復到正常工作的響應速度，另外，第一信號發生模塊、第二信號發生模塊可具有相同的電路結構，並使用同一具復位功能的計數模塊，以節省成本。
[0042]由以上較佳具體實施例的描述，本領域具有通常知識者當可更加清楚本實用新型的特徵與精神，惟上述實施例僅為說明本實用新型的原理及其功效，而非用以限制本實用新型。因此，任何對上述實施例進行的修改及變化仍不脫離本實用新型的精神，且本實用新型的權利範圍應如權利要求書所述。
【權利要求】
1.一種短路保護電路，耦接於輸出調整電路，其特徵在於，包括: 短路檢測模塊，用以偵測該輸出調整電路的輸出是否處於短路狀態，並於短路狀態時送出短路信號； 計數模塊，用以計數第一時鐘周期以及第二時鐘周期； 第一信號發生模塊，當該短路檢測模塊偵測到該輸出調整電路的輸出處於短路狀態，送出該短路信號令該計數模塊計數經過該第一時鐘周期後，該第一信號發生模塊發出休眠開始信號，令該輸出調整電路停止輸出；以及 第二信號發生模塊，當該第一信號發生模塊發出該休眠開始信號，該休眠開始信號令該計數模塊計數經過該第二時鐘周期後，該第二信號發生模塊發出休眠結束信號，令該輸出調整電路開始輸出。
2.根據權利要求1所述的短路保護電路，其特徵在於，該短路檢測模塊比對該輸出調整電路所輸出電壓的反饋電壓，以及短路參考電壓來偵測是否處於短路狀態。
3.根據權利要求1所述的短路保護電路，其特徵在於，該計數模塊具有自動復位功能。
4.根據權利要求3所述的短路保護電路，其特徵在於，該休眠開始信號為窄脈衝信號，並傳送至該計數模塊令該計數模塊復位。
5.根據權利要求3所述的短路保護電路，其特徵在於，該休眠結束信號為窄脈衝信號，並傳送至該計數模塊令該計數模塊復位。
6.根據權利要求1所述的短路保護電路，其特徵在於，該第一信號發生模塊與該第二信號發生模塊具有相同的電路結構。
【文檔編號】H02M1/32GK204013204SQ201420435841
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月4日 優先權日:2014年8月4日
【發明者】蔣浩 申請人:帝奧微電子有限公司