本發(fā)明實施方式涉及開關(guān)電源領域，特別是涉及一種保護電路和電壓變換器。

背景技術(shù)：

1、boost電路是dc-dc變換器中一種常見的開關(guān)直流升壓電路，因其輸出電壓的提升能力和穩(wěn)定性，被廣泛應用在開關(guān)電源、直流電機傳動、光伏發(fā)電系統(tǒng)以及電動汽車的驅(qū)動控制領域。

2、當dc-dc變換器的輸出端負載電流較大或者發(fā)生短路時，整個回路會產(chǎn)生巨大的電流，該電流會損壞boost電路中的有源開關(guān)器件或者無源器件等，給dc-dc變換器的應用造成安全隱患。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施方式主要解決的技術(shù)問題是提供一種保護電路和電壓變換器，能夠在電感電流增大到一定程度時，控制開關(guān)管關(guān)閉，以減小電感電流，提高電壓變換器的安全性和可靠性。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施方式采用的一個技術(shù)方案是：提供一種保護電路，包括：第一鏡像模塊、第二鏡像模塊、控制模塊和反饋模塊，所述第一鏡像模塊分別和所述控制模塊、待檢測電感、所述反饋模塊和所述第二鏡像模塊連接，所述反饋模塊和所述控制模塊連接；所述第一鏡像模塊輸出第一參考電流和第一受控電流至所述控制模塊，并輸出第二受控電流至所述第二鏡像模塊；所述第一受控電流和所述第二受控電流均等于所述第一參考電流，電感電流的增大驅(qū)使所述第一參考電流增大；所述第二鏡像模塊的恒流源輸出第二參考電流，控制第三受控電流等于所述第二參考電流，以使第一鏡像模塊在所述第二受控電流大于所述第二參考電流時輸出反饋信號，所述第三受控電流為所述第二鏡像模塊的輸入端電流；所述反饋模塊響應于所述反饋信號輸出控制信號至所述控制模塊，所述控制模塊響應于所述控制信號關(guān)閉，以減小所述電感電流。

3、在一些實施例中，所述第一鏡像模塊包括模擬電壓源avdd、運算放大器u1、電容c1、開關(guān)管mp1、開關(guān)管mp2、開關(guān)管mp3、電阻r1、電阻r2、電阻r3、電阻r5和電阻r6，其中，所述開關(guān)管m1的源極、所述開關(guān)管m2的源極和所述開關(guān)管m3的源極連接所述模擬電壓源avdd，所述開關(guān)管mp1的柵極連接所述電容c1的第一端、運算放大器u1的輸出端、所述開關(guān)管mp2的柵極和所述開關(guān)管mp3的柵極；所述開關(guān)管mp1的漏極連接所述電阻r3的第一端和所述電阻r5的第一端，所述電阻r3的第二端連接所述電容c1的第二端，所述電阻r5的第二端連接所述電阻r1的第一端和所述運算放大器u1的反相輸入端，所述電阻r1的第二端連接所述待檢測電感和所述控制模塊的第一輸入端；所述開關(guān)管mp2的漏極連接所述電阻r6的第一端，所述電阻r6的第二端連接所述電阻r2的第一端和所述運算放大器u1的同相輸入端，所述電阻r2的第二端連接所述控制模塊的第二輸入端；所述開關(guān)管mp3的漏極連接所述反饋模塊的輸入端和第二鏡像模塊的第一輸入端。

4、在一些實施例中，所述第二鏡像模塊包括恒流源iref、開關(guān)管mn1和開關(guān)管mn2，所述開關(guān)管mn2的漏極連接所述開關(guān)管mn2的柵極、所述開關(guān)管mn1的柵極和所述第一鏡像模塊的第三輸出端，所述開關(guān)管mn1的漏極連接所述恒流源iref，所述開關(guān)管mn2的源極和所述開關(guān)管mn1的源極接地。

5、在一些實施例中，所述開關(guān)模塊包括反相器u2、與門單元u3、開關(guān)管mn3和開關(guān)管mn4，所述反相器u2的輸入端連接所述反饋模塊的輸出端，所述反相器u2的輸出端連接所述與門單元u3的第一輸入端，所述與門單元u3的第二輸入端連接驅(qū)動信號源，所述與門單元u3的輸出端連接所述開關(guān)管mn3的柵極和所述開關(guān)管mn4的柵極，所述開關(guān)管mn4的漏極連接所述第一鏡像模塊的第一輸出端和所述待檢測電感，所述開關(guān)管mn3的漏極連接所述第一鏡像模塊的第二輸出端，所述開關(guān)管mn3的源極和所述開關(guān)管mn4的源極接地。

6、在一些實施例中，所述反饋模塊包括同相施密特觸發(fā)器u4，所述同相施密特觸發(fā)器u4的輸入端連接所述第一鏡像模塊的第三輸出端，所述同相施密特觸發(fā)器u4的輸出端連接所述反相器u2的輸入端。

7、在一些實施例中，所述反饋模塊包括反相施密特觸發(fā)器u4和反相器u5，所述反相施密特觸發(fā)器u4的輸入端連接所述第一鏡像模塊的第三輸出端，所述反相施密特觸發(fā)器u4的輸出端連接所述反相器u5的輸入端，所述反相器u5的輸出端連接所述反相器u2的輸入端。

8、在一些實施例中，所述電阻r1的阻值等于所述電阻r2的阻值。

9、在一些實施例中，所述開關(guān)管mn3和所述開關(guān)管mn4的類型相同。

10、在一些實施例中，所述電感電流根據(jù)下式計算獲得：

11、il＝i1*(rds2/rds1-1)，

12、其中，il為所述電感電流，rds2為開關(guān)管mn3的電阻，rds1為開關(guān)管mn4的電阻。

13、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施方式采用的另一個技術(shù)方案是：提供一種電壓變換器，包括：boost電路；驅(qū)動信號源；如上所述的保護電路，所述保護電路分別連接所述boost電路和所述驅(qū)動信號源。

14、本發(fā)明實施方式的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明實施方式通過控制第二受控電流保持不變，使得當電感電流增大到一定程度時，第二受控電流分流至反饋模塊控制開關(guān)模塊關(guān)閉，以減小電感電流，提高電壓變換器的安全性和可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種保護電路，其特征在于，包括：第一鏡像模塊、第二鏡像模塊、控制模塊和反饋模塊，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述第一鏡像模塊包括模擬電壓源avdd、運算放大器u1、電容c1、開關(guān)管mp1、開關(guān)管mp2、開關(guān)管mp3、電阻r1、電阻r2、電阻r3、電阻r5和電阻r6，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述第二鏡像模塊包括恒流源iref、開關(guān)管mn1和開關(guān)管mn2，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述開關(guān)模塊包括反相器u2、與門單元u3、開關(guān)管mn3和開關(guān)管mn4，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其特征在于，所述反饋模塊包括同相施密特觸發(fā)器u4，所述同相施密特觸發(fā)器u4的輸入端連接所述第一鏡像模塊的第三輸出端，所述同相施密特觸發(fā)器u4的輸出端連接所述反相器u2的輸入端。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其特征在于，所述反饋模塊包括反相施密特觸發(fā)器u4和反相器u5，所述反相施密特觸發(fā)器u4的輸入端連接所述第一鏡像模塊的第三輸出端，所述反相施密特觸發(fā)器u4的輸出端連接所述反相器u5的輸入端，所述反相器u5的輸出端連接所述反相器u2的輸入端。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，所述電阻r1的阻值等于所述電阻r2的阻值。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其特征在于，所述開關(guān)管mn3和所述開關(guān)管mn4的類型相同。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電路，其特征在于，所述電感電流根據(jù)下式計算獲得：

10.一種電壓變換器，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明實施方式公開了一種保護電路和電壓變換器，該電路包括：第一鏡像模塊、第二鏡像模塊、控制模塊和反饋模塊，第一鏡像模塊輸出第一參考電流和第一受控電流至控制模塊，并輸出第二受控電流至第二鏡像模塊；第二鏡像模塊的恒流源輸出第二參考電流至第二鏡像模塊，控制第三受控電流等于第二參考電流，以使第一鏡像模塊在第二受控電流大于第二參考電流時輸出反饋信號；反饋模塊響應于反饋信號輸出控制信號至控制模塊，控制模塊響應于控制信號關(guān)閉，以減小電感電流。本發(fā)明通過控制第二受控電流保持不變，使得當電感電流增大到一定程度時，第二受控電流分流至反饋模塊控制開關(guān)模塊關(guān)閉，以減小電感電流，提高電壓變換器的安全性和可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：宋明鑫,盛懷亮
受保護的技術(shù)使用者：上?；勰芴┌雽w科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21