具有短路侦测功能的电源转换电路及其短路侦测方法与流程

本发明涉及一种可侦测短路状态的电源转换电路。本发明还涉及用于短路侦测用电源转换电路的短路侦测方法。

背景技术：

1、美国专利第10，483，755号采取一种不同于本发明的方法以用于短路侦测。

2、显示面板中，芯片或印刷电路板上的制造瑕疵或老旧部件可能会导致短路或大量的漏电问题，其可造成芯片、印刷电路板或其整体显示设备上的严重损害。为了防止此类问题，许多已知显示面板于显示器于启动至正常操作状态的期间进行短路侦测与保护。

3、图1a及1b是显示一已知的具有短路侦测功能的电源转换电路(短路侦测电路100)(美国专利第10，483，755号)及其流程图。如图1a及1b所示，于步骤s100，电压转换器1在短路侦测时段tsd期间于第一输出节点提供第一驱动电压dv1。于步骤s200，比较器210用以判断第二输出节点的第二驱动电压dv2的幅度是否超过参考电压vref的幅度。当第二驱动电压dv2高于参考电压vref时，其表示第一输出节点及第二输出节点之间的电阻低于短路电阻阈值，此时可停机。于另一方面，若第二驱动电压dv2的幅度未超过参考电压vref的幅度，在短路侦测时段tsd后，电压转换器2则由第二输出节点提供具有操作位准的第二驱动电压dv2。

4、本发明提出了一崭新的短路侦测方式，其利用了显示面板中电源供应电路的操作频率正比于面板中供应电压之间的漏电流的特性。通过利用一单纯的数字电路，其可侦测漏电流量，并于需要时将电源供应电路停机，以避免整体系统损坏。

5、与现有技术相比，本发明并未利用模拟电路进行短路侦测。其可单纯地以利用脉冲计数器及多个数字门的数字电路加以实施。因此，可节省电路面积且可改善可靠度。此外，短路侦测位准可通过单纯的数字编程简易地加以调整。

技术实现思路

1、从一观点，本发明提供一种电源转换电路包括：一第一电源转换器，用以产生一第一驱动电压；以及一第二电源转换器，包括至少一开关，用以切换一电感，以产生一第二驱动电压；其中于一操作模式中，该第一驱动电压及该第二驱动电压被分别加以调节至一第一驱动位准及一第二驱动位准，以作为用以驱动一负载的供应电压；其中于一短路侦测模式中，该第一驱动电压被加以调节至该第一驱动位准，该第二电源转换器用以操作于一脉冲频率调制模式，以将该第二驱动电压调制至一短路侦测位准，当该第二电源转换器的一切换频率超过一频率阈值时，该第二驱动电压与该第一驱动电压之间判断为发生一短路状态；其中该切换频率有关于该第二驱动电压与该第一驱动电压之间的一漏电流，于该短路侦测模式中，该负载所消耗的一负载电流小于一预定位准。

2、于一较佳实施例中，该切换频率正比于该漏电流或正比于该漏电流加上一偏移电流，其中该偏移电流是由该第二电源转换器于产生该第二驱动电压时，自该第二驱动电压所消耗的电流。

3、于一较佳实施例中，于该短路侦测模式中，该第二电源转换器的该至少一开关的一第一开关，以一固定导通时间切换方式进行切换。

4、于一较佳实施例中，于该短路侦测模式中，该第二电源转换器操作于一非连续导通模式。

5、于一较佳实施例中，该第二电源转换器包括：一功率级电路，包括一第一开关及一第二开关，用以于该操作模式中切换该电感，以产生该第二驱动电压；一切换控制电路，用以产生一控制信号，以根据该第二驱动电压与一参考电压之间的差值对该第一开关及该第二开关进行控制；以及一频率侦测电路，用以于该短路侦测模式中，测量该控制信号的该切换频率，以判断该切换频率是否超过该频率阈值，进而判断是否发生该短路状态。

6、于一较佳实施例中，于该短路侦测模式中，该第二开关控制成不导通，使得该第二电源转换器操作于一异步模式，其中该电感的一电流的至少一部分流经该第二开关的一内接二极管。

7、于一较佳实施例中，该功率级电路还包括一第三开关，其中于该短路侦测模式中，该第三开关控制成不导通，其中于该操作模式中，该第二开关及该第三开关用以切换该电感，以产生该第二驱动电压且控制该第二驱动电压至该第二驱动位准。

8、于一较佳实施例中，于该操作模式中，该第一开关控制成不导通，其中该第二开关及该第三开关被加以控制成以脉宽调制进行切换，用以产生该第二驱动电压且控制该第二驱动电压至该第二驱动位准。

9、于一较佳实施例中，该第一开关连接于该第一驱动电压与该电感的一端之间，其中于该短路侦测模式中，经由切换该第一开关以转换该第一驱动电压而产生该第二驱动电压，其中该第二驱动电压调节于该短路侦测位准。

10、于一较佳实施例中，该第一开关连接于该第一驱动电压与一切换节点之间，该第二开关连接于该切换节点与该第二驱动电压之间，该第三开关连接于一输入电压与该切换节点之间，且该电感连接于该切换节点与一接地节点之间，使得该第二电源转换器配置成一升降压直流转直流转换器。

11、于一较佳实施例中，该切换控制电路包括：一比较电路，用以比较该第二驱动电压与一参考电压，以产生一比较输出信号；以及一脉冲频率调制电路，于该短路侦测模式中，利用该比较输出信号调制具有一恒定脉宽的一时钟信号，以产生该控制信号，进而控制该第一开关，使其操作于该脉冲频率调制模式。

12、于一较佳实施例中，该频率侦测电路在一预定时段内计数该控制信号的一脉冲数量，以测量该控制信号的该切换频率。

13、于一较佳实施例中，该短路侦测位准的幅度小于该第二驱动位准的幅度。

14、从另一观点，本发明提供一种短路侦测方法，用于侦测一第一驱动电压与一第二驱动电压之间的一短路状态，其中该第二驱动电压通过控制至少一开关而产生，该至少一开关用于切换一电感；其中于一操作模式中，该第一驱动电压及该第二驱动电压被分别加以调节至一第一驱动位准及一第二驱动位准以作为用于驱动一负载的供应电压；其中该短路侦测方法于一短路侦测模式中实施，该短路侦测方法包括：将该第一驱动电压调节至该第一驱动位准；控制该至少一开关，使其操作于一脉冲频率调制模式，以将该第二驱动电压调节至一短路侦测位准；以及通过判断该至少一开关的一切换频率是否超过一频率阈值而侦测该短路状态；其中该切换频率有关于该第二驱动电压与该第一驱动电压之间的一漏电流，于该短路侦测模式中，该负载所消耗的一负载电流小于一预定位准。

15、于一较佳实施例中，该切换频率正比于该漏电流或正比于该漏电流加上一偏移电流，其中该偏移电流是于产生该第二驱动电压时，通过操作该至少一开关而从该第二驱动电压所消耗。

16、于一较佳实施例中，于该短路侦测模式中，该至少一开关的一第一开关以一固定导通时间切换方式进行切换。

17、于一较佳实施例中，于该短路侦测模式中，该至少一开关操作该电感于一非连续导通模式。

18、于一较佳实施例中，该至少一开关包括一第一开关及一第二开关，其用以于该操作模式中切换该电感，以产生该第二驱动电压，其中控制该至少一开关的步骤包括：产生一控制信号，以根据该第二驱动电压与一参考电压之间的差值对该第一开关及该第二开关进行控制；以及于该短路侦测模式中测量该控制信号的该切换频率，以判断该切换频率是否超过该频率阈值，进而判断是否发生该短路状态。

19、于一较佳实施例中，控制该至少一开关的步骤还包括：通过将该第二开关控制成不导通而将该第一开关及该第二开关操作于一异步模式，其中该电感的一电流的至少一部分流经该第二开关的一内接二极管。

20、于一较佳实施例中，该至少一开关还包括一第三开关，其中于该短路侦测模式中，该第三开关控制成不导通，其中于该操作模式中，该第二开关及该第三开关用以切换该电感，以产生该第二驱动电压且控制该第二驱动电压至该第二驱动位准。

21、于一较佳实施例中，于该操作模式中，该第一开关控制成不导通，其中该第二开关及该第三开关被加以控制成以脉宽调制进行切换，用以产生该第二驱动电压且控制该第二驱动电压至该第二驱动位准。

22、于一较佳实施例中，产生该控制信号的步骤包括：比较该第二驱动电压与一参考电压，以产生一比较输出信号；以及于该短路侦测模式中利用该比较输出信号调制具有一恒定脉宽的一时钟信号，以产生该控制信号，进而控制该第一开关，使其操作于该脉冲频率调制模式。

23、于一较佳实施例中，测量该切换频率的步骤包括：在一预定时段内计数该控制信号的一脉冲数量，以测量该控制信号的该切换频率。

24、于一较佳实施例中，该短路侦测位准的幅度小于该第二驱动位准的幅度。

25、以下通过具体实施例详加说明，会更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所实现的效果。