設有短路保護模塊的開關電源的製作方法
2023-06-20 11:02:11 2
專利名稱：設有短路保護模塊的開關電源的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及開關電源技術領域，具體地說，涉及一種設有短路保護模塊的開關電源，尤其是用於工業縫紉機的開關電源。
背景技術：
縫紉機是用一根或多根縫紉線，在縫料上形成一種或多種線跡，使一層或多層縫料交織或縫合起來的機器。縫紉機能縫製棉、麻、絲、毛、人造纖維等織物和皮革、塑料、紙張等製品，縫出的線跡整齊美觀、平整牢固，縫紉速度快、使用簡便。工業縫紉機包括平縫機、鏈縫機、包縫機及繃縫機等，開關電源是工業縫紉機的重要部件。開關電源是由一個開關控制元件來控制變壓器初級的開通和關斷來實現變壓器次級的電壓輸出，但如果次級輸出端因為某些原因短路的話，則會導致開關控制元件及外圍電路的損壞而使變壓器停止工作。隨著現在開關電源的廣泛使用，其短路保護的方案也是越來越五花八門，但不乏有優缺點，有些往往是治標不治本，亦或者是由於元件存在著離散性而致使短路保護效果不盡如人意。
實用新型內容本實用新型是為了解決現有工業縫紉機的開關電源的輸出端在變壓器的次級輸出端發生意外短路時，容易導致開關控制元件及周邊電路的損壞的問題提供一種設有短路保護模塊的開關電源。本實用新型所需要解決的技術問題，可以通過以下技術方案來實現一種設有短路保護模塊的開關電源，包括變壓器和開關控制元件，所述變壓器的初級輸入端通過場效應管與開關控制元件連接以在開關控制元件的控制下開通和關斷，所述變壓器的次級輸出端通過隔離光耦與開關控制元件連接以將次級輸出端信號反饋開關控制元件，其特徵在於開關控制元件外圍設有在變壓器次級輸出端短路時令開關控制元件停止工作的保護模塊。本實用新型中，所述開關控制元件採用8管腳的UC3843，場效應管的D極連接變壓器的初級輸入端，場效應管的G極連接開關控制元件的6腳，場效應管的S極接地並通過第一電阻與開關控制元件的3腳連接。本實用新型中，所述保護模塊包括第二電阻，所述第二電阻一端接地，另一端與第一電阻以及場效應管的S極連接，變壓器的輸出端電流一旦增大，第二電阻上的電壓就會上升，開關控制元件UC3843的3腳的電壓也會跟著上升，當開關控制元件UC3843檢測到3 腳電壓超過IV時，開關控制元件UC3843就會停止工作，起到保護作用。所述保護模塊包括第一二極體、第一電容、第三電阻、第四電阻和第一三極體，第一二極體的正極連接場效應管的S極，第一二極體的負極連接第一電容和第三電阻，第一電容的另一端接地，第三電阻的另一端連接第一三極體的B極，第一三極體的E極接地，第一三極體的C極連接開關控制元件UC3843的4腳，第一三極體的B極和E極之間設有第四電阻，這樣，隨著第二電阻的電壓的升高，第一二極體導通，使得第一三極體開通，開關控制元件UC3843的4腳和地短接，使得與開關控制元件UC3843連接的振蕩電阻和振蕩電容不起振，開關控制元件UC3843的4腳檢測不到起振，開關控制元件UC3843停止工作，起到保護作用。所述保護模塊包括第二二極體、第一電解電容、第二電容，第二二極體的正極連接變壓器初級的第一腳繞組，第二二極體的負極連接第一電解電容的正極、第二電容以及開關控制元件UC3843的7腳，第一電解電容的負極和第二電容的另一端連接變壓器初級的第二腳繞組，變壓器初級的第二腳繞組進行接地，這樣，變壓器次級輸出端的短路還會造成變壓器初級第一和第二腳繞組上的VEE電壓無正常輸出，開關控制元件UC3843的電源正是來自於VEE，則開關控制元件UC3843也會停止工作，起到保護作用。本實用新型未對現有工業縫紉機開關電源的基本電路結構進行過大的改變，在保持現有電路結構的基礎上，通過設置多重保護，在開關電源變壓器次級輸出端發生短路時， 使得開關控制元件停止工作，在保護開關控制元件的同時，對開關控制元件的外圍電路也起到了保護作用，保證了工業縫紉機的穩定運行。
以下結合附圖和具體實施方式
來進一步說明本實用新型。
圖1為本實用新型的原理圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。參見圖1，本實用新型的開關電源，包括變壓器T2、隔離光耦U18和開關控制元件 U16，本實施例中，變壓器T2採用TRA-ETD-44-01A，隔離光耦U18採用PC817，開關控制元件 U16採用的是8管腳的UC3843，UC3843是高性能固定頻率電流模式控制器專為離線和直流至直流變換器應用而設計，為設計人員提供只需最少外部元件就能獲得成本效益高的解決方案。開關控制元件U16的作用是控制變壓器T2初級輸入端的正常開通和關斷，從而使變壓器T2的次級輸出端正常輸出電壓；變壓器T2的次級輸出端拉出信號，再通過隔離光耦 U18反饋給開關控制元件U16。本實施例中，場效應管Qll的D極連接變壓器T2初級輸入端1腳繞組，場效應管 Qll的G極連接開關控制元件U16的6腳，開關控制元件U16的6腳輸出驅動場效應管Qll 的G極，場效應管的S極接地並通過第一電阻R120與開關控制元件U16的3腳連接，開關控制元件U16的3腳用於電流取樣。由於本實用新型中，隔離光耦U18實現變壓器T2的次級輸出端信號反饋開關控制元件U16的電路不是本實用新型的主要部分，本領域技術人員對相應技術又是熟知的，本實施例中僅作簡要介紹。本實施例中，隔離光耦U18三極體的E極通過相關電路連接開關控制元件U16的1腳和2腳，將變壓器T2次級輸出端信號反饋給開關控制元件U16，開關控制元件U16的1腳為誤差放大器輸出，並可用於環路補償，其2腳是誤差放大器的反相輸入端，用於接收變壓器T2次級輸出端信號反饋；隔離光耦U18三極體的C極連接開關控制元件U16的8腳，開關控制元件U16的8腳為參考輸出，它通過振蕩電阻RlM向振蕩電容 C78提供充電電流。一旦變壓器T2的次級輸出端短路，變壓器T2的初級輸入端的電流就會增大，這樣就會將場效應管Qll和開關控制元件U16給燒壞，本實用新型的目的是在開關控制元件U16 外圍設置保護模塊，使得變壓器T2次級輸出端短路時令開關控制元件U16停止工作，以達到保護開關控制元件U16及其外圍電路的作用。本實用新型中，保護模塊包括第二電阻R116，第二電阻R116—端接地，另一端與第一電阻R120以及場效應管Qll的S極連接，變壓器T2的輸出端電流一旦增大，第二電阻 R116上的電壓就會上升，開關控制元件U16的3腳的電壓也會跟著上升，當開關控制元件 U16檢測到3腳電壓超過IV時，開關控制元件U16就會停止工作，起到保護作用。在上述基礎上，進一步還可以設置第一二極體D18、第一電容C34、第三電阻R9、第四電阻RlO和第一三極體Q13第一二極體D18的正極連接場效應管Qll的S極，第一二極體D18的負極連接第一電容C34和第三電阻R9，第一電容C34的另一端接地，第三電阻R9 的另一端連接第一三極體Q13的B極，第一三極體Q13的E極接地，第一三極體Q13的C極連接開關控制元件U16的4腳，開關控制元件U16的4腳通過將振蕩電阻RlM連接至開關控制元件U16的8腳以及振蕩電容C78連接至地，使振蕩器頻率和最大輸出佔空比可調，工作頻率可達500kHz，第一三極體Q13的B極和E極之間設有第四電阻R10。這樣，隨著第二電阻R116的電壓的升高，第一二極體D18導通，使得第一三極體 Q13開通，開關控制元件U16的4腳和地短接，使得與開關控制元件U16連接的振蕩電阻 R124和振蕩電容C78不起振，開關控制元件U16的4腳檢測不到起振，開關控制元件U16將停止工作，同樣起到保護開關控制元件U16的作用。此外，還可以設置另外一路保護模塊，其包括第二二極體D13、第一電解電容C6、 第二電容C7，第二二極體D13的正極連接變壓器T2初級的第一繞組腳(本實施例中即初級 5腳繞組)，第二二極體D13的負極連接第一電解電容C6的正極、第二電容C7以及開關控制元件U16的7腳，開關控制元件U16的7腳為其電壓輸入，第一電解電容C6的負極和第二電容C7的另一端連接變壓器T2初級的第二繞組腳(本實施例中即初級6腳繞組)，變壓器T2初級的第二繞組腳進行接地。這樣，變壓器T2次級輸出端的短路還會造成變壓器T2初級第一和第二腳繞組上的VEE電壓無正常輸出，開關控制元件U16的電源正是來自於VEE，則開關控制元件U16也會停止工作，也起到了保護開關控制元件U16的作用。本實用新型通過設置多重保護的保護模塊，在變壓器T2次級輸出端短路時有效保證開關控制元件U16及其周邊元件的安全，確保了工業縫紉機的穩定運行。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特徵和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
權利要求1.設有短路保護模塊的開關電源，包括變壓器和開關控制元件，所述變壓器的初級輸入端通過場效應管與開關控制元件連接以在開關控制元件的控制下開通和關斷，所述變壓器的次級輸出端通過隔離光耦與開關控制元件連接以將次級輸出端信號反饋開關控制元件，其特徵在於開關控制元件外圍設有在變壓器次級輸出端短路時令開關控制元件停止工作的保護模塊。
2.根據權利要求1所述的設有短路保護模塊的開關電源，其特徵在於所述開關控制元件採用8管腳的UC3843，場效應管的D極連接變壓器的初級輸入端，場效應管的G極連接開關控制元件的6腳，場效應管的S極接地並通過第一電阻與開關控制元件的3腳連接。
3.根據權利要求2所述的設有短路保護模塊的開關電源，其特徵在於所述保護模塊包括第二電阻，所述第二電阻一端接地，另一端與第一電阻以及場效應管的S極連接。
4.根據權利要求2或3所述的設有短路保護模塊的開關電源，其特徵在於所述保護模塊包括第一二極體、第一電容、第三電阻、第四電阻和第一三極體，第一二極體的正極連接場效應管的S極，第一二極體的負極連接第一電容和第三電阻，第一電容的另一端接地， 第三電阻的另一端連接第一三極體的B極，第一三極體的E極接地，第一三極體的C極連接開關控制元件UC3843的4腳，第一三極體的B極和E極之間設有第四電阻。
5.根據權利要求2或3所述的設有短路保護模塊的開關電源，其特徵在於所述保護模塊包括第二二極體、第一電解電容、第二電容，第二二極體的正極連接變壓器初級的第一腳繞組，第二二極體的負極連接第一電解電容的正極、第二電容以及開關控制元件UC3843 的7腳，第一電解電容的負極和第二電容的另一端連接變壓器初級的第二腳繞組，變壓器初級的第二腳繞組進行接地。
6.根據權利要求4所述的設有短路保護模塊的開關電源，其特徵在於所述保護模塊包括第二二極體、第一電解電容、第二電容，第二二極體的正極連接變壓器初級的第一腳繞組，第二二極體的負極連接第一電解電容的正極、第二電容以及開關控制元件UC3843的7 腳，第一電解電容的負極和第二電容的另一端連接變壓器初級的第二腳繞組，變壓器初級的第二腳繞組進行接地。
專利摘要本實用新型是為了解決現有工業縫紉機的開關電源的輸出端在變壓器的次級輸出端發生意外短路時，容易導致開關控制元件及周邊電路的損壞的問題提供一種設有短路保護模塊的開關電源。該開關電源，包括變壓器和開關控制元件，所述變壓器的初級輸入端通過場效應管與開關控制元件連接以在開關控制元件的控制下開通和關斷，所述變壓器的次級輸出端通過隔離光耦與開關控制元件連接以將次級輸出端信號反饋開關控制元件，開關控制元件外圍設有在變壓器次級輸出端短路時令開關控制元件停止工作的保護模塊。本實用新型通過設置多重保護，在開關電源變壓器次級輸出端發生短路時，使得開關控制元件停止工作，對開關控制元件和其外圍電路起到了保護作用。
文檔編號H02M3/335GK202134902SQ20112024968
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月15日 優先權日2011年7月15日
發明者黃舒祺 申請人:上海積致電子科技有限公司