用於開關電源的輸出過載保護電路的製作方法
2023-06-03 11:48:36
用於開關電源的輸出過載保護電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用於開關電源的輸出過載保護電路，屬一種過載保護電路，包括過載採樣單元與保護動作單元，過載採樣單元與動作保護單元均分別接入主電路變壓器的輔助繞組，用於由過載採樣單元從變壓器輔助繞組中採集反饋電壓，當主電路的輸出電流達到過載電流值時，過載採樣單元中的濾波電容E3電壓升高，並使濾波電容E3接入的基準電壓晶片U2動作，拉低保護動作單元中三極體U1基級電壓，進而使三極體U1發射極當前輸出的電壓低於PWM控制器VCC端的欠壓門限值。由於電路中的保護信號由硬體生成，因而反應速度較快，輸出故障保護及時可靠，且電路的結構簡單，適於在各類開關電源設備上集成使用，應用範圍廣闊。
【專利說明】用於開關電源的輸出過載保護電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種過載保護電路，更具體的說，本實用新型主要涉及一種用於開關電源的輸出過載保護電路。
【背景技術】
[0002]開關電源是利用現代電力電子技術，控制開關管開通和關斷的時間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源，開關電源一般由脈衝寬度調製(PWM)控制IC和MOSFET構成；為防止開關電源在使用時因超出過載而造成損壞，因而開關電源中均需要集成過載電路，現有結構的過載電路一般具採用晶閘管配合振蕩器，或者即時電流採集分析再輸出執行的方式實現開關電源主電路過載保護，但這類過載保護電路在使用時一般需要一定反應時間才能實現電路斷開，仍容易造成開關電源因瞬時電流過大而損壞，因而有必要針對開關電源的過載保護電路結構做進一步的改進。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的之一在於針對上述不足，提供一種用於開關電源的輸出過載保護電路，以期望解決現有技術中過載保護電路反應延遲易造成主電路因瞬時電流過大而發生損壞，且結構複雜等技術問題。
[0004]為解決上述的技術問題，本實用新型採用以下技術方案:
[0005]本實用新型所提供的一種用於開關電源的輸出過載保護電路，所述的保護電路包括過載採樣單元與保護動作單元，所述過載採樣單元與動作保護單元均分別接入主電路變壓器的輔助繞組，用於由過載採樣單元從變壓器輔助繞組中採集反饋電壓，當主電路的輸出電流達到過載電流值時，過載採樣單元中的濾波電容E3電壓升高，並使濾波電容E3接入的基準電壓晶片U2動作，拉低保護動作單元中三極體Ul基級電壓，從而使三極體Ul的發射極電壓變低，進而使三極體Ul發射極當前輸出的電壓低於PWM控制器VCC端的欠壓門限值。
[0006]作為優選，進一步的技術方案是:所述的過載採樣單元中包括接入輔助繞組Nf2的限流電阻R4，所述限流電阻R4串接入整流二極體D3與分壓電阻R3、R6，所述分壓電阻R3與R6相互並聯；所述濾波電容E3並聯接入整流二極體D3與基準電壓晶片U2之間。
[0007]更進一步的技術方案是:所述基準電壓晶片U2的兩端還並聯接入電位器R5，用於通過電位器R5調整過載採樣單元採樣電壓的大小。
[0008]再進一步的技術方案是:所述的保護動作單元中包括接入輔助繞組Nfl的限流電阻R1，所述限流電阻Rl串接入整流二極體D2，整流二極體D2分別接入濾波電容E2與三極體Ul的集電極；所述三極體Ul的集電極與基極還並聯接入偏置電阻R2 ;用於由輔助繞組Nfl的輸出電壓通過電流電阻R1、整流二極體D2以及濾波電容E2進行整流濾波後，提供電壓給三極體Ul的集電極，再由三極體Ul的發射極將電壓輸出至PWM控制器VCC端。
[0009]還進一步的技術方案是:所述的保護動作單元中三極體Ul的發射極接入PWM控制器的VCC端。
[0010]與現有技術相比，本實用新型的有益效果之一是:利用開關電源主輸出電流越大，輔助繞組電壓越高的特性，在輔助繞組電壓升高時，通過濾波電容及基準電壓晶片拉低三極體的輸出電壓，從而因保護動作單元輸出電壓低於PWM控制器的VCC端欠壓門限制而使其停止工作，進而變壓器停止工作，使開關電源的主電路斷開；由於電路中的保護信號由硬體生成，因而反應速度較快，輸出故障保護及時可靠，且電路的結構簡單，模塊化程度高，外圍僅需很少的器件就可以組成保護系統，適於在各類開關電源設備上集成使用，應用範圍廣闊。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為用於說明本實用新型一個實施例的電路結構示意圖；
[0012]圖2為用於說明本實用新型一個實施例實際應用的電路連接框圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本實用新型作進一步闡述。
[0014]參考圖1所示，本實用新型的一個實施例是一種用於開關電源的輸出過載保護電路，該電路中需要包括過載採樣單元I與保護動作單元2，並使過載採樣單元與動作保護單元均分別接入主電路變壓器的輔助繞組，前述電路結構的作用是由過載採樣單元從變壓器輔助繞組中採集反饋電壓，當主電路的輸出電流達到過載電流值時，過載採樣單元中的濾波電容E3電壓升高，並使濾波電容E3接入的基準電壓晶片U2動作，拉低保護動作單元中三極體Ul基級電壓，從而使三極體Ul的發射極電壓變低，進而使三極體Ul發射極當前輸出的電壓低於PWM控制器VCC端的欠壓門限值。
[0015]根據本實用新型的另一實施例，上述的過載採樣單元的優選結構為在其中設置限流電阻R4，將限流電阻R4接入輔助繞組Nf2，再將該限流電阻R4串接入整流二極體D3與分壓電阻R3、R6，其中分壓電阻R3與R6相互並聯；濾波電容E3並聯接入整流二極體D3與基準電壓晶片U2之間。
[0016]基於上述的實施例，利用開關電源主輸出電流越大，輔助繞組電壓越高的特性，在輔助繞組電壓升高時，通過濾波電容及基準電壓晶片拉低三極體的輸出電壓，從而因保護動作單元輸出電壓低於PWM控制器的VCC端欠壓門限制而使其停止工作，進而變壓器停止工作，使開關電源的主電路斷開；由於電路中的保護信號由硬體生成，因而反應速度較快，輸出故障保護及時可靠。
[0017]另一方面，由於每臺開關電源在過載時濾波電容E3的電壓均有差異，因此還可在基準電壓晶片U2的兩端還並聯接入電位器R5，此時可通過電位器R5來調節採樣電壓大小，以便於精確控制每隻開關電源的過載點；進而提高過載電路的兼容性。
[0018]基於圖1所示出及上述實施例所記載的，根據本實用新型的再一實施例，上述的保護動作單元的優選結構為在其中設置限流電阻R1，將該限流電阻Rl接入輔助繞組Nf 1，再將限流電阻Rl串接入整流二極體D2，整流二極體D2分別接入濾波電容E2與三極體Ul的集電極；三極體Ul的集電極與基極還並聯接入偏置電阻R2 ;其作用是由輔助繞組Nfl的輸出電壓通過電流電阻R1、整流二極體D2以及濾波電容E2進行整流濾波後，提供電壓給三極體口 1的集電極，當開關電源正常工作時，由三極體口 1的發射極將電壓輸出至？麗控制器乂⑶端；當三極體仍的基極電壓被基準電壓晶片[2拉低時，仍發射極電壓跟隨基極電壓變低，並且低於？麗控制器的乂⑶欠壓門限值，使？麗控制器停止工作，繼而變壓器（0(:/0(:電壓變換器）停止工作，主電路斷開，電源停止輸出，同時濾波電容的￡3電壓下降，退出保護；當導致電流過大的故障消除後，保護動作單元重新上電，繼續三極體仍的發射極繼續輸出電壓至？麗控制器似端，該電壓高於其欠壓門限值，使開關電源正常工作。
[0019]在本實施例中，所述過載採樣單元從變壓器中檢測輔助繞組的反饋電壓，該反饋電壓與主電路輸出電流成正比，當輸出電流達到最大值時採樣電壓達到門限電壓，還可通過調節門限採樣電壓來控制輸出最大電流；保護動作單元能快速響應並關斷電源控制晶片，從而限制最大輸出電流，過載保護。該電路結構簡單，電路元器件少，可精確控制輸出電流，電路可靠性高。
[0020]參考圖2所示，本實用新型在實際應用中，過載採樣單元接入主電路中的0(:/0(:電壓變換單元中的輔助繞組，保護動作單元2接入？麗脈寬控制單元的端，？II脈寬控制單元接入0(:/0(:電壓變換單元。圖2中的開關電源主電路與常規開關電源的主電路基本相同，即包括分別接入0(:/0(:電壓變換單元的輸入整流濾波單元與輸出整流濾波單元。
[0021]除上述以外，還需要說明的是在本說明書中所談到的「一個實施例」、「另一個實施例」、「實施例」等，指的是結合該實施例描述的具體特徵、結構或者特點包括在本申請概括性描述的至少一個實施例中。在說明書中多個地方出現同種表述不是一定指的是同一個實施例。進一步來說，結合任一實施例描述一個具體特徵、結構或者特點時，所要主張的是結合其他實施例來實現這種特徵、結構或者特點也落在本實用新型的範圍內。
[0022]儘管這裡參照本實用新型的多個解釋性實施例對本實用新型進行了描述，但是，應該理解，本領域技術人員可以設計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則範圍和精神之內。更具體地說，在本申請公開、附圖和權利要求的範圍內，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變型和改進外，對於本領域技術人員來說，其他的用途也將是明顯的。
【權利要求】
1.一種用於開關電源的輸出過載保護電路，其特徵在於:所述的保護電路包括過載採樣單元與保護動作單元，所述過載採樣單元與動作保護單元均分別接入主電路變壓器的輔助繞組，用於由過載採樣單元從變壓器輔助繞組中採集反饋電壓，當主電路的輸出電流達到過載電流值時，過載採樣單元中的濾波電容E3電壓升高，並使濾波電容E3接入的基準電壓晶片U2動作，拉低保護動作單元中三極體Ul基級電壓，從而使三極體Ul的發射極電壓變低，進而使三極體Ul發射極當前輸出的電壓低於PWM控制器VCC端的欠壓門限值。
2.根據權利要求1所述的用於開關電源的輸出過載保護電路，其特徵在於:所述的過載採樣單元中包括接入輔助繞組Nf2的限流電阻R4，所述限流電阻R4串接入整流二極體D3與分壓電阻R3、R6，所述分壓電阻R3與R6相互並聯；所述濾波電容E3並聯接入整流二極體D3與基準電壓晶片U2之間。
3.根據權利要求2所述的用於開關電源的輸出過載保護電路，其特徵在於:所述基準電壓晶片U2的兩端還並聯接入電位器R5，用於通過電位器R5調整過載採樣單元採樣電壓的大小。
4.根據權利要求1或3所述的用於開關電源的輸出過載保護電路，其特徵在於:所述的保護動作單元中包括接入輔助繞組Nfl的限流電阻R1，所述限流電阻Rl串接入整流二極體D2，整流二極體D2分別接入濾波電容E2與三極體Ul的集電極；所述三極體Ul的集電極與基極還並聯接入偏置電阻R2 ;用於由輔助繞組Nfl的輸出電壓通過電流電阻R1、整流二極體D2以及濾波電容E2進行整流濾波後，提供電壓給三極體Ul的集電極，再由三極體Ul的發射極將電壓輸出至PWM控制器VCC端。
5.根據權利要求4所述的用於開關電源的輸出過載保護電路，其特徵在於:所述的保護動作單元中三極體Ul的發射極接入PWM控制器的VCC端。
【文檔編號】H02H7/10GK204258269SQ201420726126
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月27日 優先權日:2014年11月27日
【發明者】劉愛國 申請人:武漢興通力電源技術有限公司