電源短路保護迴路的製作方法
2023-11-04 18:55:17
專利名稱：電源短路保護迴路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電源設備，更具體的說，涉及一種在電源內部電路出現短路時的 短路保護電路。
背景技術：
電源作為電器使用必不可少的一部分，一直是電器正常運轉的重要保證之一。開關電源具有體積小、重量輕、變換效率高等特點，廣泛的應用於工業控制、通信 辦公、家庭消費等各種電子設備中。但電源的要求隨電子設備的不同而不同，都有不同的技 術規格和指標，尤其是各種保護功能，短路保護作為其中最重要的功能更加倍受關注。對短 路保護來說，通常的做法是在輸出端檢測電壓或電流，當輸出電壓過高\過低或電流過高 時，使電路停止工作來達到短路保護的目的；這對於具有同時多路輸出直流電壓的開關電 源來說，開關電源輸出端只要有一路出現問題就會影響整個開關電源的正常工作。開關電源系統在輸出端短路的情況下，電源要迅速關斷，防止過大的電流燒壞設 備；同時在開關電源有多路輸出支路時，要求關斷的輸出不會影響到其他輸出迴路。在有些 時候，開關電源輸出端沒有發生短路現象，但在電源內部卻發生了短路現象，而且通過外界 環境無法感知到電源內部所發生的明顯故障；此時設備一般還在正常運轉，相應的保護電 路也沒有開啟保護工作，但內部元件會發生短路，從而導致內部溫度迅速升高，超出安全規 定的要求，使電源始終保持在極高溫度下工作，增加了電源元件的損耗，過熱運行，最終導 致電源損毀，甚至引發火災等。在上述這種情況下，當發現電源發生故障時已經太晚了，錯 過了最佳診斷和排除故障的時機。另一方面，目前通常所用電源保護電路大都使用繼電器、金屬氧化物半導體場效 應管、晶片微控制器等元件來設計，價格昂貴，零件來源渠道不普及，影響實際應用；電路保 護時間慢，效果不理想。
實用新型內容本實用新型的目的在於克服上述現有電源保護電路的缺陷，提供一種電源短路保 護迴路，避免電源內部短路時引起元件溫度過高和器件損耗，排除安全隱患，以保護電源電 路正常持久而可靠的工作，從而達到保護電源正常運轉的目的。本實用新型的目的通過下述技術方案實現電源短路保護迴路，包括電源保護模 塊；所述電源保護模塊包括過壓保護模塊、過流保護模塊和短路保護模塊；過壓保護模塊、 過流保護模塊和短路保護模塊的兩端都分別與電源輸出模塊、電源反饋模塊連接。所述短路保護模塊包括三極體Q2、穩壓管ZDl、電容Cl和電阻R3、R4、R5 ；三極體 Q2的發射極通過連接穩壓管ZDl和電容Cl的並聯電路接地，三極體Q2的集電極通過電阻 R5與電源的反饋電路相連接；電阻R3、R4分別為三極體Q2的發射極、基極偏置電阻。本實用新型利用保護電路控制電源輸出的原理如下當電器處於工作狀態，電源 正常工作時，保護電路不工作，無功率消耗等。當電源電路發生短路時，短路引起的電壓異常使保護電路開始工作，並將故障反饋給電源的反饋電路，通過電源的反饋電路傳輸到電 源的控制模塊，關閉電源的輸出模塊，從而達到停止元件工作，切斷電源輸出，保護電源電 路元件不發生燒毀和過熱，不發生高溫和爆炸燒毀的情況。本實用新型相對於現有技術具有如下的優點及效果1、本實用新型是在電源系統的電源模塊中實現，以新構造的保護電路直接嵌入到 原有電源模塊中，通過反饋，藉助原有的電源控制模塊實現保護功能，使用的元件成本低 廉，電路構造實現簡易。2、本實用新型利用電源內部的短路保護來將電源的輸出端關閉，從而防止電器短 路溫度過高，防止電器發生內部起火或者爆炸，保護電源內部安全；當短路故障排除後，電 器開機即恢復正常工作。
圖1是本實用新型的模塊結構示意圖；圖2是圖1中電源保護模塊的模塊結構示意圖；圖3是圖2中短路保護模塊的電路原理圖。
具體實施方式
下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施 方式不限於此。實施例如圖1所示，本實用新型包括依次連接的外部供電模塊1、電源模塊3、輸出供電模 塊2 ；電源模塊包括電源轉換模塊32、電源輸出模塊33、電源保護模塊31、電源控制模塊34 以及電源反饋模塊35，電源控制模塊34分別與電源轉換模塊32、電源反饋模塊35連接，電 源輸出模塊分別與電源轉換模塊32、電源保護模塊31、輸出供電模塊2連接。外部供電模塊 1提供所需的市電給電源模塊3，通過電源控制模塊34控制電源轉換模塊32，將市電轉換為 電器所需規格的電壓電流，通過電源輸出模塊33輸出給電器使用；在電器運行時如果電器 出現異常，電源保護模塊31檢測到異常，通過電源反饋模塊35反饋給電源控制模塊34，關 閉電源，保護電器。如圖2所示，所述電源保護模塊31包括過壓保護模塊311、過流保護模塊312和短 路保護模塊313 ；過壓保護模塊311、過流保護模塊312和短路保護模塊313的兩端都分別 與電源輸出模塊33、電源反饋模塊35連接，即形成三條並聯支路。如圖3所示，本實用新型包含在圖2中的短路保護模塊313利用三極體Q2、穩壓 管ZDl、電容Cl和電阻R3、R4、R5構造短路保護電路，其中電阻R3、R4分別為三極體Q2的 發射極、基極偏置電阻。三極體Q1、電阻R1、R2為電源輸出模塊中的部分電路；三極體Q3、 光藕PCl為電源反饋模塊中的部分電路。三極體Q2的發射極通過連接穩壓管ZDl和電容 Cl的並聯電路接地，三極體Q2的基極通過電阻與場效應管Ql連接，三極體Q2的集電極通 過電阻R5與電源的反饋電路相連接。場效應管Ql的柵極通過電阻R2、R3與三極體Q2的 發射極連接。由於三極體Q2的集電極連接在電源的反饋電路，所以通過電壓即可控制三極 管的通斷。當電源的輸出模塊發生短路，通過三極體的導通將電壓信號反饋給電源的反饋
4電路，反饋電路將信號給予電源的控制晶片，通過電源的控制模塊切斷電源輸出。 圖3的工作原理為當加在三極體Q2發射結的電壓小於PN結的導通電壓時，基極 電流、集電極電流和發射極電流都為零，三極體Q2這時失去了電流放大作用，集電極和發 射極之間相當於開關的斷開狀態。當加在三極體Q2發射結的電壓大於PN結的導通電壓， 並處於某一恰當的值時(一般為0. 7V以上)，三極體的發射結正向偏置，集電結反向偏置， 這時基極電流對集電極電流起著控制作用，使三極體具有電流放大作用。當輸入電壓VDC 正常輸入並接場效應管(M0S管)Ql的漏極，MOS管Ql的柵極由控制電壓Vc控制，且MOS管 Ql的柵極電壓高於漏極電壓，則MOS管Ql導通，Ql源極正常輸出並接輸出電壓Vout輸出。 穩壓管ZDl穩壓使三極體Q2的基極電壓高於發射極電壓，即Ub > Ue，三極體Q2處於截止 狀態，三極體Q2不導通。當MOS管Ql的漏極和柵極發生短路時，三極體Q2的基極電壓被 拉低，三極體Q2的發射極電壓高於其基極電壓，即Ue > Ub，三極體Q2導通；通過三極體Q2 的集電極將高電平反饋到Q3基極，使Q3導通形成迴路，光藕PCl工作，將IC的Vcc高電平 信號反饋給IC的Latch端，IC的Latch端檢測到高電平，IC控制斷開DC電路，DC電路停 止工作，導致MOS管Ql停止工作，無輸出，即使短路，也無電量輸出，不會有溫度過高出現。 當排出短路故障後，電路再次啟動，DC電路工作正常，輸出電壓Vout正常。 上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式並不受上述 實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替 代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求電源短路保護迴路，包括電源保護模塊，其特徵在於所述電源保護模塊包括過壓保護模塊、過流保護模塊和短路保護模塊；過壓保護模塊、過流保護模塊和短路保護模塊的兩端都分別與電源輸出模塊、電源反饋模塊連接。
2.根據權利要求1所述的電源短路保護迴路，其特徵在於所述短路保護模塊包括三 極管Q2、穩壓管ZDl、電容Cl和電阻R3、R4、R5 ；三極體Q2的發射極通過連接穩壓管ZDl和 電容Cl的並聯電路接地，三極體Q2的集電極通過電阻R5與電源的反饋電路相連接；電阻 R3、R4分別為三極體Q2的發射極、基極偏置電阻。
專利摘要本實用新型涉及電源短路保護迴路，包括電源保護模塊；所述電源保護模塊包括過壓保護模塊、過流保護模塊和短路保護模塊；過壓保護模塊、過流保護模塊和短路保護模塊的兩端都分別與電源輸出模塊、電源反饋模塊連接。本實用新型能避免電源內部短路時引起元件溫度過高和器件損耗，排除安全隱患，以保護電源電路正常持久而可靠的工作。
文檔編號H02H3/08GK201733059SQ20102024201
公開日2011年2月2日 申請日期2010年6月28日 優先權日2010年6月28日
發明者安三榮, 李 遠, 臧波, 郭敏強 申請人:廣州視景顯示技術研發有限公司