一种开关电源电路制造技术

本发明专利技术提供的开关电源电路，由控制器输出PWM信号控制开关管的切合；通过功率变换单元根据其内部开关管的切合对开关电源电路的输入电压进行斩波变换，并传递功率；当开关电源电路的输出出现过流、短路以及过压等异常故障时，由采样反馈单元采样开关电源电路的输出电压并输出至控制器和比较维持单元；比较维持单元比较采样反馈单元的输出电压与基准电压单元输出的基准电压，并根据比较结果输出控制信号，控制保护执行单元关断；保护执行单元根据控制信号关断后，即可断开控制器的供电电压；保证了及时可靠的对故障进行保护，避免了现有技术中因辅助供电电压一直存在而导致的保护响应速度慢和可靠性低的问题。

Switching power supply circuit

The switching power supply circuit provided by the invention, the controller output PWM signal to control the switch of the suit; through the power conversion unit of the chopper transform according to the internal switch with the switching power supply circuit of the input voltage, and power transmission; when the output switch power supply circuit appeared abnormal fault current and short circuit and overvoltage etc., by sampling feedback unit sampling switch power supply circuit output voltage and output to the controller and maintenance unit; comparing the maintenance unit reference voltage comparison unit output sampling feedback voltage and the reference voltage output unit, and outputs a control signal according to the comparison result, the control execution unit shutdown protection; protection of the execution unit according to the control signal after turning off the power supply you can disconnect the voltage controller; to ensure the timely and reliable protection of the fault, to avoid the existing technology Due to the fact that the auxiliary power supply voltage has been in existence, the protection response speed is slow and the reliability is low.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关电源
，特别涉及一种开关电源电路。
技术介绍
开关电源是一种AC-DC或DC-DC转换单元，因其效率高、体积小、可靠性高而在工业领域广泛应用。开关电源多作为系统辅助供电单元，其工作性能的稳定可靠至关重要；因此当开关电源的输出出现过流、短路以及过压等异常故障时，需要保证开关电源能够实现快速可靠的保护。现有技术中的开关电源通常采用打嗝保护(Hipcup)的方式实现对其输出出现异常故障时的功率限制，从而保护电源关键器件不会因过应力或过热损坏。图1所示为一种反激式开关电源，其打嗝保护的原理包括：利用电源芯片U0内部INT的逐波限流功能实现保护，和利用外部运放EXT搭建的比较封波电路实现保护。但是这两种保护方式的本质都是通过减小电源芯片U0的输出占空比，以使辅助供电电压降低，直至电源芯片U0的供电电压VCC跌至芯片欠压保护点Uuvlo，开关电源关机并进入打嗝保护模式。因辅助供电电压一直存在，这两种保护方式应对故障发生的响应速度较慢，甚至无法可靠进入打嗝保护模式，这样造成的结果是开关电源关键器件(主功率开关管和副边整流管)会出现较高应力，容易导致器件损毁。
技术实现思路
本专利技术提供一种开关电源电路，以解决现有技术中保护的响应速度慢和可靠性低的问题。为实现所述目的，本申请提供的技术方案如下：一种开关电源电路，包括：功率变换单元、辅助供电单元、采样反馈单元、控制器、基准电压单元、比较维持单元及保护执行单元；其中：所述功率变换单元的输入端为所述开关电源电路的输入端，所述功率变换单元的输出端为所述开关电源电路的输出端，所述功率变换单元的控制端与所述控制器的PWM引脚相连；所述功率变换单元用于根据其内部开关管的切合对所述开关电源电路的输入电压进行斩波变换，并传递功率；所述控制器用于输出PWM信号控制所述开关管的切合；所述采样反馈单元的输入端与所述功率变换单元的输出端相连，所述采样反馈单元的输出端与所述控制器的FB引脚及所述比较维持单元的一个输入端相连；所述采样反馈单元用于采样所述开关电源电路的输出电压并输出至所述控制器和所述比较维持单元；所述基准电压单元的输出端与所述比较维持单元的另一个输入端相连，所述比较维持单元的输出端与所述保护执行单元的控制端相连；所述比较维持单元用于比较所述采样反馈单元的输出电压与所述基准电压单元输出的基准电压，并根据比较结果输出控制信号，控制所述保护执行单元关断；所述保护执行单元的输入端与所述辅助供电单元相连，且所述保护执行单元的输入端通过启动电阻与所述功率变换单元的输入端相连，所述保护执行单元的输出端通过降压电阻与所述控制器的VCC引脚相连；所述保护执行单元用于根据所述控制信号关断，断开所述控制器的供电电压。优选的，所述保护执行单元包括：继电器和第一二极管；其中：所述继电器的线圈的一端与所述第一二极管的负极相连，连接点为所述保护执行单元的控制端；所述继电器的线圈的另一端与所述第一二极管的正极均接地；所述继电器的常闭触点的两端分别为所述保护执行单元的输入端和输出端。优选的，所述保护执行单元包括：NMOS晶体管、第一电阻和第二电阻；其中：所述NMOS晶体管的栅极与所述第一电阻的一端及所述第二电阻的一端相连，所述第二电阻的另一端为所述保护执行单元的控制端；所述NMOS晶体管的漏极与所述第一电阻的另一端相连，连接点为所述保护执行单元的输入端；所述NMOS晶体管的源极为所述保护执行单元的输出端。优选的，所述保护执行单元包括：NMOS晶体管、PMOS晶体管、第三电阻、第四电阻和第五电阻；其中：所述NMOS晶体管的栅极与所述第四电阻的一端及所述第五电阻的一端相连，所述第五电阻的另一端为所述保护执行单元的控制端；所述NMOS晶体管的漏极与所述第三电阻的一端及所述PMOS晶体管的栅极相连；所述NMOS晶体管的源极接地；所述PMOS晶体管的源极与所述第三电阻的另一端及所述第四电阻的另一端相连，连接点为所述保护执行单元的输入端；所述PMOS晶体管的漏极为所述保护执行单元的输出端。优选的，所述比较维持单元包括：维持模块和第二比较器；其中：所述第二比较器的反相输入端与所述采样反馈单元的输出端相连；所述第二比较器的同相输入端与所述基准电压单元的输出端相连；所述第二比较器的输出端与所述维持模块的输入端相连；所述维持模块的输出端为所述比较维持单元的输出端。优选的，所述比较维持单元包括：维持模块和第二比较器；其中：所述第二比较器的同相输入端与所述采样反馈单元的输出端相连；所述第二比较器的反相输入端与所述基准电压单元的输出端相连；所述第二比较器的输出端与所述维持模块的输入端相连；所述维持模块的输出端为所述比较维持单元的输出端。优选的，所述控制器包括：第一比较器、稳压二极管和脉冲宽度调制模块；其中：所述第一比较器的反相输入端为所述控制器的CS引脚；所述第一比较器的同相输入端与所述稳压二极管的负极相连，连接点为所述控制器的CS引脚；所述稳压二极管的正极为所述控制器的GND引脚；所述脉冲宽度调制模块的控制端与所述第一比较器的输出端相连，所述脉冲宽度调制模块的输入端为所述控制器的VCC引脚，所述脉冲宽度调制模块的输出端为所述控制器的PWM引脚。优选的，所述功率变换单元为反激式功率变换单元、正激式功率变换单元、桥式功率变换单元或者LLC功率变换单元。优选的，还包括：驱动单元，所述驱动单元的输入端与所述控制器的PWM引脚相连；所述驱动单元的输出端与所述功率变换单元的控制端相连。优选的，还包括：电流检测单元，所述电流检测单元分别与所述开关管的源极、所述控制器的CS引脚及地相连。本专利技术提供的开关电源电路，由控制器输出PWM信号控制开关管的切合；通过功率变换单元根据其内部开关管的切合对所述开关电源电路的输入电压进行斩波变换，并传递功率；当所述开关电源电路的输出出现过流、短路以及过压等异常故障时，由采样反馈单元采样所述开关电源电路的输出电压并输出至所述控制器和比较维持单元；所述比较维持单元比较所述采样反馈单元的输出电压与所述基准电压单元输出的基准电压，并根据比较结果输出控制信号，控制保护执行单元关断；所述保护执行单元根据所述控制信号关断后，即可断开所述控制器的供电电压；保证了及时可靠的对故障进行保护，避免了现有技术中因辅助供电电压一直存在而导致的保护本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源电路，其特征在于，包括：功率变换单元、辅助供电单元、采样反馈单元、控制器、基准电压单元、比较维持单元及保护执行单元；其中：所述功率变换单元的输入端为所述开关电源电路的输入端，所述功率变换单元的输出端为所述开关电源电路的输出端，所述功率变换单元的控制端与所述控制器的PWM引脚相连；所述功率变换单元用于根据其内部开关管的切合对所述开关电源电路的输入电压进行斩波变换，并传递功率；所述控制器用于输出PWM信号控制所述开关管的切合；所述采样反馈单元的输入端与所述功率变换单元的输出端相连，所述采样反馈单元的输出端与所述控制器的FB引脚及所述比较维持单元的一个输入端相连；所述采样反馈单元用于采样所述开关电源电路的输出电压并输出至所述控制器和所述比较维持单元；所述基准电压单元的输出端与所述比较维持单元的另一个输入端相连，所述比较维持单元的输出端与所述保护执行单元的控制端相连；所述比较维持单元用于比较所述采样反馈单元的输出电压与所述基准电压单元输出的基准电压，并根据比较结果输出控制信号，控制所述保护执行单元关断；所述保护执行单元的输入端与所述辅助供电单元相连，且所述保护执行单元的输入端通过启动电阻与所述功率变换单元的输入端相连，所述保护执行单元的输出端通过降压电阻与所述控制器的VCC引脚相连；所述保护执行单元用于根据所述控制信号关断，断开所述控制器的供电电压。...

【技术特征摘要】
1.一种开关电源电路，其特征在于，包括：功率变换单元、辅助供电单
元、采样反馈单元、控制器、基准电压单元、比较维持单元及保护执行单元；
其中：
所述功率变换单元的输入端为所述开关电源电路的输入端，所述功率变换
单元的输出端为所述开关电源电路的输出端，所述功率变换单元的控制端与所
述控制器的PWM引脚相连；所述功率变换单元用于根据其内部开关管的切合
对所述开关电源电路的输入电压进行斩波变换，并传递功率；所述控制器用于
输出PWM信号控制所述开关管的切合；
所述采样反馈单元的输入端与所述功率变换单元的输出端相连，所述采样
反馈单元的输出端与所述控制器的FB引脚及所述比较维持单元的一个输入端
相连；所述采样反馈单元用于采样所述开关电源电路的输出电压并输出至所述
控制器和所述比较维持单元；
所述基准电压单元的输出端与所述比较维持单元的另一个输入端相连，所
述比较维持单元的输出端与所述保护执行单元的控制端相连；所述比较维持单
元用于比较所述采样反馈单元的输出电压与所述基准电压单元输出的基准电
压，并根据比较结果输出控制信号，控制所述保护执行单元关断；
所述保护执行单元的输入端与所述辅助供电单元相连，且所述保护执行单
元的输入端通过启动电阻与所述功率变换单元的输入端相连，所述保护执行单
元的输出端通过降压电阻与所述控制器的VCC引脚相连；所述保护执行单元
用于根据所述控制信号关断，断开所述控制器的供电电压。
2.根据权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述保护执行单
元包括：继电器和第一二极管；其中：
所述继电器的线圈的一端与所述第一二极管的负极相连，连接点为所述保
护执行单元的控制端；所述继电器的线圈的另一端与所述第一二极管的正极均
接地；
所述继电器的常闭触点的两端分别为所述保护执行单元的输入端和输出
端。
3.根据权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述保护执行单

\t元包括：NMOS晶体管、第一电阻和第二电阻；其中：
所述NMOS晶体管的栅极与所述第一电阻的一端及所述第二电阻的一端
相连，所述第二电阻的另一端为所述保护执行单元的控制端；所述NMOS晶
体管的漏极与所述第一电阻的另一端相连，连接点为所述保护执行单元的输入
端；
所述NMOS晶体管的源极为所述保护执行单元的输出端。
4.根据权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述保护执行单
元包括：NMOS晶体管、PMOS晶体管、第三电阻、第四电阻和第五电阻；其
中：

【专利技术属性】
技术研发人员：王富，黄鹏程，李随军，杨宗军，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34