提升开关电源短路保护能力的保护电路制造技术

本实用新型专利技术涉及提升开关电源短路保护能力的保护电路，包括直流母线和上电充电、脉宽调制、开关、主电路电流检测及参考电压保持的电路，参考电压保持电路由二极管Ｄ２、ＭＯＳ管Ｑ１、电容Ｃ１和电阻Ｒ３组成，其中：Ｑ１的漏极与上电充电电路中的二极管Ｄ１的阳极及电阻Ｒ１相连，Ｑ１的源极连接到直流母线的负端，Ｑ１的栅极与Ｄ２的阴极相连，并且通过并联的Ｃ１和Ｒ３与直流母线的负端相连；Ｄ２的阳极与脉宽调制电路的芯片Ｕ１的参考电压端相连，Ｕ１内部设有短路保护电路。本实用新型专利技术通过调节参考电压保持电路延迟的时间，可以调节上电充电电路再次给脉宽调制芯片供电端充电的时间，从而有效的减少短路保护时间及开关管投入工作的时间。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及开关电源电路，特别是一种提升开关电源短路保护能力的保护电路。
技术介绍
开关电源应用越来越广泛。对开关电源的可靠性要求也越来越高，特别是短路保 护功能，尤为重要。开关电源的保护电路大多采用脉宽调制芯片内部的电流峰值限制电路 来检测变压器原边的工作电流，通过限制电流峰值来达到短路保护的目的。当电流峰值超 过设定的值时，脉宽调制芯片会封锁开关管的输出，使输出电压为0，达到短路保护的目的。 当开关管没有输出时，主电路上检测到的电流变小，使脉宽调制芯片退出过流保护，开关电 源继续工作，如果短路故障没解除，又会进行保护，又退出，又保护，形成打嗝现象。这样频 繁的保护，退出，对开关管的损耗很大，对电路造成很大的不利影响。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种提升开关电源短路保护能力的保护 电路，以解决现有技术存在的问题。 本技术为了实现上述目的，其技术方案是包括直流母线、上电充电电路、脉 宽调制电路、开关电路和主电路电流检测电路，还设有参考电压保持电路，该参考电压保持 电路由二极管D2、M0S管Q1、电容C1和电阻R3组成，其中Q1的漏极与上电充电电路中的 二极管D1的阳极及电阻R1相连，Q1的源极连接到直流母线的负端，Q1的栅极与D2的阴极 相连，并且通过并联的Cl和R3与直流母线的负端相连；D2的阳极与脉宽调制电路的芯片 Ul的参考电压端相连，Ul内部设有短路保护电路。 本技术与现有技术相比，其优点主要是在现有技术的基础上，由于增加了 参考电压保持电路，使上电充电电路不会马上给脉宽调制芯片的供电端充电，通过调节参 考电压保持电路延迟的时间，可以调节上电充电电路再次给脉宽调制芯片供电端充电的时 间，从而有效的减少短路保护时间和开关管投入工作的时间。附图说明图1是本技术的原理框图。 图2是本技术的实施例电路原理图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本技术作进一步说明。 本技术提供的提升开关电源短路保护能力的保护电路，其结构如图1和图2 所示包括直流母线、上电充电电路、脉宽调制电路、开关电路和主电路电流检测电路，还设 有参考电压保持电路，其中直流母线连接上电充电电路，上电充电电路连接参考电压保持电路，还连接到脉宽调制电路，脉宽调制电路连接参考电压保持电路，连接开关电路，连接 主电路电流检测电路，开关电路连接主电路电流检测电路。参考电压保持电路由二极管D2 、 M0S管Q1、电容C1和电阻R3组成，其中Q1的漏极与上电充电电路中的二极管D1的阳极 及电阻R1相连，Q1的源极连接到直流母线的负端，Q1的栅极与D2的阴极相连，并且通过并 联的Cl和R3与直流母线的负端相连；D2的阳极与脉宽调制电路的芯片Ul的参考电压端 相连，U1内部设有短路保护电路。所述的主电路电流检测电路由电阻R5、R4和滤波电容C2组成，其中R5串联接在开关管Q2的源极与直流母线的负端之间，R4串联接在Q2的源极和Ul的电流检测端之间，C2串联接在U1的电流检测端和直流母线的负端之间。所述的U1采用型号为UC3842芯片。 下面叙述本技术的工作原理和工作过程。 短路时，主电路电流检测电路检测到高过阀值的电流时，会通过脉宽调制电路封 锁输出，这时开关电路会断开，使开关电源的各路输出为O，脉宽调制电路的供电电压和参 考电压都变为O，没有参考电压保持电路时，直流母线通过上电充电电路为脉宽调制芯片的 供电端充电，达到脉宽调制电路的工作电压时，脉宽调制电路会重新工作，如果短路没有解 除，则再次进入保护程序。本专利技术中由于增加了参考电压保持电路，使上电充电电路不会马 上给脉宽调制芯片供电端充电，通过调节参考电压保持电路延迟的时间，可以调节上电充 电电路再次给脉宽调制芯片供电端充电的时间。有效的减少短路保护时，开关管投入工作 的时间。 本电路的特征在于短路保护依靠脉宽调制芯片内部的短路保护电路来完成。其特点是通过电流检测电阻R5串联接在开关管Q2的源极与负母线之间。其特点还在于检测到的电压信号要通过电阻R4和C2滤波，防止干扰信号使开关电源误保护。 本保护电路的特征还在于有D2、Q1、C1和R3组成的参考电压保持电路。其特点是二极管D2的作用是当VREF电压降为0后，MOS管Ql的栅极电压不马上降为0，而是由Cl，R3组成的放电电路放电，放电的时间长短由R和C的取值决定。MOS管Ql的作用是正常工作时开通，短路保护时不会马上关断，阻止母线电压向VCC充电。 如图2所示电阻R1的一端连接到直流母线的正端(+)，另一端连接到二极管Dl 的阳极。二极管D1的阴极连接到脉宽调制芯片U1的供电端VCC引脚，给U1提供工作电源。 二极管D1的阴极还连接到电阻R2，R2的作用是设置电阻分压的大小，满足U1供电的需要， 电阻R2的另一端连接到直流母线的负端(_) 。 二极管Dl的阳极还连接到M0S管Ql的漏 极。M0S管Q1的源极连接到直流母线的负端。在M0S管Q1的栅极与直流母线的负端之间 还接有并联的电容C1和电阻R3。 Q1的栅极还连接到二极管D2的阴极。D2的阳极连接到 Ul的参考电压端VREF脚。Ul的电流检测端ISNS脚连接到电阻R4和电容C2，电容C2的 另一端连接到直流母线的负端。电阻R4的另一端连接到采样电阻R5和开关管Q2的源极。 Q2的漏极连接到变压器的原边线圈的一端，原边线圈的另一端连接到直流母线的正端。R5 的另一端连接到直流母线的负端。 当开关电源输出端出现短路时，电阻R5的电流会急剧增加，通过R4和C2滤波，使 得脉宽调制芯片U1的电流检测端ISNS上的电压高于芯片内部设定的阀值，使U1的输出封 锁，进而达到短路保护的目的。Ul输出脉冲被封锁后，变压器的自举绕组给脉宽调制芯片供电端VCC的供电为O， Ul的再次工作要依靠直流母线通过R1， D1对VCC充电，但是由于有 电阻R3和电容C1组成的电路，电容的维持作用使得Q1的栅极的电压不会马上降到O，而 会维持一段时间，这样M0S管Ql会维持开通一段时间，这样VCC断电后直流母线不会马上 给VCC充电，而会等上一段时间，这样M0S管Q2再度开启的时间被延长了，通过调节R3，C1 的大小，可以调节Q1的栅极电压维持的时间，使短路后Q2的重复开关在一个可以接受的范 围，保护功率管Q2的安全。 在本实施案例中，+， _表示直流母线，Rl， Dl， R2组成上电充电电路，Ql， Cl， R3， D2 组成参考电压保持电路，Ul组成脉宽调制电路，Tl， Q2组成开关电路，R4， R5， C2组成主电 路电流检测电路。U1采用型号为UC3842芯片。权利要求一种提升开关电源短路保护能力的保护电路，包括直流母线、上电充电电路、脉宽调制电路、开关电路和主电路电流检测电路，其特征是设有参考电压保持电路，该电路由二极管D2、MOS管Q1、电容C1和电阻R3组成，其中Q1的漏极与上电充电电路中的二极管D1的阳极及电阻R1相连，Q1的源极连接到直流母线的负端，Q1的栅极与D2的阴极相连，并且通过并联的C1和R3与直流母线的负端相连；D2的阳极与脉宽调制电路的芯片U1的参考电压端相连，U1内部设有短路保护电路。2. 根据权利要求1所述的保护电路，其特征是主电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提升开关电源短路保护能力的保护电路，包括直流母线、上电充电电路、脉宽调制电路、开关电路和主电路电流检测电路，其特征是设有参考电压保持电路，该电路由二极管Ｄ２、ＭＯＳ管Ｑ１、电容Ｃ１和电阻Ｒ３组成，其中：Ｑ１的漏极与上电充电电路中的二极管Ｄ１的阳极及电阻Ｒ１相连，Ｑ１的源极连接到直流母线的负端，Ｑ１的栅极与Ｄ２的阴极相连，并且通过并联的Ｃ１和Ｒ３与直流母线的负端相连；Ｄ２的阳极与脉宽调制电路的芯片Ｕ１的参考电压端相连，Ｕ１内部设有短路保护电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗志刚，康现伟，
申请(专利权)人：中冶南方武汉自动化有限公司，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]