一种电压型PWM电路的过流保护电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电压型PWM电路的过流保护电路，主要包括电压型PWM比较器及控制电路、电流检测及控制电路、输出短路保护控制电路、软启动电路四个功能模块电路。本电路实现了电压型PWM电路过流时的逐周电流控制，以及在输出短路保护时工作于打嗝模式。配合外围功率变换电路及充放电信号发生器，可广泛应用于各类电源，能更好的实现限流充电和过流保护功能。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电源的电流控制及过流保护技术，特别涉及一种电压型PWM 电路的具有逐周电流保护功能的过流保护电路，本电路适用于电源
技术背景在电压型PWM控制中，控制端电压与基准锯齿波电压进行比较，产生PWM输出。在这种控制方式中，每个周期的开关电流量未参与到PWM控制中，因此，在输出过流时，未能实现开关电流量的逐周控制。在一些电压型PWM芯片中，并不具备逐周电流限制及过流保护打嗝能力，因此，在输出短路时，功率器件承受的电应力和热应力较大
技术实现思路
本技术是为解决上述
技术介绍
中出现的问题而设计的一种具有逐周限流功能及打嗝模式短路保护电路。本技术在电源过流保护技术方面，实现了以下功能并具有以下优势在电压型PWM电路中，使用这个技术技术，当电源输出处于过流时，电路工作于限功率模式，并具有逐周限流功能。当输出处于短路时，工作于打嗝模式，通过控制软启动电路中的两路电流源II、12的值，可控制短路保护打嗝的周期，实现在输出短路状态下的低功耗要求，有利于降低功率器件的电应力。在电源输出处于长时间短路时，电源不会损坏。移除输出短路后，电源自恢复到正常工作模式。本技术电路简单，过流保护功能完善，已可靠的应用于恒流充电电源中。本技术采用的技术方案是由电压型PWM比较器及其控制电路、电流检测及控制电路、输出短路保护控制电路、软启动电路组成。所述的电压型PWM比较器及其控制电路，电压比较器U3A的反相输入端接输出电压反馈信号，基准信号Vosc接电压比较器U3A的同相输入端，电压比较器U3A的输出端接 PWM锁存器及其控制电路，电压比较器U3A的反相输入端电压Vc受输出短路保护控制电路、 软启动电路、输出电压反馈电路控制。所述的电流检测及控制电路，电流采样信号Is流过电流取样电阻Rs，在取样电阻 Rs上得到一个电流采样电压，电流采样电压输入到电流比较器U2A的同相输入端，电流比较器U2A的输出经电阻R3、三极管Ql控制软启动电路中的Vss端，电流比较器U2A的反相输入端接基准电压VREFl。所述的输出短路保护控制电路的电压比较器UlA的反相输入端信号取自软启动电容Css上的电压，短路保护电路的输出端三极管Q2集电极控制PWM电压比较器U3A的反相输入端，电阻R1、电容Cl组成RC积分延时电路，电压比较器UlA的同相输入端及UlB的反相输入端接基准电压VREF2。所述的软启动电路，由两路电流源11、12对软启动电容Css充电，其中，电流源Il 大于电流源12，且电流源Il远大于电流源12，电流源Il和电流源12之间有一个隔离二极管D1，电流源Il接电压比较器U3A的反相输入端，并经过二极管Dl对电容Css充电，电流源12直接接电容Css。附图说明图I是本技术的电路原理框图；图2是本技术的电路原理图；图3是本技术的电路时序图。具体实施方式以下结合附图对本技术做进一步说明如图I所示，本技术主要包括电压型PWM控制电路、电流检测及控制电路、短路保护控制电路及软启动电路。如图2所示，电压比较器U3A的反相输入端电压与同相输入端基准电压进行比较， 产生一个固定频率，但脉宽可调的输出脉冲电压，这个脉冲电压经过PWM锁存器及外围电路后，产生一个开关管的驱动信号。基于这个原理，控制了电压比较器U3A的反相端电压 Vc,也就控制了输出脉宽和输出电压，也能控制开关管的峰值电流。U3A的反相输入端电压Vc受以下三路信号控制I、受输出电压反馈光耦01的控制，即受控于输出电压反馈控制电路；2、受电容Css、二极管Dl及电流源II、电流源12组成的软启动电路控制；3、受电压比较器U1A、UlB及其外围电路组成的短路保护电路控制。上述三路信号中，输出电压反馈控制及软启动电路输出的是一个模拟信号，能调整电压型PWM的输出脉宽。其中，软启动电路Vss端的电压也受控于电流检测及控制电路， 电流比较器U2A的输出端经过三极管Ql直接控制软启动电路的Vss端，因此，也能控制电压型PWM的输出脉宽，在输出过流状态下，通过控制Vss端及电压比较器U3A的反相输入端 Vc电压，达到逐周限流控制目的。输出短路保护控制电路的输入端信号取自软启动电容Css上电压，输出端控制 PWM电压比较器U3A的反相输入端。短路保护电路输出端的信号是一个脉冲信号，不能调整电压型PWM的输出脉宽。在输出短路时，能关闭电压型PWM电路的输出。电流Is来自于功率开关管，电流Is在电阻Rs上产生一个电流取样电压并与基准电压VREFl进行比较。当过流时，电流比较器U2A的输出经电阻R3、三极管Ql控制软启动电路中的Vss端。流过Is的电流量越大时，Vss端电压将越低。受Vss端电压影响，电压比较器U3A的反相输入端Vc的电压也将变低。因此，开关管的驱动电压脉宽也将变窄。在电源输出出现短路时，Vss端电压将被三极管Ql的集电极拉至低于基准电压VREF2。结果， 电压比较器UlA的输出为高电平，经过电阻R1、电容Cl积分延时，电压比较器UlB的输出为高电平，三极管Q2导通，将Vc电压拉至低电平，开关管的驱动信号被关闭。当开关管的驱动信号被关闭后，开关电流取样电阻Rs上无电流流过，电流比较器U2A的输出为低电平， 三极管Ql处于截止状态，Vss端电压不受电流比较器U2A的输出控制。当三极管Ql截止后，电流源12对电容Css充电，由于电流源12的电流较小，电容 Css的电压缓慢上升，实现了延时功能。在电容Css上电压Vss大于基准电压VREF2后，电压比较器UlA输出为低电平，电容Cl上电压经电阻Rl对地放电后，电压比较器UlB输出为低电平，三极管Q2截止。当三极管Q2截止后，电流源Il也对电容Css充电，由于电流源Il 远大于电流源12，电容Css上的电压Vss快速上升，PWM电路重新工作，进入下一个工作过程。从上述原理分析可知，在输出短路保护时，控制电流源12和电流源Il的对软启动电容 Css的充电电流，即可控制短路打嗝保护电路的工作时间，实现短路保护打嗝模式。如图3所示，各个阶段工作状态如下tO-tl PWM电路工作于软启动阶段，电流源12和电流源Il共同对电容Css充电， Vss端电压快速上升。tl_t2 :PWM电路工作于稳态阶段，Vss电压基本保持不变。PWM状态受控于输出反馈电路。t2-t3 PWM电路工作于逐周限流状态，Vss端电压受控于电流比较器U2A。t3-t4 PWM电路工作于短路保护状态，Vss受控于输出短路保护电路。当三极管Q2导通后，电流源12对电容Css充电。由于电流源12电流较小，Vss端电压上升缓慢。t4-t5 PWM电路工作于重新启动状态，电流源12和电流源Il共同对电容Css充电，Vss端电压快速上升。本技术权利要求范围包括但不限于以上内容及实例，任何以本技术为参考而变形的等效实施方式均属于本技术的保护范围。权利要求1.一种电压型PWM电路的过流保护电路，包括电流检测及其控制电路、电压型PWM比较器及其控制电路、输出短路保护控制电路、软启动电路；其特征在于电流Is流过电流取样电阻Rs，在取样电阻Rs上得到一个电流取样电压，电流取样电压输入到电流比较器U2A的同相输入端，电流比较器U2A的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖杨权，
申请(专利权)人：北京迪赛奇正科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：