一种开关电源输出短路保护电路制造技术

一种开关电源输出短路保护电路，其特在在于具体包括变压器、N型场效应管、P型场效应管、PWM控制芯片、箝位电容和采样电路，所述变压器包括初级线圈和次级线圈；所述变压器的初级线圈一端连接电压输入，另外一端连接N型场效应管的漏极；所述箝位电容一端连接N型场效应管的漏极与初级线圈的连接点，另外一端连接P型场效应管的漏极；所述?N型场效应管和P型场效应管的源极连接PWM控制芯片的使能端，N型场效应管和P型场效应管的栅极接地，所述采样电路分别连接次级线圈的输出和PWM控制芯片。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及开关电源
，尤其涉及一种开关电源输出短路保护电路，其具体包括变压器、N型场效应管、P型场效应管、PWM控制芯片、箝位电容和采样电路，所述变压器包括初级线圈和次级线圈；所述变压器的初级线圈一端连接电压输入，另外一端连接N型场效应管的漏极；所述箝位电容一端连接N型场效应管的漏极与初级线圈的连接点，另外一端连接P型场效应管的漏极；所述N型场效应管和P型场效应管的源极连接PWM控制芯片的使能端，N型场效应管和P型场效应管的栅极接地，所述采样电路分别连接次级线圈的输出和PWM控制芯片。在输出端出现短路现象时，利用P型场效应管的退磁效应，可有效抑制N型开关管上的电流，保证N型开关管不会因次级短路而损毁。【专利说明】—种开关电源输出短路保护电路
本技术属于开关电源
，尤其涉及一种开关电源输出短路保护电路。
技术介绍
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制芯片和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。开关电源技术的发展使得拥有“输出过压保护、输出短路保护”功能的隔离型电源变换器显得尤为重要。相对于普通的隔离型DC/DC转换器，具备完善的“输出短路保护”功能的隔离型DC/DC电源变换器，由于其内部电路形式的特殊性和复杂性，一直以来是开关电源设计中的技术难点。
技术实现思路
本技术目的是针对现有技术中的开关电源输出短路保护电路复杂的技术问题，提供一种新的开关电源输出短路保护电路。本技术的目的通过下述技术方案来实现:一种开关电源输出短路保护电路，其特在在于具体包括变压器、N型场效应管、P型场效应管、PWM控制芯片、箝位电容和采样电路，所述变压器包括初级线圈和次级线圈；所述变压器的初级线圈一端连接电压输入，另外一端连接N型场效应管的漏极；所述箝位电容一端连接N型场效应管的漏极与初级线圈的连接点，另外一端连接P型场效应管的漏极；所述N型场效应管和P型场效应管的源极连接PWM控制芯片的使能端，N型场效应管和P型场效应管的栅极接地，所述采样电路分别连接次级线圈的输出和PWM控制芯片。更进一步地，上述开关电源输出短路保护电路还包括采样电阻，所述采样电阻一端连接电压输入端，另外一端连接PWM控制芯片。更进一步地，上述开关电源输出短路保护电路还包括电流互感器，所述电流互感器设置在初级线圈的主回路上，所述电流互感器连接PWM控制芯片。更进一步地，上述开关电源输出短路保护电路还包括过欠压保护电路，所述过欠压保护电路连接在初级线圈的主回路上。通过采用以上技术方案，本技术具有以下有益效果:通过设置N型场效应管、P型场效应管和箝位电容，N型场效应管在电路中受脉冲波形的控制，以高频开关的方式配合变压器进行功率的传输，P型场效应管对变压器的初级绕组进行退磁，保证了 N型场效应管漏极在零电压时进行开启、关断。在输出端出现短路现象时，利用P型场效应管的退磁效应，可有效抑制N型开关管上的电流，保证N型开关管不会因次级短路而损毁。【专利附图】【附图说明】图1为本技术的开关电源输出短路保护电路。【具体实施方式】为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合说明书附图及具体实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1所示的本技术的开关电源输出短路保护电路，其具体包括变压器、N型场效应管、P型场效应管、PWM控制芯片、箝位电容和采样电路，所述变压器包括初级线圈和次级线圈；所述变压器的初级线圈一端连接电压输入，另外一端连接N型场效应管的漏极；所述箝位电容一端连接N型场效应管的漏极与初级线圈的连接点，另外一端连接P型场效应管的漏极；所述N型场效应管和P型场效应管的源极连接PWM控制芯片的使能端，N型场效应管和P型场效应管的栅极接地，所述采样电路分别连接次级线圈的输出和PWM控制芯片。通过设置N型场效应管、P型场效应管和箝位电容，N型场效应管在电路中受脉冲波形的控制，以高频开关的方式配合变压器进行功率的传输，P型场效应管对变压器的初级绕组进行退磁，保证了 N型场效应管漏极在零电压时进行开启、关断。在输出端出现短路现象时，利用P型场效应管的退磁效应，可有效抑制N型开关管上的电流，保证N型开关管不会因次级短路而损毁。更进一步地，上述开关电源输出短路保护电路还包括采样电阻，所述采样电阻一端连接电压输入端，另外一端连接PWM控制芯片。通过采样电阻快速得到输出电流的变化情况。更进一步地，上述开关电源输出短路保护电路还包括电流互感器，所述电流互感器设置在初级线圈的主回路上，所述电流互感器连接PWM控制芯片。通过电流互感器采样快速得到输出电流的变化情况。更进一步地，上述开关电源输出短路保护电路还包括过欠压保护电路，所述过欠压保护电路连接在初级线圈的主回路上。通过过欠压保护电路实现过压和电压保护。本技术的开关电源输出短路保护电路在短路现象现象消失后，电源转换器自动恢复正常工作。本技术在第一阶段已试制两套样品并通过高温8h短路摸底试验验证合格，实现了长时间输出短路保护功能。本技术应用在DC/DC转换器上后，将大大提高电源的可靠性，降低电源的设计和维修成本。将初级端设计为N沟道MOSFET和P沟道MOSFET相互嵌位模式，用两个MOSFET管分担脉冲产生的瞬时功耗，使得场效应管承受的功率翻倍；变压器从工作在第一象限变为工作在一、三象限，单位体积内承受的功率翻倍，从而使其承受更多的瞬时功耗。变压器初级端共有两个开关管，分别为主开关管(N管)和辅助开关管(P管)，主开关管(N)在电路中受脉冲波形的控制，以高频开关的方式配合变压器进行功率的传输；辅助开关管对变压器的初级绕组进行退磁，以区别传统的退磁绕组设计，保证了主开关漏极在零电压时进行开启、关断，即ZVS;上述电路构成有源正极箝位电路，实现了电源转换器的正常、高效、可靠地工作。在输出端出现短路现象时，主回路上的电流瞬间出现较大变化；此时，变压器磁芯趋于饱和，将造成主开关管因电流急剧增大而烧毁。在本专利设计电路中，利用辅助开关管的退磁效应，即当N管导通时，P管是截止的，箝位电容不参与能量的传输；当N管截止时，箝位电容上所储存的感应电势迫使P管导通，将存储在铁芯中的能量返回电源，使铁芯复位，这样就可有效抑制开关管电流，保证主开关管不会因次级短路而损毁；同时，通过输入端电阻采样、电流互感器取样、输出霍尔传感器取样，及时、准确的将该输出电流的变化转化为电压、电流(小信号)信号反馈回初级端。若出现输出短路现象，通过二次增益放大反馈网络，快速控制PWM芯片使能端，使PWM芯片无脉冲输出，由此关断主开关和辅助开关所构成的软开关，电源转换器停止工作，输出为零。当短路现象消失，电源转换器自动恢复正常工作。上述的实施例中所给出的系数和参数，是提供给本领域的技术人员来实现或使用本技术的，本技术并不限定仅取前述公本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源输出短路保护电路，其特在在于具体包括变压器、N型场效应管、P型场效应管、PWM控制芯片、箝位电容和采样电路，所述变压器包括初级线圈和次级线圈；所述变压器的初级线圈一端连接电压输入，另外一端连接N型场效应管的漏极；所述箝位电容一端连接N型场效应管的漏极与初级线圈的连接点，另外一端连接P型场效应管的漏极；所述?N型场效应管和P型场效应管的源极连接PWM控制芯片的使能端，N型场效应管和P型场效应管的栅极接地，所述采样电路分别连接次级线圈的输出和PWM控制芯片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李林芝，龚雪东，柏明，
申请(专利权)人：四川九洲电器集团有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：