專利名稱：電源單元的保護(hù)電路及相應(yīng)的電源單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電源單元的具有轉(zhuǎn)換級(jí)的保護(hù)電路，在出現(xiàn)故障例如短路的情況下，它為電源單元提供故障信號(hào)。
這種類型的保護(hù)電路常常用于開關(guān)型電源單元，以便特別在短路的情況下可靠地切斷它們，使得沒有任何部件、例如在輸出一側(cè)的開關(guān)晶體管或部件由于過載而損壞。例如，DE-A-197 35 208公開了一種開關(guān)型電源單元，它在初級(jí)一側(cè)具有開關(guān)裝置，在次級(jí)一側(cè)短路的情況下實(shí)現(xiàn)開關(guān)晶體管可靠地切斷。在初級(jí)一側(cè)設(shè)置的開關(guān)裝置的作用是如果存在短路，則在開關(guān)晶體管控制極端子的電壓直接降低到一低值，使得所述晶體管不能再次導(dǎo)通。這里在初級(jí)一側(cè)隔離變壓器的輔助繞組檢測短路的發(fā)生。
本發(fā)明的目的是提供具有多個(gè)輸出電壓的電源單元的保護(hù)電路，它在輸出電壓中一個(gè)短路的情況下可靠地實(shí)現(xiàn)電源單元的切斷，并且提供具有相關(guān)保護(hù)電路的電源單元。
通過本發(fā)明權(quán)利要求1記載的保護(hù)電路以及通過本發(fā)明權(quán)利要求9記載的電源單元可以達(dá)到這個(gè)目的。在從屬權(quán)利要求中規(guī)定了本發(fā)明有益地改進(jìn)。
本發(fā)明的保護(hù)電路包括轉(zhuǎn)換級(jí)，至少兩個(gè)被監(jiān)控的輸出電壓連接在該級(jí)上，這些電壓借助于電阻和二極管相互隔離。在輸出電壓連接路徑中設(shè)置二極管，當(dāng)在輸出電壓中一個(gè)降低時(shí)，在發(fā)生故障的情況下它導(dǎo)通并且因此觸發(fā)轉(zhuǎn)換級(jí)。最后一輸出電壓不需要二極管。以這種方式，轉(zhuǎn)換級(jí)提供作用在電源單元控制環(huán)路的控制信號(hào)，使得切斷電源單元。
保護(hù)電路還包括具有電阻和電容的無源網(wǎng)絡(luò)，它規(guī)定時(shí)間常數(shù)，在這以后保護(hù)電路允許重新啟動(dòng)電源單元。保護(hù)電路的轉(zhuǎn)換級(jí)可以例如通過晶體管級(jí)或運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)，當(dāng)導(dǎo)通發(fā)生時(shí)，它提供電源單元發(fā)生故障的信息信號(hào)。這個(gè)保護(hù)電路允許相對(duì)于短路或欠壓以簡單的方式監(jiān)控有關(guān)的電源單元的多個(gè)輸出電壓。
保護(hù)電路特別應(yīng)用于電視機(jī)和錄像機(jī)中，其電源單元提供相當(dāng)數(shù)量的輸出電壓用于有關(guān)單元的操作。這些裝置的電源單元主要是開關(guān)型電源單元，特別是反向變換器。然而，將保護(hù)電路用于無轉(zhuǎn)換、線性電源單元也是可能的。
下面參照示意圖，借助于例子更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，其中

圖1示出具有轉(zhuǎn)換級(jí)用于監(jiān)控多個(gè)輸出電壓的保護(hù)電路。
圖1的保護(hù)電路包括轉(zhuǎn)換級(jí)，在這個(gè)示范實(shí)施例中為晶體管T1，其作為開關(guān)連接并且被監(jiān)控的輸出電壓U1-U4連接到它的控制輸入端B。位于控制輸入端B的是具有電阻R4、R5、R6和R7的電阻串行連接鏈，被監(jiān)控的輸出電壓U1、U2和U3被分別連接到它的連接點(diǎn)，另一個(gè)輸出電壓U4連接到它的終端。設(shè)置在電壓U1、U2和U3的連接路徑中的分別是二極管D2、D3或D4，這些二極管相對(duì)于電壓U1、U2和U3以反向連接，使得這些電壓相互隔離并且相互不影響。最后一電壓U4不需要二極管，因?yàn)檫@個(gè)電壓通過二極管D2到D4也與其他的電壓U1到U3隔離。
被監(jiān)控的電壓U1-U4以這種方式設(shè)置在電阻R4-R7鏈上，使得位于逐漸升序中較大的電壓值遠(yuǎn)離晶體管級(jí)T1的控制輸入端B。這簡化了電阻R4-R7鏈的大小，因?yàn)楫?dāng)電壓U1到U4中的一個(gè)降低時(shí)這個(gè)有關(guān)的電壓必須可靠地導(dǎo)通晶體管T1。
在這個(gè)示范實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換級(jí)的晶體管T1是pnp晶體管，在它的發(fā)射極存在工作電壓U6。晶體管T1的控制輸入端B也經(jīng)過電阻R2連接到工作電壓U6并且電容C2與電阻R2并行連接，使得當(dāng)施加電壓U6并且晶體管T1截止時(shí)晶體管T1的控制輸入端B在高電平上。
經(jīng)過包括電阻R1、電容C1和穩(wěn)壓二極管D1的無源網(wǎng)絡(luò)由電源單元的電壓U5獲得工作電壓U6。這包括當(dāng)電源單元接通時(shí)電容C1被電阻R1緩慢充電，使得工作電源U6延遲地出現(xiàn)在晶體管T1上。齊納二極管D1具有限制工作電壓U6到一個(gè)低值的作用。當(dāng)電源單元接通時(shí)，晶體管T1因此可靠地截止，除非存在短路，因?yàn)殡妷篣1到U4比電壓U6較早的時(shí)間出現(xiàn)，并且在控制輸入端B的電壓通?？偸谴笥诨虻扔诎l(fā)射極電壓，即晶體管T1的電壓U6。如果電壓U1到U4中的一個(gè)明顯地下降，例如在短路的情況下，轉(zhuǎn)換級(jí)T1導(dǎo)通并且經(jīng)過電阻R3發(fā)射控制信號(hào)到電源單元。
電壓U5、電阻R1和電容C1在這里以這種方式被量定，使得工作電壓U6在施加電壓U5之后盡可能慢地形成。
保護(hù)電路可以特別設(shè)置在開關(guān)型電源單元的次級(jí)一側(cè)，其中控制環(huán)路例如經(jīng)過光耦合器OK監(jiān)控在次級(jí)一側(cè)的輸出電壓。電阻R3可以直接位于電源單元的控制環(huán)路上，例如次級(jí)一側(cè)上光耦合器OK的連接上。因此，當(dāng)晶體管T1導(dǎo)通時(shí)電容C1放電，因?yàn)殡娫磫卧袛嘀钡诫妷篣5下降到近似于2伏的值，在該值光耦合器OK切斷。因此，電源單元再次啟動(dòng)，但只要輸出電壓U1到U4中的一個(gè)短路就不再達(dá)到電壓U5的全值。然后晶體管T1再次導(dǎo)通。因此，只要短路存在就獲得電源單元的周期性接通，盡管其他周期的時(shí)間間隔不再如同第一個(gè)切斷周期一樣長。在短路的情況下這大大地降低了電源單元的開關(guān)晶體管和其他部件的負(fù)荷。
權(quán)利要求
1．用于電源單元的具有轉(zhuǎn)換級(jí)(T1)的保護(hù)電路，其特征在于至少兩個(gè)被監(jiān)控的輸出電壓(U1-U4)連接到轉(zhuǎn)換級(jí)(T1)的控制輸入端(B)，借助于二極管(D4、D5、D6)和電阻(R5、R6)，這些電壓相互間分別隔離。
2．如權(quán)利要求1所述的保護(hù)電路，其特征在于在發(fā)生故障的情況下，轉(zhuǎn)換級(jí)(T1)以這種方式影響電源單元的控制環(huán)路，即使得電源單元切斷。
3．如權(quán)利要求1或2所述的保護(hù)電路，其特征在于它包括了具有產(chǎn)生保護(hù)電路工作電壓(U6)的電阻(R1)和電容(C1)的無源網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)換級(jí)(T1)經(jīng)過它連接到電源單元的輸出電壓(U5)，使得在這個(gè)輸出電壓(U5)下降后，在發(fā)生故障的情況下復(fù)位轉(zhuǎn)換級(jí)(T1)。
4．如權(quán)利要求3所述的保護(hù)電路，其特征在于無源網(wǎng)絡(luò)具有穩(wěn)壓二極管(D1)，通過該二極管出現(xiàn)在轉(zhuǎn)換級(jí)(T1)的工作電壓(U6)被限制在一個(gè)值，該值近似相應(yīng)于要被監(jiān)控的最低輸出電壓(U1)的電壓值。
5．如權(quán)利要求3或4所述的保護(hù)電路，其特征在于在電源單元導(dǎo)通之后，在工作電壓(U6)出現(xiàn)在轉(zhuǎn)換級(jí)之前通過要被監(jiān)控的輸出電壓(U1-U4)上拉轉(zhuǎn)換級(jí)(T1)的控制輸入。
6．如前面權(quán)利要求中一個(gè)所述的保護(hù)電路，其特征在于它設(shè)置在電源單元的次級(jí)一側(cè)。
7．如前面權(quán)利要求中一個(gè)所述的保護(hù)電路，其特征在于轉(zhuǎn)換級(jí)具有晶體管級(jí)(T1)，在它的控制輸入端(B)存在要被監(jiān)控的輸出電壓(U1-U4)。
8．用于電源單元的具有轉(zhuǎn)換級(jí)(T1)的保護(hù)電路，其特征在于至少兩個(gè)被監(jiān)控的輸出電壓(U1-U4)連接到轉(zhuǎn)換級(jí)(T1)的控制輸入端(B)，借助于電阻(R5、R6)將這些電壓相互隔離，以及設(shè)置在所述電壓的連接路徑中的分別是二極管(D4、D5或D6)，在發(fā)生故障的情況下它導(dǎo)通并且因此觸發(fā)轉(zhuǎn)換級(jí)(T1)。
9．用于產(chǎn)生多個(gè)輸出電壓(U1-U4)的電源單元，其特征在于它具有根據(jù)前面權(quán)利要求中一個(gè)所述的保護(hù)電路。
10．如權(quán)利要求9所述的電源單元，其特征在于它具有控制環(huán)路，該控制環(huán)路由次級(jí)一側(cè)的輸出電壓(U1-U4)開始。
全文摘要
電源單元的保護(hù)電路,包括轉(zhuǎn)換級(jí)(T1),至少兩個(gè)被監(jiān)控的輸出電壓(U1—U4)連接在該級(jí)上,這些電壓借助于電阻(R4—R7)相互隔離。在輸出電壓連接路徑中設(shè)置二極管(D2—D4),當(dāng)輸出電壓中一個(gè)降低時(shí),在發(fā)生故障的情況下它導(dǎo)通并且因此觸發(fā)轉(zhuǎn)換級(jí)(T1)。以這種方式,轉(zhuǎn)換級(jí)提供作用在電源單元控制環(huán)路上的信息,使得切斷電源單元。保護(hù)電路還包括具有電阻(R1)和電容(C1)的無源網(wǎng)絡(luò),它規(guī)定時(shí)間常數(shù),在這以后保護(hù)電路允許重新啟動(dòng)電源單元。轉(zhuǎn)換級(jí)(T1)可以例如通過晶體管級(jí)實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)H02H7/122GK1302106SQ0013741
公開日2001年7月4日 申請(qǐng)日期2000年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月30日
發(fā)明者尤金·凱茲曼, 萊因哈德·凱格爾, 讓-保羅·盧維爾 申請(qǐng)人:德國湯姆遜-布朗特公司