專利名稱：開關電源的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及自動化領域，特別涉及一種開關電源。
技術背景
開關電源的容性負載相當于輸出在一定的時間段內(nèi)開關電源處于短路狀態(tài)，這是 由電容特性即允許電流突變特性帶來的固有問題。為此，需要對開關電源進行短路/過流 保護，如果短路/過流保護靈敏，直接導致容性負載變??；如果容性負載增大，短路保護將 不靈敏；傳統(tǒng)的Hiccup短路/過流保護方式，在進行短路/過流保護時，造成輸出短路功 率較大，開關電源本身發(fā)熱較嚴重，易導致電源自身過熱損害。同時，由于開關電源輸出部 分處于短路/過流狀態(tài)，后級用電設備工作不正常，在這種狀態(tài)下，開關電源的每次重新啟 動，都會對后級用電設備帶來不確定的損傷。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例要解決的問題是提供一種開關電源路，以解決現(xiàn)有技術中電源輸出 短路、過流狀態(tài)對電源及后級用電設備損傷以及容性負載與短路保護的矛盾問題。
為了解決上述問題，本發(fā)明實施例提供了一種開關電源，具體技術方案如下
一種開關電源，該開關電源包括輸入整流濾波電路、開關電路、變壓器隔離變換 電路、輸出整流濾波電路、控制電路、電流反饋電路和電壓反饋電路，還包括可控硅保護電 路；
該輸入整流濾波電路，其與該開關電路、該控制電路和該可控硅保護電路相連；
該開關電路，其與該變壓器隔離變換電路相連，還經(jīng)由該電流反饋電路與該控制 電路和該可控硅保護電路相連；
該變壓器隔離變換電路，其與該輸出整流濾波電路相連；
該輸出整流濾波電路，其與負載相連，還經(jīng)由電壓反饋電路與該可控硅保護電路 相連；
該可控硅保護電路，其與該控制電路相連；
當該開關電源輸出短路時，該控制電路控制在可控硅保護電路的指令下控制該開 關電路的關斷。
在本發(fā)明實施例中，當開關電源輸出短路時，該控制電路控制在可控硅保護電路 的指令下控制該開關電路的關斷，可以調(diào)節(jié)容性負載，同時，采用了一次短路即切斷輸出的 保護方式，可以將單次短路的輸出能量調(diào)的較高，輸出容性負載將遠高于傳統(tǒng)保護方式，能 夠很好地避免后級用電設備損傷，有利于平衡及容性負載與短路保護的矛盾。


圖1是本發(fā)明實施例提供的一種開關電源的原理框圖2是本發(fā)明實施例提供的一種開關電源的電路圖3是本發(fā)明實施例提供的一種開關電源的詳細電路圖。
具體實施方式
下面結合附圖及優(yōu)選實施方式對本發(fā)明技術方案進行詳細說明。
本發(fā)明實施例提供了一種開關電源，如圖1所示，包括輸入整流濾波電路、開關 電路、變壓器隔離變換電路、輸出整流濾波電路、控制電路、電流反饋電路和電壓反饋電路， 該開關電源，還包括可控硅保護電路；
該輸入整流濾波電路，其與該開關電路、該控制電路和該可控硅保護電路相連；
該開關電路，其與該變壓器隔離變換電路相連，還經(jīng)由該電流反饋電路與該控制 電路和該可控硅保護電路相連；
該變壓器隔離變換電路，其與該輸出整流濾波電路相連；
該輸出整流濾波電路，其與負載相連，還經(jīng)由電壓反饋電路與該可控硅保護電路 相連；
該可控硅保護電路，其與該控制電路相連；
當開關電源輸出短路時，該控制電路控制在可控硅保護電路的指令下控制該開關 電路的關斷。
進一步地，當該開關電源輸出短路時，該控制電路控制在可控硅保護電路的指令 下控制該開關電路的關斷包括
可控硅保護電路對該開關電路的反饋電流信號進行采樣處理，得到采樣電流信 號；判斷該采樣信號是否為短路信號；在判斷結果為是時，指令該控制電路控制該開關電 路關斷。
進一步地，該開關電路為金屬氧化物半導體場效應晶體管(mosfet)驅(qū)動電路或 絕緣柵雙極型晶體管Gnsolated Gate Bipolar Transistor, IGBT)驅(qū)動電路。
其中，輸入濾波整流濾波電路可以給控制電路和可控硅保護電路提供能量。
其中，輸入信號經(jīng)輸入濾波整流電路處理后輸出給開關電路；開關電路對輸入信 號進行處理后，生成可控的高頻交流電壓信號，并輸出給變壓器隔離變換電路，同時開關電 路經(jīng)由電流反饋電路向控制電路和可控硅保護電路反饋電流輸出情況；變壓器隔離變換電 路對輸入信號進行處理后，生成工作所需的高頻交流電壓信號，并輸出給輸出整流濾波電 路；輸出整流濾波電路對輸入的信號進行處理后，生成負載工作所需的直流電壓信號，并輸 出給負載，同時經(jīng)由電壓反饋電路向控制電路反饋電壓輸出情況；控制電路可以根據(jù)開關 電路和輸出整流濾波電路的反饋控制開關電路的關斷和導通。
下面通過一個具體的示例對本發(fā)明實施例進行詳細的描述，但該示例并不構成對 本發(fā)明保護范圍的限制。具體地，如圖2所示為開關電源的部分示意圖，但虛線框內(nèi)沒有標 號的2個電阻除外，圖2中虛線框所示部分為可控硅保護電路的具體電路圖，其他如輸入整 流濾波電路、開關電路、變壓器隔離變換電路、輸出整流濾波電路、控制電路、電流反饋電路 和電壓反饋電路等這些器件的工作原理參見上述描述，在此不再贅述。具體地，可控硅保護 電路的工作原理如下
在開關電源輸出短路時，電阻R4、電阻R5上的流過電流增大，控制芯片3843第3 腳上的電壓升高，此時，從開關電路采樣的電流信號，經(jīng)轉(zhuǎn)化為相應的電壓信號經(jīng)電阻R1、電阻R55傳遞到信號比較判斷電路U15，即圖中所示是TLV431。該電壓信號經(jīng)R55與R53 進行分壓，U15將分壓過的信號與U15的內(nèi)部基準進行比較，當信號電壓超過U15的基準電 壓時，U15，即圖中所示為TLV431的第1和2腳由截止狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷顟B(tài)，此時，電阻R52 上的電壓由低電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?，三極管Q5的基級電平由低電平轉(zhuǎn)換為高電平，三極管Q5 的狀態(tài)由截止轉(zhuǎn)變?yōu)閷?，三極管Q5的發(fā)射極由低電平轉(zhuǎn)換為高電平此時，導致U16可控 硅，即圖中所示為MCR100-8的觸發(fā)腳由低電平轉(zhuǎn)換為高電平，U16可控硅觸發(fā)導通。U16可 控硅的導通電流由電路R48、電阻R49提供，其中，U16、電阻R48和電阻R49與輸入級形成 獨立的回路。此時，電阻R49上的信號由低電平轉(zhuǎn)換為高電平，三極管Q4基級上的信號由 低電平轉(zhuǎn)換為高電平，三極管Q4由截止狀態(tài)轉(zhuǎn)換為導通狀態(tài)。由于U16的導通電流始終存 在，除非將輸入重新上電，三極管Q4始終保持導通狀態(tài)，控制芯片的第1腳由高電平轉(zhuǎn)換 為低電平，控制芯片將輸出關斷三極管Q3由受控的開關狀態(tài)轉(zhuǎn)換為截止狀態(tài)，輸入能量停 止向輸出傳遞。此時，開關電源輸出處于截止狀態(tài)，U16始終處于導通狀態(tài)，三極管Q4由于 U16的原因處于導通狀態(tài)，控制芯片第1腳處于低電平，其它涉及到的控制芯片處于截止狀 態(tài)和低電平狀態(tài)，開關電源進入短路保護狀態(tài)。
在開關電源輸入重新上電后，U16的導通電流消失，U16重新進入截止狀態(tài)，三極 管Q4進入截止狀態(tài)，控制芯片第1腳轉(zhuǎn)換為高電平，開關電源控制進入正常狀態(tài)；
需要說明的是，圖2所示的電路僅僅是控制芯片3843是的一種拓撲結構，經(jīng)過電 路變化，可以用改變控制芯片的其他腳來達到控制短路、過流的目的，例如可以通過將控 制芯片3843的4腳或8腳電位拉低，來達到相同的控制目的，具體接法很簡單，只需要將圖 示中Q4三極管的集電極的連接由1腳改為4腳或8腳即可實現(xiàn)。
此外，也可以采用其他型號的控制芯片，在對圖2所示的電路進行變化，改變控制 芯片的對應腳，就可以達到電源短路、過流保護的目的。例如可以將控制芯片改為3846， 要達到相同的控制目的，還是以上所述的保護電路，只需要將圖2中三極管Q4的集電極的 連接由3843控制芯片的1腳改為3846控制芯片的16腳(shutdown腳)即可實現(xiàn)。
另外，還可以改變圖2中可控硅保護電路中的部分電路來實現(xiàn)本發(fā)明的目的，例 如，可以將三極管Q5、電阻R47和電阻R50去除，將U15的第2腳連載U16的第3腳上。
圖2所述的電路圖只是開關電源的部分電路，為了更好地體現(xiàn)開關電源的完整 性，本發(fā)明實施例提供了圖3所示的開關電源的詳細的電路圖。
需要說明的是，本發(fā)明實施例所述技術方案可以適用于交流電/直流電(AC/DC)、 直流電/直流電(DC/DC)、直流電/交流電DC/AC的所有電源產(chǎn)品。
在本發(fā)明實施例中，當開關電源輸出短路時，該控制電路控制在可控硅保護電路 的指令下控制該開關電路的關斷，可以調(diào)節(jié)容性負載，同時，采用了一次短路即切斷輸出的 保護方式，可以將單次短路的輸出能量調(diào)的較高，輸出容性負載將遠高于傳統(tǒng)保護方式，能 夠很好地避免后級用電設備損傷，有利于平衡及容性負載與短路保護的矛盾。
上述說明示出并描述了本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，但如前所述，應當理解本發(fā)明 并非局限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、 修改和環(huán)境，并能夠在本文所述發(fā)明構想范圍內(nèi)，通過上述教導或相關領域的技術或知識 進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應在本發(fā) 明所附權力要求的保護范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種開關電源，所述開關電源包括輸入整流濾波電路、開關電路、變壓器隔離變換 電路、輸出整流濾波電路、控制電路、電流反饋電路和電壓反饋電路，其特征在于，還包括 可控硅保護電路；所述輸入整流濾波電路，其與所述開關電路、所述控制電路和所述可控硅保護電路相連；所述開關電路，其與所述變壓器隔離變換電路相連，還經(jīng)由所述電流反饋電路與所述 控制電路和所述可控硅保護電路相連；所述變壓器隔離變換電路，其與所述輸出整流濾波電路相連； 所述輸出整流濾波電路，其與負載相連，還經(jīng)由電壓反饋電路與所述可控硅保護電路 相連；所述可控硅保護電路，其與所述控制電路相連；當所述開關電源輸出短路時，所述控制電路控制在可控硅保護電路的指令下控制所述 開關電路的關斷。
2.如權利要求1所述的開關電源，其特征在于，當所述開關電源輸出短路時，所述控制 電路控制在可控硅保護電路的指令下控制所述開關電路的關斷，包括可控硅保護電路對所述開關電路的反饋電流信號進行采樣處理，得到采樣電流信號； 判斷所述采樣信號是否為短路信號；在判斷結果為是時，指令所述控制電路控制所述開關 電路關斷。
3.如權利要求1所述的開關電源，其特征在于，所述開關電路為mosfet驅(qū)動電路或絕 緣柵雙極型晶體管驅(qū)動電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種開關電源，屬于自動化領域。該開關電源包括包括輸入整流濾波電路、開關電路、變壓器隔離變換電路、輸出整流濾波電路、控制電路、電流反饋電路、電壓反饋電路和可控硅保護電路；其中，輸入整流電路，其與開關電路、控制電路和可控硅保護電路相連；開關電路，其與變壓器隔離變換電路相連，還經(jīng)由電流反饋電路與控制電路和可控硅保護電路相連；變壓器隔離變換電路，其與輸出整流濾波電路相連；輸出整流濾波電路，其與負載相連，還經(jīng)由電壓反饋電路與可控硅保護電路相連；可控硅保護電路，其與控制電路相連；當開關電源輸出短路時，控制電路控制在可控硅保護電路的指令下控制開關電路的關斷。本發(fā)明可以進行短路、過流保護。
文檔編號H02M3/28GK102035388SQ20091023552
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權日2009年9月29日
發(fā)明者王雪松, 郝芷萱, 馬生茂 申請人:北京為華新光電子有限公司