專利名稱：提升開關電源短路保護能力的保護電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及開關電源電路，特別是一種提升開關電源短路保護能力的保護電路。
背景技術：
開關電源應用越來越廣泛。對開關電源的可靠性要求也越來越高，特別是短路保 護功能，尤為重要。開關電源的保護電路大多采用脈寬調制芯片內部的電流峰值限制電路 來檢測變壓器原邊的工作電流，通過限制電流峰值來達到短路保護的目的。當電流峰值超 過設定的值時，脈寬調制芯片會封鎖開關管的輸出，使輸出電壓為0，達到短路保護的目的。 當開關管沒有輸出時，主電路上檢測到的電流變小，使脈寬調制芯片退出過流保護，開關電 源繼續(xù)工作，如果短路故障沒解除，又會進行保護，又退出，又保護，形成打嗝現(xiàn)象。這樣頻 繁的保護，退出，對開關管的損耗很大，對電路造成很大的不利影響。

發(fā)明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種提升開關電源短路保護能力的保護 電路，以解決現(xiàn)有技術存在的問題。 本實用新型為了實現(xiàn)上述目的，其技術方案是包括直流母線、上電充電電路、脈 寬調制電路、開關電路和主電路電流檢測電路，還設有參考電壓保持電路，該參考電壓保持 電路由二極管D2、M0S管Q1、電容C1和電阻R3組成，其中Q1的漏極與上電充電電路中的 二極管D1的陽極及電阻R1相連，Q1的源極連接到直流母線的負端，Q1的柵極與D2的陰極 相連，并且通過并聯(lián)的Cl和R3與直流母線的負端相連；D2的陽極與脈寬調制電路的芯片 Ul的參考電壓端相連，Ul內部設有短路保護電路。 本實用新型與現(xiàn)有技術相比，其優(yōu)點主要是在現(xiàn)有技術的基礎上，由于增加了 參考電壓保持電路，使上電充電電路不會馬上給脈寬調制芯片的供電端充電，通過調節(jié)參 考電壓保持電路延遲的時間，可以調節(jié)上電充電電路再次給脈寬調制芯片供電端充電的時 間，從而有效的減少短路保護時間和開關管投入工作的時間。

圖1是本實用新型的原理框圖。 圖2是本實用新型的實施例電路原理圖。
具體實施方式下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步說明。 本實用新型提供的提升開關電源短路保護能力的保護電路，其結構如圖1和圖2 所示包括直流母線、上電充電電路、脈寬調制電路、開關電路和主電路電流檢測電路，還設 有參考電壓保持電路，其中直流母線連接上電充電電路，上電充電電路連接參考電壓保持電路，還連接到脈寬調制電路，脈寬調制電路連接參考電壓保持電路，連接開關電路，連接 主電路電流檢測電路，開關電路連接主電路電流檢測電路。參考電壓保持電路由二極管D2 、 M0S管Q1、電容C1和電阻R3組成，其中Q1的漏極與上電充電電路中的二極管D1的陽極 及電阻R1相連，Q1的源極連接到直流母線的負端，Q1的柵極與D2的陰極相連，并且通過并 聯(lián)的Cl和R3與直流母線的負端相連；D2的陽極與脈寬調制電路的芯片Ul的參考電壓端 相連，U1內部設有短路保護電路。所述的主電路電流檢測電路由電阻R5、R4和濾波電容C2組成，其中R5串聯(lián)接在
開關管Q2的源極與直流母線的負端之間，R4串聯(lián)接在Q2的源極和Ul的電流檢測端之間，
C2串聯(lián)接在U1的電流檢測端和直流母線的負端之間。所述的U1采用型號為UC3842芯片。 下面敘述本實用新型的工作原理和工作過程。 短路時，主電路電流檢測電路檢測到高過閥值的電流時，會通過脈寬調制電路封 鎖輸出，這時開關電路會斷開，使開關電源的各路輸出為O，脈寬調制電路的供電電壓和參 考電壓都變?yōu)镺，沒有參考電壓保持電路時，直流母線通過上電充電電路為脈寬調制芯片的 供電端充電，達到脈寬調制電路的工作電壓時，脈寬調制電路會重新工作，如果短路沒有解 除，則再次進入保護程序。本發(fā)明中由于增加了參考電壓保持電路，使上電充電電路不會馬 上給脈寬調制芯片供電端充電，通過調節(jié)參考電壓保持電路延遲的時間，可以調節(jié)上電充 電電路再次給脈寬調制芯片供電端充電的時間。有效的減少短路保護時，開關管投入工作 的時間。 本電路的特征在于短路保護依靠脈寬調制芯片內部的短路保護電路來完成。其特
點是通過電流檢測電阻R5串聯(lián)接在開關管Q2的源極與負母線之間。其特點還在于檢測到
的電壓信號要通過電阻R4和C2濾波，防止干擾信號使開關電源誤保護。 本保護電路的特征還在于有D2、Q1、C1和R3組成的參考電壓保持電路。其特點是
二極管D2的作用是當VREF電壓降為0后，MOS管Ql的柵極電壓不馬上降為0，而是由Cl，
R3組成的放電電路放電，放電的時間長短由R和C的取值決定。MOS管Ql的作用是正常工
作時開通，短路保護時不會馬上關斷，阻止母線電壓向VCC充電。 如圖2所示電阻R1的一端連接到直流母線的正端(+)，另一端連接到二極管Dl 的陽極。二極管D1的陰極連接到脈寬調制芯片U1的供電端VCC引腳，給U1提供工作電源。 二極管D1的陰極還連接到電阻R2，R2的作用是設置電阻分壓的大小，滿足U1供電的需要， 電阻R2的另一端連接到直流母線的負端(_) 。 二極管Dl的陽極還連接到M0S管Ql的漏 極。M0S管Q1的源極連接到直流母線的負端。在M0S管Q1的柵極與直流母線的負端之間 還接有并聯(lián)的電容C1和電阻R3。 Q1的柵極還連接到二極管D2的陰極。D2的陽極連接到 Ul的參考電壓端VREF腳。Ul的電流檢測端ISNS腳連接到電阻R4和電容C2，電容C2的 另一端連接到直流母線的負端。電阻R4的另一端連接到采樣電阻R5和開關管Q2的源極。 Q2的漏極連接到變壓器的原邊線圈的一端，原邊線圈的另一端連接到直流母線的正端。R5 的另一端連接到直流母線的負端。 當開關電源輸出端出現(xiàn)短路時，電阻R5的電流會急劇增加，通過R4和C2濾波，使 得脈寬調制芯片U1的電流檢測端ISNS上的電壓高于芯片內部設定的閥值，使U1的輸出封 鎖，進而達到短路保護的目的。Ul輸出脈沖被封鎖后，變壓器的自舉繞組給脈寬調制芯片供電端VCC的供電為O， Ul的再次工作要依靠直流母線通過R1， D1對VCC充電，但是由于有 電阻R3和電容C1組成的電路，電容的維持作用使得Q1的柵極的電壓不會馬上降到O，而 會維持一段時間，這樣M0S管Ql會維持開通一段時間，這樣VCC斷電后直流母線不會馬上 給VCC充電，而會等上一段時間，這樣M0S管Q2再度開啟的時間被延長了，通過調節(jié)R3，C1 的大小，可以調節(jié)Q1的柵極電壓維持的時間，使短路后Q2的重復開關在一個可以接受的范 圍，保護功率管Q2的安全。 在本實施案例中，+， _表示直流母線，Rl， Dl， R2組成上電充電電路，Ql， Cl， R3， D2 組成參考電壓保持電路，Ul組成脈寬調制電路，Tl， Q2組成開關電路，R4， R5， C2組成主電 路電流檢測電路。U1采用型號為UC3842芯片。
權利要求一種提升開關電源短路保護能力的保護電路，包括直流母線、上電充電電路、脈寬調制電路、開關電路和主電路電流檢測電路，其特征是設有參考電壓保持電路，該電路由二極管D2、MOS管Q1、電容C1和電阻R3組成，其中Q1的漏極與上電充電電路中的二極管D1的陽極及電阻R1相連，Q1的源極連接到直流母線的負端，Q1的柵極與D2的陰極相連，并且通過并聯(lián)的C1和R3與直流母線的負端相連；D2的陽極與脈寬調制電路的芯片U1的參考電壓端相連，U1內部設有短路保護電路。
2. 根據(jù)權利要求1所述的保護電路，其特征是主電路電流檢測電路由電阻R5、 R4和濾波電容C2組成，其中R5串聯(lián)接在開關管Q2的源極與直流母線的負端之間，R4串聯(lián)接在Q2的源極和U1的電流檢測端之間，C2串聯(lián)接在U1的電流檢測端和直流母線的負端之間。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的保護電路，其特征是U1采用型號為UC3842芯片。
專利摘要本實用新型涉及提升開關電源短路保護能力的保護電路，包括直流母線和上電充電、脈寬調制、開關、主電路電流檢測及參考電壓保持的電路，參考電壓保持電路由二極管D2、MOS管Q1、電容C1和電阻R3組成，其中Q1的漏極與上電充電電路中的二極管D1的陽極及電阻R1相連，Q1的源極連接到直流母線的負端，Q1的柵極與D2的陰極相連，并且通過并聯(lián)的C1和R3與直流母線的負端相連；D2的陽極與脈寬調制電路的芯片U1的參考電壓端相連，U1內部設有短路保護電路。本實用新型通過調節(jié)參考電壓保持電路延遲的時間，可以調節(jié)上電充電電路再次給脈寬調制芯片供電端充電的時間，從而有效的減少短路保護時間及開關管投入工作的時間。
文檔編號H02H7/10GK201466689SQ200920087289
公開日2010年5月12日 申請日期2009年7月14日 優(yōu)先權日2009年7月14日
發(fā)明者康現(xiàn)偉, 羅志剛 申請人:中冶南方(武漢)自動化有限公司