一種反激式開關(guān)電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種反激式開關(guān)電源，包括電壓輸入單元、第一啟動電阻、第二啟動電阻、第三啟動電阻、第一電容、峰值電流控制芯片、原邊電流檢測電路、輔助供電繞組、嵌位電路、反激式變壓器、主電壓輸出電路、待機電壓輸出電路、第一功率開關(guān)管和限功率單元；其中，所述限功率單元的一端經(jīng)過兩個串接的所述第一啟動電阻和所述第二啟動電阻連接到所述電壓輸入單元，所述限功率單元的另一端連接到所述峰值電流控制芯片的CS引腳。在高壓輸入時，本發(fā)明提高了過載或短路保護能力，防止器件過流損壞，并降低了限功率單元的功耗。
【專利說明】一種反激式開關(guān)電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電路領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種提高過載保護能力的反激式開關(guān)電源。
【背景技術(shù)】
[0002]反激式開關(guān)電源以其成本低、體積小等優(yōu)點，廣泛用于電子產(chǎn)品的供電電源。在較大功率反激式開關(guān)電源系統(tǒng)中，通常選用單管反激式開關(guān)電源，設(shè)計其工作于連續(xù)導(dǎo)電模式。
[0003]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中連續(xù)電流模式的反激式開關(guān)電源的電路圖，該電路過載或者短路保護的原理為:當(dāng)過載或短路時，峰值電流控制芯片(如UC2844)的電流檢測引腳檢測到原邊電流達到IV上限值，關(guān)閉開關(guān)管的驅(qū)動信號，限制原邊電流的上升，達到限流目的，實現(xiàn)過載或短路保護，使得功率器件不會損壞。
[0004]如圖1所示，原邊電流檢測電路由采樣電阻Rs，R3和C2構(gòu)成的低通濾波電路構(gòu)成。當(dāng)該反激式開關(guān)電源工作于連續(xù)電流模式時，其輸出功率大小與原邊電流大小的關(guān)系為:
[0005]P0 =^Lin α；-Ι；)Γ(!)
[0006]其中，Lm, Ip、Iv、fs分別為為原邊激磁電感、電感電流峰值、電感電流谷值、開關(guān)頻率。從公式(I)可以看出，輸出功率的大小與電感電流的峰值和谷值均有關(guān)，且輸入電壓不同，電感電流峰值不同，輸入電壓較低時，電感電流峰值高，輸入電壓較高時，電感電流峰值低。
[0007]當(dāng)該反激式開關(guān)電源發(fā)生過載或短路時，對于高壓輸入的情況，由于其額定負載的電感電流峰值較低，因而其過載保護的功率點較高，容易造成功率器件長期承受較高的電流應(yīng)力而損壞。另外，由于低通濾波對電流采樣幅值的衰減，使得實際的限流點高于峰值電流控制芯片的限流點，在圖1中，輸入端通過電阻Rlimit連接至峰值電流控制芯片的電流檢測引腳，可以補償由于低通濾波電路對采樣電流幅值的衰減，提高限流的準(zhǔn)確性，但是電阻Rlimit承載電壓較高，功耗較大。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對上述連續(xù)電流模式的反激式開關(guān)電源在過載或短路時限流點不準(zhǔn)確而造成的器件損壞問題以及加入限功率電阻時功耗較大的問題，提供一種加入限功率單元的反激式開關(guān)電源，使得開關(guān)能夠提高高壓輸入過載或短路時的限功率點的準(zhǔn)確性，防止器件過流損壞，并減少限功率單元的功耗。
[0009]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題提供的技術(shù)方案是提供一種反激式開關(guān)電源，所述反激式開關(guān)電源包括電壓輸入單兀、第一啟動電阻、第二啟動電阻、第三啟動電阻、第一電容、峰值電流控制芯片、原邊電流檢測電路；所述原邊電流檢測電路的兩端分別連接到峰值電流控制芯片的CS引腳、所述第一功率開關(guān)管的源極；所述峰值電流控制芯片的VCC引腳經(jīng)過所述第一啟動電容連接參考地，并經(jīng)過三個串接的所述第一啟動電阻、第二啟動電阻和第三啟動電阻連接到所述電壓輸入單元。
[0010]所述反激式開關(guān)電源還包括限功率單元，且該限功率單元的一端經(jīng)過串接的第一啟動電阻和第二啟動電阻連接到所述電壓輸入單元、另一端連接到所述峰值電流控制芯片的CS引腳，通過第一啟動電阻和第二啟動電阻的分壓降低所述限功率單元的承載電壓，并通過所述限功率單元和第三啟動電阻的分壓以控制輸出到所述峰值電流控制芯片的CS引腳的電壓。
[0011]在本發(fā)明的一種反激式開關(guān)電源中，所述限功率單元由一電阻器構(gòu)成。
[0012]在本發(fā)明的一種反激式開關(guān)電源中，所述第一功率開關(guān)管為NMOS管，且所述第一功率開關(guān)管的柵極連接到所述峰值電流控制芯片的VG引腳；漏極經(jīng)過所述嵌位電路連接到電壓輸入單元，并連接到所述反激式變壓器中繞組的同名端；源極經(jīng)過所述原邊電流檢測電路連接到所述峰值電流控制芯片的CS引腳。
[0013]在本發(fā)明的一種反激式開關(guān)電源中，所述原邊電流檢測電路由第一采樣電阻、第一電阻和第二電容構(gòu)成；所述第一米樣電阻的一端經(jīng)過由第一電阻和第二電容構(gòu)成的低通濾波電路連接到峰值電流控制芯片的CS引腳，并連接到所述第一功率開關(guān)管的源極，所述第一采樣電阻的另一端連接參考地。
[0014]在本發(fā)明中，通過增加所述限功率單元，并且其一端經(jīng)過串接的所述第一啟動電阻和所述第二啟動電阻連接到所述電壓輸入單元，另一端連接到所述峰值電流控制芯片的CS引腳，來控制所述峰值電流控制芯片的CS引腳的電壓，提高在高壓輸入時過載或短路時的限流點的準(zhǔn)確性而防止器件損壞，并降低所述限功率單元的功耗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中連續(xù)電流模式的一種反激式開關(guān)電源。
[0016]圖2是本發(fā)明的一種反激式開關(guān)電源的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖3是本發(fā)明實施例的一種反激式開關(guān)電源的具體電路圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0019]參考圖2，圖2為本發(fā)明的一種反激式開關(guān)電源的電路結(jié)構(gòu)圖，該反激式開關(guān)電源包括電壓輸入單元200、第一啟動電阻201、第二啟動電阻202、第三啟動電阻203、第一電容204、峰值電流控制芯片205、原邊電流檢測電路206、輔助供電繞組207、嵌位電路208，反激式變壓器209、主電壓輸出電路210、待機電壓輸出電路211，第一功率開關(guān)管212和限功率單元213 ;原邊電流檢測電路206的兩端分別連接到峰值電流控制芯片205的CS引腳、第一功率開關(guān)管212的源極；輔助供電繞組207的兩端分別連接到峰值電流控制芯片205的Vcc引腳和參考地。
[0020]在本發(fā)明的一種反激式開關(guān)電源中，峰值電流控制芯片205的VCC引腳經(jīng)過所述第一電容204連接參考地，并經(jīng)過三個串接的第一啟動電阻201、第二啟動電阻202和第三啟動電阻203連接到電壓輸入單元200，通過第一啟動電阻201、第二啟動電阻202和第三啟動電阻203給第一電容204充電，第一電容204給峰值電流控制芯片205的VCC引腳充電，使得所述峰值電流控制芯片開始工作。
[0021]在本發(fā)明的一種反激式開關(guān)電源中，限功率單元213的一端經(jīng)過兩個串接的第一啟動電阻201和第二啟動電阻202連接到所述電壓輸入單元200，限功率單元213的另一端連接到峰值電流控制芯片205的CS引腳，通過第一啟動電阻201和第二啟動電阻202的分壓降低所述限功率單元213的承載電壓，并通過所述限功率單元213和第三啟動電阻204的分壓以控制輸出到所述峰值電流控制芯片205的CS引腳的電壓。
[0022]在本發(fā)明的一種反激式開關(guān)電源中，所述限功率單元213由一電阻器構(gòu)成。
[0023]在本發(fā)明的一種反激式開關(guān)電源中，所述第一功率開關(guān)管212為NMOS管，且所述第一功率開關(guān)管212的柵極連接到所述峰值電流控制芯片205的VG引腳；漏極經(jīng)過所述嵌位電路208連接到電壓輸入單元200，并連接到所述反激式變壓器209中第一級繞組的同名端；源極經(jīng)過所述原邊電流檢測電路206連接到所述峰值電流控制芯片205的CS引腳。
[0024]在本發(fā)明的一種反激式開關(guān)電源中，所述原邊電流檢測電路206由第一采樣電阻、第一電阻和第二電容構(gòu)成；所述第一米樣電阻的一端經(jīng)過由第一電阻和第二電容構(gòu)成的低通濾波電路連接到峰值電流控制芯片的CS引腳，并連接到所述第一功率開關(guān)管的源極，所述第一采樣電阻的另一端連接參考地。
[0025]電壓輸入單元200經(jīng)過第一啟動電阻201、第二啟動電阻202、限功率單元213和第三啟動電阻203的分壓，到達峰值電流控制芯片205的VCC引腳；同時，峰值電流控制芯片205的VCC引腳的電壓還由原邊電流檢測電路206控制；當(dāng)電壓輸入單元200的輸入電壓越高時，限功率單元213的分壓越大，且隨著輸入電壓的提高，限功率單元213對原邊電流檢測電路206中低通濾波引起的衰減的補償值越大，使得電感電流峰值增加，距離過載保護點的間距電壓減小，可有效防止短路或過載時器件過流損壞問題。
[0026]參考圖3，圖3為本發(fā)明實施例的一種反激式開關(guān)電源的具體電路圖。該反激式開關(guān)電源包括電壓輸入單元300、第一啟動電阻Rstl、第二啟動電阻Rst2、第三啟動電阻Rst3、第一電容Cl、峰值電流控制芯片305、原邊電流檢測電路306、輔助供電繞組307、嵌位電路308，反激式變壓器309、主電壓輸出電路310、待機電壓輸出電路311，第一功率開關(guān)管Ql和限功率單元313。
[0027]上述反激式開關(guān)電源的原邊電流檢測電路306由第一采樣電阻Rs、第一電阻Rl和第二電容C2構(gòu)成；第一電阻Rl的兩端分別連接第二電容C2的一端和第一米樣電阻Rs的一端，第二電容C2的另一端和第一采樣電阻Rs的另一端連接參考地；用于控制峰值電流控制芯片305的VCC引腳電壓。
[0028]上述反激式開關(guān)電源的嵌位電路308由第三電容C3、第三電阻R3和第一二極管Dl構(gòu)成；第一二極管Dl的陰極經(jīng)過并接的第三電容C3和第三電阻R3連接到電壓輸入單元300，第一二極管Dl的陽極連接到第一功率開關(guān)管Ql的漏極；用于吸收峰值電壓，保護第一功率開關(guān)管Q1。
[0029]上述反激式開關(guān)電源的輔助供電繞組307由第四級繞組S4、第二二極管D2、第二電阻R2構(gòu)成；第二二極管D2的陰極經(jīng)過第二電阻R2連接到峰值電流控制芯片305的Vcc引腳，第二二極管D2的陽極連接第四級繞組S4的同名端，第四級繞組S4的異名端連接參考地；用于峰值電流控制芯片工作時提供供電電壓。
[0030]上述反激式開關(guān)電源的反激式變壓器309包括第一級繞組S1、第二級繞組S2和第三級繞組S3 ;用于對電壓輸入單元的供電電壓進行反激式變壓。
[0031]上述反激式開關(guān)電源的主電壓輸出電路310由第三二極管D3和第四電容C4構(gòu)成；第三二極管D3的陽極和陰極分別連接第二級繞組S2的同名端和第四電容C4的一端，第四電容C4的另一端連接第二級繞組S2的異名端；用于輸出主電壓。
[0032]上述反激式開關(guān)電源的待機電壓輸出電路311由第四二極管D4和第五電容C5構(gòu)成；第四二極管D4的陽極和陰極分別連接第三級繞組S3的同名端和第五電容C5的一端，并經(jīng)過反饋連接到峰值電流控制芯片305的Vfb引腳，第五電容C5的另一端連接第三級繞組S3的異名端，并連接參考地；用于待機時輸出電壓。
[0033]上述反激式開關(guān)電源的第一功率開關(guān)管Ql為NMOS管，其柵極連接到峰值電流控制芯片305的VG引腳；漏極經(jīng)過嵌位電路308連接到電壓輸入單元300，并連接到反激式變壓器309中第一級繞組的同名端；源極經(jīng)過原邊電流檢測電路306連接到峰值電流控制芯片305的CS引腳。
[0034]上述反激式開關(guān)電源的限功率單元313由電阻器Rlimit構(gòu)成，其一端經(jīng)過兩個串接的第一啟動電阻Rstl和第二啟動電阻Rst2連接到電壓輸入單元300，其另一端連接峰值電流控制芯片305的CS引腳，通過第一啟動電阻Rstl和第二啟動電阻Rst2的分壓降低所述限功率單元313的承載電壓，并通過限功率單元313和第三啟動電阻Rst3分壓以控制輸出到所述峰值電流控制芯片305的CS引腳的電壓。
[0035]上述反激式開關(guān)電源的峰值電流控制芯片305的VCC引腳經(jīng)過所述第一電容Cl連接參考地，并經(jīng)過三個串接的第一啟動電阻Rstl、第二啟動電阻Rst2和第三啟動電阻Rst3連接到電壓輸入單元300，通過所述第一啟動電阻Rstl、第二啟動電阻Rst2和第三啟動電阻Rst3給第一啟動電容Cl充電，第一啟動電容Cl給峰值電流控制芯片305的VCC引腳充電，使得峰值電流控制芯片305開始工作。
[0036]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種反激式開關(guān)電源，包括電壓輸入單兀、第一啟動電阻、第二啟動電阻、第三啟動電阻、第一電容、峰值電流控制芯片、原邊電流檢測電路；所述原邊電流檢測電路的兩端分別連接到峰值電流控制芯片的CS引腳、所述第一功率開關(guān)管的源極；所述峰值電流控制芯片的VCC引腳經(jīng)過所述第一啟動電容連接參考地，并經(jīng)過三個串接的所述第一啟動電阻、第二啟動電阻和第三啟動電阻連接到所述電壓輸入單元，其特征在于:所述反激式開關(guān)電源還包括限功率單元，且該限功率單元的一端經(jīng)過串接的第一啟動電阻和第二啟動電阻連接到所述電壓輸入單元、另一端連接到所述峰值電流控制芯片的CS引腳，通過第一啟動電阻和第二啟動電阻的分壓降低所述限功率單元的承載電壓，并通過所述限功率單元和第三啟動電阻的分壓以控制輸出到所述峰值電流控制芯片的CS引腳的電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反激式開關(guān)電源，其特征在于:所述限功率單元由一電阻器構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反激式開關(guān)電源，其特征在于:所述第一功率開關(guān)管為NMOS管，且所述第一功率開關(guān)管的柵極連接到所述峰值電流控制芯片的VG引腳；漏極經(jīng)過所述嵌位電路連接到電壓輸入單元，并連接到所述反激式變壓器中繞組的同名端；源極經(jīng)過所述原邊電流檢測電路連接到所述峰值電流控制芯片的CS引腳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反激式開關(guān)電源，其特征在于:所述原邊電流檢測電路由第一米樣電阻、第一電阻和第二電容構(gòu)成；所述第一米樣電阻的一端經(jīng)過由第一電阻和第二電容構(gòu)成的低通濾波電路連接到峰值電流控制芯片的CS引腳，并連接到所述第一功率開關(guān)管的源極，所述第一采樣電阻的另一端連接參考地。
【文檔編號】H02M7/217GK104184349SQ201410395070
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月12日
【發(fā)明者】劉志軍 申請人:蘇州匯川技術(shù)有限公司