一種反激式開關(guān)電源故障保護(hù)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及反激式開關(guān)電源控制電路的設(shè)計(jì)，尤其涉及的是，一種反激式開關(guān)電源故障保護(hù)電路的設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]反激式開關(guān)電源在正常工作狀態(tài)下常會(huì)出現(xiàn)短路、過壓和過流等故障。為了有效保護(hù)反激式開關(guān)電源的元器件在故障發(fā)生時(shí)不被損壞，故障保護(hù)電路的設(shè)計(jì)很有必要。反激式開關(guān)電源電路中一般存在兩個(gè)反饋回路，常見的反激式開關(guān)電源故障保護(hù)電路通過監(jiān)測(cè)輸出電壓反饋回路中誤差放大器的輸出量來判斷是否發(fā)生故障。該種反激式開關(guān)電源故障保護(hù)電路雖然能夠在一定程度上避免故障對(duì)反激式開關(guān)電源的損壞，但反應(yīng)速度較慢，可能會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)不及時(shí)損壞反激式開關(guān)電源元器件的情況。當(dāng)反激式開關(guān)電源運(yùn)行中發(fā)生較嚴(yán)重的故障時(shí)，常需要反激式開關(guān)電源重啟。為了在重啟過程中減少浪涌電流對(duì)反激式開關(guān)電源的沖擊，應(yīng)設(shè)置反激式開關(guān)電源軟啟動(dòng)電路。本實(shí)用新型針對(duì)上述情況，通過同時(shí)監(jiān)測(cè)反激式開關(guān)電源兩個(gè)反饋回路中的信號(hào)，有效提高了故障保護(hù)電路的反應(yīng)速度。并通過故障保護(hù)電路與軟啟動(dòng)電路的結(jié)合，有效避免了因故障重啟過程中浪涌電流對(duì)反激式開關(guān)電源的沖擊。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供了一種反激式開關(guān)電源故障保護(hù)電路。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:反激式開關(guān)電源故障保護(hù)電路包括四個(gè)部分，其分別為電壓反饋信號(hào)比較器、I號(hào)電感電流信號(hào)比較器、2號(hào)電感電流信號(hào)比較器、故障重啟電路。反激式開關(guān)電源的電壓反饋信號(hào)輸入到電壓反饋信號(hào)比較器的正相輸入端，I號(hào)參考電壓信號(hào)輸入到電壓反饋信號(hào)比較器的反相輸入端。當(dāng)電壓反饋信號(hào)小于I號(hào)參考電壓信號(hào)時(shí)，說明反激式開關(guān)電源正常工作，無故障發(fā)生。當(dāng)電壓反饋信號(hào)大于I號(hào)參考電壓信號(hào)時(shí)，說明反激式開關(guān)電源發(fā)生短路或過載等故障，電壓反饋信號(hào)比較器輸出電壓故障信號(hào)禁止反激式開關(guān)電源工作，并將電壓故障信號(hào)輸出到故障重啟電路。
[0005]反激式開關(guān)電源的電感電流信號(hào)分別輸入到I號(hào)電感電流信號(hào)比較器的正相輸入端和2號(hào)電感電流信號(hào)比較器的正相輸入端。2號(hào)參考電壓信號(hào)輸入到I號(hào)電感電流信號(hào)比較器的反相輸入端，3號(hào)參考電壓信號(hào)輸入到2號(hào)電感電流信號(hào)比較器的反相輸入端。當(dāng)反激式開關(guān)電源電感電流信號(hào)小于3號(hào)參考電壓時(shí)，說明反激式開關(guān)電源正常工作，無故障發(fā)生。當(dāng)電感電流信號(hào)大于3號(hào)參考電壓信號(hào)并小于2號(hào)參考電壓信號(hào)時(shí)，2號(hào)電感電流信號(hào)比較器輸出限流信號(hào)，屏蔽反激式開關(guān)電源的PWM信號(hào)，反激式開關(guān)電源暫時(shí)停止工作。如果電感電流信號(hào)能夠恢復(fù)到小于3號(hào)參考電壓信號(hào)的狀態(tài)，2號(hào)電感電流信號(hào)比較器輸出的限流信號(hào)變?yōu)榈碗娖剑醇な介_關(guān)電源將繼續(xù)工作。如果電感電流信號(hào)繼續(xù)增加并大于2號(hào)參考電壓信號(hào)，I號(hào)電感電流信號(hào)比較器將輸出電流故障信號(hào)到故障重啟電路。
[0006]故障重啟電路分別接收來自電壓反饋信號(hào)比較器的電壓故障信號(hào)和來自I號(hào)電感電流信號(hào)比較器的電流故障信號(hào)。當(dāng)電壓故障信號(hào)為高電平時(shí)，該信號(hào)首先停止反激式開關(guān)電源的工作，并使故障重啟電路輸出重啟控制信號(hào)。重啟控制信號(hào)為一個(gè)緩慢升高的電壓，該電壓被輸入到反激式開關(guān)電源反饋回路的誤差放大器中，由于其電壓鉗制作用，轉(zhuǎn)換器的輸出也出現(xiàn)緩慢上升狀態(tài)，直至達(dá)到額定輸出電壓值，實(shí)現(xiàn)了反激式開關(guān)電源的軟啟動(dòng)。當(dāng)電流故障信號(hào)為高電平時(shí)，故障重啟電路中的計(jì)數(shù)器會(huì)對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)故障重啟電路對(duì)電流故障信號(hào)的計(jì)數(shù)達(dá)到預(yù)定次數(shù)時(shí)，在2號(hào)電感電流信號(hào)比較器輸出的限流信號(hào)暫停反激式開關(guān)電源工作的前提下，故障重啟電路輸出重啟控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)反激式開關(guān)電源的軟啟動(dòng)。
[0007]在反激式開關(guān)電源故障保護(hù)電路中，電壓反饋信號(hào)比較器用于比較反激式開關(guān)電源的電壓反饋信號(hào)與I號(hào)參考電壓信號(hào)，并輸出電壓故障信號(hào)。當(dāng)電壓反饋信號(hào)小于I號(hào)參考電壓信號(hào)時(shí)，電壓故障信號(hào)為低電平。當(dāng)電壓反饋信號(hào)大于I號(hào)參考電壓信號(hào)時(shí)，電壓故障信號(hào)為高電平。電壓反饋信號(hào)比較器包括I號(hào)參考電壓輸入端、電壓反饋信號(hào)輸入端、電壓故障信號(hào)輸出端、I至8號(hào)MOS管、I號(hào)施密特觸發(fā)器。其中I號(hào)參考電壓輸入端連接3號(hào)MOS管的柵極，3號(hào)MOS管的源極連接2號(hào)MOS管的漏極，3號(hào)MOS管的漏極連接5號(hào)MOS管的漏極。電壓反饋信號(hào)輸入端連接4號(hào)MOS管的柵極，4號(hào)MOS管的源極連接3號(hào)MOS管的源極，4號(hào)MOS管的漏極連接6號(hào)MOS管的漏極。5號(hào)MOS管的柵極連接6號(hào)MOS管柵極，5號(hào)MOS管的源極連接6號(hào)MOS管的源極，6號(hào)MOS管的源極接地。7號(hào)MOS管的漏極連接I號(hào)施密特觸發(fā)器的輸入端，I號(hào)施密特觸發(fā)器的輸出端連接電壓故障信號(hào)輸出端。8號(hào)MOS管的漏極連接7號(hào)MOS管的漏極，8號(hào)MOS管的源極接地。
[0008]在反激式開關(guān)電源故障保護(hù)電路中，I號(hào)電感電流信號(hào)比較器用于比較反激式開關(guān)電源的電感電流信號(hào)與2號(hào)參考電壓信號(hào)，并輸出電流故障信號(hào)。當(dāng)電感電流信號(hào)小于2號(hào)參考電壓信號(hào)時(shí)，電流故障信號(hào)為低電平。當(dāng)電感電流信號(hào)大于2號(hào)參考電壓信號(hào)時(shí)，電流故障信號(hào)為高電平。I號(hào)電感電流信號(hào)比較器包括2號(hào)參考電壓輸入端、電感電流信號(hào)輸入端、電流故障信號(hào)輸出端、9至16號(hào)MOS管、2號(hào)施密特觸發(fā)器。其中2號(hào)參考電壓輸入端連接11號(hào)MOS管的柵極，11號(hào)MOS管的源極連接1號(hào)MOS管的漏極，11號(hào)MOS管的漏極連接13號(hào)MOS管的漏極。電感電流信號(hào)輸入端連接12號(hào)MOS管的柵極，12號(hào)MOS管的源極連接11號(hào)MOS管的源極，12號(hào)MOS管的漏極連接14號(hào)MOS管的漏極。13號(hào)MOS管的柵極連接14號(hào)MOS管柵極，13號(hào)MOS管的源極連接14號(hào)MOS管的源極，14號(hào)MOS管的源極接地。15號(hào)MOS管的漏極連接2號(hào)施密特觸發(fā)器的輸入端，2號(hào)施密特觸發(fā)器的輸出端連接電流故障信號(hào)輸出端。16號(hào)MOS管的漏極連接15號(hào)MOS管的漏極，16號(hào)MOS管的源極接地。
[0009]在反激式開關(guān)電源故障保護(hù)電路中，2號(hào)電感電流信號(hào)比較器用于比較反激式開關(guān)電源的電感電流信號(hào)與3號(hào)參考電壓信號(hào)，并輸出限流信號(hào)。當(dāng)電感電流信號(hào)小于3號(hào)參考電壓信號(hào)時(shí)，限流信號(hào)為低電平。當(dāng)電感電流信號(hào)大于3號(hào)參考電壓信號(hào)時(shí)，限流信號(hào)為高電平。2號(hào)電感電流信號(hào)比較器包括3號(hào)參考電壓輸入端口、電感電流信號(hào)輸入端口、限流信號(hào)輸出端口、17至28號(hào)MOS管、3號(hào)施密特觸發(fā)器。其中3號(hào)參考電壓輸入端口連接24號(hào)MOS管的柵極，24號(hào)MOS管的源極連接18號(hào)MOS管的漏極，24號(hào)MOS管的漏極接地。電感電流輸入端口連接26號(hào)MOS管的柵極，26號(hào)MOS管的源極連接25號(hào)MOS管的漏極，26號(hào)MOS管的漏極接地。限流信號(hào)輸出端口連接3號(hào)施密特觸發(fā)器的輸出端，27號(hào)MOS管的漏極連接3號(hào)施密特觸發(fā)器的輸入端。28號(hào)MOS管的柵極連接21號(hào)MOS管的漏極，28號(hào)MOS管的漏極連接27號(hào)MOS管的漏極，28號(hào)MOS管的源極接地。
[0010]在反激式開關(guān)電源故障保護(hù)電路中，故障重啟電路用于實(shí)現(xiàn)反激式開關(guān)電源發(fā)生故障后的軟啟動(dòng)。故障重啟電路接收電壓故障信號(hào)和電流故障信號(hào)，并輸出重啟控制信號(hào)。當(dāng)電流故障信號(hào)為高電平的次數(shù)達(dá)到預(yù)定值或電壓故障信號(hào)為高電平時(shí)，故障重啟電路輸出重啟控制信號(hào)到反激式開關(guān)電源的誤差放大器中，實(shí)現(xiàn)反激式開關(guān)電源的軟啟動(dòng)。故障重啟電路包括電壓故障信號(hào)輸入端口、電流故障信號(hào)輸入端口、基準(zhǔn)電壓信號(hào)輸入端口、重啟控制信號(hào)輸出端口、29至52號(hào)MOS管、I至2號(hào)電阻、重啟控制電容、I號(hào)計(jì)數(shù)器、I號(hào)或門。其中基準(zhǔn)電壓信號(hào)輸入端口輸入的基準(zhǔn)電壓和I號(hào)電阻使故障重啟電路獲得基準(zhǔn)電流。通過對(duì)重啟控制電容充放電，故障重啟電路輸出的重啟控制信號(hào)能夠成為一個(gè)緩慢變化的電壓信號(hào)，用于實(shí)現(xiàn)反激式開關(guān)電源的軟啟動(dòng)。
[0011]在故障重啟電路中，電壓故障信號(hào)輸入端口連接I號(hào)或門的上輸入端，I號(hào)或門輸出端連接38號(hào)MOS管的柵極。電流故障輸入端口連接I號(hào)計(jì)數(shù)器的輸入端，I號(hào)計(jì)數(shù)器的輸出端連接I號(hào)或門的下輸入端。基準(zhǔn)電壓信號(hào)輸入端口連接43號(hào)MOS管的源極，43號(hào)MOS管的漏極連接42號(hào)MOS管的漏極，43號(hào)MOS管的柵極連接44號(hào)MOS管的柵極。44號(hào)MOS管的漏極連接41號(hào)MOS管的漏極，44號(hào)MOS管的源極連接I號(hào)電阻的上端，I號(hào)電阻的下端接地。重啟控制信號(hào)輸出端口連接37號(hào)MOS管的漏極，37號(hào)MOS管的源極接地。重啟控制電容的上端連接重啟控制信號(hào)