CN104111369A - 一种高精度过流检测电路及稳压电源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度过流检测电路和一种包含该过流检测电路的稳压电源，利用该过流检测电路检测到电源输出过流后，反馈到稳压电源的控制端，由控制端控制输出合适的输出功率，对稳压电源进行过流保护。本发明的电路简单，成本低，且精度高。

Description

一种高精度过流检测电路及稳压电源

技术领域

本发明涉及输出电路的过流检测领域，特别涉及一种检测输出电路的电流的高精度过流检测电路及具有过流保护的稳压电源。

背景技术

传统的开关电源如图1所示，市电或者其它交流电源如发电机输出的交流电流通过电磁干扰抑制电路后，经过整流滤波电路，变压器转换电路，输出整流滤波电路输出直流，变压器转换电路通过开关控制电路控制开关电流的输出功率，当开关电流输出电流超过要求时，PWM发生器的检测电路检测检测串在开关管Q1的源极上电阻R11,R12的电流达到设定标准时，控制PWM输出信号的PWM信号占空比，从而通过限制开关管Q1导通时间，而限制电源的输出电流。

上述传统的过流保护电路存在以下缺陷：

1）因为全电压范围输入90-264Vac，由于高低压输入电流不一样，使得过流保护点不一致，差别较大。

2）由于变压器漏感的存在，取样电阻R11、R12及PWM的控制ICU1的误差，以及器件的温度特性在相同输入电压的情况下过流点的精度也会产生变化不一致。

发明内容

本发明的目的是提出一种输出信号的高精度的输出电流检测电路，当检测到输出电路的输出电流过流后，产生控制信号，并将该过流检测电路设置在开关电源中，检测到当开关电源由于短路或者其它原因输出的电流超过设定的电流大小后，产生控制信号反馈到PWM控制器，通过限制输出的PWM信号的占空比而限制电流的输出电流，对电流进行过流保护。

本发明的技术方案是：一种高精度的过流检测电路，设置在输出电路的输出端之间，检测输出电路的输出电流超过设定值时产生过流信号；包括串接在输出电路输出端的过流采样电阻R23，还包括一个三端可调分流基准电源U4、分压电阻R21、分压电阻R22、过流信号输出开关；所述的三端可调分流基准电源U4的阳极和阴极的并联在所述的输出电路的输出端之间，三端可调分流基准电源U4的阳极接所述的过流采样电阻R23的采集端；所述的三端可调分流基准电源U4的参考端与阴极短接；所述的分压电阻R21与分压电阻R22串连，所述的分压电阻R22的另一端接所述的三端可调分流基准电源U4的参考端，所述的分压电阻R21的另一端接地；所述的分压电阻R21与分压电阻R22之间接所述的过流信号输出开关的控制端。

本发明由于采用了一个三端可调分流基准电源U4将过流采样电阻R23输出的信号转换成过流信号输出开关的控制电压，因为三端可调分流基准电源U4具有高精度的参考端输出电压，因此，只需要选择好分压电阻R21与分压电阻R22，在过流采样电阻R23输出的信号达到过流时的值后，就可以控制过流信号输出开关闭合，是一种非常高精度的过流检测电路，且该电路本身成本很低。通过调整好分压电阻R21与分压电阻R22的值，在过流采样电阻R23输出的信号非常小时，也能很好地产生过流信号，因此， 功耗非常小。

本发明的优选方案中，还包括分压电阻R20，所述的分压电阻R20与所述的三端可调分流基准电源U4串连以后，串接在所述的输出电路的输出端之间。过流信号输出开关可为三端可调分流基准电源U5，三极管Q2，或者场效应管。

本发明还提供一种采用上述的过流检测电路检测电源的输出电流，在电源的输出电流大于设定值时产生过流信号，反馈到控制电路中，控制输出电流在设定区域的稳压电源，该稳压电源包括输入整流滤波电路、变压器转换电路、输出整流滤波电路和开关控制电路，所述的输入整流滤波电路的输入端接交流电，输出端接变压器转换电路的次级端，输出整流滤波电路输出稳压电源，所述的开关控制电路控制所述的变压器转换电路的输出功率；还包括过流检测电路，所述的过流检测电路检测所述的输出整流滤波电路的输出电流，当输出整流滤波电路的输出电流超过设定值时，产生过流信号输入到所述的开关控制电路；这里的过流检测电路为上述的过流检测电路，当该过流检测电路检测到稳压电源的输出电流大于设定值时，产生控制信号控制变压器输出功率，以保证安全。

本发明的稳压电源由于采用了一个高精度的电流检测电路，当该过流检测电路检测到输出整流滤波电路的输出端的电流大于约定值时，反馈给控制电路让控制电路控制变压器输出功率，以保证安全。

本发明的稳压电源的优选方案中，在交流电源输入与输入整流滤波电路之间还设置有电磁干扰抑制电路。

下面结合具体实施例对本发明作较为详细的描述。

附图说明

图1为目前稳压电源电路原理图。

图2为本发明实施例1的过流检测电路原理图。

图3为本发明实施例2的过流检测电路原理图。

图4为本发明的稳压电源原理框图。

图5为本发明实施例1的的稳压电源电路原理图(一)。

图6为本发明实施例1的的稳压电源电路原理图(二)。

图7为本发明实施例2的的稳压电源电路原理图(一)。

图8为本发明实施例2的的稳压电源电路原理图(二)。

图9为TL431A的符号。

具体实施方式

实施例1，本实施例是一种稳压电源，这种稳压电源采用了一种如图2所示的对稳压电源输出进行过流检测的高精度的过流检测电路，通过这个高精度的过流检测电路检测到稳压电源的输出电流超过设定电流(过流)时，稳压电源的控制电路关闭输出或者限制输出功率，以保证安全。本实施例的过流检测电路如图2所示，主要用来检测输出电路的电流的，输出电路不限于电源，也可以是其它输出电路，如输出直流信号的信号源或者其它输出直流信号的输出端产品，用来检测输出端的输出电流，当这样的输出端输出电流大于设定值时，产生一个信号反映该电路由于短路或者其它原因输出电流大于设定值，而该电路的控制部分根据该信号进行应对，如切断输入电源或者减少输出功率等。

如图2、4、5、6所示，本实施例的稳压电源，包括输入和电磁干扰抑制电路、输入整流滤波电路、变压器转换电路、输出整流滤波电路和开关控制电路、过流检测电路、电压环路反馈电路。输入交流电通过通过保险丝和由VR1组成的电磁干扰抑制电路输入整流滤波电路的输入端，输入整流滤波电路是相对于输出整流滤波电路的，该整流滤波电路是目前使用较频繁的一种整流滤波电路，其中整流电路是由BD1整流电桥实现整流的，滤波电路是一种由电容C1、电容C2和电感LG1组成的“π”型滤波器。输入整流滤波电路所产生的直流电的电压还是交流电的电压大小，输出端接变压器转换电路的次级端，通过变压器转换电路将输出电压调整到合适的电压，变压器转换电路在开关控制电路控制下输出合适的输出功率，本实施例采用PWM信号控制一个开关管Q1，PWM信号的占空比控制输出功率。变压器转换电路的次级接输出整流滤波电路，输出稳定的电压。过流检测电路检测输出整流滤波电路的输出电流，当输出整流滤波电路的输出电流超过设定值时，产生过流信号通过光耦U2反馈到开关控制电路。本实施例中的过流检测电路是一种高精度的过流检测电路，如图2所示，包括串接在输出整流滤波电路的输出负极的过流采样电阻R23、一个三端可调分流基准电源U4、分压电阻R21、分压电阻R22、一个三端可调分流基准电源U5；三端可调分流基准电源U4的阴极接输出整流滤波电路的正极，三端可调分流基准电源U4的阳极接过流采样电阻R23的采集端；如图5、6所示，过流采样电阻R23的采集端位于输出整流滤波电路的输出端，三端可调分流基准电源U4的参考端与阴极短接，分压电阻R21与分压电阻R22串连，分压电阻R22的另一端接三端可调分流基准电源U4的参考端，分压电阻R21的另一端接地；此时，在分压电阻R21与分压电阻R22之间输出一个稳定的输出电压，本实施例中采用的型号为TL431，参考端输出的电压稳定在2.5V，这样，通过分压电阻R21与分压电阻R22分压，输出过流采样电阻R23的采集端的电压加上分压电阻R22上的电压，输出到三端可调分流基准电源U5的参考端，当三端可调分流基准电源U5的参考端的电压达到触发电压后，三端可调分流基准电源U5的阳极和阴极导通，这样在输出整流滤波电路正极、光耦U2的输入端阳极、光耦U2的输入端阴极与地之间形成一个回路，将输出整流滤波电路输出电流过流的信号反馈到开关控制电路，控制产生合适的PWM信号控制开关管Q1的开关时间，以保证安全。

本实施例中采用的三端可调分流基准电源U4和三端可调分流基准电源U5的型号都为：TL431A，如图9所示，其中，A为阳极、K为阴极、R为参考极。

实施例2如图3、4、7、8所示，该实施例与实施例1相似，主要差别在高精度过流保护电路，该实施例中的过流保护电路采用一个NPN三极管Q2代替实施例1中的三端可调分流基准电源U5，同样，当分压电阻R21与分压电阻R22之间的电压大于0.7V时，三极管导通，这样在输出整流滤波电路正极、光耦U2的输入端阳极、光耦U2的输入端阴极与三极管Q2的集电极、发射极与地之间形成一个回路。

实施例3与上面实施例相似，只是用MOS管代替三极管或者三端可调分流基准电源U5。 

Claims (10)

1.一种高精度的过流检测电路，设置在输出电路的输出端之间，检测输出电路的输出电流超过设定值时产生过流信号；包括串接在输出电路输出端的过流采样电阻R23，其特征在于：还包括一个三端可调分流基准电源U4、分压电阻R21、分压电阻R22、过流信号输出开关；

所述的三端可调分流基准电源U4的阳极和阴极并联在所述的输出电路的输出端之间，三端可调分流基准电源U4的阳极接所述的过流采样电阻R23的采集端；所述的三端可调分流基准电源U4的参考端与阴极短接；所述的分压电阻R21与分压电阻R22串连，所述的分压电阻R22的另一端接所述的三端可调分流基准电源U4的参考端，所述的分压电阻R21的另一端接地；

所述的分压电阻R21与分压电阻R22之间接所述的过流信号输出开关的控制端。

2.根据权利要求1所述的高精度的过流检测电路，其特征在于：还包括分压电阻R20，所述的分压电阻R20与所述的三端可调分流基准电源U4串连以后，并接在所述的输出电路的输出端之间。

3.根据权利要求1或2所述的高精度的过流检测电路，其特征在于：所述的过流信号输出开关为三端可调分流基准电源U5，所述的三端可调分流基准电源U5的阳极接地，参考端接所述的分压电阻R21与分压电阻R22之间、阴极输出为过流信号。

4.根据权利要求1或2所述的高精度的过流检测电路，其特征在于：所述的过流信号输出开关为三极管Q2，所述的三极管Q2的基极接所述的分压电阻R21与分压电阻R22之间、发射极接地，集电极为过流信号。

5.根据权利要求1或2所述的高精度的过流检测电路，其特征在于：所述的过流信号输出开关为场效应管，所述的场效应管的栅极接所述的分压电阻R21与分压电阻R22之间、源极接地，漏极为过流信号。

6.一种稳压电源，包括输入整流滤波电路、变压器转换电路、输出整流滤波电路和开关控制电路，所述的输入整流滤波电路的输入端接交流电，输出端接变压器转换电路的次级端，输出整流滤波电路输出稳压电源，所述的开关控制电路控制所述的变压器转换电路的输出功率；其特征在于：还包括过流检测电路，所述的过流检测电路检测所述的输出整流滤波电路的输出电流，当输出整流滤波电路的输出电流超过设定值时，产生过流信号输入到所述的开关控制电路；所述的过流检测电路包括串接在所述的输出整流滤波电路的输出负极的过流采样电阻R23、一个三端可调分流基准电源U4、分压电阻R21、分压电阻R22、过流信号输出开关；

所述的三端可调分流基准电源U4的阴极接输出整流滤波电路的正极，三端可调分流基准电源U4的阳极接所述的过流采样电阻R23的采集端；所述的三端可调分流基准电源U4的参考端与阴极短接；所述的分压电阻R21与分压电阻R22串连，所述的分压电阻R22的另一端接所述的三端可调分流基准电源U4的参考端，所述的分压电阻R21的另一端接地；

所述的分压电阻R21与分压电阻R22之间接所述的过流信号输出开关的控制端；

还包括一个光耦U2，所述的光耦U2将过流检测电路检测的输出整流滤波电路输出电流过流信号耦合到所述的开关控制电路，所述的光耦U2输入端的阳极接输出整流滤波电路的正极，所述的光耦U2输入端的阴极通过过流信号输出开关接地。

7.根据权利要求6所述的稳压电源，其特征在于：所述的过流信号输出开关为三端可调分流基准电源U5，所述的三端可调分流基准电源U5的阳极接地，参考端接所述的分压电阻R21与分压电阻R22之间、所述的三端可调分流基准电源U5的阴极接所述的光耦U2输入端的阴极。

8.根据权利要求6所述的稳压电源，其特征在于：所述的过流信号输出开关为三极管Q2，所述的三极管Q2的基极接所述的分压电阻R21与分压电阻R22之间、所述的三极管Q2的发射极接地，所述的三极管Q2的集电极接所述的光耦U2输入端的阴极。

9.根据权利要求6所述的稳压电源，其特征在于：所述的过流信号输出开关为场效应管，所述的场效应管的栅极接所述的分压电阻R21与分压电阻R22之间、所述的场效应管的源极接地，所述的场效应管的漏极接所述的光耦U2输入端的阴极。

10.根据权利要求6至9中任一所述的稳压电源，其特征在于：在交流电源输入与输入整流滤波电路之间还设置有电磁干扰抑制电路。