CN108322066A - 一种具有保护装置的开关电源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有保护装置的开关电源，包括整流装置、开关管、滤波装置、驱动装置及PWM发生器，PWM发生器的输出端经驱动装置与开关管相连，整流装置经开关管与滤波装置相连，开关管的输入电压经整流装置整流后变为直流电压，PWM发生器输出PWM信号，经驱动装置驱动开关管的导通和关闭，开关管输出方波，经滤波装置滤波后得到稳定的输出电压，驱动装置的输出端还连接有驱动保护装置，驱动保护装置的输出端与开关管相连。本发明通过驱动保护装置来对开关管集电极的电压进行监控，当驱动器监视到开关管的集电极有过流现象时，驱动器关闭，开关管截止，开关电源输出电压为零，这样开关管就不会因电流过大而烧坏，从而提高电源的安全可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备领域，尤其涉及一种具有保护装置的开关电源。
背景技术
随着经济和科学的发展，。世界能源逐渐紧缺，而能耗小、效率高的开关电源在各行各业都起到了重要的作用。在开关电源中，变换电路起着主要的调节稳压作用，变换电路主要通过PWM发生器实现，通过调节PWM输出波形的占空比来控制开关管的导通和关断时间，从而控制输出电压的大小和频率。但是开关管在工作中，经常出现过压或过流现象，若不及时关断开关管则会造成开关电源的严重损坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有保护装置的开关电源，能够随时对设备进行监控保护，提高电源的安全可靠性。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种具有保护装置的开关电源，包括整流装置、、开关管、滤波装置、驱动装置及PWM发生器，PWM发生器的输出端经驱动装置与开关管相连，所述整流装置经开关管与滤波装置相连，开关管的输入电压经整流装置整流后变为直流电压，PWM发生器输出PWM信号，经驱动装置驱动开关管的导通和关闭，开关管输出方波，经滤波装置滤波后得到稳定的输出电压，所述驱动装置的输出端还连接有驱动保护装置，驱动保护装置的输出端与开关管相连。
优选地，所述驱动保护装置包括异或门、与门、光电耦合器及驱动器，所述异或门的R引脚经第一电容连接第一电源正极，第一电容两端并联有复位开关，异或门的R引脚还经第一电阻接地，所述异或门的S引脚接地，异或门的Q引脚与与门的第一输入端相连，与门的第二输入端与驱动装置相连，与门的输出端经第二电阻与驱动器的15引脚相连，驱动器的14引脚经第三电阻与驱动装置相连，所述驱动器的6引脚经第一电阻与开关管的集电极相连，驱动器的3引脚经第四电阻与开关管的门极相连，驱动器的9引脚经第二电容连接第二电源正极，第二电容两端并联有第三电容，驱动器的9引脚还经第四电容与驱动器的1引脚相连，第四电容两端并联有第五电容，驱动器的1引脚与开关管的发射级相连，所述驱动器的2引脚与光电耦合器的第一输入端相连，光电耦合器的第一输入端还连接第二电源正极，光电耦合器的第二输入端与驱动器的4引脚相连，光电耦合器的第一输出端连接第一电源正极，光电耦合器的第二输出端接地。
优选地，所述开关管采用IGBT。
优选地，所述驱动器采用EXB841集成驱动器。
本发明通过驱动保护装置来对开关管集电极的电压进行监控，当驱动器监视到开关管的集电极有过流现象时，驱动器关闭，停止输出驱动信号，随着驱动装置的输入信号消失，开关管截止，开关电源输出电压为零，这样开关管就不会因电流过大而烧坏，同时也能防止输出负载短路而造成整个电路烧坏；在故障消除后，按下复位开关，线路正常工作，驱动器继续对开关管进行监控，并在开关管发生过流故障时及时动作，从而提高电源的安全可靠性。
附图说明
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明所述驱动保护装置的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1及图2所述，本发明所述的一种具有保护装置的开关电源，包括整流装置、、开关管、滤波装置、驱动装置及PWM发生器，PWM发生器的输出端经驱动装置与开关管相连，所述整流装置经开关管与滤波装置相连，开关管的输入电压经整流装置整流后变为直流电压，PWM发生器输出PWM信号，经驱动装置驱动开关管的导通和关闭，开关管输出方波，经滤波装置滤波后得到稳定的输出电压，在本实施例中，开关管采用IGBT，驱动装置的输出端还连接有驱动保护装置，驱动保护装置的输出端与开关管相连。
驱动保护装置包括异或门IC1、与门IC2、光电耦合器OSC1及驱动器IC3，在本实施例中，驱动器IC3采用EXB841集成驱动器，异或门IC1的R引脚经第一电容C1连接第一电源正极VCC1，第一电容C1两端并联有复位开关K1，异或门IC1的R引脚还经第一电阻R1接地，异或门IC1的S引脚接地，异或门IC1的Q引脚与与门IC2的第一输入端相连，与门IC2的第二输入端与驱动装置相连，与门IC2的输出端经第二电阻R2与驱动器IC2的驱动信号正输入端（15引脚）相连，驱动器IC3的驱动信号负输入端（14引脚）经第三电阻R3与驱动装置相连，驱动器IC3的集电极电压监视端（6引脚）经第一电阻R1与开关管的集电极C相连，驱动器IC3的驱动输出端（3引脚）经第四电阻R4与开关管的门极G相连，驱动器IC3的0V电源端（9引脚）经第二电容C2连接第二电源正极VCC2，第二电容C2两端并联有第三电容C3，驱动器IC3的0V电源端（9引脚）还经第四电容C4与驱动器IC3的滤波电容器端（1引脚）相连，第四电容C4两端并联有第五电容C5，驱动器IC3的滤波电容器端（1引脚）与开关管的发射级E相连，驱动器IC2的20V电源端（2引脚）与光电耦合器OSC1的第一输入端相连，光电耦合器OSC1的第一输入端还连接第二电源正极VCC2，光电耦合器OSC1的第二输入端与驱动器IC2的4引脚相连，光电耦合器OSC1的第一输出端连接第一电源正极VCC1，光电耦合器OSC1的第二输出端接地。
当驱动器IC3的6引脚没有监视到开关管的集电极有过流现象时，驱动器IC3的4引脚为高电平，光电耦合器OSC1的第二输入端与驱动器IC3的4引脚的电平是一样的，而光电耦合器OSC1的第一输入端连接的是第二电源正极VCC2，因此光电耦合器OSC1不工作，驱动器IC3的10引脚也接地，在没有高电平连接时驱动器IC3不工作。
当驱动器IC3的6引脚监视到开关管的集电极有过流现象时，驱动器IC3的4引脚为低电平，光电耦合器OSC1的第二输入端为低电平，第一输入端为高电平，光电耦合器OSC1开始工作，经光耦合OSC1输出高电平到地，驱动器IC3关闭，停止输出驱动信号，随着驱动装置的输入信号消失，开关管截止，开关电源输出电压为零，这样开关管就不会因电流过大而烧坏，同时也能防止输出负载短路而造成整个电路烧坏。
故障排除后给线路通电，在没有按下复位开关K1时，异或门IC1的R引脚为低电平，而S引脚接地为低电平，所以Q引脚输出也为低电平，异或门IC1的Q引脚连接与门IC2的第一输入端，所以与门IC2的第一输入端也为低电平，与门IC2的第二输入端的电平如何改变，与门IC2的输出端都为低电平，驱动装置的输出信号无法进入驱动器IC3，开关管不导通，这样在没有按下复位开关K1的情况下，异或门IC1、与门IC2、驱动器IC3和开关管之间相互断开；按下复位开关K1后，异或门IC1的R引脚得到高电平，S引脚为低电平，异或门IC1的Q引脚输出为高电平并保持高电平状态，异或门IC1的Q引脚与与门IC2的第一输入端相连，所以与门IC2的第一引脚为高电平，而与门IC2的第二输入端与驱动装置相连，当与门IC2的第二输入端为高电平时与门IC2的输出端为高电平，当与门IC2的第二输出端为低电平时与门IC2的输出端也为低电平，因此与门IC2的输出电平变化与驱动装置的输出信号一致，在驱动器IC3的驱动下，开关管有规律的导通和管段，主电路正常运行时驱动器IC3的6引脚对开关管的集电极进行监视，这样可以随时对开关管和电源进行保护，从而提高了电源的安全可靠性。
Claims (4)
1.一种具有保护装置的开关电源，其特征在于：包括整流装置、、开关管、滤波装置、驱动装置及PWM发生器，PWM发生器的输出端经驱动装置与开关管相连，所述整流装置经开关管与滤波装置相连，开关管的输入电压经整流装置整流后变为直流电压，PWM发生器输出PWM信号，经驱动装置驱动开关管的导通和关闭，开关管输出方波，经滤波装置滤波后得到稳定的输出电压，所述驱动装置的输出端还连接有驱动保护装置，驱动保护装置的输出端与开关管相连。
2.如权利要求1所述的一种具有保护装置的开关电源，其特征在于：所述驱动保护装置包括异或门、与门、光电耦合器及驱动器，所述异或门的R引脚经第一电容连接第一电源正极，第一电容两端并联有复位开关，异或门的R引脚还经第一电阻接地，所述异或门的S引脚接地，异或门的Q引脚与与门的第一输入端相连，与门的第二输入端与驱动装置相连，与门的输出端经第二电阻与驱动器的15引脚相连，驱动器的14引脚经第三电阻与驱动装置相连，所述驱动器的6引脚经第一电阻与开关管的集电极相连，驱动器的3引脚经第四电阻与开关管的门极相连，驱动器的9引脚经第二电容连接第二电源正极，第二电容两端并联有第三电容，驱动器的9引脚还经第四电容与驱动器的1引脚相连，第四电容两端并联有第五电容，驱动器的1引脚与开关管的发射级相连，所述驱动器的2引脚与光电耦合器的第一输入端相连，光电耦合器的第一输入端还连接第二电源正极，光电耦合器的第二输入端与驱动器的4引脚相连，光电耦合器的第一输出端连接第一电源正极，光电耦合器的第二输出端接地。
3.如权利要求2所述的一种具有保护装置的开关电源，其特征在于：所述开关管采用IGBT。
4.如权利要求3所述的一种具有保护装置的开关电源，其特征在于：所述驱动器采用EXB841集成驱动器。
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