CN108696111A - 一种多路输出欠压及短路保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多路输出欠压及短路保护电路，应用于具有多路输出的开关电源中，与开关电源中的其中一路输出模块的整流滤波电路连接，包括阈值电路、采样电路、比较电路、控制电路和开关电路，阈值电路的输入端连接该路输出模块中变压器副边绕组的同名端，阈值电路的输出端连接比较电路的第一输入端；采样电路的输入端连接该路输出模块的输出正，采样电路的输出端连接比较电路的第二输入端；比较电路的输出端连接控制电路的输入端，控制电路的输出端连接开关电路的输入端，控制开关电路的开通和关断，开关电路的输出端连接该路输出模块的输出负，控制该路输出模块的开通和关断。本发明电路简单，成本低，各路输出之间相互独立，输出电压经过高。
Description
技术领域
本发明涉及电源领域，尤其是多路输出电源的欠压和保护电路。
背景技术
如今电源已经应用于各种环境当中，其可靠性要求也越来越高，电源集成了各种保护功能保证其可靠性，而短路保护和过流保护就是其中一种重要的保护功能，目前电源内部的集成电路都已集成短路保护和过流保护，大部分电源设计的过流保护点都比较大，在电源进入过流保护之前，输出电压会降低，而此时电源并未进入保护模式，以超额定功率工作，存在爆炸的隐患，同时输出电压精度差，若电源应用在高精密的设备中，容易损坏设备；电源通过检测输出的电压电流，集成电路判断是否短路或者过流，一旦短路或者过流，集成电路进入短路保护模式，关断输出，避免电源不至于过热而爆炸，进而保护电源遭到损坏，所以电源单路输出或者多路输出，只要其中一路输出欠压及短路或者过流，电源都会进入保护模式，若是多路输出电源，一旦其中一路短路或者过流，电源进入保护模式，其他输出也会关闭，影响输出，对其他设备造成损坏，存在重大的安全隐患，降低了电源的可靠性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种多路输出欠压及短路保护电路，应用于具有多路输出的开关电源中，与开关电源中的其中一路输出模块的整流滤波电路连接，控制该路输出模块的开通和关断，有效解决上述问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种多路输出欠压及短路保护电路，应用于具有多路输出的开关电源中，与开关电源中的其中一路输出模块的整流滤波电路连接，所述的多路输出欠压及短路保护电路包括阈值电路、采样电路、比较电路、控制电路和开关电路，阈值电路的输入端连接该路输出模块中变压器副边绕组的同名端，阈值电路的输出端连接比较电路的第一输入端；采样电路的输入端连接该路输出模块的输出正，采样电路的输出端连接比较电路的第二输入端；比较电路的输出端连接控制电路的输入端，控制电路的输出端连接开关电路的输入端，控制开关电路的开通和关断，开关电路的输出端连接该路输出模块的输出负，控制该路输出模块的开通和关断。
优选的，所述的阈值电路包括电阻R3、电阻R4、电容C3，所述的电阻R3的一端作为阈值电路的输入端，电阻R3的另一端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地，电容C3并联在电阻R4的两端；电阻R3与电阻R4的连接点作为阈值电路的输出端。
优选的，所述的采用电路包括电阻R5、电阻R6、电容C4，所述的电阻R5的一端作为采样电路的输入端，电阻R5的另一端连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接地，电容C4并联在电阻R6的两端；电阻R5与电阻R6的连接点作为采样电路的输出端。
优选的，所述的比较电路包括比较器，比较器的正相输入端作为比较电路的第一输入端，比较器的反相输入端作为比较电路的第二输入端，比较器的输出端作为比较电路的输出端。
优选的，所述的控制电路包括电阻R7和三极管Q2，三极管Q2的基极作为控制电路的输入端，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极连接电阻R7的一端，并作为控制电路的输出端，电阻R7的另一端连接阈值电路的输入端。
优选的，所述的开关电路包括继电器K1、电阻R8、电阻R9、三极管Q1，电阻R9的一端作为开关电路的输入端，电阻R9的另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接阈值电路的输入端；电阻R8的两端连接在继电器K1的两个常闭端口之间；继电器K1的两个常开端口连接在该路辅路输出模块的输出负，控制该路辅路输出模块的输出负的开通和关断。
本发明的工作原理如下：
本发明中连接输入欠压及短路保护电路的整流滤波电路包括二极管D2和输出滤波电容C2，D2的阳极连接开关电源中变压器副边绕组的同名端，D2的阴极连接C2的一端，并作为该路输出模块的输出正；C2的另一端连接变压器副边绕组的异名端，并作为该路输出模块的输出负。
阈值电路采整流二极管D2正极电压，经过电阻分压形成阈值电压(R4两端电压)输出到比较器U1A的正相输入端，采样电路采整流二极管D2负极电压(即输出电压Vo1+)，经过电阻分压形成采样电压(R6两端电压)输出到比较器U1A的反相输入端，当电源启动输出时，比较器U1A反相输入端电压(R6两端电压)大于正相输入端电压(R4两端电压)时，比较器U1A输出截止，三极管Q2截止，Q1的基极为高电平，Q1导通，继电器K1导通，开关吸合，电源正常输出；
当辅路输出欠压时，比较器U1A反相输入端电压(R6两端电压)小于正相输入端电压(R4两端电压)时，比较器U1A输出高电平，三极管Q2导通，将Q1的基极拉低为低电平，Q1截止，继电器K1截止，开关断开，辅路短路输出，而主路继续正常输出，保证了主路持续正常输出；
当辅路输出欠压及短路时，比较器U1A反相输入端电压(R6两端电压)小于正相输入端电压(R4两端电压)时，比较器U1A输出高电平，三极管Q2导通，将Q1的基极拉低为低电平，Q1截止，继电器K1截止，开关断开，辅路短路输出，而主路继续正常输出，保证了主路持续正常输出；
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)本发明简单，器件数量少，易于设计，便于调试，PCB小型化，成本低，更实用；
2)本发明可靠性高；
3)本发明的输出交叉调整率好，不影响各输出电压精度；
4)本发明功耗低，几乎不增加电源损耗。
附图说明
图1为本发明一种多路输出欠压及短路保护电路的原理框图；
图2为本发明一种多路输出欠压及短路保护电路的应用的原理框图；
图3为本发明一种多路输出欠压及短路保护电路的原理图。
具体实施方式
第一实施例
以两路输出为例对本发明进行详细说明。如图1和图2所示，为本发明多路输出欠压及短路保护电路的原理框图和应用框图。多路输出欠压及短路保护电路与开关电源中的其中一路输出模块的整流滤波电路连接，单独控制该路输出模块的开通和关断。本发明中连接输入欠压及短路保护电路的整流滤波电路包括二极管D2和输出滤波电容C2，D2的阳极连接开关电源中变压器副边绕组的同名端，D2的阴极连接C2的一端，并作为该路输出模块的输出正；C2的另一端连接变压器副边绕组的异名端，并作为该路输出模块的输出负。
一种多路输出欠压及短路保护电路包括阈值电路、采样电路、比较电路、控制电路和开关电路，阈值电路的输入端连接该路输出模块中变压器副边绕组的同名端，阈值电路的输出端连接比较电路的第一输入端；采样电路的输入端连接该路输出模块的输出正，采样电路的输出端连接比较电路的第二输入端；比较电路的输出端连接控制电路的输入端，控制电路的输出端连接开关电路的输入端，控制开关电路的开通和关断，开关电路的输出端连接该路输出模块的输出负，控制该路输出模块的开通和关断。
如图3所示，为本发明的电路原理图，阈值电路包括电阻R3、电阻R4、电容C3，所述的电阻R3的一端作为阈值电路的输入端，电阻R3的另一端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地，电容C3并联在电阻R4的两端；电阻R3与电阻R4的连接点作为阈值电路的输出端。
采用电路包括电阻R5、电阻R6、电容C4，所述的电阻R5的一端作为采样电路的输入端，电阻R5的另一端连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接地，电容C4并联在电阻R6的两端；电阻R5与电阻R6的连接点作为采样电路的输出端。
比较电路包括比较器，比较器的正相输入端作为比较电路的第一输入端，比较器的反相输入端作为比较电路的第二输入端，比较器的输出端作为比较电路的输出端。
所述的开关电路包括继电器K1、电阻R8、电阻R9、三极管Q1，电阻R9的一端作为开关电路的输入端，电阻R9的另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接阈值电路的输入端；电阻R8的两端连接在继电器K1的两个常闭端口之间；继电器K1的两个常开端口连接在该路辅路输出模块的输出负，控制该路辅路输出模块的输出负的开通和关断。
应用本发明工作原理如下：
以两路为例说明该电路的工作原理：
阈值电路采整流二极管D2正极电压，经过电阻分压形成阈值电压(R4两端电压)输出到比较器U1A的正相输入端，采样电路采整流二极管D2负极电压(即输出电压Vo1+)，经过电阻分压形成采样电压(R6两端电压)输出到比较器U1A的反相输入端；当电源启动输出时，比较器U1A反相输入端电压(R4两端电压)大于正相输入端电压(R6两端电压)时，比较器U1A输出截止，三极管Q2截止，Q1的输入端为高电平，Q1导通，继电器K1导通，开关吸合，电源正常输出；
当辅路输出欠压时，比较器U1A反相输入端电压(R4两端电压)小于正相输入端电压(R6两端电压)时，比较器U1A输出高电平，三极管Q2导通，将Q1的输入端拉低为低电平，Q1截止，继电器K1截止，开关断开，辅路短路输出，而主路继续正常输出，保证了主路持续正常输出；
当辅路输出短路时，比较器U1A反相输入端电压(R4两端电压)小于正相输入端电压(R6两端电压)时，比较器U1A输出高电平，三极管Q2导通，将Q1的输入端拉低为低电平，Q1截止，继电器K1截止，开关断开，辅路短路输出，而主路继续正常输出，保证了主路持续正常输出；
本发明也可以用在三路输出以上电源，实现原理也同以上实施例相同。
本发明的实施方式不限于此，按照本发明的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明中具体实施电路还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (6)
1.一种多路输出欠压及短路保护电路，应用于具有多路输出的开关电源中，与开关电源中的其中一路输出模块的整流滤波电路连接，其特征在于：所述的多路输出欠压及短路保护电路包括阈值电路、采样电路、比较电路、控制电路和开关电路，阈值电路的输入端连接该路输出模块中变压器副边绕组的同名端，阈值电路的输出端连接比较电路的第一输入端；采样电路的输入端连接该路输出模块的输出正，采样电路的输出端连接比较电路的第二输入端；比较电路的输出端连接控制电路的输入端，控制电路的输出端连接开关电路的输入端，控制开关电路的开通和关断，开关电路的输出端连接该路输出模块的输出负，控制该路输出模块的开通和关断。
2.根据权利要求1所述的一种多路输出欠压及短路保护电路，其特征在于：所述的阈值电路包括电阻R3、电阻R4、电容C3，所述的电阻R3的一端作为阈值电路的输入端，电阻R3的另一端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地，电容C3并联在电阻R4的两端；电阻R3与电阻R4的连接点作为阈值电路的输出端。
3.根据权利要求1所述的一种多路输出欠压及短路保护电路，其特征在于：所述的采用电路包括电阻R5、电阻R6、电容C4，所述的电阻R5的一端作为采样电路的输入端，电阻R5的另一端连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接地，电容C4并联在电阻R6的两端；电阻R5与电阻R6的连接点作为采样电路的输出端。
4.根据权利要求1所述的一种多路输出欠压及短路保护电路，其特征在于：所述的比较电路包括比较器，比较器的正相输入端作为比较电路的第一输入端，比较器的反相输入端作为比较电路的第二输入端，比较器的输出端作为比较电路的输出端。
5.根据权利要求1所述的一种多路输出欠压及短路保护电路，其特征在于：所述的控制电路包括电阻R7和三极管Q2，三极管Q2的基极作为控制电路的输入端，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极连接电阻R7的一端，并作为控制电路的输出端，电阻R7的另一端连接阈值电路的输入端。
6.根据权利要求5所述的一种多路输出欠压及短路保护电路，其特征在于：所述的开关电路包括继电器K1、电阻R8、电阻R9、三极管Q1，电阻R9的一端作为开关电路的输入端，电阻R9的另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接阈值电路的输入端；电阻R8的两端连接在继电器K1的两个常闭端口之间；继电器K1的两个常开端口连接在该路辅路输出模块的输出负，控制该路辅路输出模块的输出负的开通和关断。
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