CN109088396A - 一种过流保护电路及包含该电路的开关电源 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种过流保护电路及包含该电路的开关电源，过流保护电路包括过流打嗝保护电路、瞬态过流保护电路、补偿电平输入端、电流检测输入端、第一控制端、第二控制端和供电端；包含本发明过流保护电路的开关电源通过过流打嗝保护电路能够在输出电流过大时将开关电源关断，并在持续一定时间后使开关电源自动恢复工作状态，即进入过流打嗝保护状态；通过瞬态过流保护电路能够实时采样电路中瞬态电流峰值，并在低至几个开关周期内触发过流保护，防止功率器件因瞬态电流过大导致的损坏，同时触发过流打嗝保护电路，使开关电源进入打嗝式过流保护状态；过流保护电路采用一个双运算放大器即可实现双电流环保护，电路简单、成本低、可靠性高。

Description

一种过流保护电路及包含该电路的开关电源

技术领域：

本发明涉及电源电路领域，特别涉及一种过流保护电路及包含该电路的开关电源。

背景技术：

开关电源作为现代电能变换技术的核心组成部分，已被广泛应用在电力、通信、交通、工业控制等领域，开关电源相关的技术也得到举世瞩目的发展。为使开关变换器有效实现各种电能变换，并能安全、平稳的运行，就必须与其他功能模块相互配合，组成一个控制系统。开关变换器的控制方式可分为开环和闭环控制两类，常用的开环控制有前馈控制，闭环控制主要包括电压型控制、电流型控制等。

电压型控制属于单环负反馈控制，其只对输出电压采样并作为反馈信号实现闭环控制，即为电压环负反馈控制，即使输入电压或负载电流在很大范围内变化，均可保持输出电压稳定，但由于在其工作中，电源电路的电感电流或开关电流未参与控制，环路增益随输入电压变化而变化，使补偿变得更为复杂，同时任何输入电压或输出负载的变化首先必须转化为输出电压的变化，然后再经反馈环采样反馈控制调节，所以该控制方法相应速度较慢，在输入电压或输出负载跳变时，容易因控制电路响应不及时而导致功率器件瞬态电流或电压应力过大，对电源的可靠性造成一定的风险。

采用电流模式控制可避免上述问题的发生，电流模式又可分为峰值电流控制模式和平均值电流控制模式，在峰值电流控制中，直接采样电感或开关峰值电流参与控制，而平均电流控制中，电感或开关电流则先被平均后再参与控制，由于两者各自的特点，平均电流控制主要被应用于功率因数校正，而峰值电流控制模式在开关电源中的应用更为广泛。

如图1所示为一种常用峰值电流型控制开关变换器电路，以反激变换器为例， E/A为误差放大器，COMP为比较器，Vo为输出电压，Vr为参考电压，MOS管 VT为主功率开关管，在每个周期的开始，驱动转换电路输出高电平，MOS管VT 导通，变压器T原边电流ip经检测电阻Rs产生电流反馈电压Vs，输出电压Vo 与基准电压Vr比较，并经误差放大器放大后得到控制电压Ve。在开关管VT导通期间，Vs随着变压器原边电流ip的上升而增加，当Vs峰值达到Ve电平时，比较器COMP状态翻转，驱动转换电路输出变为低电平，开关管VT截止，等到下一个周期到来，驱动转换电路再次输出高电平，变换器工作进入下一个周期。

如图2所示为图1中所示变换器工作过程中开关管VT驱动电平V_G与采样电阻上电压Vs与电压环反馈电压Ve的关系示意图，在理想变换器中，以电感电流连续模式为例，在t1时刻，驱动转换电路输出高电平，开关管VT驱动电平V_G变为高电平，开关管导通，变压器T原边电流ip线性增加，采样电阻Rs上对应的电压Vs也线性增加，直到t2时刻，电流采样电压Vs增大至Ve，此时比较器 COMP输出状态翻转，驱动转换电路输出低电平，开关管VT驱动电平V_G为低电平，开关管关断，直到t3时刻到来，开关管再次导通，即t1到t3为一个完整的开关周期，t1到t2时间与t1到t3时间的比值为该开关周期开关管的导通占空比，在理想变换器中，该占空比最小值可为0，即假设在t1时刻Vs电压已等于或大于Ve，此时驱动转换电路输出低电平，在t1至t3整个开关周期内，V_G电平始终为低电平。

在实际电路中，由于寄生电容的存在，开关管在导通瞬间会在采样电阻Rs 上产生较大的高频噪声干扰，如果电流环反应速度过快，会导致因开关噪声引起的开关误触发，使变换器无法正常工作，因此在采样电阻Rs至比较器COMP输入端通常加入消隐电路以滤除噪声干扰，但消隐电路的加入会导致电流采样信号无法实时传送至比较器COMP，在实际电路中，比较器、驱动转换电路以及MOS 管的状态转换都会存在一定的延时，因此开关管导通占空比一定大于0。如图2 中虚线所示，在t1时刻，开关管VT导通，当VS’达到Ve时，由于电流环的延时，直到t2’时刻开关管VT才关断。在变换器输出过流、短路等情况下，电感电流下降斜率降低，在t3或t5时刻，电流采样电压Vs已达到或超过Ve，但由于电流环延时的存在，其占空比不可能降为0，因此在每个开关周期内电感电流均有增加，若在该开关周期内电感电流下降小于增加值，则电感电流在每个开关周期内持续积累，造成变换器瞬态电流失控，给变换器可靠性带来极大的风险。

为减小电流失控带来的风险，电路在设计时均尽可能的去减小电流环的响应延时，比如调节消隐电路、采用低延时驱动IC等，但这些措施在许多情况下仍然无法彻底消除电流失控现象。

发明内容

有鉴于此，本发明克服以上不足，提供一种过流保护电路及包含该电路的开关电源，在开关电源输出过流或短路，功率电路瞬态电流过大时，可实现在几个开关周期内迅速关断开关电源，保护电源内各元器件不被损坏。

本发明提供的过流保护电路技术方案如下：

一种过流保护电路，包括：过流打嗝保护电路、瞬态过流保护电路、补偿电平输入端、电流检测输入端、第一控制端、第二控制端和供电端；

供电端同时连接过流打嗝保护电路的供电端和瞬态过流保护电路；过流打嗝保护电路的输入端即为补偿电平输入端，过流打嗝保护电路的输出端即为第二控制端；瞬态过流保护电路的输入端即为电流检测输入端，瞬态过流保护电路的输出端即为第一控制端；瞬态过流保护电路通过其触发端与过流打嗝保护电路的被触发端相连接，瞬态过流保护电路还通过其被下拉端与过流打嗝保护电路的下拉端相连接；

当补偿电平输入端电平升高至大于或等于第一设定值时，过流打嗝保护电路的输出端输出低电平，直至补偿电平输入端电平降低至小于第二设定值时，过流打嗝保护电路的输出端呈现高阻态或悬空，完成一次过流打嗝保护；

当电流检测输入端电平峰值升高至大于或等于第三设定值时，瞬态过流保护电路的输出端输出低电平，同时通过瞬态过流保护电路的触发端触发过流打嗝保护电路，使得过流打嗝保护电路的输出端的电平由高电平翻转为低电平，此时过流打嗝保护电路通过其下拉端将瞬态过流保护电路复位，即瞬态过流保护电路的输出端变为高阻态或悬空，而过流打嗝保护电路的输出端维持低电平设定时长后才退出保护状态，即此时过流打嗝保护电路的输出端呈现高阻态或悬空，完成一次瞬态过流保护。

优选的，瞬态过流保护电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一运算放大器、第一电容、第一NPN三极管；第一二极管的阳极连接电流检测输入端，第一二极管的阴极经第一电阻连接至地线端，第一二极管的阴极还依次经第二电阻、第五电阻连接至第一运算放大器的同相输入端，第一电容一端连接第二电阻与第五电阻的连接点，第一电容另一端连接地线端，第一运算放大器电源端连接供电端，第一运算放大器电源地连接地线端，供电端还通过第三电阻连接至第四电阻后接至地线端，第一运算放大器反向输入端连接第三电阻与第四电阻的连接点，第一运算放大器输出端经过第七电阻连接第一三极管的基极，第一三极管基极经第八电阻连接第一NPN三极管的发射极，第一NPN三极管的发射极连接地线端，第一NPN三极管集电极连接第一控制端，第一运算放大器的同相输入端经第六电阻连接第一运算放大器的输出端，第一运算放大器的输出端还连接第二二极管阳极，第二二极管阴极连接第九电阻的一端，第九电阻的另一端为瞬态过流保护电路的触发端，第三二极管阳极连接第二电阻与第五电阻的连接点，第三二极管阴极为瞬态过流保护电路的被下拉端。

优选的，过流打嗝保护电路包括：第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第二运算放大器、第二电容；第十电阻一端连接补偿电平输入端，第十电阻另一端连接第六二极管的阳极，第六二极管阴极连接第二运算放大器反相输入端，第十一电阻一端连接第二运算放大器反相输入端，第十一电阻另一端连接地线端，第二电容一端连接第二运算放大器反相输入端，第二电容另一端连接地线端，第二运算放大器电源端连接供电端，第二运算放大器电源端还通过第十三电阻连接至第十二电阻后接至地线端，第二运算放大器同相输入端连接第十三电阻与第十二电阻的连接点，第二运算放大器同相输入端经第十四电阻连接第四二极管阳极，第四二极管阴极连接第二运算放大器的输出端，第二运算放大器输出端连接第五二极管的阴极，第五二极管的阳极连接第二控制端，第二运算放大器电源地连接地线端，第二运算放大器反向输入端为过流打嗝保护电路的被触发端，第二运算放大器输出端为过流打嗝保护电路的下拉端。

优选的，瞬态过流保护电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一运算放大器、第一电容、第一N沟道MOS管；第一二极管的阳极连接电流检测输入端，第一二极管的阴极经第一电阻连接至地线端，第一二极管的阴极依次经第二电阻、第五电阻连接至第一运算放大器的同相输入端，第一电容一端连接第二电阻与第五电阻的连接点，第一电容另一端连接地线端，第六电阻一端连接第一运算放大器的同相输入端，第六电阻的另一端连接第一运算放大器的输出端，第一运算放大器电源端连接供电端，第一运算放大器电源地连接地线端，第三电阻一端连接供电端，第三电阻另一端连接至第四电阻并通过第四电阻接至地线端，第一运算放大器反向输入端连接第三电阻与第四电阻的连接点，第一运算放大器输出端经过第七电阻连接第一N沟道MOS管的栅极，第一N沟道MOS管栅极经第八电阻连接第一N沟道MOS管的源极，第一N沟道MOS管的源极连接地线端，第一N沟道MOS管漏极连接第一控制端，第一运算放大器输出端连接第二二极管阳极，第二二极管阴极连接第九电阻的一端，第九电阻的另一端为瞬态过流保护电路的触发端，第三二极管阳极连接第一运算放大器同向输入端，第三二极管阴极连为瞬态过流保护电路的被下拉端。

对应地，本申请提供的包含上述过流保护电路的开关电源，其特征在于：

补偿电平输入端在开关电源输出短路或过流时电平升高，在输出电流减小时电平降低；

第一控制端为低电平时开关电源停止工作，为高电平时开关电源恢复工作；

第二控制端为低电平时开关电源停止工作，为高电平时开关电源恢复工作；

电流检测输入端的电压波形与电源主功率电路电流相对应的电压波形相同。

应用本发明过流保护电路的开关电源工作原理说明：

在常用的峰值电流型控制开关变换器电路中，均存在与电压环相关的补偿电平输入端Comp(或表示为FB)，其特点为：在稳定状态下，补偿电平输入端电平为一个稳定直流电压，在电源输出电流增大时，补偿电平输入端Comp(或FB) 端电平相应的升高，相反在输出电流减小时，补偿电平输入端Comp(或FB)端电平相应降低。

在常用的峰值电流型控制开关变换器电路中，同时存在一个与电流环相关的电流检测输入端，其能够实时的检测功率电路中的瞬态电流波形，并转化为相应的电压波形，通常表现为三角波。

在常用的峰值电流型控制开关变换器电路中，至少存在一个控制端，在控制端电压为低电平时，电源停止工作，相反在控制端电压为高电平或悬空状态时电源开始工作。

在本发明中，过流打嗝保护电路通过检测补偿电平输入端的电压，与其内部的基准电压(即第一设定值)进行比较，当输出电流过大时，补偿电平输入端电平高于过流打嗝保护电路中的内部基准电压，过流打嗝保护电路的第二控制端输出低电平，开关电源停止输出；过流打嗝保护电路具有计时功能，在过流打嗝保护电路进入保护状态以后，经过一定时间后，过流打嗝保护电路的第二控制端输出表现为悬空状态或高阻态，开关电源重新进入工作状态。

在本发明中，瞬态过流保护电路通过检测电流检测输入端的电压，将其峰值与自身内部基准电压(即第三设定值)进行比较，电路中瞬态电流过大时，电流检测输入端峰值电压大于瞬态过流保护电路内部基准电压，瞬态过流保护电路的第一控制端输出低电平，开关电源停止工作，同时瞬态过流控制电路触发端输出高电平，将过流打嗝保护电路被触发端电平拉高，过流打嗝保护电路输出低电平，即过流打嗝保护电路的下拉端输出低电平，将瞬态过流保护电路中被下拉端电平拉低，瞬态过流保护电路退出保护状态，过流打嗝保护电路保持为保护状态，直至打嗝周期结束(即维持低电平设定时长)后退出保护状态。

本发明的开关电源通过过流打嗝保护电路能够在输出电流过大时将开关电源关断，并在持续一定时间后使开关电源自动恢复工作状态，即进入过流打嗝保护状态；通过瞬态过流保护电路能够实时采样开关电源电路中瞬态电流峰值，并在低至几个开关周期内触发过流保护，防止功率器件因瞬态电流过大导致的损坏，同时触发过流打嗝保护电路，使开关电源进入打嗝式过流保护状态。本发明的有益效果总结如下：

(1)在开关电源输出过流或短路状态下，过流保护的打嗝时间可轻松调节；

(2)在开关电源输出过流或短路情况下，在功率电路瞬态电流过大，可实现在几个开关周期内电源迅速关断，保护电源内各元器件不损坏；

(3)具体的实施电路采用一个普通双运算放大器即可实现双电流环过流保护，电路简单，成本低，可靠性高。

附图说明

图1为一种常用峰值电流型控制开关变换器电路；

图2为图1所示变换器工作过程中开关管驱动电平、采样电阻电压与电压环反馈电压的关系示意；

图3为包含本发明过流保护电路的开关电源原理框图；

图4为本发明第一实施例的原理图；

图5为本发明第二实施例的原理图。

具体实施方式

本申请的发明构思为采用两个过流保护环路，实现主功率电路瞬态电流过大或平均电流过大的双重保护，两种方式均可实现电源过流打嗝保护，从而防止产品整体电流过大或特殊条件下瞬态电流应力过大造成元器件损坏，从根本上实现对电源的过流保护。

为使本发明更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当指出，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

第一实施例

如图4所示为本发明第一实施例的原理图，一种开关电源过流保护电路，其特征在于：包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第一运算放大器AR1、第二运算放大器AR2、第一电容C1、第二电容C2、第一NPN三极管Q1。

本实施例中的瞬态过流保护电路包括的元器件为：第一电阻R1、第二电阻 R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第一运算放大器AR1、第一电容C1、第一NPN三极管Q1；过流打嗝保护电路包括的元器件为：第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第二运算放大器AR2、第二电容C2。

本实施例的连接关系为：电流检测输入端CS连接第一二极管D1的阳极，第一二极管D1的阴极经第一电阻R1连接至地线端，第一二极管D1的阴极依次经第二电阻R2、第五电阻R5连接至第一运算放大器AR1的同相输入端，第一电容C1一端连接第二电阻R2与第五电阻R5的连接点，第一电容C1另一端连接地线端，第六电阻R6一端连接第一运算放大器AR1的同相输入端，第六电阻R6 的另一端连接第一运算放大器AR1的反向输入端，第一运算放大器AR1电源端连接供电端，第一运算放大器AR1电源地连接地线端，供电端还通过的第三电阻R3连接至的第四电阻R4并通过第四电阻R4接至地线端，第一运算放大器AR1 反向输入端连接第三电阻R3与第四电阻R4的连接点，第一运算放大器AR1输出端经过第七电阻R7连接第一三极管Q1的基极，第一三极管Q1的基极经第八电阻R8连接第一NPN三极管Q1的发射极，第一NPN三极管Q1的发射极连接地线端，第一NPN三极管Q1集电极连接第一控制端Ctrl1，第一运算放大器AR1 输出端连接第二二极管D2的阳极，第二二极管D2阴极经第九电阻R9连接第二运算放大器AR2反相输入端，第三二极管D3阳极连接第二电阻R2与第五电阻 R5的连接点，第三二极管D3阴极连接第二运算放大器AR2输出端，补偿电平输入端Comp经第十电阻R10连接第六二极管D6的阳极，第六二极管D6阴极连接第二运算放大器AR2反相输入端，第十一电阻R11一端连接第二运算放大器 AR2反相输入端，第十一电阻R11另一端连接地线端，第二电容C2一端连接第二运算放大器AR2反相输入端，第二电容C2另一端连接地线端，供电端Vcc还通过第十三电阻R13连接至第十二电阻R12并通过第十二电阻R12连接至地线端，第二运算放大器AR2同相输入端连接第十三电阻R13与第十二电阻R12的连接点，第二运算放大器AR2同相输入端经第十四电阻R14连接第四二极管D4 的阳极，第四二极管D4阴极连接第二运算放大器AR2的输出端，第二运算放大器AR2输出端连接第五二极管D5的阴极，第五二极管D5的阳极连接第二控制端Ctrl2，第二运算放大器AR2电源端连接供电端Vcc，第二运算放大器AR2电源地连接地线端。

其工作原理为：

在电源输出电流过大时，补偿电平输入端Comp电压升高，其通过电阻R10、二极管D6给电容C2充电，当电容C2两端高于电阻R12与R13之间的电压时，运算放大器AR2输出端电压由高电平变为低电平，第二控制端Ctrl2电平变为低电平，电源停止工作；此时因电阻R14及二极管D4的作用，运算放大器AR2同相输入端端电平被拉至较低的电平，由于电阻R11与电容C2并联，电容C2两端的电荷会通过电阻R11慢慢消耗掉，因此电容C2两端电压缓慢下降，当其电压下降至低于运算放大器AR2同相输入端电压时，运算放大器AR2输出高电平，电源重新启动，完成一次过流打嗝保护。

在功率电路中瞬态电流过大时，电流检测输入端CS的峰值电压较大，其通过二极管D1及电阻R2给电容C1充电，由于二极管D1中有电流和无电流时正向导通压降差别较大，因此采用电阻R1给二极管加入一定的偏置电流，以减小二极管D1正向压降偏差引起的误差，电阻R2与电容C1组成低通滤波器以滤除高频造成引起的干扰，因此电容C1两端的电压保持为与CS电压峰值相对应的直流电压；电阻R5、R6与运算放大器AR1组成滞回比较器，电阻R3与R4的分压为运算放大器AR1组成提供基准电压，当电容C1两端电压上升至使运算放大器 AR1同相输入端电压高于反向输入端电压时，运算放大器AR1输出高电平，通过电阻R7、R8的分压，NPN三极管Q1由截止状态进入饱和状态，第一控制端Ctrl1 变为低电平，开关电源停止工作；同时因运算放大器AR1输出端为高电平，AR1 输出端流出的电流经过二极管D2、电阻R9流入电容C2，电容C2两端电压逐渐升高，当电容C2两端电压高于运算放大器AR2的同相输入端电压时，运算放大器AR2输出变为低电平，第二控制端Ctrl2为低电平状态，电源持续表现为停止工作状态，同时电容C1中的电荷经二极管D3流入第二运算放大器AR2的输出端，电容C1两端电压降低，同时经电阻R5将运算放大器AR1的同相输入端电压拉低，当运算放大器AR1的同相输入端电压降低至小于运算放大器AR1的反相输入端电压时，运算放大器AR1的输出端由高电平变为低电平，即瞬态过流保护电路退出保护状态；因此瞬态过流保护电路的工作原理可总结为：瞬态电流过大时，瞬态过流保护电路迅速进入保护状态，使第一控制端Ctrl1迅速输出低电平，同时触发过流打嗝保护电路，使过流打嗝保护电路输出低电平，维持保护状态，过流打嗝保护电路将瞬态过流保护电路复位，即瞬态过流保护电路退出保护状态，过流打嗝保护电路继续维持保护状态并经过设定时间后过流打嗝保护电路退出保护状态，即第二控制端Ctrl2重新变为高阻态或悬空，开关电源重新启动，完成一个瞬态过流保护周期。

第二实施例

如图5所示为本发明第二实施例的原理图，一种开关电源过流保护电路，其特征在于：包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第一运算放大器AR1、第二运算放大器AR2、第一电容C1、第二电容C2、第一N沟道场效应管Q1。

本实施例中的瞬态过流保护电路包括的元器件为：第一电阻R1、第二电阻 R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第一运算放大器AR1、第一电容C1、第一N沟道场效应管Q1；过流打嗝保护电路包括的元器件为：第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第二运算放大器AR2、第二电容C2。

本实施例的连接关系为：电流检测输入端CS连接第一二极管D1的阳极，第一二极管D1的阴极经第一电阻R1连接至地线端，第一二极管D1的阴极依次经第二电阻R2、第五电阻R5连接至第一运算放大器AR1的同相输入端，第一电容C1一端连接第二电阻R2与第五电阻R5的连接点，第一电容C1另一端连接地线端，第六电阻R6一端连接第一运算放大器AR1的同相输入端，第六电阻R6 的另一端连接第一运算放大器AR1的输出端，第一运算放大器AR1电源端连接供电端，第一运算放大器AR1电源地连接地线端，供电端还通过的第三电阻R3连接至的第四电阻R4并通过第四电阻R4接至地线端，第一运算放大器AR1反向输入端连接第三电阻R3与第四电阻R4的连接点，第一运算放大器AR1输出端经过第七电阻R7连接第一N沟道场效应管Q1的栅极，第一N沟道场效应管 Q1栅极经第八电阻R8连接第一N沟道场效应管Q1的源极，第一N沟道场效应管Q1的源极连接地线端，第一N沟道场效应管Q1漏极连接第一控制端Ctrl1，第一运算放大器AR1输出端连接第二二极管D2的阳极，第二二极管D2阴极经第九电阻R9连接第二运算放大器AR2反相输入端，第三二极管D3阳极连接第一运算放大器AR1的同相输入端，第三二极管D3阴极连接第二运算放大器AR2 输出端，补偿电平输入端Comp经第十电阻R10连接第六二极管D6的阳极，第六二极管D6阴极连接第二运算放大器AR2反相输入端，第十一电阻R11一端连接第二运算放大器AR2反相输入端，第十一电阻R11另一端连接地线端，第二电容C2一端连接第二运算放大器AR2反相输入端，第二电容C2另一端连接地线端，供电端Vcc还通过第十三电阻R13连接至第十二电阻R12并通过第十二电阻R12连接至地线端，第二运算放大器AR2同相输入端连接第十三电阻R13与第十二电阻R12的连接点，第二运算放大器AR2同相输入端经第十四电阻R14 连接第四二极管D4的阳极，第四二极管D4阴极连接第二运算放大器AR2的输出端，第二运算放大器AR2输出端连接第五二极管D5的阴极，第五二极管D5 的阳极连接第二控制端Ctrl2，第二运算放大器AR2电源端连接供电端Vcc，第二运算放大器AR2电源地连接地线端，第一控制端Ctrl1与第二控制端Ctrl2相连接，即为同一个控制端，下面统称为控制端。

过流打嗝保护电路工作原理与第一实施例原理相同，这里不再赘述，与第一实施例不同之处在于，第一NPN三级管更换为N沟道场效应管，第三二极管D3 阳极连接至第一运算放大器AR1的同相输入端，因此瞬态过流保护电路的工作原理为：

在功率电路中瞬态电流过大时，电流检测输入端CS的峰值电压较大，其通过二极管D1及电阻R2给电容C1充电，由于二极管D1中有电流和无电流时正向导通压降差别较大，因此采用电阻R1给二极管加入一定的偏置电流，以减小二极管D1正向压降偏差引起的误差，电阻R2与电容C1组成低通滤波器以滤除高频造成引起的干扰，因此电容C1两端的电压保持为与CS电压峰值相对应的直流电压；电阻R5、R6与运算放大器AR1组成滞回比较器，电阻R3与R4的分压为运算放大器AR1组成提供基准电压，当电容C1两端电压上升至使运算放大器 AR1同相输入端电压高于反相输入端电压时，运算放大器AR1输出高电平，通过电阻R7、R8的分压，N沟道场效应管Q1由关断状态进入导通状态，控制端为低电平，电源停止工作；同时因运算放大器AR1输出端为高电平，AR1输出端流出的电流经过二极管D2、电阻R9流入电容C2，电容C2两端电压逐渐升高，当电容C2两端电压高于运算放大器AR2的同相输入端电压时，运算放大器AR2输出端变为低电平，此时控制端保持为低电平状态，开关电源仍然保持为停止工作状态，同时电容C1中的电荷经二极管D3流入第二运算放大器AR2的输出端，电容C1两端电压降低，当电容C1两端电压降低至小于运算放大器AR1的反相输入端电压时，运算放大器AR1输出端由高电平变为低电平，即瞬态过流保护电路退出保护状态；因此瞬态过流保护电路的工作原理可总结为：瞬态电流过大时，瞬态过流保护电路迅速进入保护状态，使控制端迅速输出低电平，同时触发过流打嗝保护电路，使过流打嗝保护电路输出低电平，维持保护状态，同时过流打嗝保护电路将瞬态过流保护电路复位，即瞬态过流保护电路退出保护状态，过流打嗝保护电路继续维持保护状态并经过设定时间后过流打嗝保护电路退出保护状态，即控制端重新变为高阻态或悬空，开关电源重新启动，完成一个瞬态过流保护周期。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，这里不再用实例赘述，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (5)

1.一种过流保护电路，其特征在于：包括：过流打嗝保护电路、瞬态过流保护电路、补偿电平输入端、电流检测输入端、第一控制端、第二控制端和供电端；

供电端同时连接过流打嗝保护电路的供电端和瞬态过流保护电路；过流打嗝保护电路的输入端即为补偿电平输入端，过流打嗝保护电路的输出端即为第二控制端；瞬态过流保护电路的输入端即为电流检测输入端，瞬态过流保护电路的输出端即为第一控制端；瞬态过流保护电路通过其触发端与过流打嗝保护电路的被触发端相连接，瞬态过流保护电路还通过其被下拉端与过流打嗝保护电路的下拉端相连接；

当补偿电平输入端电平升高至大于或等于第一设定值时，过流打嗝保护电路的输出端输出低电平，直至补偿电平输入端电平降低至小于第二设定值时，过流打嗝保护电路的输出端呈现高阻态或悬空，完成一次过流打嗝保护；

当电流检测输入端电平峰值升高至大于或等于第三设定值时，瞬态过流保护电路的输出端输出低电平，同时通过瞬态过流保护电路的触发端触发过流打嗝保护电路，使得过流打嗝保护电路的输出端的电平由高电平翻转为低电平，此时过流打嗝保护电路通过其下拉端将瞬态过流保护电路复位，即瞬态过流保护电路的输出端变为高阻态或悬空，而过流打嗝保护电路的输出端维持低电平设定时长后才退出保护状态，即此时过流打嗝保护电路的输出端呈现高阻态或悬空，完成一次瞬态过流保护。

2.根据权利要求1所述的一种过流保护电路，其特征在于：瞬态过流保护电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一运算放大器、第一电容、第一NPN三极管；第一二极管的阳极连接电流检测输入端，第一二极管的阴极经第一电阻连接至地线端，第一二极管的阴极还依次经第二电阻、第五电阻连接至第一运算放大器的同相输入端，第一电容一端连接第二电阻与第五电阻的连接点，第一电容另一端连接地线端，第一运算放大器电源端连接供电端，第一运算放大器电源地连接地线端，供电端还通过第三电阻连接至第四电阻后接至地线端，第一运算放大器反向输入端连接第三电阻与第四电阻的连接点，第一运算放大器输出端经过第七电阻连接第一三极管的基极，第一三极管基极经第八电阻连接第一NPN三极管的发射极，第一NPN三极管的发射极连接地线端，第一NPN三极管集电极连接第一控制端，第一运算放大器的同相输入端经第六电阻连接第一运算放大器的输出端，第一运算放大器的输出端还连接第二二极管阳极，第二二极管阴极连接第九电阻的一端，第九电阻的另一端为瞬态过流保护电路的触发端，第三二极管阳极连接第二电阻与第五电阻的连接点，第三二极管阴极为瞬态过流保护电路的被下拉端。

3.根据权利要求1所述的一种过流保护电路，其特征在于：过流打嗝保护电路包括：第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第二运算放大器、第二电容；第十电阻一端连接补偿电平输入端，第十电阻另一端连接第六二极管的阳极，第六二极管阴极连接第二运算放大器反相输入端，第十一电阻一端连接第二运算放大器反相输入端，第十一电阻另一端连接地线端，第二电容一端连接第二运算放大器反相输入端，第二电容另一端连接地线端，第二运算放大器电源端连接供电端，第二运算放大器电源端还通过第十三电阻连接至第十二电阻后接至地线端，第二运算放大器同相输入端连接第十三电阻与第十二电阻的连接点，第二运算放大器同相输入端经第十四电阻连接第四二极管阳极，第四二极管阴极连接第二运算放大器的输出端，第二运算放大器输出端连接第五二极管的阴极，第五二极管的阳极连接第二控制端，第二运算放大器电源地连接地线端，第二运算放大器反向输入端为过流打嗝保护电路的被触发端，第二运算放大器输出端为过流打嗝保护电路的下拉端。

4.根据权利要求1所述的一种过流保护电路，其特征在于：瞬态过流保护电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一运算放大器、第一电容、第一N沟道MOS管；第一二极管的阳极连接电流检测输入端，第一二极管的阴极经第一电阻连接至地线端，第一二极管的阴极依次经第二电阻、第五电阻连接至第一运算放大器的同相输入端，第一电容一端连接第二电阻与第五电阻的连接点，第一电容另一端连接地线端，第六电阻一端连接第一运算放大器的同相输入端，第六电阻的另一端连接第一运算放大器的输出端，第一运算放大器电源端连接供电端，第一运算放大器电源地连接地线端，第三电阻一端连接供电端，第三电阻另一端连接至第四电阻并通过第四电阻接至地线端，第一运算放大器反向输入端连接第三电阻与第四电阻的连接点，第一运算放大器输出端经过第七电阻连接第一N沟道MOS管的栅极，第一N沟道MOS管栅极经第八电阻连接第一N沟道MOS管的源极，第一N沟道MOS管的源极连接地线端，第一N沟道MOS管漏极连接第一控制端，第一运算放大器输出端连接第二二极管阳极，第二二极管阴极连接第九电阻的一端，第九电阻的另一端为瞬态过流保护电路的触发端，第三二极管阳极连接第一运算放大器同向输入端，第三二极管阴极连为瞬态过流保护电路的被下拉端。

5.一种包含上述权利要求1至4中任意一项过流保护电路的开关电源，其特征在于：

补偿电平输入端在开关电源输出短路或过流时电平升高，在输出电流减小时电平降低；

第一控制端为低电平时开关电源停止工作，为高电平时开关电源恢复工作；

第二控制端为低电平时开关电源停止工作，为高电平时开关电源恢复工作；

电流检测输入端的电压波形与电源主功率电路电流相对应的电压波形相同。