CN110545030A - 一种升压拓扑负载短路保护电路 - Google Patents

一种升压拓扑负载短路保护电路 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种升压拓扑负载短路保护电路，包括：负载、取样电阻、取样电阻、保护芯片、MOS管、CS电阻；MOS管的漏极与负载的负极连接；取样电阻的一端连接MOS管的漏极的一端，另一端接保护芯片的FB脚；取样电阻的一端连接保护芯片的FB脚，另一端连接地；保护芯片的驱动脚OUT与MOS管的栅极连接，保护芯片的CS脚与MOS管的栅极连接，保护芯片的HV脚与负载的正极连接；CS电阻的一端接保护芯片的CS脚，另一端接地。其优点在于升压拓扑的负载可以短路保护，短路故障移除后线路可以继续工作。

Description

一种升压拓扑负载短路保护电路
技术领域
本发明涉及一种升压拓扑负载短路保护电路。
背景技术
图1是一个传统的升压拓扑电路。
如图1所示，输入电经过整流二极管101、102、103、104整流后变成脉动直流电，脉动直流电经过升压电感106、升压二极管110、MOS管108、取样电阻109和芯片107升压后供给负载115一个高压电，高压电幅值的大小由电阻118和117的比值确定。这种升压线路负载短路时，整流后的脉动直流电高压端经过电感106、升压二极管110接地形成回路，这个回路中电流不受控，会对电源造成不可逆损坏。
发明内容
本发明提供了一种升压拓扑负载短路保护电路，通过在负载的低压端接一个MOS管一个驱动MOS和两个取样电阻，可以使升压拓扑电路负载短路时具备保护功能。
本发明提供了一种升压拓扑负载短路保护电路，包括：负载215、取样电阻212、取样电阻213、保护芯片214、MOS管216、CS电阻219；MOS管216的漏极与负载的负极连接；取样电阻212的一端连接MOS管216的漏极的一端，另一端接保护芯片214的FB脚；取样电阻213的一端连接保护芯片214的FB脚，另一端连接地；保护芯片214的驱动脚OUT与MOS管216的栅极连接，保护芯片214的CS脚与MOS管216的栅极连接，保护芯片214的HV脚与负载215的正极连接；CS电阻219的一端接保护芯片的CS脚，另一端接地。
进一步本发明提供了一种升压拓扑负载短路保护电路，具有以下技术特征：还包括交流电源AC、整流桥、升压电感206、升压芯片207、MOS管208、取样电阻209、升压二极管210、电容211；整流桥的两个输入端接交流电源AC；整流桥的正输出端接升压电感206的一端，负输出端接地；升压电感206的另一端接MOS管208的漏极和升压二极管210的正极；MOS管208的栅极接升压芯片207的驱动脚OUT，源极接取样电阻209的一端；取样电阻209的另一端接地；升压二极管210的负极接滤波电容211的一端；滤波电容211的另一端接地；升压芯片207的HV脚接整流桥的正输出端；负载215的正极还与升压二极管210的负极连接。
进一步本发明提供了一种升压拓扑负载短路保护电路，具有以下技术特征：还包括取样电阻217、取样电阻218；取样电阻207的一端接升压二极管210的负极，另一端接芯片207的FB脚；取样电阻208的一端接芯片207的FB脚，另一端接地。
进一步本发明提供了一种升压拓扑负载短路保护电路，具有以下技术特征：还包括供电电容205；供电电容205的一端接升压芯片207的Vcc端，另一端接地。
进一步本发明提供了一种升压拓扑负载短路保护电路，具有以下技术特征：取样电阻212、取样电阻213、保护芯片214集合成第一集成芯片T1。
进一步本发明提供了一种升压拓扑负载短路保护电路，具有以下技术特征：取样电阻212、取样电阻213、保护芯片214、MOS管216集合成第一集成芯片T2。
进一步本发明提供了一种升压拓扑负载短路保护电路，具有以下技术特征：当MOS管216的漏极电压上升后，经取样电阻212、取样电阻213分压送至保护芯片214的FB脚的电压同步上升；当保护芯片214的FB脚的电压到达保护电压时，保护芯片214关断MOS管216的驱动；当负载短路恢复正常后，MOS管216漏极的电压下降，芯片214的FB脚电位下降，当下降到保护电压以下，保护芯片214的驱动脚OUT重新驱动MOS管216开通。
本发明提供了一种升压拓扑负载短路保护电路，与传统的升压拓扑线路相比，本发明可以使升压拓扑新路具有负载短路保护功能。
附图说明
图1是一个传统的升压拓扑电路图。
图2是实施例一中的升压拓扑负载短路保护电路图。
图3是实施例二中的升压拓扑负载短路保护电路图。
图4是实施例三中的升压拓扑负载短路保护电路图。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细描述。
实施例一
图2是实施例一中的新型升压拓扑负载短路保护电路图。
如图2所示，新型升压拓扑负载短路保护电路，包括：交流电源AC、整流桥、供电电容205、升压电感206、升压芯片207、MOS管208、取样电阻209、升压二极管210、电容211、取样电阻217、取样电阻218、负载215、MOS管216、保护芯片214、取样电阻212、取样电阻213、CS电阻219。
整流桥由二级管201、二级管202、二级管203和二级管204构成。整流桥两个输入端接交流电源AC；整流桥的正输出端接升压电感206的一端，负输出端接地。升压电感206的另一端接MOS管208的漏极和升压二极管210的正极。MOS管208的栅极接升压芯片207的驱动脚OUT，源极接取样电阻209的一端；取样电阻209的另一端接地。升压二极管210的负极接滤波电容211的一端；滤波电容211的另一端接地。芯片207的HV脚接整流桥的正输出端。供电电容205的一端接升压芯片207的Vcc端，另一端接地。取样电阻207的一端接升压二极管210的负极，另一端接芯片207的FB脚。取样电阻208的一端接芯片207的FB脚，另一端接地。负载215的正极接升压二极管210的负极。芯片207的GND脚接地。
MOS管216的漏极接负载215的负端和取样电阻212的一端，栅极接保护芯片214的驱动脚OUT，源极接保护芯片214的CS脚以及CS电阻219的一端。CS电阻的另一端接地。取样电阻212的另一端与取样电阻213的一端以及保护芯片214的FB脚相连。取样电阻213的一端与保护芯片214的FB相连，另一端接地。保护芯片214HV脚与负载215的正极连接，即接高压端取电。芯片214的GND脚接地。
升压芯片207可以采用市售的St6561，ST6562，OB6561，保护芯片214可以采用市售的PM2064A。
交流电源上电，电压经整流桥整流产生母线电压VIN，经过升压电感206、升压二极管210在滤波电容211上先产生的电压，升压芯片207工作后滤波电容211上产生取样电阻217和取样电阻218固定比值的电压Vout。保护芯片214的工作电压很低(一般低于15V)所以当交流源上电后，保护芯片214开始工作驱动MOS管216导通。当Vout电压大于负载电压后，电流流过负载、MOS管216、CS电阻219到地。保护芯片214采集CS电阻219电阻上的电压来控制MOS管216的导通程度。当CS电阻219上流过的电流到达设定值时，(即保护芯片214的CS脚的电位达到一个数值时)保护芯片214驱动MOS的驱动脚OUT也为一个固定值。MOS管216漏极的电压等于Vout减去负载215两端的电压。正常工作时这个电压和负载比较很低，不会损失很多电源效率。因为MOS管216的漏极电压很低，所以取样电阻212、取样电阻213分压送到保护芯片214的FB脚的电压也很低。此时短路负载215，因为保护芯片214驱动MOS管216的驱动电压不变，负载短路后流过MOS管216和CS电阻219的电流不变，电压Vout会全部加到MOS管216的漏极。当MOS管216的漏极电压上升后，经取样电阻212、取样电阻213分压送至保护芯片214的FB脚的电压同步上升，当保护芯片214的FB脚的电压到达保护电压时，保护芯片214关断MOS管216的驱动。这样整个升压电路处于开路状态，不会导致电流过大或MOS管216功率过大损坏线路。当负载短路恢复正常后，MOS管216漏极的电压下降，芯片214的FB脚电位下降，当下降到保护电压以下，保护芯片214的驱动脚OUT重新驱动MOS管216开通，系统恢复正常工作。
实施例二
图3是实施例二中的升压拓扑负载短路保护电路图。
如图3所示，本实施例中，将取样电阻212、取样电阻213和保护芯片214集成第一集成芯片T1。其他元器件的连接和工作原理与实施例一相同，不再重复叙述。
实施例三
图4是实施例三中的升压拓扑负载短路保护电路图。
如图4所示，本实施例中，将取样电阻212、取样电阻213、保护芯片214和MOS管216集成第二集成芯片T2。其他元器件的连接和工作原理与实施例一相同，不再重复叙述。
本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。

Claims (7)

1.一种升压拓扑负载短路保护电路，其特征在于：包括，负载215、取样电阻212、取样电阻213、保护芯片214、MOS管216、CS电阻219；
其中，MOS管216的漏极与负载的负极连接；
取样电阻212的一端连接MOS管216的漏极的一端，另一端接保护芯片214的FB脚；
取样电阻213的一端连接保护芯片214的FB脚，另一端连接地；
保护芯片214的驱动脚OUT与MOS管216的栅极连接，保护芯片214的CS脚与MOS管216的栅极连接，保护芯片214的HV脚与负载215的正极连接；
CS电阻219的一端接保护芯片的CS脚，另一端接地。
2.如权利要求1所述的升压拓扑负载短路保护电路，其特征在于：还包括交流电源AC、整流桥、升压电感206、升压芯片207、MOS管208、取样电阻209、升压二极管210、电容211；
整流桥的两个输入端接交流电源AC；整流桥的正输出端接升压电感206的一端，负输出端接地；
升压电感206的另一端接MOS管208的漏极和升压二极管210的正极；
MOS管208的栅极接升压芯片207的驱动脚OUT，源极接取样电阻209的一端；取样电阻209的另一端接地；
升压二极管210的负极接滤波电容211的一端；滤波电容211的另一端接地；
升压芯片207的HV脚接整流桥的正输出端；
负载215的正极还与升压二极管210的负极连接。
3.如权利要求2所述的升压拓扑负载短路保护电路，其特征在于：还包括取样电阻217、取样电阻218；
取样电阻207的一端接升压二极管210的负极，另一端接芯片207的FB脚；
取样电阻208的一端接芯片207的FB脚，另一端接地。
4.如权利要求2所述的升压拓扑负载短路保护电路，其特征在于：还包括供电电容205；
供电电容205的一端接升压芯片207的Vcc端，另一端接地。
5.如权利要求1所述的升压拓扑负载短路保护电路，其特征在于：其中，取样电阻212、取样电阻213、保护芯片214集合成第一集成芯片T1。
6.如权利要求1所述的升压拓扑负载短路保护电路，其特征在于：其中，取样电阻212、取样电阻213、保护芯片214、MOS管216集合成第一集成芯片T2。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的升压拓扑负载短路保护电路，其特征在于：
当MOS管216的漏极电压上升后，经取样电阻212、取样电阻213分压送至保护芯片214的FB脚的电压同步上升；
当保护芯片214的FB脚的电压到达保护电压时，保护芯片214关断MOS管216的驱动；
当负载短路恢复正常后，MOS管216漏极的电压下降，芯片214的FB脚电位下降，当下降到保护电压以下，保护芯片214的驱动脚OUT重新驱动MOS管216开通。
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