CN201369674Y - 具有短路保护的开关电源电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种具有短路保护的开关电源电路，其包括：变压器；连接在直流电源输入端(Vin)与变压器的第二初级绕组(T1C)之间的启动电路，其包括串接的启动电阻(RP4和RP2)和启动电容(CP1)；连接在变压器的第一初级绕组(T1A)与第二初级绕组(T1C)之间的自激振荡电路，其包括：发射极接地、集电极连接第一初级绕组(T1A)、而基极串接限流电阻(RP7)与启动电容耦接的功率三极管(ICP1)；连接在功率三极管(ICP1)的基极与第二初级绕组(T1C)之间的短路保护电路，其包括串接的限流电阻(RP5)和第三三极管(DP3)，且第三三极管(DP3)的阴极连接第二初级绕组(T1C)与启动电容(CP1)的公共端。本实用新型提高了开关电源电路的安全性和可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种开关电源，尤其是涉及一种具有短路保护的开关电源电路。
背景技术
开关电源由于体积小和效率高的优点被广泛应用于各类设备中，为各种设备的可靠运行提供动力。但电源在输出短路时会造成设备和器件的损坏甚至起火，对人身安全存在很大隐患，所以开关电源的短路保护是保障电子设备安全运行的一个重要手段。
目前，对电源的短路保护一种是采用检测次级输出电流或初级峰值电流，当大于某一电压后，关闭输出，这需要增加一个比较器或是使用集成电路内部的比较电路，增加电路的实现成本；另一种方法是在电源电路的输出端加入保险丝，当发生短路时保险丝会被烧断，从而达到切断电源输出的保护目的，但保险丝会被烧断后需要更换，电源电路放能重新工作。
因此，如何设计一种结构简单，又具有高可靠性的开关电源电路，已成为当前急需解决的技术难题之一。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型在于提出一种实现成本较低，且短路解除后电源电路能够自动恢复正常工作的开关电源电路，从而提高开关电源电路的可靠性。
为解决本实用新型的技术问题，本实用新型公开一种具有短路保护的开关电源电路，其包括：
变压器；
连接在直流电源输入端Vin与变压器的第二初级绕组T1C之间的启动电路，其包括串接的启动电阻RP4和RP2和启动电容CP1；
连接在变压器的第一初级绕组T1A与第二初级绕组T1C之间的自激振荡电路，其包括：发射极接地、集电极连接第一初级绕组T1A、而基极串接限流电阻RP7与启动电容耦接的功率三极管ICP1；
连接在功率三极管ICP1的基极与第二初级绕组T1C之间的短路保护电路，其包括串接的限流电阻RP5和第三三极管DP3，且第三三极管DP3的阴极连接第二初级绕组T1C与启动电容CP1的公共端。
优选的，自激振荡电路还包括：集电极连接功率三极管ICP1基极的开关三极管QP1，该开关三极管QP1的基极-发射极之间连接由并接的电阻RP1和电容CP3构成的RC电路；连接在RC电路与第二初级绕组T1C之间，用于对RC电路进行充电控制的分压电阻RP6和RP8。
优选的，分压电阻RP6和RP8其中之一并接稳压管ZP1。
优选的，自激振荡电路还包括：用于防止第二初级绕组T1C产生的感应电动势给启动电容CP1进行充电的第二二极管DP2，该并接启动电容CP1，且其阳极连接在启动电容CP1与第二初级绕组T1C的公共端。
优选的，所述具有短路保护的开关电源电路还包括：用于通过控制RC电路的充电时间引起开关三极管QP1的导通时间变化，使变压器的次级绕组T1B的输出电压达到设定值的输出反馈电路，其连接在变压器的次级绕组T1B与自激振荡电路之间。
优选的，输出反馈电路至少包括：连接在次级绕组T1B的输出端与地之间，用于设定次级绕组T1B的输出电压的设定值的两个串接的电阻RS3和RS5；耦接在次级绕组T1B的输出端与RC电路之间的光耦ICP2，该光耦ICP2中发光二极管的阴极连接晶闸管ICS1的阴极，且该晶闸管ICS1的控制极连接在两个电阻RS3和RS5的公共端，而光耦ICP2中三极管的集电极连接启动电路，发射极连接RC电路。
优选的，次级绕组T1B的输出端连接用于对次级绕组T1B的输出电压进行整流处理的次级整流滤波电路。
优选的，次级整流滤波电路包括：串接的第一二极管DP1和电感LS1；以及分别连接在电感LS1的两端与地之间的两个滤波电容CS1和CS2。
优选的，直流电源输入端Vin连接吸收电路，该吸收电路与变压器的第一初级绕组T1A并接。
优选的，吸收电路包括：由并接的电阻RP3和电容CP2构成的RC滤波电路；用于防止第一初级绕组T1A产生的感应电动势流过RC滤波电路的第一二极管DP1，其阴极连接RC滤波电路，阳极连接第一初级绕组T1A与功率三极管ICP1的集电极。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型提出的开关电源电路是按自激振荡变换器的工作原理设计，当功率三极管ICP1导通后，电流流过变压器的初级绕组并储存能量，当功率三极管ICP1关断后，能量被耦合到变压器的次级绕组并输出电压，当次级绕组发生短路时，由短路保护电路将功率三极管ICP1一直保持截止状态，从而使耦合到变压器的次级绕组的能源越来越少，关断次级绕组的输出电压。因此，本实用新型无需使用专门用于短路保护的脉宽调制芯片或电压比较器，具有实现成本低的优势；另外，本实用新型的短路保护功能不仅能够在短路消除后使开关电源电路自动重新正常工作，还具有发生短路时使输入功率变小的功能，从而提高了开关电源电路的安全性和可靠性。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型提出的开关电源电路包括：由第一初级绕组T1A和第二初级绕组T1C以及次级绕组T1B组成变压器、启动电路、吸收电路、自激振荡电路、短路保护电路、次级整流滤波电路和输出反馈电路。
其中，启动电路包括：依次串接的电阻RP4、电阻RP2和电容CP1；且电阻RP4的一端连接直流电源Vin，而电容CP1连接变压器的第一初级绕组T1C。
自激振荡电路包括：由变压器的第二初级绕组T1C、电容CP1、并接电容CP1的第二二极管DP2、功率三极管ICP1、开关三极管QP1、电阻RP7、并接在开关三极管QP1的基极和发射极之间的电容CP3和电阻RP1、依次与电阻RP1串接且连接至电容CP1和第二初级绕组T1C公共端的电阻RP6和电阻RP8、与电阻RP8并接的稳压管ZP1。其中，第二初级绕组T1C的一端接地，另一端接电容CP1，而功率三极管ICP1的基极与开关三极管QP1的集电极连接，且均连接电阻RP7的一端；功率三极管ICP1的发射极接地，集电极连接第一初级绕组T1A的一端，而第一初级绕组T1A的另一端接连接直流电源(即电源输入端Vin)。
在开关三极管QP1的基极与变压器的第一初级绕组的T1C之间串接短路保护电路，该短路保护电路串接的限流电阻RP5和第三二极管DP3，且第三二极管DP3的阳极连接限流电阻RP5，阴极连接第一初级绕组的T1C。
另外，在第一初级绕组T1A的两端并接吸收电路，该吸收电路包括：并接的电阻RP3和电容CP2，且串接反接的第一二极管DP1。
而次级整流电路接在变压器的次级绕组T1B与电源输出端Vout之间，包括二极管DS1、电感LS1、滤波电容CS1和CS2。
次级反馈电路连接在次级整流电路与自激振荡电路之间，包括电阻RS1、电阻RS2、电阻RS3、电阻RS4、电阻RS5、电容CS3、晶闸管ICS1、光耦ICP2；其中，次级整流电路的输出端连接电阻RS1、光耦ICP2和晶闸管ICS1之后到地；电阻RS2连接在光耦ICP2中发光二极管的阴极和阳极之间；电容CS3和电阻RS4串联后连接于晶闸管ICS1的阴极和控制极之间；且电阻RS3一端接次级整流电路的输出端，另一端接晶闸管ICS1的控制极，以及电阻RS5与电阻RS5连接的公共端。
本实用新型提出的开关电源电路的工作原理如下：
当输入端Vin接入高压直流电源后，直流电源通过启动电阻RP4和RP2对电容CP1充电；当电容CP1的充电电压达到阈值电压VTH时，使功率三极管ICP1的基极电压达到导通电压而导通；当功率三极管ICP1导通时，变压器的第一初级绕组T1A开始流过来自直流电源的励磁电流，从而在第二初级绕组T1C上产生感应电动势与电容CP1上的充电电压重叠，将ICP1的基电压维持在VTH以上的电压；这时，在变压器的第二初级绕组T1C中作为驱动信号发生的电压经由电阻RP8、电阻RP6对连接在开关三极管QP1的基极与发射极之间的RC电路(由电阻RP1和电容CP3构成)进行充电；当控制电容CP3的充电电压(该充电电压为用于控制开关三极管QP1截止的基极电压)达到预定偏压之上，则开关三极管QP1导通，使功率三极管ICP1的基极实际上通过导通的开关三极管QP1与地短路，从而功率三极管ICP1截止，流过第一初级绕组T1A的励磁电流被关断，则在变压器的各绕组上产生感应电动势；在次级绕组T1B上产生的感应电动势通过用于整流的第一二极管DS1和滤波电容CS1形成的平滑整流电路被整流平滑后向，从输出端Vout向负载输出。
当感应电动势在次级绕组T1B上释放结束时，其产生的反电动势，耦合至第二初级绕组T1C，使功率三极管ICP1的基电压超过阈值电压，功率三极管ICP1继续导通，依此重复下一个周期。
当次级绕组T1B的输出电压在由电阻RS3与电阻RS5所设定的电压为中心变动时，引起光耦ICP2中的三极管的导通时间发生变化，使构成RC电路的电容CP3和电阻RP1的充电时间发生变化，开关三极管QP1的导通时间发生相应变化，从而达到利用开关三极管QP1的导通时间变化来调整次级绕组T1B的输出电压达到设定值。
当次级绕组T1B的输出电压对地短路时，变压器的第二初级绕组T1C的同名端为负，短路控制电路中的第三二极管DP3导通，通过限流电阻RP5将功率三极管ICP1的基极电位拉低，从而使功率三极管ICP1一直处于关断状态，使短路时电源的输入功率很小，达到自动关断输出电压Vout的目的。
当次级绕组T1B的输出端发生的短路消除后，输入端Vin输入的直流电源通过对启动电路中的电容CP1充电，进一步使功率三极管ICP1导通，从而使该开关电源电路重新开始正常的供电输出。
综上，本实用新型提出的开关电源电路是按自激振荡变换器的工作原理设计，当功率三极管ICP1导通后，电流流过变压器的初级绕组并储存能量，当功率三极管ICP1关断后，能量被耦合到变压器的次级绕组并输出电压，当次级绕组发生短路时，由短路保护电路将功率三极管ICP1一直保持截止状态，从而使耦合到变压器的次级绕组的能源越来越少，关断次级绕组的输出电压。因此，本实用新型无需使用专门用于短路保护的脉宽调制芯片或电压比较器，具有实现成本低的优势；另外，本实用新型的短路保护功能不仅能够在短路消除后使开关电源电路自动重新正常工作，还具有发生短路时使输入功率变小的功能，从而提高了开关电源电路的安全性和可靠性。
Claims (10)
1、一种具有短路保护的开关电源电路，其特征在于，包括：
由第一初级绕组(T1A)和第二初级绕组(T1C)以及次级绕组(T1B)组成的变压器；
连接在直流电源输入端(Vin)与变压器的第二初级绕组(T1C)之间的启动电路，其包括串接的启动电阻(RP4和RP2)和启动电容(CP1)；
连接在变压器的第一初级绕组(T1A)与第二初级绕组(T1C)之间的自激振荡电路，其包括：发射极接地、集电极连接第一初级绕组(T1A)、而基极串接限流电阻(RP7)与启动电容耦接的功率三极管(ICP1)；
连接在功率三极管(ICP1)的基极与第二初级绕组(T1C)之间的短路保护电路，其包括串接的限流电阻(RP5)和第三三极管(DP3)，且第三三极管(DP3)的阴极连接第二初级绕组(T1C)与启动电容(CP1)的公共端。
2、根据权利要求1所述具有短路保护的开关电源电路，其特征在于，自激振荡电路还包括：
集电极连接功率三极管(ICP1)基极的开关三极管(QP1)，该开关三极管(QP1)的基极-发射极之间连接由并接的电阻(RP1)和电容(CP3)构成的RC电路；
连接在RC电路与第二初级绕组(T1C)之间，用于对RC电路进行充电控制的分压电阻(RP6和RP8)。
3、根据权利要求2所述具有短路保护的开关电源电路，其特征在于，分压电阻(RP6和RP8)其中之一并接稳压管(ZP1)。
4、根据权利要求2所述具有短路保护的开关电源电路，其特征在于，自激振荡电路还包括：用于防止第二初级绕组(T1C)产生的感应电动势给启动电容(CP1)进行充电的第二二极管(DP2)，该并接启动电容(CP1)，且其阳极连接在启动电容(CP1)与第二初级绕组(T1C)的公共端。
5、根据权利要求2至4任何一项所述具有短路保护的开关电源电路，其特征在于，还包括：用于通过控制RC电路的充电时间引起开关三极管(QP1)的导通时间变化，使变压器的次级绕组(T1B)的输出电压达到设定值的输出反馈电路，其连接在变压器的次级绕组(T1B)与自激振荡电路之间。
6、根据权利要求5所述具有短路保护的开关电源电路，其特征在于，输出反馈电路至少包括：
连接在次级绕组(T1B)的输出端与地之间，用于设定次级绕组(T1B)的输出电压的设定值的两个串接的电阻(RS3和RS5)；
耦接在次级绕组(T1B)的输出端与RC电路之间的光耦(ICP2)，该光耦(ICP2)中发光二极管的阴极连接晶闸管(ICS1)的阴极，且该晶闸管(ICS1)的控制极连接在两个电阻(RS3和RS5)的公共端，而光耦(ICP2)中三极管的集电极连接启动电路，发射极连接RC电路。
7、根据权利要求1所述具有短路保护的开关电源电路，其特征在于，次级绕组(T1B)的输出端连接用于对次级绕组(T1B)的输出电压进行整流处理的次级整流滤波电路。
8、根据权利要求7所述具有短路保护的开关电源电路，其特征在于，次级整流滤波电路包括：
串接的第一二极管(DP1)和电感(LS1)；
以及分别连接在电感(LS1)的两端与地之间的两个滤波电容(CS1和CS2)。
9、根据权利要求1所述具有短路保护的开关电源电路，其特征在于，直流电源输入端(Vin)连接吸收电路，该吸收电路与变压器的第一初级绕组(T1A)并接。
10、根据权利要求9所述具有短路保护的开关电源电路，其特征在于，吸收电路包括：
由并接的电阻(RP3)和电容(CP2)构成的RC滤波电路；
用于防止第一初级绕组(T1A)产生的感应电动势流过RC滤波电路的第一二极管(DP1)，其阴极连接RC滤波电路，阳极连接第一初级绕组(T1A)与功率三极管(ICP1)的集电极。
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101783605A (zh) * | 2010-03-05 | 2010-07-21 | 北京嘉昌机电设备制造有限公司 | 一种开关电源中输出吸收电路及开关电源 |
| CN101997423A (zh) * | 2010-10-29 | 2011-03-30 | 广州金升阳科技有限公司 | 一种带输出短路保护功能的自振荡反激变换器 |
| CN103474963A (zh) * | 2013-09-13 | 2013-12-25 | 上海斐讯数据通信技术有限公司 | 开关电源输出过压保护电路 |
| CN104038038A (zh) * | 2014-06-03 | 2014-09-10 | 青岛海信电器股份有限公司 | 一种开机电路及电子设备 |
| CN105450074A (zh) * | 2015-11-01 | 2016-03-30 | 四川泛华航空仪表电器有限公司 | 自激式晶体管逆变器 |
| CN104184104B (zh) * | 2013-05-27 | 2017-11-24 | 深圳市海洋王照明工程有限公司 | 一种过流保护自动恢复电路 |
| CN112271931A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-01-26 | 珠海格力电器股份有限公司 | 隔离电源转换电路和开关电源装置 |
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101783605A (zh) * | 2010-03-05 | 2010-07-21 | 北京嘉昌机电设备制造有限公司 | 一种开关电源中输出吸收电路及开关电源 |
| CN101783605B (zh) * | 2010-03-05 | 2012-07-25 | 北京嘉昌机电设备制造有限公司 | 一种开关电源中输出吸收电路及开关电源 |
| CN101997423A (zh) * | 2010-10-29 | 2011-03-30 | 广州金升阳科技有限公司 | 一种带输出短路保护功能的自振荡反激变换器 |
| CN101997423B (zh) * | 2010-10-29 | 2012-09-05 | 广州金升阳科技有限公司 | 一种带输出短路保护功能的自振荡反激变换器 |
| CN104184104B (zh) * | 2013-05-27 | 2017-11-24 | 深圳市海洋王照明工程有限公司 | 一种过流保护自动恢复电路 |
| CN103474963A (zh) * | 2013-09-13 | 2013-12-25 | 上海斐讯数据通信技术有限公司 | 开关电源输出过压保护电路 |
| CN104038038A (zh) * | 2014-06-03 | 2014-09-10 | 青岛海信电器股份有限公司 | 一种开机电路及电子设备 |
| CN105450074A (zh) * | 2015-11-01 | 2016-03-30 | 四川泛华航空仪表电器有限公司 | 自激式晶体管逆变器 |
| CN105450074B (zh) * | 2015-11-01 | 2019-05-28 | 四川泛华航空仪表电器有限公司 | 自激式晶体管逆变器 |
| CN112271931A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-01-26 | 珠海格力电器股份有限公司 | 隔离电源转换电路和开关电源装置 |
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