CN201699400U

CN201699400U - 一种反激电源的短路保护电路

Info

Publication number: CN201699400U
Application number: CN2009202624771U
Authority: CN
Inventors: 汪军; 徐守越; 周治国
Original assignee: FOSHAN SHUNDE REALDESIGN ELECTRONICS INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: Guangdong Real Design Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2009-11-10
Filing date: 2009-11-10
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2019-11-10

Abstract

本实用新型是一种反激电源的短路保护电路。包括有辅助供电电路、短路保护电路、震荡电路、PWM控制芯片和光耦，其中辅助供电电路、短路保护电路、震荡电路和光耦分别与PWM控制芯片的相应接脚连接。本实用新型由于采用采用增加辅助电路的方法来实现短路保护的结构，达到很好的保护效果。且由于控制芯片外围有一个由电阻和电容组成的振荡电路，当电源正常工作时，振荡电路起振后，控制芯片才有控制波形输出，电源开始工作，这里通过增加辅助电路来控制振荡回路的通路，当电源输出短路时，及时切断振荡回路，控制芯片停止工作，从而关闭电源输出，实现有效的短路保护功能。当故障去除后可以自动恢复。同时由于短路保护电路仅由电阻，三极管和电容组成，元件数量少，电路实现简单可靠。

Description

一种反激电源的短路保护电路

技术领域

本实用新型是一种反激电源的短路保护电路，属于开关电源保护技术领域的创新技术。

背景技术

目前，大多数小功率开关电源都采用反激拓扑结构，典型电路一般选用专用的PWM控制芯片来实现，短路保护功能是开关电源安全可靠的一个重要方面，对此类结构的反激开关电源，短路保护一般采用以下技术：

一般是通过在开关管的源极串一个取样电阻，把电流信号送到PWM控制芯片来实现保护。当电源输出短路时，控制芯片保护动作，使输出的开关波形占空比减小，输出电压降低，控制芯片的供电电压也随着降低，当低到控制芯片不能工作时，整个电路关闭，然后靠启动电阻开始下一次启动过程，一般长时间输出短路不会导致电源的损坏。

但由于漏感等原因的存在，有的开关电源在每个开关周期有很大的开关尖峰，即使在占空比很小时，辅助电压也不能降到足够低使控制芯片停止工作，后来在技术上做了改进，一般在辅助电源的整流二极管上串一个电阻，和接地的电容形成RC滤波，滤掉开通瞬间的尖峰，但这个电阻的阻值需要仔细调整，才可以达到满意的保护。

现有的技术虽然做了改进，但在实际应用中这种保护电路仍存在一些问题：

1)在批量生产时，由于元器件的差异，总会有一些电源不能很好保护，这时需要个别调整串联电阻的阻值，给生产造成麻烦。

2)对于输出电压较低电源，由于输出电流大，短路时输出电压下降不大，也很难调整串联电阻到一个合适的阻值。

3)对于正激应用，辅助电压虽然也跟随输出电压而变化，但随输入电压(高压)的变化更大，也很调整串联电阻到一个合适的阻值。

综上所述，对于小功率反激开关电源需要一种可靠实用的短路保护电路来解决以上问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于考虑上述问题而提供一种元件数量少，电路实现简单可靠的反激电源的短路保护电路。本实用新型设计合理，方便实用。

本实用新型的技术方案是：本实用新型的反激电源的短路保护电路，包括有辅助供电电路、短路保护电路、震荡电路、PWM控制芯片和光耦，其中辅助供电电路、短路保护电路、震荡电路和光耦分别与PWM控制芯片的相应接脚连接。

上述辅助供电电路包括有高频变压器T1A、整流二极管D10、滤波电容C1、储能电容EC2、启动电阻R1、R2以及限流电阻R27，其中整流二极管D10与限流电阻R27组成的串联电路与高频变压器T1A的线圈连接，滤波电容C1与储能电容EC2组成的并联电路的一端分别与PWM控制芯片连接及与限流电阻R27连接，滤波电容C1与储能电容EC2组成的并联电路的另一端与接地端连接，启动电阻R1、R2组成的串联电路与PWM控制芯片连接及与限流电阻R27连接。

上述PWM控制芯片为单片机U2，短路保护电路(2)由电阻R3、R4、R8，三极管Q3和电容C3组成，三极管Q3基极b接电阻R4的一端，三极管发射极e接单片机U2的基准电压端8脚，三极管集电极c与震荡电路的电阻R5相连；电阻R8、R3、电容C3依次串联，并且电阻R8一端接单片机U2的基准电压端8脚，电容C3一端接地，单片机U2的第2脚和5脚接地，第7脚与辅助供电电路的输出端相连；第3脚接电流检测信号输入，第6脚为PWM波形输出。

上述震荡电路由电阻R5和电容C2组成；电阻R5、电容C2相连的一端接单片机U2的震荡输入端4脚，电阻R5另一端与三极管Q3集电极c相连，电容C2另一端接地。

上述光耦为集成块U1B，集成块U1B的一端接单片机U2第1脚；另一端接地。

本实用新型由于采用采用增加辅助电路的方法来实现短路保护的结构，达到很好的保护效果。由于控制芯片外围有一个由电阻和电容组成的振荡电路，当电源正常工作时，振荡电路起振后，控制芯片才有控制波形输出，电源开始工作，这里通过增加辅助电路来控制振荡回路的通路，当电源输出短路时，及时切断振荡回路，控制芯片停止工作，从而关闭电源输出，实现有效的短路保护功能。当故障去除后可以自动恢复。同时由于短路保护电路仅由电阻，三极管和电容组成，元件数量少，电路实现简单可靠。本实用新型是一种设计合理，方便实用的反激电源的短路保护电路。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

实施例：

本实用新型的反激电源的短路保护电路的电路原理图如图1所示，包括有辅助供电电路1、短路保护电路2、震荡电路3、PWM控制芯片4和光耦5，其中辅助供电电路1、短路保护电路2、震荡电路3和光耦5分别与PWM控制芯片4的相应接脚连接。

本实施例中，上述辅助供电电路1包括有高频变压器T1A、整流二极管D10、滤波电容C1、储能电容EC2、启动电阻R1、R2以及限流电阻R27，其中整流二极管D10与限流电阻R27组成的串联电路与高频变压器T1A的线圈连接，滤波电容C1与储能电容EC2组成的并联电路的一端分别与PWM控制芯片4连接及与限流电阻R27连接，滤波电容C1与储能电容EC2组成的并联电路的另一端与接地端连接，启动电阻R1、R2组成的串联电路与PWM控制芯片4连接及与限流电阻R27连接。

上述PWM控制芯片4为单片机U2，短路保护电路2由电阻R3、R4、R8，三极管Q3和电容C3组成，三极管Q3基极b接电阻R4的一端，三极管发射极e接单片机U2的基准电压端8脚，三极管集电极c与震荡电路的电阻R5相连；电阻R8、R3、电容C3依次串联，并且电阻R8一端接单片机U2的基准电压端8脚，电容C3一端接地，单片机U2的第2脚和5脚接地，第7脚与辅助供电电路1的输出端相连；第3脚接电流检测信号输入，第6脚为PWM波形输出。

本实施例中，上述震荡电路3由电阻R5和电容C2组成；电阻R5、电容C2相连的一端接单片机U2的震荡输入端4脚，电阻R5另一端与三极管Q3集电极c相连，电容C2另一端接地。

本实施例中，上述光耦5为集成块U1B，集成块U1B的一端接单片机U2第1脚；另一端接地。

本实用新型的工作原理如下：电源正常启动时，光耦是不导通的，为了避免此时保护电路起作用而使电源不能正常启动，通过电容C3来使保护电路延迟一段时间动作，这样三极管Q3正常导通，震荡电路接通，电源开始工作；正常工作时，光耦是导通的，震荡电路维持接通，另外高频变压器T1A与整流二极管D10相连的次级绕组产生感应电压，由二极管D10、电容C1整流滤波后，经限流电阻R27接到单片机U2的VCC端，维持其正常工作；当输出出现短路故障时，输出电压下降很低，光耦U1B不导通，三极管Q3基极电压升高，三极管截止，切断震荡电路，单片机U2输出端6脚关闭，从而使输出关断，实现短路保护；短路保护后，单片机U27脚电压慢慢下降，下降到最低电压(大概10V左右)，8脚掉电，基准电压5V迅速降为0，此时C3通过R3、R8对8脚放电，放电完后三极管Q3基极电压降低，为下次重新启动做准备，同时启动电阻R1、R2对7脚充电，当电压升到控制芯片工作电压时，三极管Q3开通，震荡电路接通电源重启，当故障排除后可以自动恢复。

注意在短路保护电路中C3所起作用：电源正常启动时，使保护电路延迟一段时间动作，使电源能正常启动工作，同时在短路保护时，它也起到延时保护的作用。

Claims

1.一种反激电源的短路保护电路，其特征在于包括有辅助供电电路(1)、短路保护电路(2)、震荡电路(3)、PWM控制芯片(4)和光耦(5)，其中辅助供电电路(1)、短路保护电路(2)、震荡电路(3)和光耦(5)分别与PWM控制芯片(4)的相应接脚连接。

2.根据权利要求1所述的反激电源的短路保护电路，其特征在于上述辅助供电电路(1)包括有高频变压器T1A、整流二极管D10、滤波电容C1、储能电容EC2、启动电阻R1、R2以及限流电阻R27，其中整流二极管D10与限流电阻R27组成的串联电路与高频变压器T1A的线圈连接，滤波电容C1与储能电容EC2组成的并联电路的一端分别与PWM控制芯片(4)连接及与限流电阻R27连接，滤波电容C1与储能电容EC2组成的并联电路的另一端与接地端连接，启动电阻R1、R2组成的串联电路与PWM控制芯片(4)连接及与限流电阻R27连接。

3.根据权利要求1或2所述的反激电源的短路保护电路，其特征在于上述PWM控制芯片(4)为单片机U2，短路保护电路(2)由电阻R3、R4、R8，三极管Q3和电容C3组成，三极管Q3基极b接电阻R4的一端，三极管发射极e接单片机U2的基准电压端8脚，三极管集电极c与震荡电路的电阻R5相连；电阻R8、R3、电容C3依次串联，并且电阻R8一端接单片机U2的基准电压端8脚，电容C3一端接地，单片机U2的第2脚和5脚接地，第7脚与辅助供电电路(1)的输出端相连；第3脚接电流检测信号输入，第6脚为PWM波形输出。

4.根据权利要求3所述的反激电源的短路保护电路，其特征在于上述震荡电路(3)由电阻R5和电容C2组成；电阻R5、电容C2相连的一端接单片机U2的震荡输入端4脚，电阻R5另一端与三极管Q3集电极c相连，电容C2另一端接地。

5.根据权利要求4所述的反激电源的短路保护电路，其特征在于上述光耦(5)为集成块U1B，集成块U1B的一端接单片机U2第1脚；另一端接地。