CN202121498U - 一种开关电源输出mos隔离控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种开关电源输出MOS隔离控制电路，包括设置在各开关电路单元输出端与总电源输出端之间的MOS管，还包括比较电路和驱动电路，所述的比较电路的两输入端分别接所述的开关电路单元输出端与总电源输出端，其输出端接所述的驱动电路的输入端，所述的驱动电路的输出端接所述的MOS管的栅极。本实用新型提供一种很简单且简单有效的针对采用MOS隔离的控制电路。该控制电路采用比较器电路，该电路直接监测隔离管两端的电位，即可保证任何单个开关电源单元异常时可以有效的自隔离于整个供电系统，使其能继续正常工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种供隔离控制电路，特别涉及一种由多个开关电源单元通过冗余并机来实现更大的电流供应的开关电源中，各开关电源单元之间的隔离控制电路。
背景技术
目前，很多用电设备对供电开关电源的输出电流的要求越来越大，就会要求由多个开关电源单元通过冗余并机来实现更大的电流供应。在冗余并机的方案中，就需要有隔离电路来将各个开关电源单元隔离开来，以避免某个单元失效时不至于影响整个供电系统。常见的隔离电路有肖特基二极管隔离如图1所示，MOS隔离如图2所示，继电器隔离如图3所示，等等，而其中最为简单的就是采用肖特基二极管来隔离各个开关电源单元如图1所示，不需要做任何的控制电路，利用肖特基二极管的单向导通特性实现隔离，当本开关电源单元是正常时OUT较OUT+高，本开关电源单元正常供电，当本开关电源单元损坏时，OUT将较低，这里，由于并联的其它开关电源单元供电，OUT+将高于OUT，但由于肖特基二极管反向截止，OUT+的流不会流入到被损坏的形状电源单元中，但是在一些低电压大电流的应用中，由于二极管的VF值一般为0.7V左右，会产生较大的损耗而严重影响电源的输出效率，转而采用MOS隔离或者继电器隔离。如图2所示为MOS隔离电路，当本开关电源单元是正常时OUT较OUT+高，在控制电路的控制下，MOS管导通，本开关电源单元通过MOS管正常供电，当本开关电源单元损坏时，OUT将较低，这里，由于并联的其它开关电源单元供电，OUT+将高于OUT，这里，控制电路侦知本开关电源单元损坏，向MOS管的G极加一个低电平，使MOS管截止，将OUT与OUT+断开，使损坏的形状电源单元不再影响整个电源的输出。在实践应用中，用MOS隔离电路，由于MOS管的VF值一般在0.3V以下，较肖特基二极管的VF值小得多，在解决了输出效率的问题同时，但是现有技术中控制电路非常复杂，且在某种特定场合时容易出现电压、电流倒灌的现象，轻者使电源进入保护状态，重者使电源损坏并影响至整个供电系统故障。
实用新型内容
本实用新型提供为了克服现有技术中形状电源中每个形状电源单元与总输出之间采用MOS隔离控制电路进行隔离时，控制电路复杂，且在某种特定场合时容易出现电压、电流倒灌的现象的不足，提供一种开关电源输出MOS隔离控制电路。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种开关电源输出MOS隔离控制电路，包括设置在各开关电路单元输出端与总电源输出端之间的MOS管，还包括比较电路和驱动电路，所述的比较电路的两输入端分别接所述的开关电路单元输出端与总电源输出端，其输出端接所述的驱动电路的输入端，所述的驱动电路的输出端接所述的MOS管的栅极。
进一步的，上述的一种开关电源输出MOS隔离控制电路中：所述的比较电路为比较器，其同相输入端接所述的开关电路单元输出端，反相输入端接所述的电源输出端，其输出端接所述的驱动电路输入端。所述的比较器可以由运算放大器充当。
更进一步的，上述的一种开关电源输出MOS隔离控制电路中：所述的比较电路中在输出端与反相输入端之间连接隔离电阻，组成滞后型控制电路。
更进一步的，上述的一种开关电源输出MOS隔离控制电路中：：在所述的反相输入端与所述的开关电路单元输出端之间串联嵌位电路，所述的嵌位电路为两个反相并联的二极管。
本实用新型提供一种很简单且简单有效的针对采用MOS隔离的控制电路。该控制电路采用比较器电路，该电路直接监测隔离管两端的电位，即可保证任何单个开关电源单元异常时可以有效的自隔离于整个供电系统，使其能继续正常工作。
以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。
附图说明
图1为现有技术中比较常见的肖特基二极管隔离电路原理图。
图2是现有技术中比较常见的CMOS隔离电路原理图。
图3是现有技术中比较常见的继电器隔离电路原理图。
图4是本实用新型实施例1的CMOS隔离控制电路原理图。
图5是本实用新型实施例2的CMOS隔离控制电路原理图。
图6是本实用新型实施例3的CMOS隔离控制电路原理图。
图7是本实用新型实施例4的CMOS隔离控制电路原理图。
图8是本实用新型实施例5的CMOS隔离控制电路原理图。
图9是本实用新型实施例6的CMOS隔离控制电路原理图。
图10是本实用新型实施例7的CMOS隔离控制电路原理图。
图11是本实用新型实施例8的CMOS隔离控制电路原理图。
具体实施方式
实施例1，如图4所示：一种开关电源输出MOS隔离控制电路，包括设置在各开关电路单元输出端OUT与总电源输出端OUT+之间的MOS管，还包括比较电路和驱动电路，所述的比较电路的两输入端分别接所述的开关电路单元输出端OUT与总电源输出端OUT+，其输出端接所述的驱动电路的输入端，所述的驱动电路的输出端接所述的MOS管的栅极。比较电路比较OUT与OUT+之间的电压，当OUT的电压高于OUT+的电压时，输出高电平，驱动电路输入端接入高电平后，Q1导通，Q2截止，串连电阻R1和R2之间有电流流过，电流从R1流向R2，因此，R2上有电压降，将该电压加到MOS管的栅极，MOS管栅极和源极之间有电压降，则MOS管的源极和漏极导通，这样，OUT与OUT+短路，OUT向OUT+供电。当OUT的电压低于OUT+时，比较电路输出一个低电平，驱动电路输入端拉入这个低电平后，Q1截止，Q2导通，此时，串连电阻R1和R2的电流是由R2流向R1，因此MOS管的栅极与源极之间是负电压，MOS管截止，OUT与OUT+断开，使开关电源的其它开关电源单元的正常输出不会由于本单元的形状电源单元故障而受影响。本实施例中，比较电路为比较器UIB，其同相输入端+接所述的开关电路单元输出端OUT，反相输入端-接所述的电源输出端OUT+，其输出端接所述的驱动电路输入端。为了保护电路，在同相输入端接OUT时串连一个保护电阻R3，在反相输入端接入到OUT+时串连保护电阻R4。
实施例2，如图5所示，本实施例与实施例1之间的唯一区别是利用运算放大器充当比较器，其它与实施例1相同。运算放大器在不加负反馈时，从原理上讲可以用作比较器，但由于运算放大器的开环增益非常高，只能处理输入差分非常小的信号，而且在一般情况下运算放大器的响应时间比比较器慢许多，而且也缺少一些特殊功能，如滞回，内部基准等，本实施例中，由于OUT和OUT+之间比较差距小，只有不到0.3V，运算放大器在本处完全可以用作比较器，如图2所示。
实施例3，如图6所示，本实施例是在实施例1的基础上增加负反馈电路形成滞后型控制电路，具体电路是在比较器输出端与反相输入端之间串连一个滞后电阻R5形成滞后型控制电路。这样做是因为：比较器两个输入端之间的电压在过零时输出将发生改变，由于输入端经常叠加有很小的波动电压，这些波动电压所产生的差模电压会导致比较器发生连续变化，为了避免输出振荡，现在比较器通常需要具有几个mV的滞回电压。比较本实施例的原理图图6与实施例1的电路原理图图4，区别只在于图4上在输出与反相输入之间加入的是两个并联电容C2，在其中一个电容上还串联一个电阻R5，由于OUT+是直流，电容C2将隔离该直流，而在OUT+上的交流部分可以通过这两个电容直流与输出相连，而图6所示的串连在输出端与反向输入端的电阻R5就是一个负反馈电路。
实施例4，如图7所示，本实施例是在实施例2的基础上在运算放大器输出端与反相输入端之间串连一个滞后电阻R5形成滞后型控制电路。
以上实施例1、2、3和4适合于输出电压OUT+低于VCC到OUT本开关电路单元输出电压的电源。
实施例5，如图8所示，本实施例是在实施例1的基础上，反相输入端-对OUT加并两只反向并联的二极管D1、D2对输入电压进行嵌位。适合于输出电压OUT+高于VCC到本开关电路单元输出OUT电压时，或者说输出电压高于运放或比较器的最大输入电压值的情况下使用的。
实施例6，如图9所示，本实施例是在实施例2的基础上，反相输入端-对OUT加并两只反向并联的二极管D1、D2对输入电压进行嵌位。适合于输出电压OUT+高于VCC到本开关电路单元输出OUT电压时，或者说输出电压高于运放或比较器的最大输入电压值的情况下使用的。
实施例7，如图10所示，本实施例是在实施例3的基础上，反相输入端-对OUT加并两只反向并联的二极管D1、D2对输入电压进行嵌位。适合于输出电压OUT+高于VCC到本开关电路单元输出OUT电压时，或者说输出电压高于运放或比较器的最大输入电压值的情况下使用的。
实施例8，如图11所示，本实施例是在实施例4的基础上，反相输入端-对OUT加并两只反向并联的二极管D1、D2对输入电压进行嵌位。适合于输出电压OUT+高于VCC到本开关电路单元输出OUT电压时，或者说输出电压高于运放或比较器的最大输入电压值的情况下使用的。
Claims (6)
1.一种开关电源输出MOS隔离控制电路，包括设置在各开关电路单元输出端(OUT)与总电源输出端(OUT+)之间的MOS管，其特征在于：还包括比较电路和驱动电路，所述的比较电路的两输入端分别接所述的开关电路单元输出端(OUT)与总电源输出端(OUT+)，其输出端接所述的驱动电路的输入端，所述的驱动电路的输出端接所述的MOS管的栅极。
2.根据权利要求1所述的一种开关电源输出MOS隔离控制电路，其特征在于：所述的比较电路为比较器，其同相输入端(+)接所述的开关电路单元输出端(OUT)，反相输入端(-)接所述的电源输出端(OUT+)，其输出端接所述的驱动电路输入端。
3.根据权利要求2所述的一种开关电源输出MOS隔离控制电路，其特征在于：所述的比较器由运算放大器充当。
4.根据权利要求2或3所述的一种开关电源输出MOS隔离控制电路，其特征在于：所述的比较电路中在输出端与反相输入端(-)之间连接隔离电阻(5)，组成滞后型控制电路。
5.根据权利要求2或3所述的一种开关电源输出MOS隔离控制电路，其特征在于：在所述的反相输入端(-)与所述的开关电路单元输出端(OUT)之间串联嵌位电路，所述的嵌位电路为两个反相并联的二极管(D1、D2)。
6.根据权利要求4所述的一种开关电源输出MOS隔离控制电路，其特征在于：在所述的反相输入端(-)与所述的开关电路单元输出端(OUT)之间串联嵌位电路，所述的嵌位电路为两个反相并联的二极管(D1、D2)。
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