CN202134902U - 设有短路保护模块的开关电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是为了解决现有工业缝纫机的开关电源的输出端在变压器的次级输出端发生意外短路时，容易导致开关控制元件及周边电路的损坏的问题提供一种设有短路保护模块的开关电源。该开关电源，包括变压器和开关控制元件，所述变压器的初级输入端通过场效应管与开关控制元件连接以在开关控制元件的控制下开通和关断，所述变压器的次级输出端通过隔离光耦与开关控制元件连接以将次级输出端信号反馈开关控制元件，开关控制元件外围设有在变压器次级输出端短路时令开关控制元件停止工作的保护模块。本实用新型通过设置多重保护，在开关电源变压器次级输出端发生短路时，使得开关控制元件停止工作，对开关控制元件和其外围电路起到了保护作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关电源技术领域，具体地说，涉及一种设有短路保护模块的开关电源，尤其是用于工业缝纫机的开关电源。
背景技术
缝纫机是用一根或多根缝纫线，在缝料上形成一种或多种线迹，使一层或多层缝料交织或缝合起来的机器。缝纫机能缝制棉、麻、丝、毛、人造纤维等织物和皮革、塑料、纸张等制品，缝出的线迹整齐美观、平整牢固，缝纫速度快、使用简便。
工业缝纫机包括平缝机、链缝机、包缝机及绷缝机等，开关电源是工业缝纫机的重要部件。开关电源是由一个开关控制元件来控制变压器初级的开通和关断来实现变压器次级的电压输出，但如果次级输出端因为某些原因短路的话，则会导致开关控制元件及外围电路的损坏而使变压器停止工作。随着现在开关电源的广泛使用，其短路保护的方案也是越来越五花八门，但不乏有优缺点，有些往往是治标不治本，亦或者是由于元件存在着离散性而致使短路保护效果不尽如人意。
实用新型内容
本实用新型是为了解决现有工业缝纫机的开关电源的输出端在变压器的次级输出端发生意外短路时，容易导致开关控制元件及周边电路的损坏的问题提供一种设有短路保护模块的开关电源。
本实用新型所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：
一种设有短路保护模块的开关电源，包括变压器和开关控制元件，所述变压器的初级输入端通过场效应管与开关控制元件连接以在开关控制元件的控制下开通和关断，所述变压器的次级输出端通过隔离光耦与开关控制元件连接以将次级输出端信号反馈开关控制元件，其特征在于：开关控制元件外围设有在变压器次级输出端短路时令开关控制元件停止工作的保护模块。
本实用新型中，所述开关控制元件采用8管脚的UC3843，场效应管的D极连接变压器的初级输入端，场效应管的G极连接开关控制元件的6脚，场效应管的S极接地并通过第一电阻与开关控制元件的3脚连接。
本实用新型中，所述保护模块包括第二电阻，所述第二电阻一端接地，另一端与第一电阻以及场效应管的S极连接，变压器的输出端电流一旦增大，第二电阻上的电压就会上升，开关控制元件UC3843的3脚的电压也会跟着上升，当开关控制元件UC3843检测到3脚电压超过1V时，开关控制元件UC3843就会停止工作，起到保护作用。
所述保护模块包括第一二极管、第一电容、第三电阻、第四电阻和第一三极管，第一二极管的正极连接场效应管的S极，第一二极管的负极连接第一电容和第三电阻，第一电容的另一端接地，第三电阻的另一端连接第一三极管的B极，第一三极管的E极接地，第一三极管的C极连接开关控制元件UC3843的4脚，第一三极管的B极和E极之间设有第四电阻，这样，随着第二电阻的电压的升高，第一二极管导通，使得第一三极管开通，开关控制元件UC3843的4脚和地短接，使得与开关控制元件UC3843连接的振荡电阻和振荡电容不起振，开关控制元件UC3843的4脚检测不到起振，开关控制元件UC3843停止工作，起到保护作用。
所述保护模块包括第二二极管、第一电解电容、第二电容，第二二极管的正极连接变压器初级的第一脚绕组，第二二极管的负极连接第一电解电容的正极、第二电容以及开关控制元件UC3843的7脚，第一电解电容的负极和第二电容的另一端连接变压器初级的第二脚绕组，变压器初级的第二脚绕组进行接地，这样，变压器次级输出端的短路还会造成变压器初级第一和第二脚绕组上的VEE电压无正常输出，开关控制元件UC3843的电源正是来自于VEE，则开关控制元件UC3843也会停止工作，起到保护作用。
本实用新型未对现有工业缝纫机开关电源的基本电路结构进行过大的改变，在保持现有电路结构的基础上，通过设置多重保护，在开关电源变压器次级输出端发生短路时，使得开关控制元件停止工作，在保护开关控制元件的同时，对开关控制元件的外围电路也起到了保护作用，保证了工业缝纫机的稳定运行。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。
图1为本实用新型的原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
参见图1，本实用新型的开关电源，包括变压器T2、隔离光耦U18和开关控制元件U16，本实施例中，变压器T2采用TRA-ETD-44-01A，隔离光耦U18采用PC817，开关控制元件U16采用的是8管脚的UC3843，UC3843是高性能固定频率电流模式控制器专为离线和直流至直流变换器应用而设计，为设计人员提供只需最少外部元件就能获得成本效益高的解决方案。
开关控制元件U16的作用是控制变压器T2初级输入端的正常开通和关断，从而使变压器T2的次级输出端正常输出电压；变压器T2的次级输出端拉出信号，再通过隔离光耦U18反馈给开关控制元件U16。
本实施例中，场效应管Q11的D极连接变压器T2初级输入端1脚绕组，场效应管Q11的G极连接开关控制元件U16的6脚，开关控制元件U16的6脚输出驱动场效应管Q11的G极，场效应管的S极接地并通过第一电阻R120与开关控制元件U16的3脚连接，开关控制元件U16的3脚用于电流取样。
由于本实用新型中，隔离光耦U18实现变压器T2的次级输出端信号反馈开关控制元件U16的电路不是本实用新型的主要部分，本领域技术人员对相应技术又是熟知的，本实施例中仅作简要介绍。本实施例中，隔离光耦U18三极管的E极通过相关电路连接开关控制元件U16的1脚和2脚，将变压器T2次级输出端信号反馈给开关控制元件U16，开关控制元件U16的1脚为误差放大器输出，并可用于环路补偿，其2脚是误差放大器的反相输入端，用于接收变压器T2次级输出端信号反馈；隔离光耦U18三极管的C极连接开关控制元件U16的8脚，开关控制元件U16的8脚为参考输出，它通过振荡电阻R124向振荡电容C78提供充电电流。
一旦变压器T2的次级输出端短路，变压器T2的初级输入端的电流就会增大，这样就会将场效应管Q11和开关控制元件U16给烧坏，本实用新型的目的是在开关控制元件U16外围设置保护模块，使得变压器T2次级输出端短路时令开关控制元件U16停止工作，以达到保护开关控制元件U16及其外围电路的作用。
本实用新型中，保护模块包括第二电阻R116，第二电阻R116一端接地，另一端与第一电阻R120以及场效应管Q11的S极连接，变压器T2的输出端电流一旦增大，第二电阻R116上的电压就会上升，开关控制元件U16的3脚的电压也会跟着上升，当开关控制元件U16检测到3脚电压超过1V时，开关控制元件U16就会停止工作，起到保护作用。
在上述基础上，进一步还可以设置第一二极管D18、第一电容C34、第三电阻R9、第四电阻R10和第一三极管Q13第一二极管D18的正极连接场效应管Q11的S极，第一二极管D18的负极连接第一电容C34和第三电阻R9，第一电容C34的另一端接地，第三电阻R9的另一端连接第一三极管Q13的B极，第一三极管Q13的E极接地，第一三极管Q13的C极连接开关控制元件U16的4脚，开关控制元件U16的4脚通过将振荡电阻R124连接至开关控制元件U16的8脚以及振荡电容C78连接至地，使振荡器频率和最大输出占空比可调，工作频率可达500kHz，第一三极管Q13的B极和E极之间设有第四电阻R10。
这样，随着第二电阻R116的电压的升高，第一二极管D18导通，使得第一三极管Q13开通，开关控制元件U16的4脚和地短接，使得与开关控制元件U16连接的振荡电阻R124和振荡电容C78不起振，开关控制元件U16的4脚检测不到起振，开关控制元件U16将停止工作，同样起到保护开关控制元件U16的作用。
此外，还可以设置另外一路保护模块，其包括第二二极管D13、第一电解电容C6、第二电容C7，第二二极管D13的正极连接变压器T2初级的第一绕组脚(本实施例中即初级5脚绕组)，第二二极管D13的负极连接第一电解电容C6的正极、第二电容C7以及开关控制元件U16的7脚，开关控制元件U16的7脚为其电压输入，第一电解电容C6的负极和第二电容C7的另一端连接变压器T2初级的第二绕组脚(本实施例中即初级6脚绕组)，变压器T2初级的第二绕组脚进行接地。
这样，变压器T2次级输出端的短路还会造成变压器T2初级第一和第二脚绕组上的VEE电压无正常输出，开关控制元件U16的电源正是来自于VEE，则开关控制元件U16也会停止工作，也起到了保护开关控制元件U16的作用。
本实用新型通过设置多重保护的保护模块，在变压器T2次级输出端短路时有效保证开关控制元件U16及其周边元件的安全，确保了工业缝纫机的稳定运行。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (6)
1.设有短路保护模块的开关电源，包括变压器和开关控制元件，所述变压器的初级输入端通过场效应管与开关控制元件连接以在开关控制元件的控制下开通和关断，所述变压器的次级输出端通过隔离光耦与开关控制元件连接以将次级输出端信号反馈开关控制元件，其特征在于：开关控制元件外围设有在变压器次级输出端短路时令开关控制元件停止工作的保护模块。
2.根据权利要求1所述的设有短路保护模块的开关电源，其特征在于：所述开关控制元件采用8管脚的UC3843，场效应管的D极连接变压器的初级输入端，场效应管的G极连接开关控制元件的6脚，场效应管的S极接地并通过第一电阻与开关控制元件的3脚连接。
3.根据权利要求2所述的设有短路保护模块的开关电源，其特征在于：所述保护模块包括第二电阻，所述第二电阻一端接地，另一端与第一电阻以及场效应管的S极连接。
4.根据权利要求2或3所述的设有短路保护模块的开关电源，其特征在于：所述保护模块包括第一二极管、第一电容、第三电阻、第四电阻和第一三极管，第一二极管的正极连接场效应管的S极，第一二极管的负极连接第一电容和第三电阻，第一电容的另一端接地，第三电阻的另一端连接第一三极管的B极，第一三极管的E极接地，第一三极管的C极连接开关控制元件UC3843的4脚，第一三极管的B极和E极之间设有第四电阻。
5.根据权利要求2或3所述的设有短路保护模块的开关电源，其特征在于：所述保护模块包括第二二极管、第一电解电容、第二电容，第二二极管的正极连接变压器初级的第一脚绕组，第二二极管的负极连接第一电解电容的正极、第二电容以及开关控制元件UC3843的7脚，第一电解电容的负极和第二电容的另一端连接变压器初级的第二脚绕组，变压器初级的第二脚绕组进行接地。
6.根据权利要求4所述的设有短路保护模块的开关电源，其特征在于：所述保护模块包括第二二极管、第一电解电容、第二电容，第二二极管的正极连接变压器初级的第一脚绕组，第二二极管的负极连接第一电解电容的正极、第二电容以及开关控制元件UC3843的7脚，第一电解电容的负极和第二电容的另一端连接变压器初级的第二脚绕组，变压器初级的第二脚绕组进行接地。
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
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| COR | Change of bibliographic data |
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| TR01 | Transfer of patent right |
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