CN202424103U - 单级pfc的短路保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种单级PFC的短路保护电路，包括：第一滤波电路、功率变换电路、第二滤波电路、集成电路IC、功率开关电路、光耦及分别与所述功率开关电路及所述集成电路IC连接的电流检测电路。通过本实用新型的单级PFC的短路保护电路，当输出端发生短路时，电路输出端为零，与其连接的光耦的供电电压为零而不能正常工作，因此集成电路IC的INV管脚接收不到信号，于是集成电路IC输出最大功率，电流检测电路拉低所述集成电路IC的COMP管脚，使得所述集成电路IC自动进入闭锁状态，进而保护了电路系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路技术领域，特别涉及一种单级PFC的短路保护电路。
背景技术
随着LED照明应用的推广，LED电源的需求越来越大，基于成本的考虑，目前多数LED电源采用单级PFC拓扑。
现有的PFC电路如图1所示：其中，PFC电路用的芯片U10(比如L6562，DM1014等)的工作频率是一直变化的，当输出端发生短路故障时，反馈环路开路，芯片U10的工作频率会下降并且占空比达到最大值，即以最大功率输出，使变压器(图中未示)和MOSFET的电流急剧增加，在不到一秒的时间内就会使LED驱动电源损坏。
基于现有的PFC电路所存在的缺陷，需要一种应用于单级PFC的短路保护电路，以解决输出端短路时电源不能自动保护的问题。
实用新型内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种单级PFC的短路保护电路，以解决现有技术中的单级PFC电路输出端短路时电源不能自动保护的问题。
为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：
一种单级PFC的短路保护电路，包括：第一滤波电路、功率变换电路、第二滤波电路、集成电路IC、功率开关电路及光耦；其中，电源输入端通过所述第一滤波电路与所述功率变换电路连接，所述集成电路IC通过所述功率开关电路与所述功率变换电路连接，所述功率变换电路通过所述第二滤波电路与电路输出端连接，所述集成电路IC通过所述光耦与电源输出端连接；还包括分别与所述功率开关电路及所述集成电路IC连接的电流检测电路。
优选地，所述电流检测电路包括：检测电阻、第一三极管、第一电容，其中，所述检测电阻的一端分为两路，一路连接所述第一三极管的基极，一路连接所述功率开关电路，另外一端连接所述第一三极管的发射极，所述第一三极管的发射极接地，集电极与所述集成电路IC的COMP管脚连接。
优选地，所述功率开关电路包括N型MOSFET，其栅极与所述集成电路IC的GATE管脚连接、源极与所述检测电阻连接、漏极与所述功率变换电路连接。
优选地，所述光耦包括与所述电路输出端连接的光耦初级侧二极管及与所述集成电路IC连接的次级侧三极管。
优选地，所述第一三极管为NPN型三极管。
优选地，所述集成电路IC是型号为L6562的集成芯片。
优选地，所述功率变换电路为变压器。
优选地，所述光耦的型号为PS5261AL1。
优选地，所述输出端连接负载，所述负载为T8LED灯管。
本实用新型提供的单级PFC的短路保护电路，包括电流检测电路，当输出端发生短路时，电路输出端为零，与其连接的光耦的供电电压为零而不能正常工作，因此集成电路IC的INV管脚接收不到信号，于是集成电路IC输出最大功率，电流检测电路拉低所述集成电路IC的COMP管脚，使得所述集成电路IC自动进入闭锁状态，进而保护了电路系统。
附图说明
图1为现有技术的单级PFC电路的电路图。
图2为本实用新型的单级PFC的短路保护电路的电路框图。
图3为本实用新型的与图2对应的电路原理图。
图4为图3中的A、B、C、D四个点在示波器上的电压波形示意图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种单级PFC的短路保护电路。为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图2所示，是本实用新型的的单级PFC的短路保护电路的电路框图。如图所示，其中，所述短路保护电路包括：功率变换电路100、电流检测电路200、第一滤波电路300、第二滤波电路400、光耦500、功率开关电路600及集成电路IC 700；其中，所述短路保护电路的电源输入端10通过所述第一滤波电路300与所述功率变换电路100连接，所述功率变换电路100通过所述第二滤波电路400与电路输出端20连接，所述功率变换电路100还与所述功率开关电路600连接，所述电流检测电路200分别与所述功率开关电路600及所述集成电路IC 700连接，所述功率开关电路600通过所述集成电路IC 700与所述光耦500连接，所述光耦500还与所述电路输出端20连接。
具体说来，所述第一滤波电路300用于对通过电源输入端10输入的电压(一般为市电)进行滤波，其可以为桥式滤波电路或者其他形式的滤波电路，此处对此不作限制；所述功率变换电路100用于将输入的电压(经滤波后的)转换成需要输出的电压并从电路输出端20输出。在本实用新型实施例中，所述功率变换电路100为变压器，应当理解地是，也可以根据实际需要来设定输出电压。电路输出端20输出的电压接到负载上，为负载提供所需要的电压。当所述单级PFC用在LED驱动电源电路中时，所述负载端为LED灯管。
如图3所示，在本实施例中，具体地，所述光耦500包括光耦初级侧二极管500A及次级侧三极管500B。所述集成电路IC 700是型号为L6562的集成芯片；所述电流检测电路200包括：检测电阻R16、第一三极管Q1、其中，所述检测电阻R16的一端分为两路，一路通过R1及R2与所述第一三极管Q1的基极连接、一路与所述功率开关电路600连接，另外一端与所述第一三极管Q1的发射极连接，所述第一三极管Q1的发射极还接地，集电极与所述集成电路IC 700的COMP管脚连接，优选地，第一三极管Q1的基极还通过一滤波电路与地连接，其中该滤波电路包括电阻R4及电容C1；具体地，所述功率开关电路600可以是任何具有开关作用的器件，作为优选，所述功率开关电路600是N型MOSFETQ2，所述MOSFETQ2的栅极与所述集成电路IC 700的GATE管脚连接，漏极与所述功率变换电路100连接，源极与所述检测电阻R16连接。
进一步地，在本实施例中，所述第一三极管Q1为NPN型三极管。所述第一电阻R1为3KΩ，第二电阻R2为1KΩ，所述第四电阻R4为2.2KΩ。
为了方便理解，下面详细介绍本实施例的电路原理(如图3所示)：
当电路输出端20的DC+与DC-发生短路时，电源输出端20的电压为零伏，与其连接的光耦500的供电电压也下降到零伏，光耦500内的发光二极管(初级侧二极管500A)因没有供电电压而不能正常工作，光耦500内的光接收三极管(次级侧三极管500B)因没有接收到光信号而不能正常工作，因此没有电压加到集成电路IC700的INV管脚，INV管脚是集成电路IC700内部的误差放大器的反向输入端，此管脚接收不到信号，集成电路IC700内部通过比较和运算，从GATE管脚输出具有最大占空比的脉冲驱动信号，驱动MOSFET Q2，使MOSFET Q2的开通时间Ton大大被延长，进而使得流过MOSFET Q2的电流Ion持续增加，电流增加使得与MOSFETQ2串联的检测电阻R16两端的电压上升，这个上升的电压通过R1和R2加到三极管Q1的基极，由于该基极处于高电平，因此三极管Q1导通，将所述集成电路IC700的COMP管脚的电压拉低，COMP管脚是集成电路IC700内部误差放大器的输出端，此管脚的电压被拉低，COMP管脚是集成电路IC700内部误差放大器的输出端，同时也是内部乘法器的第一个输入端，乘法器是集成电路IC700最核心的部分，如果此COMP管脚的电压低于内设的阈值，乘法器的输出将会减小。当COMP脚的电压小于2.2V，乘法器输出为低电位，即没有电压输出，集成电路IC700进入闭锁状态，停止输出，切断电源输入，有效的保护了电路系统。
如图4所示，为在示波器上的电压波形示意图。由图中波形可以看出，当输出短路时，A点电压在20mS的时间内下降到0V，在40mS时间内，IC闭锁不再有输出，有效的保护了整个电源系统。
当本实用新型的单级PFC的短路保护电路用在LED驱动电源电路时，其所接负载为LED灯管(可以为T8LED灯管或者8寸LED筒灯)，经过试验可知，可以应用在所有以单级PFC拓扑做LED驱动的电源中担当输出短路保护用。
本实用新型中，当电源输出端出现短路时，电流检测电路检测到短路信号，进而反馈给集成电路IC，集成电路IC自动进入闭锁状态，停止输出，让整个电源停止工作，有效的保护了电路系统。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种单级PFC的短路保护电路，包括：第一滤波电路、功率变换电路、第二滤波电路、集成电路IC、功率开关电路及光耦；其中，电源输入端通过所述第一滤波电路与所述功率变换电路连接，所述集成电路IC通过所述功率开关电路与所述功率变换电路连接，所述功率变换电路通过所述第二滤波电路与电路输出端连接，所述集成电路IC通过所述光耦与电源输出端连接；其特征在于，还包括分别与所述功率开关电路及所述集成电路IC连接的电流检测电路。
2.根据权利要求1所述的单级PFC的短路保护电路，其特征在于，所述电流检测电路包括：检测电阻、第一三极管，其中，所述检测电阻的一端分为两路，一路连接所述第一三极管的基极，一路连接所述功率开关电路，另外一端连接所述第一三极管的发射极，所述第一三极管的发射极接地，集电极与所述集成电路IC的COMP管脚连接。
3.根据权利要求1所述的单级PFC的短路保护电路，其特征在于，所述功率开关电路包括N型MOSFET，其栅极与所述集成电路IC的GATE管脚连接、源极与所述检测电阻连接、漏极与所述功率变换电路连接。
4.根据权利要求1所述的单级PFC的短路保护电路，其特征在于，所述光耦包括与所述电路输出端连接的光耦初级侧二极管及与所述集成电路IC连接的次级侧三极管。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的单级PFC的短路保护电路，其特征在于，所述第一三极管为NPN型三极管。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的单级PFC的短路保护电路，其特征在于，所述集成电路IC是型号为L6562的集成芯片。
7.根据权利要求1至4任意一项所述的单级PFC的短路保护电路，其特征在于，所述功率变换电路为变压器。
8.根据权利要求1至4任意一项所述的单级PFC的短路保护电路，其特征在于，所述光耦的型号为PS5261AL1。
9.根据权利要求1至4任意一项所述的单级PFC的短路保护电路，其特征在于，所述输出端连接负载，所述负载为T8LED灯管。
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| CN2011205088970U CN202424103U (zh) | 2011-12-08 | 2011-12-08 | 单级pfc的短路保护电路 |
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| CN104577996A (zh) * | 2014-12-26 | 2015-04-29 | 东莞钜威新能源有限公司 | 基于集成电路的供电过流保护电路 |
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