CN202455272U - 具有过流保护的供电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种具有过流保护的供电电路，其包括：具有输入电源的电源输入电路；连接在电源输入电路输出端的变压器和脉宽调制电路；在变压器和脉宽调制电路之间连接第一过流保护电路；分别连接变压器副边绕组、原边绕组的第一整流滤波电路和第二整流滤波电路；用于当第二整流滤波电路的输出电流过流时，控制将输入电源接地的第二过流保护电路，其连接在第二整流滤波电路的输出端与电源输入电路之间。本实用新型提出的供电电路应用于便携式B超设备的电源系统，不仅能满足B超设备的系统需求，而且能有效解决过流保护问题，具有电路简单、实现成本低和可靠性高等优点。

Description

具有过流保护的供电电路

技术领域

本实用新型涉及一种供电电路，尤其是涉及一种B超设备中具有过流保护的供电电路。

背景技术

B超设备的供电电路需要输出±60V～±80V的高压电源给探头供电，然后由发射模块将此高压电源转换成高频电脉冲，而探头中的振元将高频脉冲转换超声波向人体发射，并接受由体内不同组织界面反射的超声回波，将其转换为电脉冲，经过电路处理后，就可将组织的结构图像显示在屏幕上。因此高压的稳定性及保护性能显得很重要。

B超设备的供电电路的电流一般在20mA左右。由于电流较小，传统电路都是利用升压拓扑或者反激拓扑来实现所需要的电压。而对过流保护及短路保护方案都是采用原边限功率的方式进行，无法真正实现过流保护。此种保护方式反应时间慢，保护后电路中仍有的功耗较大，长期过流或者短路容易造成开关管温度很高极易损坏、可靠性较差。

实用新型内容

为解决现有技术存在无法实现过流保护且可靠性差的缺陷，本实用新型提出一种B超设备中具有过流保护的供电电路，电路的工作可靠性高。

本实用新型采用如下技术方案实现：一种具有过流保护的供电电路，其包括：具有输入电源的电源输入电路；连接在电源输入电路输出端的变压器和脉宽调制电路；在变压器和脉宽调制电路之间连接第一过流保护电路；分别连接变压器副边绕组、原边绕组的第一整流滤波电路和第二整流滤波电路；用于当第二整流滤波电路的输出电流过流时，控制将输入电源接地的第二过流保护电路，其连接在第二整流滤波电路的输出端与电源输入电路之间。

其中，第二过流保护电路包括：串接在第二整流滤波电路的输出端的取样电阻R10；基极和发射极分别连接取样电阻R10两端的晶体管Q3；基极连接晶体管Q3的集电极、集电极连接输入电源、发射极接地的晶体管Q2。

其中，变压器的原边绕组匝数与副边绕组匝数相同。

其中，电压反馈电路包括：依次串接在变压器的原边绕组与地之间的电阻R6、电阻R7和电阻R5，且电阻R7与电阻R5的公共端连接脉宽调制电路中脉宽调制器的基准源输出端口。

其中，脉宽调制电路包括：用于在达到开启电压后，通过控制端输出一个驱动方波的脉宽调制器，其连接输入电源；脉宽调制器的控制端通过电阻R3连接晶体管Q1的栅极，而晶体管Q1的源极连接变压器的原边绕组、漏极连接电阻R1后接地。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提出的供电电路应用于便携式B超设备的电源系统，不仅能满足B超设备的系统需求，而且能有效解决过流保护问题，具有电路简单、实现成本低和可靠性高等优点。

附图说明

图1是本实用新型的电路框图；

图2是本实用新型的电路示意图。

具体实施方式

本实用新型提出一种应用于便携式B超设备的电源系统中具有过流保护的供电电路，具有电路简单、可靠性高的特点。

如图1所示，本实用新型提出的供电电路包括：具有输入电源Uin的电源输入电路；连接在电源输入电路输出端的变压器和脉宽调制电路；在变压器和脉宽调制电路之间连接第一过流保护电路；连接在变压器副边绕组的第一整流滤波电路；连接在变压器的原边绕组的第二整流滤波电路，分别输出电压OUT1和OUT2至负载；在第二整流滤波电路的输出端与脉宽调制电路之间连接电压反馈电路；在第二整流滤波电路的输出端与电源输入电路之间连接第二过流保护电路。

结合图2所示，电源输入电路包括并接在输入电源Uin与地之间的多个滤波电容C6、C11和C5。输入电源Uin同时输入脉宽调制器U1和变压器T1的原边绕组电感第1脚，其中，脉宽调制器U1的其中一个控制端串接限流电阻R3连接晶体管Q1的栅极，而晶体管Q1的集电极连接原边绕组电感的第2脚、发射极连接电阻R1接地。变压器T1的副边绕组电感的第3脚与第4脚之间连接第一整流滤波电路，第一整流滤波电路包括：阳极连接变压器T1的副边绕组电感第4脚的整流管D2；多个连接在变压器T1的副边绕组电感的两端之间的电容C13、C8和C1以及电阻R9；在电容C13和电容C8之间连接的电感L1。第二整流滤波电路包括：阳极连接变压器T1的原边绕组电感第1脚的整流管D1；连接在整流管D1的阴极与地之间的多个电容C14、C7和C4；以及在电容C14和电容C7之间连接的电感L1。而第二过流保护电路包括：连接在电容C7和电容C4之间的取样电阻R10；取样电阻R10的一端串接限流电阻R11连接晶体管Q3的基极，取样电阻R10的另一端连接晶体管Q3的发射极、晶体管Q3的集电极串接限流电阻R12连接晶体管Q2的基极，而晶体管Q2的集电极连接输入电源Uin、发射极接地，且在晶体管Q2的基极和发射极之间连接电阻R13。而电压反馈电路包括：依次串接在稳压管D1的阴极与地之间的电阻R6、电阻R7和电阻R5，且电阻R7与电阻R5的公共端连接脉宽调制器U1的第2脚。

本实用新型的工作原理如下：

输入电源Uin同时给变压器T1和脉宽调制器U1供电，脉宽调制器U1达到开启电压后，脉宽调制器U1的控制端输出一个驱动方波，通过电阻R3传至晶体管Q1，控制晶体管Q1的导通或关断。

以一个周期为例：前半周期时候，脉宽调制器U1产生高电平的时候，晶体管Q1导通；输入电源Uin依次流入变压器T1原边(即1-2脚)、晶体管Q1、电阻R1后接地，此过程变压器T1原边(变压器1-2脚的电感)电流线性增加并储存一定能量，第二整流滤波电路输出端所接的负载由分别由3个电容C14、C7和C4提供，维持此时负载所需要的能量；同理，第一整流滤波电路输出端所接的负载分别由电容C13、C8和C1提供。在后半周期，当脉宽调制器U1产生驱动电平由高变成低电平的时候，此时晶体管Q1关断，变压器T1中的原边绕组(第1-2脚的电感)把前半周期存储的能量一部分释放给T1的副边绕组(第3-4脚的电感)，变压器T1的副边绕组电感的第4脚电压为正，此时整流管D2导通，给电容C13、C8和C1充电，并维持负载端使用的能量；另一部分能量由于晶体管Q1断开，此时整流管D1导通，给3个电容C14、C7和C4充电，并维持负载端使用的能量。

由于脉宽调制器U1的第2脚(又叫基准源输出端口，其连接电阻R5和电阻R7的公共端)输出一个2.5V的基准源，因此第二整流滤波电路输出端的电压OUT2等于(2.5/R5)*(R7+R6)，因此通过设置R5、R6和R7的阻值，可以使OUT2输出各种需要的恒定电压。

根据磁路的耦合原理，变压器T1的原边绕组匝数与副边绕组匝数相同，因此OUT1的电压刚好为-OUT2。

当OUT 2电流变大(过流)时，流过取样电阻R10上的电流也会变大，此时取样电阻R10上的压降也会变大，当取样电阻R10的压降大于晶体管Q3的一个PN结的时候，晶体管Q3导通，此时输出电压OUT 2通过电阻R12和电阻R13分压后，使得晶体管Q2导通，输入电源Uin被晶体管Q2拉低接地而使两个输出电压OUT1和OUT2均为0，从而达到过流保护的目的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种具有过流保护的供电电路，其包括：具有输入电源的电源输入电路；连接在电源输入电路输出端的变压器和脉宽调制电路；在变压器和脉宽调制电路之间连接第一过流保护电路；分别连接变压器副边绕组、原边绕组的第一整流滤波电路和第二整流滤波电路；其特征在于，还包括：用于当第二整流滤波电路的输出电流过流时，控制将输入电源接地的第二过流保护电路，其连接在第二整流滤波电路的输出端与电源输入电路之间。

2.根据权利要求1所述具有过流保护的供电电路，其特征在于，第二过流保护电路包括：串接在第二整流滤波电路的输出端的取样电阻R10；基极和发射极分别连接取样电阻R10两端的晶体管Q3；基极连接晶体管Q3的集电极、集电极连接输入电源、发射极接地的晶体管Q2。

3.根据权利要求1所述具有过流保护的供电电路，其特征在于，变压器的原边绕组匝数与副边绕组匝数相同。

4.根据权利要求1所述具有过流保护的供电电路，其特征在于，电压反馈电路包括：依次串接在变压器的原边绕组与地之间的电阻R6、电阻R7和电阻R5，且电阻R7与电阻R5的公共端连接脉宽调制电路中脉宽调制器的基准源输出端口。

5.根据权利要求1所述具有过流保护的供电电路，其特征在于，脉宽调制电路包括：用于在达到开启电压后，通过控制端输出一个驱动方波的脉宽调制器，其连接输入电源；脉宽调制器的控制端通过电阻R3连接晶体管Q1的栅极，而晶体管Q1的源极连接变压器的原边绕组、漏极连接电阻R1后接地。

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