CN202818127U

CN202818127U - 具有高精度过流保护的开关电源

Info

Publication number: CN202818127U
Application number: CN 201220446161
Authority: CN
Inventors: 李永诚
Original assignee: BORO (FUJIAN) ELECTRONICS Co Ltd
Current assignee: BORO (FUJIAN) ELECTRONICS Co Ltd
Priority date: 2012-09-03
Filing date: 2012-09-03
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2022-09-03

Abstract

本实用新型公开了一种具有高精度过流保护电路的开关电源，其包括EMI及输入整流滤波电路、PWM控制工作电路、输出及采样控制电路，PWM控制工作电路的电源管理芯片采用LD7538芯片。采用上述方案后，由于LD7538芯片的CS脚内部有一个受Duty(占空比)控制的Iocp(电流源)，当交流输入电源的电压增大时，占空比减小，电流源Iocp的电流增大，补偿到LD7538芯片内部OCP比较器的负端（输入端），与OCP比较器0.85V的基准比较，得出信号，这样，交流输入电源电压增大时，输出直流电流的过流保护可控制在一定范围内，当交流输入电源电压减小则反之。经实验，本实用新型采用LD7538芯片作为电源管理芯片，过流保护精度较高，可达到±4%。

Description

具有高精度过流保护的开关电源

扶术领域

本实用新型涉及开关电源，具体是具有高精度过流保护的开关电源。

背景技术

开关电源一般包括EMI及输入整流滤波电路、PWM控制工作电路、输出及采样控制电路，目前，大多数100W以下反激型开关电源，其PWM控制工作电路的电源管理芯片采用普通的PWM IC（LD7535芯片）。

这种采用LD7535作为电源管理芯片的开关电源电路如图1所示，工作时，若是在必须达到过电流保护的条件下，当从接口CN1F1输入的交流电源电压增大时，开关管Q1F导通时流过的电流（Id）增大，在检测电阻R6F产生的电压达到LD7535芯片的Vcs门限值，过流保护电路工作，使电路进入限流状态。

根据公式：Po=Vo*Io=Pi*n，Pi=0.5*L*Id*F

得出：Vo*Io=n*0.5*L*Id*F，其中：

Po：表示输出功率

Vo:表示输出电压

Io:表示输出电流

Pi:表示输入功率

n:表示整机效率

L：表示T1的初级绕组（1脚至3脚）的电感量

Id：表示开关管导通时流过的电流量

F：表示开关管的工作频率

当过流保护电路工作，电路进入限流状态时，输出电压（Vo）、整机效率（n）、T1的初级绕组的电感量（L）和开关管的工作频率（F）都不变，只有Id增大而导致输出电流（Io）也增大，这也就意味着过流保护电流增大了。这种普通的PWM IC（LD7535）的Vcs门限值电压是固定不变的，当交流输入电源电压有变化时，输出电流保护点会有较大变化，过流保护精度较低，一般是±20%。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有高精度过流保护的开关电源。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

具有高精度过流保护电路的开关电源，包括EMI及输入整流滤波电路、PWM控制工作电路、输出及采样控制电路；上述PWM控制工作电路的电源管理芯片采用LD7538芯片。

采用上述方案后，本实用新型中，PWM控制工作电路的电源管理芯片采用LD7538芯片，由于LD7538芯片的CS脚内部有一个受Duty(占空比)控制的Iocp(电流源)，当开关电源的交流输入电源的电压增大时，占空比减小，电流源Iocp的电流增大，补偿到LD7538芯片内部OCP比较器的负端（输入端），与OCP比较器0.85V的基准比较，得出信号。这样，开关电源的交流输入电源电压增大时，其输出直流电流的过流保护可控制在一定范围内，当开关电源的交流输入电源电压减小则反之。经实验，本实用新型采用LD7538芯片作为电源管理芯片，过流保护精度较高，可达到±4%。

附图说明

图1为采用LD7535芯片作为电源管理芯片的开关电源电路示意图；

图2为本实用新型的电路示意图；

图3为电源管理芯片LD7538的CS脚内部线路图。

具体实施方式

本实用新型具有高精度过流保护的开关电源，如图2所示，包括EMI及输入整流滤波电路、PWM控制工作电路、输出及采样控制电路；EMI及输入整流滤波电路的输入连接交流输入电源，EMI及输入整流滤波电路的输出连接PWM控制工作电路的输入，PWM控制工作电路的输出连接输出及采样控制电路的输入端。

各部分电路的工作原理如下：

1、EMI及输入整流滤波电路：

由共模电感L1、L2，电容CX1，电阻R1、R2，整流器BD1构成EMI及输入整流滤波电路。

由共模电感L1、L2和电容CX1起到抑制EMI共模干扰的作用；电容CX1起到抑制EMI差模干扰的作用；因安规要求，设置电阻R1、R2在关机时给电容CX1放电，同时与R8组合作为电源管理芯片IC1（LD7538）的起动电阻；整流器BD1和电容C1组成整流滤波电路给整机提供直流电源。

2、PWM控制工作电路：

PWM控制工作电路的电源管理芯片IC1采用公知电源管理芯片LD7538。

电源管理芯片IC1（LD7538）的VCC脚通过电阻R8得到起动电源给电容C10充电，当电容C10电压上升至电源管理芯片IC1所要求的起动电压时电源管理芯片IC1开始工作，电源管理芯片IC1的OUT脚开始输出开关脉冲的高电平，开关管Q1进入导通状态。电容C1上的直流电压通过变压器T1的初级绕组、开关管Q1、电阻R23-R24（电阻R23、R24并联，调整其大小可以改变输出功率大小，阻值大，输出功率小）构成回路。此时变压器T1初级绕组中的电流成线性增大，当此电流增大在电阻R23、R24上产生的电压通过电阻R20和电容C14组成的积分电路滤除尖峰干扰后达到一定值（此电压值是IC1内部设定好的）时，电源管理芯片IC1的OUT脚开始输出开关脉冲的低电平，开关管Q1进入截止状态，变压器T1的输出绕组、辅助绕组通过各自导通的整流二极管开始输出电压，辅助绕组的输出通过稳压管ZD2整流，再经电阻R7（微调电压作用）电容C10滤波，电容C11去耦给电源管理芯片IC1供电；此时开关管Q1截止变压器T1的初级绕组就会产生尖峰电压，为了保证开关管Q1工作在安全电压范围内二极管D2，电阻R4，电阻R5，电阻R9和电容C2就用来吸收此尖峰电压，同时电阻R9还有改善EMI辐射的作用。

3、输出及采样控制电路：

变压器T1的输出绕组通过二极管D1整流，电容C5滤波，电感L4滤除高频尖峰纹波后再通过电容C6滤波成干净的直流电压。电阻R17、R3和稳压管U2组成采样电路，电容C12和电阻R25是稳压管U2的补偿电路也就是负反馈电路，提高稳压管U2的稳定性。电容C8也是同样作用提高整个取样反馈的稳定性。工作逻辑原理如下：当负载电流变小，输出电压变高，采样电路检测到输出电压变高时，稳压管U2会使红外发光二极管U1B中的电流变大，光敏三极管U1A阻值变小，电源管理芯片IC1的COMP脚电压下降，使电源管理芯片IC1的OUT脚输出开关脉冲的高电平时间变短，从而调整开关管Q1的导通时间使输出电压下降达到所设定的电压。当负载电流变大，输出电压变低，逻辑关系反之即可。

本实用新型具有高精度过流保护的开关电源，其过流保护是靠检测电阻R23、R24和由电阻R20和电容C14构成的积分电路来完成，如图3所示，由于电源管理芯片IC1（LD7538）的CS脚内部有一个受Duty(占空比)控制的Iocp(电流源)，当开关电源的交流输入电源增大，则Duty减小、Iocp电流增大，补偿到电源管理芯片LD7538内部OCP Comparator（OCP比较器）的负端（输入端），与OCP比较器0.85V的基准比较，得出信号。这样，开关电源的交流输入电源电压增大时，其输出直流电流的过流保护可控制在一定范围内，当开关电源的交流输入电源电压减小则反之。经实验，本实用新型采用LD7538芯片作为电源管理芯片，过流保护精度较高，可达到±4%。

Claims

1.具有高精度过流保护电路的开关电源，包括EMI及输入整流滤波电路、PWM控制工作电路、输出及采样控制电路，其特征在于：上述PWM控制工作电路的电源管理芯片采用LD7538芯片。