CN202818127U - 具有高精度过流保护的开关电源 - Google Patents
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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
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)
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。
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