CN203967732U - 一种开关电源保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开关电源保护电路，包括与PWM芯片COM端pin1相连用于对信号电压进行比较判断的比较电路、与比较电路相连用于充放电的充放电电路、与充放电电路相连用于对电压进行偏置的偏置电路、与偏置电路相连用于隔离的隔离电路以及与COM端pin1和隔离电路相连的光电耦合器UC。本实用新型开关电源保护电路通过采用隔离电路，使得PWM芯片COM端pin1最低电平可降至0.1V以下，从而使PWM芯片COM端信号关断趋于0，提高了保护可靠性，有效降低了保护时的电源功耗。

Description

一种开关电源保护电路

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种开关电源保护电路。 

背景技术

在电子产品设计中，电源功耗是一个重要指标，其直接关系到产品的可靠性及稳定性，提高电源续航能力，降低电源功耗最为迫切，通过开关电源保护电路能一定程度上降低电源功耗，但现有的开关电源保护电路不能完全关断，降低了保护的可靠性。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术在振荡过程中不能完全关断电路的缺陷，提供一种电源保护电路。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种开关电源保护电路，包括与PWM芯片COM端pin1相连用于对信号电压进行比较判断的比较电路、与比较电路相连用于充放电的充放电电路、与充放电电路相连用于对电压进行偏置的偏置电路、与偏置电路相连用于隔离的隔离电路以及与COM端pin1和隔离电路相连的光电耦合器UC。 

优选的，所述隔离电路包括电阻R9、电阻R10、开关管Q1和开关管Q2；所述电阻R9一端与偏置电路相连，另一端与开关管Q1的基极相连；开关管Q1的集电极与电阻R10一端及开关管Q2的基极相连；电阻R10另一端与电源电压Vcc相连，开关管Q2的集电极与光电耦合器UC相连。 

优选的，所述开关电源保护电路还包括作为光电耦合器UC的偏置电阻的电阻R8；电阻R8一端与COM端pin1相连，另一端与比较电路及基准电压Vref相连。 

优选的，所述比较电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和比较器UA；串联的电阻R1和电阻R2，串联的电阻R3和电阻R4，并分别与比较器UA的反相端和同相端相连；比较器的输出端与电阻R5一端相连。 

优选的，所述充放电电路包括电阻R5、电阻R7、稳压管D1和电容C1；稳压管D1的输入端与比较器UA的输出端及电阻R5一端相连，稳压管D1的输出端与电阻R7和电容C1一端相连，并联的电阻R7和电容C1另一端接地。 

优选的，所述偏置电路包括电阻R6、稳压管D2和比较器UB；电阻R6一端与基准电压Vref相连，另一端与稳压管D2和比较器UB的同相端相连；稳压管D2另一端与比较器UB的输出端相连；比较器UB的反相端与充放电电路相连。 

实施本实用新型的开关电源保护电路，具有以下有益效果：开关电源保护电路通过采用隔离电路，使得PWM芯片COM端pin1最低电平降至0.1V以下，从而使PWM芯片COM端信号完全关断，提高了保护可靠性，有效降低了保护时的电源功耗。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，附图中： 

图1是现有开关电源保护电路实施例的电路示意图；

图2是本实用新型开关电源保护电路实施例的电路示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了实施例的一部分，其中描述了实现本实用新型可能采用的各种实施例。应明白，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本实用新型的范围和实质。 

如图1所示，现有的开关电源保护电路，包括与PWM芯片COM端pin1相连用于对信号电压进行比较判断的比较电路、与比较电路相连用于充放电的充放电电路、与充放电电路相连用于对电压进行偏置的偏置电路、与偏置电路相连用于隔离的稳压管D3以及与COM端pin1和稳压管相连的光电耦合器UC。开关电源保护电路还包括作为光电耦合器UC的偏置电阻的电阻R8；电阻R8一端与COM端pin1相连，另一端与比较电路及基准电压Vref相连。 

其中，比较电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和比较器UA；电阻R1和电阻R2串联，电阻R3和电阻R4串联，并分别与比较器UA的反相端和同相端相连；电阻R1一端与电阻R8及基准电压Vref相连，电阻R3一端与COM端pin1相连，电阻R2和电阻R4另一端均接地；比较器UA的反相端连接于电阻R1和电阻R2之间，比较器UA的同相端连接于电阻R3和电阻R4之间，且比较器UA的输出端与电阻R5一端相连；电阻R5另一端与电源电压Vcc相连。 

其中，充放电电路包括电阻R5、电阻R7、稳压管D1和电容C1；即充放电电路与比较电路共用一个电阻R5。其中，稳压管D1的输入端与比较器UA的输出端及电阻R5一端相连，稳压管D1的输出端与电阻R7和电容C1一端相连，并联的电阻R7和电容C1另一端均接地。R6、D2构成UB的偏置电路，即偏置电路包括电阻R6、稳压管D2和比较器UB；电阻R6一端与基准电压Vref相连，电阻R6另一端与稳压管D2输入端和比较器UB的同相端相连；稳压管D2输出端与比较器UB的输出端相连；比较器UB的反相端与充放电电路相连，即反相端与稳压管D1输出端、电阻R7和电容C1一端相连。 

开关电源保护电路的振荡过程为：当PWM芯片COM端pin1为高电平使比较器UA翻转输出高电平时，比较器UA输出通过稳压管D1对电容C1充电，使比较器UB反相输入端电压上升，当比较器UB反相端电压高于同相端电压时，比较器UB翻转输出低电平，通过稳压管D3下拉，使COM端pin1端电平降为0.7V左右，COM端pin1变为低电平；当COM端pin1变为低电平后，通过电阻R3反馈电压，使比较器UA输出低电平，阻断稳压管D1，电容C1通过电阻R7放电，放电使比较器UB反相端电压下降，当下降到比较器UB的翻转点后，比较器UB输出高电平，阻断稳压管D3，COM端pin1电压上升为高电平。如此循环，构成振荡电路，其中，电阻R5、电容C1规定了充电时间，电阻R7、电容C1规定了放电时间，通过合理选择电阻R5、电阻R7、电容C1的数值，调节充放电时间，从而调节COM端pin1的占空比。COM端pin1一般可接PWM芯片COM端（如UCC1800第1脚），通过控制pin1的输出信号，可以控制开关电源在负载短路时处于打嗝状态，调节不同的占空比，可调节短路功耗。 

在现有开关电源保护电路的振荡过程中，COM端pin1端电平最低可降为0.7V左右，特殊情况下可能无法关断PWM芯片COM端信号，造成电路不能完全关断，使其保护可靠性不高，不能降低保护时的电源功耗。 

如图2所示，本实用新型实施例提供的开关电源保护电路，包括与PWM芯片COM端pin1相连用于对信号电压进行比较判断的比较电路、与比较电路相连用于充放电的充放电电路、与充放电电路相连用于对电压进行偏置的偏置电路、与偏置电路相连用于隔离的隔离电路以及与COM端pin1和隔离电路相连的光电耦合器UC。开关电源保护电路还包括作为光电耦合器UC的偏置电阻的电阻R8；电阻R8一端与COM端pin1相连，另一端与比较电路及基准电压Vref相连。 

其中，所述隔离电路包括电阻R9、电阻R10、开关管Q1和开关管Q2；电阻R9一端与偏置电路相连，即与稳压管D2输出端和比较器UB的输出端相连，电阻R9另一端与开关管Q1的基极相连；开关管Q1的集电极与电阻R10一端及开关管Q2的基极相连；电阻R10另一端与电源电压Vcc相连，开关管Q2的集电极与COM端pin1及光电耦合器UC相连。其他电路连接描述如上述实施例所示，在此不作赘述。 

本实用新型电源开关保护电路通过提供电阻R9、电阻R10、开关管Q1和开关管Q2组成的隔离电路替代隔离二极管D3，其电路功能不变，但是可以使COM端pin1端低电平达到0.1V以下，从而使PWM芯片COM端信号趋于完全关断。 

具体地，本实用新型开关电源保护电路的振荡过程为：当PWM芯片COM端pin1为高电平使比较器UA翻转输出高电平时，比较器UA输出通过稳压管D1对电容C1充电，使比较器UB反相输入端电压上升，当比较器UB反相端电压高于同相端电压时，比较器UB翻转输出低电平，开关管Q1截止，开关管Q2饱和导通，COM端pin1端电位为低电平，接近0电位，COM端pin1变为低电平，可靠保证PWM芯片COM端信号关断。 

当COM端pin1变为低电平后，通过电阻R3反馈电压，使比较器UA输出低电平，阻断稳压管D1，电容C1通过电阻R7放电，放电使比较器UB反相端电压下降，当下降到比较器UB的翻转点后，比较器UB输出高电平，开关管Q1饱和导通，开关管Q2截止，COM端pin1电压上升为高电平。如此循环，构成振荡电路，其中，电阻R5、电容C1规定了充电时间，电阻R7、电容C1规定了放电时间，通过合理选择电阻R5、电阻R7、电容C1的数值，调节充放电时间，从而调节COM端pin1的占空比。COM端pin1一般可接PWM芯片COM端（如UCC1800第1脚），通过控制pin1的输出信号，可以控制开关电源在负载短路时处于打嗝状态，调节不同的占空比，可调节短路功耗。 

本实用新型开关电源保护电路通过采用隔离电路，使得PWM芯片COM端pin1最低电平降至0.1V以下，从而使PWM芯片COM端信号趋于完全关断，提高保护可靠性，有效降低了保护时的电源功耗，并且可应用于所有打嗝模式保护情况。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型的保护范围。 

Claims (6)

1.一种开关电源保护电路，其特征在于，包括与PWM芯片COM端pin1相连用于对信号电压进行比较判断的比较电路、与所述比较电路相连用于充放电的充放电电路、与所述充放电电路相连用于对电压进行偏置的偏置电路、与所述偏置电路相连用于隔离的隔离电路以及与所述COM端pin1和隔离电路相连的光电耦合器UC。

2.根据权利要求1所述的开关电源保护电路，其特征在于，所述隔离电路包括电阻R9、电阻R10、开关管Q1和开关管Q2；所述电阻R9一端与所述偏置电路相连，另一端与开关管Q1的基极相连；所述开关管Q1的集电极与电阻R10一端及开关管Q2的基极相连；所述电阻R10另一端与电源电压Vcc相连，所述开关管Q2的集电极与所述光电耦合器UC相连。

3.根据权利要求2所述的开关电源保护电路，其特征在于，所述开关电源保护电路还包括作为所述光电耦合器UC的偏置电阻的电阻R8；所述电阻R8一端与所述COM端pin1相连，另一端与所述比较电路及基准电压Vref相连。

4.根据权利要求3所述的开关电源保护电路，其特征在于，所述比较电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和比较器UA；串联的所述电阻R1和电阻R2与串联的电阻R3和电阻R4并联，并分别与所述比较器UA的反相端和同相端相连；所述比较器的输出端与所述电阻R5一端相连。

5.根据权利要求4所述的开关电源保护电路，其特征在于，所述充放电电路包括所述电阻R5、电阻R7、稳压管D1和电容C1；所述稳压管D1的输入端与所述比较器UA的输出端及电阻R5一端相连，所述稳压管D1的输出端与所述电阻R7和电容C1一端相连，并联的所述电阻R7和电容C1另一端接地。

6.根据权利要求5所述的开关电源保护电路，其特征在于，所述偏置电路包括电阻R6、稳压管D2和比较器UB；所述电阻R6一端与所述基准电压Vref相连，另一端与所述稳压管D2和比较器UB的同相端相连；所述稳压管D2另一端与所述比较器UB的输出端相连；所述比较器UB的反相端与所述充放电电路相连。