CN204131098U - 一种四线制开关电源保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电源保护技术领域，尤其是一种四线制开关电源保护电路。它包括第一肖特基二极管为第一保护电路，以及第一三极管、第三二极管、第二肖特基二极管和第三电阻构成的第二保护电路。该保护电路在四线制开关电源输出端与负载开路时，检测感应端子上的过电压信号，并将该信号传递到反馈环路，使电路反馈环路达到新平衡条件下的闭环状态，最终控制主初级PWM控制器输出稳定的占空比，达到保护电路的目的。本实用新型结构简单、可靠性强，具有很强的实用性。

Description

一种四线制开关电源保护电路

技术领域

本实用新型涉及电源保护技术领域，尤其是一种四线制开关电源保护电路。

背景技术

随着分布式电源系统应用的普及推广以及各类电子设备的飞速发展，电源系统需要的低压大电流模块开关电源越来越多，四线制输出电压校正已成为现代开关电源必不可少的功能。由于体积和成本因素的限制，对带校正输出电压功能的四线制开关电源一般都没有进行完整的保护设计。

传统的四线制开关电源电路选用小功率二极管或者电阻元件搭建感应端子，当外部应用错误连接时，如输出引脚与负载出现开路时，基准源的ref端输入电压恒为低电平，该信号通过反馈环路传递到主PWM控制器，导致PWM控制器持续输出最大占空比，模块电源的功率开关管将承受很大的功耗，最终很容易造成四线制模块开关电源的损坏现象。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、可靠性强的四线制开关电源保护电路。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种四线制开关电源保护电路，它包括第一开关、第二开关、光电耦合器、单向可控硅和第一三极管；所述第一开关和第二开关分别连接于电源的输出端和地端，所述第一开关和第二开关之间连接有第八电阻，所述电源的输出端连接有依次串联的第七电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第一开关连接至第七电阻和第四电阻之间，所述第二开关连接至第五电阻和第六电阻之间；

所述串联的第七电阻和第四电阻两端并联有第一保护电路，所述光电耦合器的第二引脚和第一保护电路之间依次连接有第二电阻和第三电容，所述串联的第二电阻和第三电容的两端并联有第二电容，所述光电耦合器的第一引脚和第一保护电路之间连接有第一电阻；

所述光电耦合器的第二引脚和单向可控硅的阴极连接有第三二极管，所述单向可控硅的可控极连接至第四电阻和第五电阻之间，所述单向可控硅的可控极连接至第五电阻和第六电阻之间；

所述第一三极管的集电极连接至光电耦合器的第二引脚，所述第一三极管的基极和单向可控硅的阳极之间连接有第二肖特基二极管，所述第一三极管的基极和其发射极之间连接有第三电阻；

所述第一三极管、第三二极管、第二肖特基二极管和第三电阻构成第二保护电路。

优选地，所述第一保护电路为第一肖特基二极管。

由于采用了上述方案，本实用新型采用第一保护电路和第二保护电路，使电路反馈环路达到新平衡条件下的闭环状态，初级PWM控制器输出稳定的占空比，且电路结构简单、可靠性强，具有很强的实用性。

附图说明

图1是本实用新型实施例的一种四线制开关电源保护电路的原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示，本实施例的一种四线制开关电源保护电路，它包括第一开关S1、第二开关S2、光电耦合器OC1、单向可控硅SCR1和第一三极管V1；其中，第一开关S1和第二开关S2分别连接于电源的输出端OUT+和地端GND，在电源的输出端OUT+之前连接有第一变压器T1，第一变压器T1通过依次连接的第四二级管D4和第一电感L1连接至第一开关S1，第一变压器T1的接地端和第四二级管D4之间并联有第五二极管D5，第一变压器T1的接地端和第一电感L1之间并联有第一电容C1，第一开关S1和第二开关S2之间连接有第八电阻RL，电源的输出端OUT+连接有依次串联的第七电阻R7、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6，第一开关S1连接至第七电阻R7和第四电阻R4之间，第二开关S2连接至第五电阻R5和第六电阻R6之间；

串联的第七电阻R7和第四电阻R4两端并联有第一肖特基二极管D1，光电耦合器OC1的第二引脚和第一肖特基二极管D1的阳极之间依次连接有第二电阻R2和第三电容C3，串联的第二电阻R2和第三电容C3的两端并联有第二电容C2，光电耦合器OC1的第一引脚和第一肖特基二极管D1的阴极之间连接有第一电阻R1；

光电耦合器OC1的第二引脚和单向可控硅SCR1的阴极连接有第三二极管D3，单向可控硅SCR1的可控极连接至第四电阻R4和第五电阻R5之间，单向可控硅SCR1的可控极连接至第五电阻R5和第六电阻R6之间；

第一三极管V1的集电极连接至光电耦合器OC1的第二引脚，第一三极管V1的基极和单向可控硅SCR1的阳极之间连接有第二肖特基二极管D2，第一三极管V1的基极和其发射极之间连接有第三电阻R3。

四线制开关电源保护电路核心思想是将其输出端和负载之间的连接问题与电路主反馈环相联系，当输出引脚与负载开路时，通过反馈环路对电路初级侧的PWM控制器进行控制，限制其输出占空比，从而达到保护整体电路的目的。

其中，第一肖特基二极管D1为第一保护电路A，以便对电源输出端OUT+与负载开路进行保护，在电源电路的输出端OUT+与基准源采样点ref之间连接一个第一肖特基二极管D1，其击穿电压略大于电路正常工作时第七电阻R7和第四电阻R4分得的电压之和。电路正常工作时，第一肖特基二极管D1两端的电压差小于其击穿电压，第一肖特基二极管D1两端无电流流过；当输出端OUT+与负载开路导致电流由S+端流出时，第七电阻R7上的电压差加大，输出端OUT+与基准源采样点ref之间的电压差随之加大，当该电压差上升到第一肖特基二极管D1的击穿电压时，第一肖特基二极管D1被击穿，随后，流过第一肖特基二极管D1的电流同时流过第五电阻R5，基准源采样点ref端电压上升，通过基准源内部运算放大器后，A点处的电压被拉低，电路反馈环路达到新平衡条件下的闭环状态，初级PWM控制器输出稳定的占空比。

另外，第一三极管V1、第三二极管D3、第二肖特基二极管D2和第三电阻R3构成第二保护电路B以便对电源的GND引脚与负载开路进行保护，第二肖特基二极管D2的击穿电压大于电路正常工作时第六电阻R6两端的电压差。当电路正常工作时，第二肖特基二极管D2处于截止状态，没有电流流过第二肖特基二极管D2和第三电阻R3，NPN型第一三极管V1的基极电压Vbe＝0，第一三极管处于截止状态。当地端GND与负载第八电阻RL出现开路时，负载电流流过第六电阻R6，其两端电压上升，当该电压上升到第二肖特基二极管D2的击穿电压时，第二肖特基二极管D2被击穿，电流流过第二肖特基二极管D2和第三电阻R3，第三电阻R3两端电压上升，第一三极管V1的基极电压Vbe上升并使第一三极管V1的发射极极导通。第一三极管V1导通后，A点电压下降，第三二极管D3保证在此状态下基准源不会因为阴极和阳极之间出现负向电流导致其自身损坏。此时，电路反馈环路达到新平衡条件下的闭环状态，初级PWM控制器输出稳定的占空比。

增加保护电路后，无论是输出端OUT+还是地端GND与负载开路，PWM控制器输出均处于受控状态，不会引起电路损坏。本实施例的保护电路所需元器件少、占用体积小、成本低，是提高四线制开关电源可靠性的有效技术途径。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种四线制开关电源保护电路，其特征在于：它包括第一开关、第二开关、光电耦合器、单向可控硅和第一三极管；所述第一开关和第二开关分别连接于电源的输出端和地端，所述第一开关和第二开关之间连接有第八电阻，所述电源的输出端连接有依次串联的第七电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第一开关连接至第七电阻和第四电阻之间，所述第二开关连接至第五电阻和第六电阻之间；

所述串联的第七电阻和第四电阻两端并联有第一保护电路，所述光电耦合器的第二引脚和第一保护电路之间依次连接有第二电阻和第三电容，所述串联的第二电阻和第三电容的两端并联有第二电容，所述光电耦合器的第一引脚和第一保护电路之间连接有第一电阻；

所述光电耦合器的第二引脚和单向可控硅的阴极连接有第三二极管，所述单向可控硅的可控极连接至第四电阻和第五电阻之间，所述单向可控硅的可控极连接至第五电阻和第六电阻之间；

所述第一三极管的集电极连接至光电耦合器的第二引脚，所述第一三极管的基极和单向可控硅的阳极之间连接有第二肖特基二极管，所述第一三极管的基极和其发射极之间连接有第三电阻；

所述第一三极管、第三二极管、第二肖特基二极管和第三电阻构成第二保护电路。

2.如权利要求1所述的一种四线制开关电源保护电路，其特征在于：所述第一保护电路为第一肖特基二极管。