CN205335823U - 开关电源电路及开关电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种开关电源电路及开关电源，其中该开关电源电路包括变压器、用于控制开关管的导通或关断的电源管理芯片、检测电路、与变压器初级绕组输出端相连接的第一开关管及过流保护电路；过流保护电路的第一输出端与第一开关管的受控端连接，第一开关管的输出端与检测电路检测端连接；检测电路的输出端还与电源管理芯片的过流检测端连接；过流保护电路的输入端与电源管理芯片的过流检测端连接；过流保护电路用于在变压器初级绕组输入电流过大时，关断第一开关管并控制电源管理芯片停止输出PWM控制信号。本实用新型技术方案能够提高开关电源的安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源技术领域，特别涉及一种开关电源电路及开关电源。
背景技术
开关电源一般由电源管理IC(integratedcircuit，集成电路)和开关器件例如MOS管、IGBT管等构成。开关电源为了提高其可靠性，还要加入输入过流保护电路，但是一般的过流保护电路是通过输出反馈信号至电源管理IC的过流检测引脚上，使电源管理IC停止输出PWM控制信号，从而关断开关管保护开关电源。但是从过流到保护动作有延迟，整个反应周期较长，导致开关器件上的承受的应力很大，容易烧坏开关器件，这会降低电源的安全可靠性。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提供一种开关电源电路，旨在提高电源的安全可靠性。
为实现上述目的，本实用新型提出了一种开关电源电路，所述开关电源电路包括变压器、电源管理芯片、检测电路、与所述变压器初级绕组输出端相连接的第一开关管及过流保护电路；所述第一开关管的输出端与所述检测电路的检测端连接；所述检测电路的输出端还与所述电源管理芯片的过流检测端连接；所述过流保护电路的第一输出端与所述第一开关管的受控端连接，所述过流保护电路的输入端与所述电源管理芯片的过流检测端连接，所述过流保护电路的第二输出端与所述电源管理芯片的补偿端连接；其中，
所述电源管理芯片，用于控制所述开关管的导通或关断；
所述过流保护电路，用于在所述变压器初级绕组输入电流过大时，关断所述第一开关管并控制所述电源管理芯片停止输出PWM控制信号。
优选地，所述过流保护电路包括第一电阻、第一电容、第二开关管及第三开关管；所述第二开关管的输入端与所述第一开关管的受控端连接，所述第二开关管的输出端与所述第三开关管的受控端连接，所述第二开关管的受控端与所述第一电容的第一端连接；所述第一电容的第二端接地；所述第一电阻的第一端与所述检测电路的输出端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一电容的第一端连接；所述第三开关管的输入端与所述电源管理芯片的补偿端连接，所述第三开关管的输出端接地。
优选地，所述过流保护电路还包括第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述第二开关管的受控端连接，所述第二电阻的第二端与所述第二开关管的输出端连接。
优选地，所述过流保护电路还包括第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述第三开关管的受控端连接，所述第三电阻的第二端与所述第三开关管的输出端连接。
优选地，所述过流保护电路还包括第二电容，所述第二电容的第一端与所述电源管理芯片的补偿端连接，所述第二电容的第二端接地。
优选地，所述过流保护电路还包括第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述电源管理芯片的补偿端连接，所述第一二极管的阴极与所述第二电容的第一端连接。
优选地，所述开关电源电路还包括第四电阻，所述第四电阻的第一端与所述电源管理芯片的过流检测端连接，所述第四电阻的第二端与所述检测电路的输出端连接。
优选地，所述检测电路包括第五电阻，所述第五电阻的第一端与所述第一开关管的输出端连接，所述第五电阻的第二端接地；所述第五电阻的第一端同时为所述检测电路的检测端和输出端。
优选地，所述第一开关管采用MOS管，所述第二开关管及第三开关管采用三极管。
本实用新型还提出一种开关电源，所述开关电源包括如上所述的开关电源电路，所述开关电源电路包括变压器、电源管理芯片、检测电路、与所述变压器初级绕组输出端相连接的第一开关管及过流保护电路；所述第一开关管的输出端与所述检测电路的检测端连接；所述检测电路的输出端还与所述电源管理芯片的过流检测端连接；所述过流保护电路的第一输出端与所述第一开关管的受控端连接，所述过流保护电路的输入端与所述电源管理芯片的过流检测端连接，所述过流保护电路的第二输出端与所述电源管理芯片的补偿端连接；其中，所述电源管理芯片，用于控制所述开关管的导通或关断；所述过流保护电路，用于在所述变压器初级绕组输入电流过大时，关断所述第一开关管并控制所述电源管理芯片停止输出PWM控制信号。
本实用新型技术方案通过采用变压器、电源管理芯片、检测电路、第一开关管及过流保护电路，实现了一种开关电源电路，在检测电路检测到变压器输入电流过大时，过流保护电路直接关断所述第一开关管并控制所述电源管理芯片停止输出PWM控制信号，无需经过电源管理芯片去关断第一开关管，缩短了保护的反应时间，提高了保护速度，从而提高了开关电源的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本实用新型开关电源一实施例的功能模块图；
图2为本实用新型开关电源一实施例的电路结构示意图。
附图标号说明：
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
本实用新型提出一种开关电源电路。
参照图1及图2，在本实用新型实施例中，该开关电源电路包括变压器T、电源管理芯片U1、检测电路100、与所述变压器T初级绕组输出端相连接的第一开关管Q1、及过流保护电路200；所述第一开关管Q1的输出端与所述检测电路100的检测端连接；所述检测电路100的输出端还与所述电源管理芯片U1的过流检测端ISEN连接；所述过流保护电路200的第一输出端与所述第一开关管Q1的受控端连接，所述过流保护电路200的输入端与所述电源管理芯片U1的过流检测端ISEN连接，所述过流保护电路200的第二输出端与所述电源管理芯片U1的补偿端COMP连接；其中，所述电源管理芯片U1，用于控制所述第一开关管Q1的导通或关断；所述过流保护电路200，用于在所述变压器T初级绕组输入电流过大时，关断所述第一开关管Q1并控制所述电源管理芯片U1停止输出PWM控制信号。
需要说明的是，所述电源管理芯片U1还包括接地端GND，该接地端GND接地；该变压器初级绕组输入端接入外部直流电，电源管理芯片U1驱动端DRI通过第六电阻R6输出PWM控制信号驱动所述第一开关管Q1关断或导通，以将直流电压变为脉冲电压传输至变压器T的次级绕组。第一开关管Q1采用MOS管。
在本实施例中，当检测电路100检测到输入电流超出过流保护电路200的阈值时，过流保护电路200拉低第一开关管Q1受控端电压，使得第一开关管Q1关断；同时过流保护电路200拉低了电源管理芯片U1的补偿端COMP电压，使得电源管理芯片U1停止输出PWM控制信号，防止第一开关管Q1导通，阻断了大电流的输入，以保护开关电源。
本实用新型技术方案通过采用变压器T、电源管理芯片U1、检测电路100、第一开关管Q1及过流保护电路200，实现了一种开关电源电路，在检测电路100检测到变压器T输入电流过大时，过流保护电路200直接关断所述第一开关管Q1并控制所述电源管理芯片U1停止输出PWM控制信号，无需经过电源管理芯片U1去关断第一开关管Q1，缩短了保护的反应时间，提高了保护速度，从而提高了开关电源的安全性。
继续参照图2，所述过流保护电路200包括第一电阻R1、第一电容C1、第二开关管Q2及第三开关管Q3；所述第二开关管Q2的输入端与所述第一开关管Q1的受控端连接，所述第二开关管Q2的输出端与所述第三开关管Q3的受控端连接，所述第二开关管Q2的受控端与所述第一电容C1的第一端连接；所述第一电容C1的第二端接地；所述第一电阻R1的第一端与所述检测电路100的输出端连接，所述第一电阻R1的第二端与所述第一电容C1的第一端连接；所述第三开关管Q3的输人端与所述电源管理芯片U1的补偿端COMP连接，所述第三开关管Q3的输出端接地。
在本实施例中，所述第二开关管Q2和所述第三开关管Q3均为NPN三极管。
需要说明的是，当变压器T初级绕组输入过流时，第一电容C1的第一端电压升高，第二开关管Q2基极电压升高，使得第二开关管Q2导通；第二开关管Q2导通后，第三开关管Q3也导通。第一开关管Q1的受控端通过第二开关管Q2及第三开关管Q3接地；电源管理芯片U1的补偿端COMP也通过第三开关管Q3接地。
进一步地，所述过流保护电路200还包括第二电阻R2，所述第二电阻R2的第一端与所述第二开关管Q2的受控端连接，所述第二电阻R2的第二端与所述第二开关管Q2的输出端连接。
需要说明的是，第二电阻R2能够防止第二开关管Q2受到干扰信号而误导通。
进一步地，所述过流保护电路200还包括第三电阻R3，所述第三电阻R3的第一端与所述第三开关管Q3的受控端连接，所述第三电阻R3的第二端与所述第三开关管Q3的输出端连接。
需要说明的是，第三电阻R3能够防止第二开关管Q2受到干扰信号而误导通。
优选地，所述过流保护电路200还包括第二电容C2，所述第二电容C2的第一端与所述电源管理芯片U1的补偿端COMP连接，所述第二电容C2的第二端接地。
需要说明的是，所述电源管理芯片U1补偿端COMP的电压大小与电源管理芯片U1驱动端DRI输出PWM控制信号占空比大小相关。在电源管理芯片U1上电后，第二电容C2的第一端电压缓慢上升，使得电源管理芯片U1驱动端DRI输出PWM控制信号占空比逐渐增大，变压器T输出电压也逐渐增大，实现了开关电源的软起。
进一步地，所述过流保护电路200还包括第一二极管D1，所述第一二极管D1的阳极与所述电源管理芯片U1的补偿端COMP连接，所述第一二极管D1的阴极与所述第二电容C2的第一端连接。
需要说明的是，第一二极管D1用于隔离电源管理芯片U1补偿端COMP和与该补偿端COMP相连的其他元件，防止电压倒灌。
进一步地，所述开关电源电路还包括第四电阻R4，所述第四电阻R4的第一端与所述电源管理芯片U1的过流检测端ISEN连接，所述第四电阻R4的第二端与所述检测电路100的输出端连接。需要说明的是，第四电阻R4用于限流。
具体地，所述检测电路100包括第五电阻R5，所述第五电阻R5的第一端与所述第一开关管Q1的输出端连接，所述第五电阻R5的第二端接地；所述第五电阻R5的第一端同时为所述检测电路100的检测端和输出端。
需要说明的是，第五电阻R5将第一开关管Q1输出端的电流转换成对应的电压信号，通过设置第五电阻R5的阻值大小，可设定保护电路的电流保护阈值。
本实用新型技术方案通过将第二开关管Q2和第三开关管Q3接成复合式的结构，提高了过流保护电路200的灵敏度，使得保护速度更快；当第二开关管Q2导通时，拉低了第一开关管Q1栅极的电压，从而让第一开关管Q1快速的截止，避免了开关管电流的继续上升，提高了保护动作的反应速度。本实用新型提高了开关电源的安全性，同时该过流保护电路200结构简单，成本较低。
本实用新型还提出一种开关电源，该开关电源包括所述开关电源电路，该开关电源电路的具体结构参照上述实施例，由于本开关电源采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
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，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种开关电源电路，其特征在于，所述开关电源电路包括变压器、电源管理芯片、检测电路、与所述变压器初级绕组输出端相连接的第一开关管、及过流保护电路；所述第一开关管的输出端与所述检测电路检测端连接；所述检测电路的输出端与所述电源管理芯片的过流检测端连接；所述过流保护电路的第一输出端与所述第一开关管的受控端连接，所述过流保护电路的输入端与所述电源管理芯片的过流检测端连接，所述过流保护电路的第二输出端与所述电源管理芯片的补偿端连接；其中，
所述电源管理芯片，用于控制所述开关管的导通或关断；
所述过流保护电路，用于在所述变压器初级绕组输入电流过大时，关断所述第一开关管并控制所述电源管理芯片停止输出PWM控制信号。
2.如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述过流保护电路包括第一电阻、第一电容、第二开关管及第三开关管；所述第二开关管的输入端与所述第一开关管的受控端连接，所述第二开关管的输出端与所述第三开关管的受控端连接，所述第二开关管的受控端与所述第一电容的第一端连接；所述第一电容的第二端接地；所述第一电阻的第一端与所述检测电路的输出端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一电容的第一端连接；所述第三开关管的输入端与所述电源管理芯片的补偿端连接，所述第三开关管的输出端接地。
3.如权利要求2所述的开关电源电路，其特征在于，所述过流保护电路还包括第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述第二开关管的受控端连接，所述第二电阻的第二端与所述第二开关管的输出端连接。
4.如权利要求3所述的开关电源电路，其特征在于，所述过流保护电路还包括第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述第三开关管的受控端连接，所述第三电阻的第二端与所述第三开关管的输出端连接。
5.如权利要求4所述的开关电源电路，其特征在于，所述过流保护电路还包括第二电容，所述第二电容的第一端与所述电源管理芯片的补偿端连接，所述第二电容的第二端接地。
6.如权利要求5所述的开关电源电路，其特征在于，所述过流保护电路还包括第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述电源管理芯片的补偿端连接，所述第一二极管的阴极与所述第二电容的第一端连接。
7.如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述开关电源电路还包括第四电阻，所述第四电阻的第一端与所述电源管理芯片的过流检测端连接，所述第四电阻的第二端与所述检测电路的输出端连接。
8.如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述检测电路包括第五电阻，所述第五电阻的第一端与所述第一开关管的输出端连接，所述第五电阻的第二端接地；所述第五电阻的第一端同时为所述检测电路的检测端和输出端。
9.如权利要求2所述的开关电源电路，其特征在于，所述第一开关管采用MOS管，所述第二开关管及第三开关管采用三极管。
10.一种开关电源，其特征在于，所述开关电源包括如权利要求1-9任意一项所述的开关电源电路。
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