CN205453103U - 一种开关电源过流保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及过流保护技术领域，公开了一种开关电源过流保护电路。具有输入滤波电路连接控制电路和高频逆变电路，控制电路输出端连接高频逆变电路，高频逆变电路输出端依次连接输出整流电路、输出滤波电路，所述输出滤波电路输出端连接反馈电路，再连接控制电路；所述高频逆变电路包括第一变压器、逆变开关管和采样电路；所述采样电路包括第二变压器、二级管、电阻和第六电容，第二变压器作为电流检测元件；所述反馈电路包括由放大器构成的放大电路和由比较器构成的比较电路组成；放大电路的输入端连接采样电路输出端，比较电路的输出端连接控制电路。比较电路输出高电平，控制电路的驱动信号停止输出，起到过流保护的作用。

Description

一种开关电源过流保护电路

技术领域

本实用新型涉及过过流保护技术领域，特别是一种开关电源过流保护电路。

背景技术

随着工业技术的发展，一个安全可靠地开关电源在整个电路系统中起着非常重要的作用，开关电源的保护电路是开关电源的重要组成部分，可以有效保护开关电源的功率元件以及供电负载在安全的电压区域工作，避免对电源造成损坏。

随着智能化的发展，截止型过流保护电路由于需要人工进行恢复，在实际应用中比较少。主要使用是自动恢复型过流保护，发生过流情况后，电路会自动恢复，使用方便。但是，目前自动恢复性过流保护电路是采用电阻为检测元件，电阻上会产生感应电压，如果在大功率电源中，电阻上流过较大的电流，功率损耗较大，从而降低电源的整体效率。

实用新型内容

本实用新型公开了一种开关电源过流保护电路。

本实用新型的技术方案是这样的：

一种开关电源过流保护电路，具体包括：输入滤波电路、高频逆变电路、输出整流电路、输出滤波电路、控制电路和反馈电路；所述输入滤波电路连接控制电路和高频逆变电路，控制电路输出端连接高频逆变电路，高频逆变电路输出端依次连接输出整流电路、输出滤波电路，所述输出滤波电路输出端连接反馈电路，再连接控制电路；所述高频逆变电路包括第一变压器、逆变开关管和采样电路；所述采样电路包括第二变压器、二级管、电阻和第六电容，第二变压器的次级绕组同名端接整流二极管的正极，异名端接系统的参考地和输入端-Vin，二极管的负极连接第四电阻的一端和第三电阻的一端，第三电阻的另一端接第六电容，第四电阻的另一端接输入端-Vin；所述反馈电路包括由放大器构成的放大电路和由比较器构成的比较电路组成；放大电路的输入端连接采样电路输出端，比较电路的输出端连接控制电路。

进一步地，上述第二变压器的初级和次级的匝比是1：70，变压器的初级为1匝，当第二变压器的初级有电流通过，次级感应也产生电流，再经二极管整流和负载电阻后将电流信号转变成电压信号，经第六电容滤波后得到相对平滑的直流电压；再将采样电路的直流电压送到反馈电路。

进一步地，上述放大电路的输入端连接采样电路输出端，放大电路的输入端连接第八电容和第五电阻后，连接放大器的同相输入端，放大器的反相输入端连接第九电阻再连接参考地，放大器输出端接第六电阻，组成同相比例放大电路，将采样电路的直流电压以相应的倍数放大得到一个相对幅度较高的电平，用于后级比较电路进行比较；放大器的输出端连接所述比较电路的比较器同相输入端，比较器的反相输入端连接第七电阻、第八电阻分压后得到的参考电压端，比较器输出端经开关管后连接PWM脉冲宽度调制器。当比较器的同相端信号大于反相端参考电压时，比较电路输出高电平，即电流调节电路输出高电平;反之，电流调节电路输出低电平。

相对于现有技术，采用上述技术的有益效果是：使用变压器作为电流检测元件，初级匝数较低，使电流检测的精度高、功率损耗低，取样电路几乎可以做到无功率损耗，提高了开关电源的输出效率，抗干扰能力强。上述技术的采样电路器件少，实施方便，有效、快速的提供过流保护，增强了开关的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的过流保护电路的方框图。

图2为本实用新型的过流保护电路的示意图。

图3为图1中反馈电路的示意图。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型做进一步描述。

如图1所示，一种开关电源过流保护电路，具体包括：输入滤波电路、高频逆变电路、输出整流电路、输出滤波电路、控制电路和反馈电路；所述输入滤波电路连接控制电路和高频逆变电路，控制电路输出端连接高频逆变电路，高频逆变电路输出端依次连接输出整流电路、输出滤波电路，所述输出滤波电路输出端连接反馈电路，再连接控制电路。如图2所示，所述高频逆变电路包括变压器T1、逆变开关管Q2和采样电路；所述采样电路包括变压器T2、二级管D3、电阻R3、电阻R4和电容C6，变压器T2的次级绕组同名端接二极管D3的正极，异名端连接参考地和输入端-Vin，二极管D3的负极接电阻R4的一端和电阻R3的一端，电阻R3的另一端接电容C6，电阻R4的另一端接输入端-Vin；图2中控制系统包括电路方框图中的反馈电路和控制电路。如图3所示，所述反馈电路包括由放大器U1构成的放大电路和由比较器U2构成的比较电路组成；放大电路的输入端CS连接采样电路输出端，比较电路的输出端连接控制电路。

进一步地，上述才采样电路的变压器T2的初级和次级的匝比是1：70，变压器T2的初级为1匝，当变压器T2的初级有电流通过，次级感应也产生电流，再经电容C6和二极管D3的整流滤波后得到相对平滑的直流电流，并将采样电路的直流电流送到反馈电路。采用变压器T2作为采样电路的检测元件，初级匝数较少，阻值非常小，变压器上的损耗非常小。

进一步地，上述放大电路的输入端CS连接采样电路输出端，放大电路的输入端连接电容C8和电阻R5后，连接放大器U1的同相输入端，放大器U1的反相输入端连接电阻R9再连接参考地，放大器U1输出端接电阻R6，组成同相比例放大电路，将采样电路的直流电流以相应的倍数放大得到一个相对幅度较高的电平，用于后级比较电路进行比较；放大器U1的输出端连接所述比较电路的比较器U2同相输入端，比较器U2的反相输入端连接电阻R7、电阻R8分压后得到的参考电压端，比较器U2输出端经开关管Q1后连接PWM脉冲宽度调制器。当比较器U2的同相端信号大于反相端参考电压时，比较电路输出高电平，即电流调节电路输出高电平；反之，电流调节电路输出低电平。

本实用新型的工作原理如下：电压输入端+Vin首先经电容C1、C2组成的输入滤波电路滤波，将输入线上的干扰信号滤掉，并为后级电路储存能量，当后级高频逆变电路高速开关的时候，电容C1、C2给高频逆变电路瞬时提供足够的能量，避免掉电；经滤波后的电压送到变压器T1的初级Np端，当逆变开关管Q2导通时，初级Np端将电流经变压器T2后回到输入端-Vin；这时变压器初级Np端的极性为上正下负，变压器T1的次级Ns端感应出上正下负的电压，感应电压正端经由二极管D1和二极管D2组成的输出整流电路整流后，输出到输出滤波电路的储能电感L1，再经电容C3、电容C4、电容C5滤波到输出端+Vo，再通过负载回到变压器T1的次级Ns端。当逆变开关管Q2关断后，变压器T1的初级Np端将不再有电流通过，根据电磁定律原理电感中电流不能突变但极性反向，所以初级Np端的极性将变成上负下正，同理次级Ns端的极性也将翻转成上负下正，这时由于整流二极管D1的阻断作用，次级Ns端将不流过电流。储能电感L1的极性将变成左负右正，右端正极将继续向负载供电，二极管D2回到电感L1左端负极。经过以上的工作过程，电源完成了一个完整的工作周期，直到逆变开关管Q2再次导通进入下一个周期。

下面进一步说明电流采样的工作原理，变压器T2作为电流互感器是采用电路中的检测元件，信号通过采样电路后获得一个相对平滑的直流电压，所述直流电压将输入到反馈电路。在采样电路中二极管D3的作用是将变压器T2次级感应出的高频交流信号进行整流，整流后得到高频的直流电压，然后接负载电阻R4将高频脉冲信号降低，经电阻R3、电容C6组成的RC滤波电路滤波后得到平滑的直流电压。

平滑的直流电压输入到调节电路，将直流电压进行相应的倍数放大得到一个相对幅度高的电平，用于后级比较电路进行比较。当比较器U2的同相端信号小于反相端参考电压时，电源负载未出现过载，比较电路输出低电平，即反馈电路输出低电平，反馈电路的输出信号对控制电路不起作用，控制电路正常工作，电源负载两端的输出电压稳定；当比较器U2的同相端信号大于反相端参考电压时，电源负载出现过载，比较电路输出高电平，即反馈电路输出高电平，高电平驱动开关管Q1导通，将Vref端信号拉低，从而使控制电路的驱动信号停止输出，最终使电源负载两端的电压下降，直到关断电源输出，当输出端过载情况消失后，电流调节电路输出低电平，控制电路又重新输出驱动信号，电源又重新开始工作。

虽然实用新型的技术内容已经以较佳的实例公开如上，然而并非用以限定本实用新型，如果本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本实用新型权利要求保护的范围。

Claims (3)

1.一种开关电源过流保护电路，其特征在于包括：输入滤波电路、高频逆变电路、输出整流电路、输出滤波电路、控制电路和反馈电路；所述输入滤波电路连接控制电路和高频逆变电路，控制电路输出端连接高频逆变电路，高频逆变电路输出端依次连接输出整流电路、输出滤波电路，所述输出滤波电路输出端连接反馈电路，再连接控制电路；所述高频逆变电路包括变压器（T1）、逆变开关管（Q2）和采样电路；所述采样电路包括变压器（T2）、二级管（D3）、电阻（R3）、电阻（R4）和电容（C6），变压器（T2）的次级绕组同名端接二极管（D3）的正极，异名端连接参考地和输入端-Vin，二极管（D3）的负极接电阻（R4）的一端和电阻（R3）的一端，电阻（R3）的另一端接电容（C6），电阻（R4）的另一端接输入端-Vin；所述反馈电路包括由放大器（U1）构成的放大电路和由比较器（U2）构成的比较电路组成，放大电路的输入端（CS）连接采样电路输出端，比较电路的输出端连接控制电路。

2.如权利要求1所述的开关电源过流保护电路，其特征在于所述采样电路的变压器（T2）的初级和次级的匝比是1：70，变压器（T2）的初级为1匝。

3.如权利要求2所述的开关电源过流保护电路，其特征在于所述放大电路的输入端（CS）连接采样电路输出端，放大电路的输入端连接电容（C8）和电阻（R5）后，连接放大器（U1）的同相输入端，放大器（U1）的反相输入端连接电阻（R9）再连接参考地，放大器（U1）输出端接电阻（R6）；放大器（U1）的输出端还连接比较器（U2）同相输入端，比较器（U2）的反相输入端连接电阻（R7）与电阻（R8）分压后得到的参考电压端，比较器（U2）输出端经开关管（Q1）后连接PWM脉冲宽度调制器。