CN208158417U - 一种开关电源关机输出放电线路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种开关电源关机输出放电线路，该线路包含：输入电压源，开关电源功率级，输出放电线路，PWM控制芯片输出一个电压信号直接或者间接的与开关电源功率级的开关管连接，其特征在于，该线路通过一个第一电阻一端与输出电压Vout+连接，另外一端连接一个第一开关管的源极，利用开关管的开通和关断特性来实现开关电源关机时输出电压的快速放电。本实用新型电路设计简单，器件少，成本低，易实现，能够有效的降低开关电源在输出电压没有降到零时突然开机副边同步整流管产生的应力和反灌电流，增加了开关电源的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关电源领域，特别是涉及一种开关电源关机输出放电线路。
背景技术
开关电源是现代电子系统中必不可少的关键部件。随着科学技术的不断进步，人们对开关电源的要求也越来越高，高密度，低成本，大功率，低压大电流输入，低功耗，高效率，使得同步整流技术广泛应用于现代开关电源中，同时开关电源还要经受长时间工作，长时间高低温试验，频繁开关机冲击试验，这些都对开关电源的开关管，特别是副边的同步整流管和续流管的电压应力提出了新的要求，使得同步整流管和续流管必须要有足够的降额来保证其不被损坏，进而保证开关电源的可靠性。其中有一项测试，是在输出带很大电容的情况下，开关电源关机，由于输出电容的作用，输出电压下降缓慢，如果这个时候输出电压稍微降低还有很高的电压的情况下突然开机，副边的整流管上将会有很大的尖峰，MOSFET需要承受很大的电压应力，对于MOSFET的选型带来很大的困难，选一个更高耐压的MOSFET也势必带来成本的提升。
本实用新型就开关电源关机后输出端仍然存在电压时，突然开机而导致的副边同步整流管应力偏大的问题，提出了一种开关电源关机后输出放电的线路。
实用新型内容
本实用新型所解决的技术问题是提供一种开关电源关机输出放电线路。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种开关电源关机输出放电线路，该线路包含开关电源功率级，PWM控制芯片，输出放电线路，输出负载，上述输入电压源提供两个输出端口与开关电源功率级连接，给开关电源功率级提供输入电压，PWM控制芯片输出一个电压信号直接或者间接的与开关电源功率级的开关管连接，开关电源功率级输出正电压端口Vout+连接负载，负电压端口是Com端口，负载的负端接地，其特征在于，该线路通过一个第一电阻一端与输出电压Vout+连接，另外一端连接一个第一开关管的源极，利用开关管的开通和关断特性来实现开关电源关机时输出电压的快速放电。
优选地，上述开关电源关机输出放电线路，其特征在于，上述输出放电线路还包括：一个第一电感L1和一个第二电感L2，L1是与输出电感同样匝数的耦合电感或者本身就是输出电感，一端连Com，另外一端接负载地；L2是耦合在输出电感上的另一电感，一端接一个第二电阻R2的一端，另一端接Com；第二电阻的另外一端与PWM控制芯片的一个端口连接，L2串联L1与输出电压耦合后产生的电压VDD可作为PWM控制芯片或者系统中其他辅助线路的供电电压。
优选地，上述开关电源关机输出放电线路，其特征在于，上述输出放电线路还包含：一个第一二极管，其阳极与第二电阻的另外一端连接，阴极与第二二极管的阴极、一个第一电容的一端、一个第三电阻的一端、第一开关管的栅极相连；一个第一稳压管，其一端连接第一电阻的另外一端和第一开关管的源极，另一端连接第二二极管的阳极；第一开关管的漏极、第一电容的另外一端和第三电阻的另外一端接地；第一稳压管、第二二极管的阴极与第一开关管的栅极相连，这一条支路用来保护开关管的栅极，避免开关管的栅极承受过高的电压而击穿。
优选地，上述开关电源关机输出放电线路，其特征在于，上述第一电容和第三电阻并联，放在第一开关管的栅极与漏极之间，在开关电源关机时对栅极进行放电。
优选地，上述开关电源关机输出放电线路，其特征在于，上述第一开关管是一种P型MOSFET。
优选地，上述开关电源关机输出放电线路，其特征在于，上述开关电源功率级是开关电源中任意一种开关电源拓扑架构。
本实用新型提供了一个结构简单、成本低的开关电源中关机输出放电线路，能够有效的降低开关电源在关机后电压没有降到零时突然开机，副边同步整流管产生的应力和反灌电流，增加了开关电源的可靠性。使同步整流技术的应用更为广泛，为高新技术电子产品的性能提升做出贡献。
附图说明
图1是开关电源输出放电线路示意图。
图2是开关电源功率级一种具体的拓扑架构。
具体实施方式
下面结合附图给出本实用新型线路的实施方式，以详细说明本实用新型的技术方案。
如下图1中，PWM控制芯片输出一个电压控制信号直接或者间接的与开关电源功率级中开关管的控制端连接。第二电阻R2连接PWM控制芯片的一个端口和一个第一二极管D1的阳极，R2的另外一端连接一个第二电感L2，L2的另一端接Com端和一个第一电感L1的一端，Com是开关电源功率级的输出负端，输出正端是Vout+，一个第一电阻R1一端连接Vout+，另外一端连接一个第一开关管Q1的源极（S脚）和第一稳压管CR1的一端，CR1的另外一端连接一个第二二极管D2的阳极，D1阴极、D2阴极、一个第一电容C1的一端、一个第三电阻的一端一起接Q1的栅极（G脚），Q1的漏极（D脚）、C1另一端、R3另一端、L1另一端一起接输出负载的地。
如下图2中是开关电源功率级的一种具体的拓扑结构，反激架构，包括输入滤波电路，变压器原边绕组，原边开关管，变压器副边绕组，副边整流管，输出滤波线路。
如图1开关电源系统，当开关电源正常工作时，有输出电压Vout+，第一电感L1和第二电感L2与输出电压耦合，L1与L2串联是为了使叠加出来的电压高于Vout+，L1与第二电阻R2连接的一端建立电压，则R2 上建立了电压VDD，VDD可以作为PWM控制芯片或者系统其他辅助线路的供电。VDD有电后，第一二极管D1的阴极还没有电，阳极电压高于阴极电压，二极管导通，电容C1上建立电压，开关管Q1是一个P型的MOSFET，此时Q1的G脚电压高于S脚，Q1不开通，第一电阻R1上无电流流过。当开关电源关断后，输出电压因为大电容的存在电压下降缓慢，电容C1上的电压通过R3放电，使得Q1的G脚电压下降速度快于输出电压的下降，G电压低于S脚电压， Q1开通，Vout+通过R1，Q1进行放电，使输出电压迅速降低到零。稳压管CR1的作用是保护Q1的G脚，当输出是很高的电压时，MOFET Q1的G脚会因为承受不了过高的电压而击穿，稳压管的使用就避免了Q1的GS承受一个太高的电压。这样就实现了开关电源的输出电压在关机后能够快速的放电，有效的降低了开关电源在输出电压没有降到零时突然开机副边同步整流管产生的应力和反灌电流，增加了开关电源的可靠性。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施线路，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施线路做出多种变更或修改。因此，本实用新型的保护范围由所附权利要求书限定。
Claims (6)
1.一种开关电源关机输出放电线路，该线路包含开关电源功率级，PWM控制芯片，输出放电线路，输出负载，上述PWM控制芯片输出一个电压信号直接或者间接的与开关电源功率级的开关管连接，开关电源功率级输出正电压端口Vout+连接负载，负电压端口是Com端口，负载的负端接地，其特征在于，该线路通过一个第一电阻一端与输出电压Vout+连接，另外一端连接一个第一开关管的源极，利用开关管的开通和关断特性来实现开关电源关机时输出电压的快速放电。
2.如权利要求1所述的一种开关电源关机输出放电线路，其特征在于，上述输出放电线路还包括：一个第一电感L1和一个第二电感L2，L1是与输出电感同样匝数的耦合电感或者本身就是输出电感，一端连Com，另外一端接负载地；L2是耦合在输出电感上的另一电感，一端接一个第二电阻R2的一端，另一端接Com；第二电阻的另外一端与PWM控制芯片的一个端口连接，L2串联L1与输出电压耦合后产生的电压VDD可作为PWM控制芯片或者系统中其他辅助线路的供电电压。
3.如权利要求1所述的一种开关电源关机输出放电线路，其特征在于，上述输出放电线路还包含：一个第一二极管，其阳极与第二电阻的另外一端连接，阴极与第二二极管的阴极、一个第一电容的一端、一个第三电阻的一端、第一开关管的栅极相连；一个第一稳压管，其一端连接第一电阻的另外一端和第一开关管的源极，另一端连接第二二极管的阳极；第一开关管的漏极、第一电容的另外一端和第三电阻的另外一端接地；第一稳压管、第二二极管的阴极与第一开关管的栅极相连，这一条支路用来保护开关管的栅极，避免开关管的栅极承受过高的电压而击穿。
4.如权利要求3所述的一种开关电源关机输出放电线路，其特征在于，上述第一电容和第三电阻并联，放在第一开关管的栅极与漏极之间，在开关电源关机时对栅极进行放电。
5.如权利要求4所述的一种开关电源关机输出放电线路，其特征在于，上述第一开关管是一种P型MOSFET。
6.如权利要求1所述的一种开关电源关机输出放电线路，其特征在于，上述开关电源功率级是开关电源中任意一种开关电源拓扑架构。
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