CN209250226U - 短路保护电路及pfc电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种短路保护电路及PFC电路，电压采样模块用于接入PFC电压并对PFC电压进行采样，并将采样结果传输至信号处理模块，信号处理模块根据采样结果输出信号至比较模块。在PFC二极管正常时，比较模块接收正常的PFC电压对应的输出电位信号后输出比较结果，以使PFC芯片正常工作；在PFC二极管电路时，PFC电压小于正常电压值，比较模块接收小于正常电压值的PFC电压对应的输出电位信号后输出比较结果至使能端，以使PFC芯片停止工作。基于此，在PFC二极管短路时，关闭PFC芯片，为PFC二极管短路提供保护，且不会造成MOS管持续发热。

Description

短路保护电路及PFC电路

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术领域，特别是涉及一种短路保护电路及PFC 电路。

背景技术

开关电源作为一种电容输入型电路，其电流和电压之间的相位差会造成交换功率的损失，此时便需要PFC电路提高功率因数。PFC(Power Factor Correction 功率因数校正)电路用于提高开关电源的功率因数，功率因数越高，电能利用率越高。因此，在开关电源中，PFC电路起到很重要的作用，如何保证PFC电路稳定工作是保证开关电源稳定工作的前提。

在PFC电路中，存在一种常见的故障——PFC二极管短路。传统的处理PFC 二极管短路的方式是通过PFC芯片自身的MOS管源极电流检测输入端(CS引脚)的过压进行间歇保护，即PFC芯片通过持续输出较窄的开关脉冲。

然而，PFC芯片持续输出较窄的开关脉冲会造成MOS管持续发热，严重时会造成靠近MOS管的器件或外壳起火。

实用新型内容

基于此，有必要针对PFC芯片持续输出较窄的开关脉冲会造成MOS管持续发热问题，提供一种短路保护电路及PFC电路

一种短路保护电路，应用于开关电源中的PFC电路，包括电压采样模块、信号处理模块和比较模块；

电压采样模块的输入端用于接入PFC电路的PFC电压；

电压采样模块的输出端连接信号处理模块的输入端；

信号处理模块的输出端连接比较模块的输入端；

比较模块的输出端用于连接PFC电路的使能端。

在其中一个实施例中，电压采样模块包括第一分压模块和第二分压模块；

第一分压模块的第一端为电压采样模块的输入端；

第一分压模块的第二端连接第二分压模块的第一端，第二分压模块的第二端用于连接基准信号源；其中，第一分压模块的第二端为电压采样模块的输出端。

在其中一个实施例中，信号处理模块包括电位调整模块、第三分压模块和第四分压模块；

第三分压模块的第一端用于接入第一基准电压；

第三分压模块的第二端连接第四分压模块的第一端，第四分压模块的第二端用于接入第二基准电压；

电位调整模块的受控端为信号处理模块的输入端，电位调整模块的输入端连接第三分压模块的第二端，电位调整模块的输出端用于接入第二基准电压；

第三分压模块的第二端为信号处理模块的输出端。

在其中一个实施例中，电位调整模块包括二极管；

二极管的负极为电位调整模块的受控端和输入端；

二极管的正极为电位调整模块的输出端。

在其中一个实施例中，二极管为瞬变二极管。

在其中一个实施例中，电位调整模块包括晶体管；

晶体管的基极为电位调整模块的受控端；

晶体管的集电极为电位调整模块的输入端；

晶体管的发射极为电位调整模块的输出端。

在其中一个实施例中，晶体管为NPN三极管。

在其中一个实施例中，第四分压模块包括电容。

在其中一个实施例中，比较模块包括稳压管；

稳压管的负极为比较模块的输入端；

稳压管的正极为比较模块的输出端。

一种PFC电路，包括PFC芯片和上述的短路保护电路；

电压采样模块的输入端用于连接PFC芯片的PFC电压输出端；

电压采样模块的输出端连接信号处理模块的输入端；

信号处理模块的输出端连接比较模块的输入端；

比较模块的输出端用于连接PFC芯片的使能端。

上述短路保护电路及PFC电路，电压采样模块用于接入PFC电压并对PFC 电压进行采样，并将采样结果传输至信号处理模块，信号处理模块根据采样结果输出信号至比较模块。在PFC二极管正常时，比较模块接收正常的PFC电压对应的输出电位信号后输出比较结果，以使PFC芯片正常工作；在PFC二极管电路时，PFC电压小于正常电压值，比较模块接收小于正常电压值的PFC电压对应的输出电位信号后输出比较结果至使能端，以使PFC芯片停止工作。基于此，在PFC二极管短路时，关闭PFC芯片，为PFC二极管短路提供保护，且不会造成MOS管持续发热。

附图说明

图1为短路保护电路模块结构图；

图2为电压采样模块结构图；

图3为一具体应用例的短路保护电路图；

图4为信号处理模块结构图；

图5为另一具体应用例的短路保护电路图；

图6为PFC电路模块结构图。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本实用新型进行进一步的讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例提供一种短路保护电路：

图1为短路保护电路模块结构图，如图1所示，短路保护电路包括电压采样模块100、信号处理模块101和比较模块102；

电压采样模块100的输入端用于接入PFC电路的PFC电压；

其中，电压采样模块100对PFC电路的PFC电压进行电压采样。其中，采样结果包括电位信息。其中，电位信息可与PFC电压对应，即电位信息可与PFC 电压相同，或电位信息与PFC电压存在比例转换。

在其中一个实施例中，图2为电压采样模块结构图，电压采样模块100包括第一分压模块200和第二分压模块201；

第一分压模块200的第一端为电压采样模块100的输入端；

第一分压模块200的第二端连接第二分压模块201的第一端，第二分压模块201的第二端用于连接基准信号源；其中，第一分压模块200的第二端为电压采样模块100的输出端。

其中，第一分压模块200与第二分压模块201对PFC电压与基准信号源的电压差值进行分压。以第一分压模块200的阻值为A，第二分压模块的阻值为B 为例，设PFC电压与基准信号源的电压差值为C，则电压采样模块100的输出端的采样电压值＝BC/(A+B)。

图3为一具体应用例的短路保护电路图，如图3所示，第一分压模块包括第一电阻R1，第二分压模块包括第二电阻R2，基准信号源为地信号源。

电压采样模块100的输出端连接信号处理模块101的输入端；

信号处理模块101的输出端连接比较模块102的输入端；

其中，信号处理模块101的输出端连接比较模块102的输入端，用于输出一个原始电位信号给比较模块102，比较模块103根据该原始电位信号输出的信号，不会影响PFC电路的运行。在PFC二极管短路后，电压采样模块100的输出端输出的电位信号发生改变，信号处理模块101改变输出的原始电位信号，比较模块103根据该改变后的原始电位信号所输出的信号，可关闭PFC电路。

在其中一个实施例中，图4为信号处理模块结构图，如图4所示，信号处理模块101包括电位调整模块300、第三分压模块301和第四分压模块302；

第三分压模块301的第一端用于接入第一基准电压；

第三分压模块301的第二端连接第四分压模块302的第一端，第四分压模块302的第二端用于接入第二基准电压；

电位调整模块300的受控端为信号处理模块101的输入端，电位调整模块 300的输入端连接第三分压模块301的第二端，电位调整模块300的输出端用于接入第二基准电压；

第三分压模块301的第二端为信号处理模块101的输出端。

比较模块102的输出端用于连接PFC电路的使能端。

其中，第三分压模块301和第四分压模块302用于对第一基准电压与第二基准电压的电压差值进行分压。以第三分压模块301的阻值为A1，第二分压模块302的阻值为B1为例，设第一基准电压与第二基准电压的电压差值为C1，则信号处理模块101的输出端的电位＝B1C1/(A1+B1)。

其中，电位调整模块300受控端根据电压采样模块100的采样结果，控制其输出端与输入端导通，以使电位调整模块300的输入端与输出端，与第四分压模块302并联，以改变的电位信号。

在其中一个实施例中，如图3所示，第三分压模块301包括第三电阻R3，第四分压模块302包括电容C。其中，第一基准电压为PFC电路的供电电压VCC，第二基准电压为地电压。需要注意的是，第一基准电压和第二基准电压不限于上述限定。

在其中一个实施例中，电容C为电解电容。电解电容的正极连接第三分压模块301的第二端，负极连接第二基准电压。

第四分压模块302包括电容，通过电容进行充电，以稳定信号处理模块101 的输出端的电位。

在其中一个实施例中，如图3所示，电位调整模块300包括二极管D1；

二极管D1的负极为电位调整模块300的受控端和输入端；

二极管D1的正极为电位调整模块300的输出端。

其中，在PFC电路正常工作时，电压采样模块100输出的采样结果使二极管D1反向导通，二极管D1在反向导通后起分压作用，降低信号处理模块101 的输出端的电位。在PFC二极管短路时，电压采样模块100输出的采样结果无法使二极管D1反向导通。

在其中一个实施例中，二极管D1采用瞬变二极管。

图5为另一具体应用例的短路保护电路图，如图5所示，电位调整模块300 包括晶体管Q1；

晶体管Q1的基极为电位调整模块300的受控端；

晶体管Q1的集电极为电位调整模块300的输入端；

晶体管Q1的发射极为电位调整模块300的输出端。

其中，在PFC电路正常工作时，电压采样模块100输出的采样结果使晶体管Q1导通，晶体管Q在导通后集电极和发射极间存在压降，起分压作用，降低信号处理模块101的输出端的电位。在PFC二极管短路时，电压采样模块100 输出的采样结果无法使晶体管Q1反向导通。

在其中一个实施例中，如图5所示，晶体管为NPN三极管，对应的第二基准电压为地电压。

在其中一个实施例中，如图3所示，比较模块包括稳压管D2。

在在PFC二极管正常时，信号处理模块101的输出端的电位无法使稳压管 D2导通，稳压管D2的正极输出低电位信号到PFC电路的使能端，PFC电路正常工作。在PFC二极管短路时，信号处理模块101的输出端的电位使稳压管D2 反向导通，稳压管D2的正极输出高电位信号到PFC电路的使能端，PFC电路停止工作。

在其中一个实施例中，图6为PFC电路模块结构图，图6提供了一种PFC 电路，包括PFC芯片400和上述任一实施例的短路保护电路401；

电压采样模块100的输入端用于连接PFC芯片400的PFC电压输出端 PFC-OUT；

电压采样模块100的输出端连接信号处理模块101的输入端；ⁱ

信号处理模块101的输出端连接比较模块102的输入端；

比较模块102的输出端用于连接PFC芯片400的使能端PFC-EN。

上述短路保护电路及PFC电路，电压采样模块100用于接入PFC电压并对 PFC电压进行采样，并将采样结果传输至信号处理模块101，信号处理模块101 根据采样结果输出信号至比较模块102。在PFC二极管正常时，比较模块102 接收正常的PFC电压对应的输出电位信号后输出比较结果，以使PFC芯片正常工作；在PFC二极管电路时，PFC电压小于正常电压值，比较模块102接收小于正常电压值的PFC电压对应的输出电位信号后输出比较结果至使能端，以使 PFC芯片停止工作。基于此，在PFC二极管短路时，关闭PFC芯片，为PFC二极管短路提供保护，且不会造成MOS管持续发热。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种短路保护电路，应用于开关电源中的PFC电路，其特征在于，包括电压采样模块、信号处理模块和比较模块；

所述电压采样模块的输入端用于接入所述PFC电路的PFC电压；

所述电压采样模块的输出端连接所述信号处理模块的输入端；

所述信号处理模块的输出端连接所述比较模块的输入端；

所述比较模块的输出端用于连接所述PFC电路的使能端。

2.根据权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述电压采样模块包括第一分压模块和第二分压模块；

所述第一分压模块的第一端为所述电压采样模块的输入端；

所述第一分压模块的第二端连接所述第二分压模块的第一端，所述第二分压模块的第二端用于连接基准信号源；其中，所述第一分压模块的第二端为所述电压采样模块的输出端。

3.根据权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述信号处理模块包括电位调整模块、第三分压模块和第四分压模块；

所述第三分压模块的第一端用于接入第一基准电压；

所述第三分压模块的第二端连接所述第四分压模块的第一端，所述第四分压模块的第二端用于接入第二基准电压；

所述电位调整模块的受控端为所述信号处理模块的输入端，所述电位调整模块的输入端连接所述第三分压模块的第二端，所述电位调整模块的输出端用于接入第二基准电压；

所述第三分压模块的第二端为所述信号处理模块的输出端。

4.根据权利要求3所述的短路保护电路，其特征在于，所述电位调整模块包括二极管；

所述二极管的负极为所述电位调整模块的受控端和输入端；

所述二极管的正极为所述电位调整模块的输出端。

5.根据权利要求4所述的短路保护电路，其特征在于，所述二极管为瞬变二极管。

6.根据权利要求3所述的短路保护电路，其特征在于，所述电位调整模块包括晶体管；

所述晶体管的基极为所述电位调整模块的受控端；

所述晶体管的集电极为所述电位调整模块的输入端；

所述晶体管的发射极为所述电位调整模块的输出端。

7.根据权利要求6所述的短路保护电路，其特征在于，所述晶体管为NPN三极管。

8.根据权利要求3所述的短路保护电路，其特征在于，所述第四分压模块包括电容。

9.根据权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述比较模块包括稳压管；

所述稳压管的负极为比较模块的输入端；

所述稳压管的正极为比较模块的输出端。

10.一种PFC电路，其特征在于，包括PFC芯片和如权利要求1至9任意一项所述的短路保护电路；

所述电压采样模块的输入端用于连接所述PFC芯片的PFC电压输出端；

所述电压采样模块的输出端连接所述信号处理模块的输入端；

所述信号处理模块的输出端连接所述比较模块的输入端；

所述比较模块的输出端用于连接所述PFC芯片的使能端。