CN209545442U - 一种基于ld7538的开关电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于LD7538的开关电源电路，包括初级电路、整流滤波电路、PWM控制电路、过载延时保护电路、输出及采样控制电路；所述PWM控制电路的电源管理芯片采用LD7538芯片；所述PWM控制电路的输出端设有开关管，输出及采样控制电路的输入端设有变压器，PWM控制电路的开关管的输出连接至输出及采样控制电路的变压器的初级绕组，此变压器的反馈绕组连接至LD7538芯片的引脚CS端；所述LD7538芯片的引脚COMP连接一光耦，所述光耦的输出端连接过载延时保护电路的输出端。采用上述技术方案，本实用新型的有益之处在于，1、保护精度较高，可达到±10%；2、增加过载延时保护。

Description

一种基于LD7538的开关电源电路

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种基于LD7538的开关电源电路。

背景技术

开关电源一般包括EMI及输入整流滤波电路、PWM控制电路、 输出及采样控制电路，目前，大多数100W以下反激型开关电源，其PWM 控制工作电路的电源管理芯片采用普通的PWMIC（LD7535芯片）。

这种采用LD7535芯片作为电源管理芯片的开关电源，其过压保护是靠LD7535芯片的VCC脚内部所连接的一个32V稳压管来实现，当输出电压升高时变压器T1F的辅助绕组供给LD7535芯片VCC脚的电压也会升高，达到32V时LD7535芯片进入过压保护状态。这种开关电源，由于32V稳压管器件自身存在误差，导致过压保护精度较低。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述存在的问题，提供一种基于LD7538的开关电源电路。

本实用新型采用如下技术方案:包括初级电路、整流滤波电路、PWM控制电路、过载延时保护电路、输出及采样控制电路；所述PWM控制电路的电源管理芯片采用LD7538芯片；所述初级电路的交流输入耦合到次级，次级经过整流滤波电路后得到稳定的直流电压，所述初级电路的输出端连接至PWM控制电路的电源输入端，所述整流滤波电路的输出端连接输出及采样控制电路的输入端，所述过载延时保护电路的输入端连接输出及采样控制电路的输出端；所述PWM控制电路的输出端设有开关管，输出及采样控制电路的输入端设有变压器，PWM控制电路的开关管的输出连接至输出及采样控制电路的变压器的初级绕组，此变压器的反馈绕组连接至LD7538芯片的引脚CS端；所述LD7538芯片的引脚COMP连接一光耦，所述光耦的输出端连接过载延时保护电路的输出端。

优选的，所述过载延时保护电路由电阻R34、电阻R37、电阻R31、电阻R32、电阻R39、比较器IC3、电解电容EC6、IC芯片IC4、二极管D10构成，所述光耦的输出端与二极管D10连接至比较器IC3的输出端，电阻R34串联至输出及采样控制电路的输出端的负极，电阻R37一端与电阻R34连接，另一端与比较器IC3的负端连接，比较器IC3的负端连接电容EC6后接地，电阻R31一端与芯片IC4连接，另一端与输出及采样控制电路的输出端的正极连接形成基准电压，电阻32和电阻39组成比较电路形成比较电压与比较器IC3的正端连接。

进一步的，所述比较器IC3为LM358比较器，所述IC芯片IC4为TL431芯片。

采用上述技术方案，本实用新型的有益之处在于，1、PWM控制电路的电源管理芯片采用LD7538芯片，由于LD7538芯片的过压保护是靠CS脚内部一个OVP误差放大器来实现，利用开关管Q1关断时在变压器的反馈绕组产生的电压通过整流、降压、滤波后接到LD7538芯片CS脚至内部的OVP误差放大器，与LD7538 芯片0.2V的基准比较得到信号，使LD7538芯片关断引脚OUT，进入过压保护状态，保证开关电源的输出电压的过压保护可控制在一定范围内，保护精度较高，可达到±10%；2、增加过载延时保护，使得开关电源可以在负载启动的瞬间提供超过额定功率的较高功率，在开关电源可以在短时间内带载大于保护点的电流，过载延时的时间可以由电阻和电容设定，从而实现准确的过流保护。

附图说明

图1是本实用新型的电路图；

图2是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

本实用新型如图1和2所示，包括初级电路、整流滤波电路、PWM控制电路、过载延时保护电路、输出及采样控制电路；所述PWM控制电路的电源管理芯片采用LD7538芯片；所述初级电路的交流输入耦合到次级，次级经过整流滤波电路后得到稳定的直流电压，所述初级电路的输出端连接至PWM控制电路的电源输入端，所述整流滤波电路的输出端连接输出及采样控制电路的输入端，所述过载延时保护电路的输入端连接输出及采样控制电路的输出端；所述PWM控制电路的输出端设有开关管，输出及采样控制电路的输入端设有变压器，PWM控制电路的开关管的输出连接至输出及采样控制电路的变压器的初级绕组，此变压器的反馈绕组连接至LD7538芯片的引脚CS端；所述LD7538芯片的引脚COMP连接一光耦，所述光耦的输出端连接过载延时保护电路的输出端。

各部分电路的工作原理如下：

1、初级电路和整流滤波电路：

由共模电感L1、L2，电容CX1，电阻R1、R2，整流器BD1构成EMI及 输入整流滤波电路。

由共模电感L1、L2和电容CX1起到抑制EMI共模干扰的作用；电容CX1 起到抑制EMI差模干扰的作用；因安规要求，设置电阻R1、R2在关机时给 电容CX1放电，同时与电阻R8组合作为电源管理芯片IC1（LD7538）的起 动电阻；整流器BD1和电容C1组成整流滤波电路给整机提供直流电源。

2、PWM控制电路：

PWM控制电路的电源管理芯片IC1采用公知电源管理芯片LD7538。

电源管理芯片IC1（LD7538）的VCC脚通过电阻R8得到起动电源给电容C10充电，当电容C10电压上升至电源管理芯片IC1所要求的起动电压 时电源管理芯片IC1开始工作，电源管理芯片IC1的OUT脚开始输出开关 脉冲的高电平，开关管Q1进入导通状态。电容C1上的直流电压通过变压 器T1的初级绕组、开关管Q1、电阻R23-R24（电阻R23、R24并联，调整其大小可以改变输出功率大小，阻值大，输出功率小）构成回路。此时变 压器T1初级绕组中的电流成线性增大，当此电流增大在电阻R23、R24上产生的电压通过电阻R20和电容C14组成的积分电路滤除尖峰干扰后达到一定值（此电压值是IC1内部设定好的）时，电源管理芯片IC1的OUT脚开始输出开关脉冲的低电平，开关管Q1进入截止状态，变压器T1的输出绕组、反馈绕组通过各自导通的整流二极管开始输出电压，反馈绕组T1-B的输出通过稳压管ZD2整流，再经电阻R7（微调电压作用）电容C10滤波，电容C11去耦给电源管理芯片IC1供电；此时开关管Q1截止变压器T1的初级绕组就会产生尖峰电压，为了保证开关管Q1工作在安全电压范围内二极管D2，电阻R4，电阻R5，电阻R9和电容C2就用来吸收此尖峰电压，同时电阻R9还有改善EMI辐射的作用。

3、输出及采样控制电路：

变压器T1的输出绕组通过二极管D1整流，电容C5滤波，开关管Q2滤除高频尖峰纹波后再通过电容C6滤波成干净的直流电压。电阻R17、电阻R3 和稳压管U2组成采样电路，电容C12和电阻R25是稳压管U2的补偿电路也就是负反馈电路，提高稳压管U2的稳定性。电容C8也是同样作用提高 整个取样反馈的稳定性。工作逻辑原理如下：当负载电流变小，输出电压变高，采样电路检测到输出电压变高时，稳压管U2会使红外发光二极管U1B中的电流变大，光敏三极管U1A阻值变小，电源管理芯片IC1的COMP脚电 压下降，使电源管理芯片IC1的OUT脚输出开关脉冲的高电平时间变短，从而调整开关管Q1的导通时间使输出电压下降达到所设定的电压。当负载电流变大，输出电压变低，逻辑关系反之即可。

4、过载延时保护电路：

过载延时保护电路由电阻R34、电阻R37、电阻R31、电阻R32、电阻R39、比较器IC3、电解电容EC6、IC芯片IC4、二极管D10构成，所述光耦的输出端与二极管D10连接至比较器IC3的输出端，电阻R34串联至输出及采样控制电路的输出端的负极，当输出端带载时，电流经过第一电阻R34形成一个电压 V1。电阻R37一端与电阻R34连接，另一端与比较器IC3的负端连接，设这点电压为 V2。比较器IC3的负端连接电容EC6后接地，电阻R31一端与芯片IC4连接，另一端与输出及采样控制电路的输出端的正极连接形成形成2.5V的基准电压。电阻32和电阻39组成比较电路形成比较电压V3与比较器IC3的正端连接。

本实用新型的保护原理如下：

1、变压器的反馈绕组T1-B通过二极管D4、降 压电阻R19（调整其阻值=调整OVP点）把检测电压（反馈绕组相位和输出 绕组相位相同，所以此电压和输出电压成比例关系）给到LD7538芯片IC1 的引脚CS，当由于机器故障而导致输出电压增大到一定值（可自行设定）时，反馈绕组T1-B电压也增大到一定值（可自行设定），LD7538芯片IC1的 CS脚内部OVP误差放大器的输入端（正端）超过0.2V时，与基准0.2V比 较得到信号输出给到复位端,产生过压保护信号使LD7538芯片IC1的OUT 脚关断，进入过压保护保护状态。因此开关电源的输出电压变化时，输出电压的过压保护可控制在一定范围内，输出电压过压保护精度较高，可达到±10%，从而实现过压保护。

2、电阻R37取一个几十KΩ到几百KΩ的电阻，当输出电流增加，V1瞬间升高，V1>V2时，电容EC6会充电直到V2=V1(第二电阻R37电阻值增加可 以限制电流，减慢充电速度)，所以V2电压上升就会有一个时间差。在输出电流大于保护点 的情况下(即V1>V3)，V2需要经过一段时间等电容EC6充电完成大于V3后，才会触发打嗝保护模式，在电容EC6充电的过程中，开关电源模块就可以带载大于保护点的电流，而后随着电容EC6充电完成进入打嗝保护模式，此即为过载延时保护功能。过载延时的时间可以由电阻R37与电容EC6设定，而开始有过载延时功能的切换点即为上述所说的保护点。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于LD7538的开关电源电路，其特征在于，包括初级电路、整流滤波电路、PWM控制电路、过载延时保护电路、输出及采样控制电路；所述PWM控制电路的电源管理芯片采用LD7538芯片；所述初级电路的交流输入耦合到次级，次级经过整流滤波电路后得到稳定的直流电压，所述初级电路的输出端连接至PWM控制电路的电源输入端，所述整流滤波电路的输出端连接输出及采样控制电路的输入端，所述过载延时保护电路的输入端连接输出及采样控制电路的输出端；所述PWM控制电路的输出端设有开关管，输出及采样控制电路的输入端设有变压器，PWM控制电路的开关管的输出连接至输出及采样控制电路的变压器的初级绕组，此变压器的反馈绕组连接至LD7538芯片的引脚CS端；所述LD7538芯片的引脚COMP连接一光耦，所述光耦的输出端连接过载延时保护电路的输出端。

2.如权利要求1所述的一种基于LD7538的开关电源电路，其特征在于，所述过载延时保护电路由电阻R34、电阻R37、电阻R31、电阻R32、电阻R39、比较器IC3、电解电容EC6、IC芯片IC4、二极管D10构成，所述光耦的输出端与二极管D10连接至比较器IC3的输出端，电阻R34串联至输出及采样控制电路的输出端的负极，电阻R37一端与电阻R34连接，另一端与比较器IC3的负端连接，比较器IC3的负端连接电容EC6后接地，电阻R31一端与芯片IC4连接，另一端与输出及采样控制电路的输出端的正极连接形成基准电压，电阻32和电阻39组成比较电路形成比较电压与比较器IC3的正端连接。

3.如权利要求2所述的一种基于LD7538的开关电源电路，其特征在于，所述比较器IC3为LM358比较器，所述IC芯片IC4为TL431芯片。