CN210669515U - 一种半桥拓扑开关电源输出短路与过压保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及开关电源电路技术领域。本实用新型公开了一种半桥拓扑开关电源输出短路与过压保护电路，包括电源控制芯片、第一开关管Q5、第二开关管Q6和二极管D12，该半桥拓扑开关电源的系统电压VDD经过分压后通过二极管D12输出给电源控制芯片的使能控制端，第二开关管Q6接在二极管D12的正端与地之间，第二开关管Q6被配置为当该桥拓扑开关电源的输出端短路时，不导通；当该桥拓扑开关电源的输出端有电压时，导通，第一开关管Q5被配置为当该桥拓扑开关电源的输出端短路或正常输出时，不导通；当该桥拓扑开关电源的输出端过压时，导通，第一开关管Q5导通时，驱动第二开关管Q6断开。本实用新型具有短路、过压保护功能，且短路故障去除后，可自动复位。
Description
技术领域
本实用新型属于开关电源电路技术领域，具体地涉及一种半桥拓扑开关电源输出短路与过压保护电路。
背景技术
早期半桥拓扑开关电源核心电路主要由：输入EMI电路、电源控制芯片、开关电路、高频变压器、输出电路、反馈控制电路等部份组成。由于电源控制芯片为早期产品，自身的保护功能不其全，无输出短路保护功能、无输出过压保护功能。当电源正常工作时，若输出出现短路故障，如果没有短路保护功能，系统短时间内会出现炸机现象，甚至会火灾事故，即使短路故障排除掉，系统也不能自动复位恢复正常工作，影响客户使用；当电源正常工作时，由于某种原因，系统输出电压突然变高，如果没有过压保护功能，能易造成客户使用端设备损坏，甚至会出火灾事故，可能造成人身安全受到威胁，财产受到不可估量的损失，严重影响了客户体验，因此，亟需对其安全性和稳定性进行改进。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种半桥拓扑开关电源输出短路与过压保护电路用于解决上述存在的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种半桥拓扑开关电源输出短路与过压保护电路，包括电源控制芯片，还包括第一开关管Q5、第二开关管Q6和二极管D12，该半桥拓扑开关电源的系统电压VDD经过分压后通过二极管D12输出给电源控制芯片的使能控制端，所述第二开关管Q6接在二极管D12的正端与地之间，所述第二开关管Q6被配置为当该桥拓扑开关电源的输出端短路时，不导通；当该桥拓扑开关电源的输出端有电压时，导通，所述第一开关管Q5被配置为当该桥拓扑开关电源的输出端短路或正常输出时，不导通；当该桥拓扑开关电源的输出端过压时，导通，所述第一开关管Q5导通时，驱动第二开关管Q6断开。
进一步的，还包括电阻R20、电阻R21、电阻R23和电阻R24，二极管D12的正端串联电阻R20接该半桥拓扑开关电源的系统电压VDD，二极管D12的负端接电源控制芯片的使能控制端，第二开关管Q6接在二极管D12的正端与地之间，电阻R21与第二开关管Q6并联，第二开关管Q6的控制端串联电阻R22接该桥拓扑开关电源的正输出端，同时串联电阻R23接地，第一开关管Q5接在第二开关管Q6的控制端和地之间，第一开关管Q5的控制端串联电阻R24接该桥拓扑开关电源的正输出端，同时串联电阻R25接地。
进一步的，所述第一开关管Q5为NPN三极管。
进一步的，所述第二开关管Q6为NPN三极管。
进一步的，还包括稳压管ZD1，所述二极管D12的正端依次串联电阻R20和稳压管ZD1接该半桥拓扑开关电源的系统电压VDD。
进一步的，还包括稳压管ZD2，第一开关管Q5的控制端依次串联电阻R24和稳压管ZD2接该桥拓扑开关电源的正输出端。
进一步的，还包括电容EC8，所述电容EC8与电阻R21并联。
进一步的，所述电源控制芯片的型号为TL494。
本实用新型的有益技术效果：
本实用新型具有短路、过压保护功能，并且短路故障去除后，系统可自动复位，正常输出，且电路结构简单，易于实现，成本低，工作噪声小，抗干扰能力强。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型具体实施例的电路原理图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
如图1所示，一种半桥拓扑开关电源输出短路与过压保护电路，包括电源控制芯片U1，还包括第一开关管Q5、第二开关管Q6和二极管D12，该半桥拓扑开关电源的系统电压VDD经过分压后通过二极管D12输出给电源控制芯片U1的使能控制端，所述第二开关管Q6接在二极管D12的正端与地之间，所述第二开关管Q6被配置为当该桥拓扑开关电源的输出端短路时，不导通；当该桥拓扑开关电源的输出端有电压时，导通，所述第一开关管Q5被配置为当该桥拓扑开关电源的输出端短路或正常输出时，不导通；当该桥拓扑开关电源的输出端过压时，导通，所述第一开关管Q5导通时，驱动第二开关管Q6断开。
本具体实施例中，半桥拓扑开关电源是基于型号为TL494的电源控制芯片U1的现有半桥拓扑开关电源，包括输入EMI电路、电源控制芯片U1、开关电路、高频变压器、输出电路、反馈控制电路等部份，具体电路如图1所示，此是现有的半桥拓扑开关电源，不是本实用新型的改进部分，不再细说。
当然，在其它实施例中，也可以是基于其它型号的电源控制芯片的各种现有半桥拓扑开关电源，只要电源控制芯片本身没有短路保护和过压保护功能，且具有使能控制端即可适用。
本具体实施例中，所述第一开关管Q5为NPN三极管，所述第二开关管Q6为NPN三极管，但并不限于此，在其它实施例中，第一开关管Q5和第二开关管Q6也可以采用其它开关管，如MOS管等来实现。
本具体实施例中，还包括电阻R20、电阻R21、电阻R23和电阻R24，二极管D12的正端串联电阻R20接该半桥拓扑开关电源的系统电压VDD(即电阻R14的输出端)，二极管D12的负端接电源控制芯片U1的使能控制端(第4脚)，NPN三极管Q6接在二极管D12的正端与地之间，电阻R21与NPN三极管Q6并联，NPN三极管Q6的基极(控制端)串联电阻R22接该桥拓扑开关电源的正输出端V+，同时串联电阻R23接地，NPN三极管Q5接在NPN三极管Q6的基极和地之间，NPN三极管Q5的基极(控制端)串联电阻R24接该桥拓扑开关电源的正输出端V+，NPN三极管Q5的基极串联电阻R25接NPN三极管Q5的发射极。选择合适的电阻R22和R23，使得当该桥拓扑开关电源的正输出端V+输出电压大于或等于正常输出电压时，NPN三极管Q6的基极电压不小于其开启电压，此是本领域技术人员可以根据实际电路轻易实现的，不再细说。
进一步的，本具体实施例中，还包括稳压管ZD1，所述二极管D12的正端依次串联电阻R20和稳压管ZD1接该电源控制芯片U1的工作电压VDD，提高工作稳定性，干扰小。
进一步的，本具体实施例中，还包括稳压管ZD2，NPN三极管Q5的基极依次串联电阻R24和稳压管ZD2接该桥拓扑开关电源的正输出端V+，提高NPN三极管Q5工作的稳定性。通过选择合适的稳压管ZD2、电阻R24和电阻R25，使得当该桥拓扑开关电源的正输出端V+正常输出时，NPN三极管Q5的基极电压小于其开启电压；当该桥拓扑开关电源的正输出端V+输出电压偏高时，NPN三极管Q5的基极电压不小于其开启电压，此是本领域技术人员可以根据实际电路轻易实现的，不再细说。
进一步的，本具体实施例中，还包括电容EC8，所述电容EC8与电阻R21并联，进行滤波，提高电路稳定性和抗干扰能力。
工作过程：
当半桥拓扑开关电源的输出端出现短路故障时，NPN三极管Q5和Q6的基极全部为低电平，NPN三极管Q5和Q6全部不工作断开，该半桥拓扑开关电源的系统电压VDD通过稳压管ZD1、电阻R20、电阻R21分压后，经过二极管D12输出到电源控制芯片U1的使能控制端，使电源控制芯片U1的使能控制端的电压为高电平，电源控制芯片U1进入短路保护，系统无输出；当短路故障去除后，NPN三极管Q5不工作，NPN三极管Q6饱和导通，将二极管D12的正端拉低，此时二极管D12不导通，电源控制芯片U1的使能控制端的电压为低电平，电源控制芯片U1正常工作。
当半桥拓扑开关电源的输出端输出电压偏高时，NPN三极管Q5的基极为高电平，NPN三极管Q5饱和导通，将NPN三极管Q6的基极拉为低电平，NPN三极管Q6不工作断开，该半桥拓扑开关电源的系统电压VDD通过稳压管ZD1、电阻R20、R21分压后，经过二极管D12输出到电源控制芯片U1的使能控制端，使电源控制芯片U1的使能控制端的电压为高电平，电源控制芯片U1进入过压保护，系统无输出；当过压故障去除后，NPN三极管Q5不工作，NPN三极管Q6饱和导通，此时二极管D12不导通，电源控制芯片U1的使能控制端的电压为低电平，电源控制芯片U1正常工作。
本实用新型具有短路、过压保护功能，并且短路故障去除后，系统可自动复位，正常输出，且电路结构简单，易于实现，成本低，工作噪声小，抗干扰能力强。
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，在形式上和细节上可以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 (8)
1.一种半桥拓扑开关电源输出短路与过压保护电路，包括电源控制芯片，其特征在于：还包括第一开关管Q5、第二开关管Q6和二极管D12，该半桥拓扑开关电源的系统电压VDD经过分压后通过二极管D12输出给电源控制芯片的使能控制端，所述第二开关管Q6接在二极管D12的正端与地之间，所述第二开关管Q6被配置为当该桥拓扑开关电源的输出端短路时，不导通；当该桥拓扑开关电源的输出端有电压时，导通，所述第一开关管Q5被配置为当该桥拓扑开关电源的输出端短路或正常输出时，不导通；当该桥拓扑开关电源的输出端过压时，导通，所述第一开关管Q5导通时，驱动第二开关管Q6断开。
2.根据权利要求1所述的半桥拓扑开关电源输出短路与过压保护电路，其特征在于：还包括电阻R20、电阻R21、电阻R23和电阻R24，二极管D12的正端串联电阻R20接该半桥拓扑开关电源的系统电压VDD，二极管D12的负端接电源控制芯片的使能控制端，第二开关管Q6接在二极管D12的正端与地之间，电阻R21与第二开关管Q6并联，第二开关管Q6的控制端串联电阻R22接该桥拓扑开关电源的正输出端，同时串联电阻R23接地，第一开关管Q5接在第二开关管Q6的控制端和地之间，第一开关管Q5的控制端串联电阻R24接该桥拓扑开关电源的正输出端，同时串联电阻R25接地。
3.根据权利要求2所述的半桥拓扑开关电源输出短路与过压保护电路，其特征在于：所述第一开关管Q5为NPN三极管。
4.根据权利要求2所述的半桥拓扑开关电源输出短路与过压保护电路，其特征在于：所述第二开关管Q6为NPN三极管。
5.根据权利要求2所述的半桥拓扑开关电源输出短路与过压保护电路，其特征在于：还包括稳压管ZD1，所述二极管D12的正端依次串联电阻R20和稳压管ZD1接该半桥拓扑开关电源的系统电压VDD。
6.根据权利要求2所述的半桥拓扑开关电源输出短路与过压保护电路，其特征在于：还包括稳压管ZD2，第一开关管Q5的控制端依次串联电阻R24和稳压管ZD2接该桥拓扑开关电源的正输出端。
7.根据权利要求2所述的半桥拓扑开关电源输出短路与过压保护电路，其特征在于：还包括电容EC8，所述电容EC8与电阻R21并联。
8.根据权利要求1所述的半桥拓扑开关电源输出短路与过压保护电路，其特征在于：所述电源控制芯片的型号为TL494。
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