CN215300150U - 多路输出电源模块辅路输出短路保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及多路输出电源模块辅路输出短路保护技术领域，公开了一种多路输出电源模块辅路输出短路保护电路，其技术方案要点是包括：变压器能量耦合电路分别与输入EMC和整流电路、变压器漏感能量吸收电路、辅助电源电路、PWM控制电路、短路保护电路、主路输出电路电性连接，PWM控制电路分别与输入EMC和整流电路、变压器漏感能量吸收电路、辅助电源电路、环路控制电路电性连接，变压器能量耦合电路分别与输入EMC和整流电路和辅助电源电路连接，输入EMC和整流电路和辅助电源电路连接，短路保护电路分别与辅路输出电路、主路输出电路电性连接，主路输出电路与环路控制电路电性连接。

Description

多路输出电源模块辅路输出短路保护电路

技术领域

本实用新型涉及多路输出电源模块辅路输出短路保护技术领域，更具体地说，它涉及一种多路输出电源模块辅路输出短路保护电路。

背景技术

一般的多路输出电源模块中，电源模块有2路以上的输出电压，分为主路输出和辅路输出。在电源模块正常运行时，电源模块输出回路出现短路或过负载时，要求电源模块自动关闭输出电压，电源模块输出负载正常时可以自动恢复输出。当电源模块输出回路出现短路或过负载时，副边输出回路电流增大，通过变压器磁耦合，原边输入电流增大，电源模块控制芯片检测电路检测到原边电流增大(设计预定值)，电源模块的控制芯片，将检测信号进行比较处理，发给电源模块开关MOS管一个低电平信号，使电源模块处于关机状态，输出电压为0电压。电源模块输出短路或过负载是异常工况，会造成电源模块MOS 管、输出整流二极管损环，并可能导致用电装置损坏。造成电源模块输出短路或过负载原因，主要是用户接电源线或插装电源模块误操作造成的。如果不进行电源模块输出电压短路或过负载快速保护，会造成电源模块永久损坏。

传统型多路输出电源模块主路输出短路保护电路。当电源模块主路输出回路出现短路或过负载时，副边主路输出回路电流增大，通过变压器磁耦合，原边输入电流增大，电源模块控制芯片检测电路检测到原边电流增大(设计预定值)，电源模块的控制芯片，将检测信号进行比较处理，发给电源模块开关MOS管一个低电平信号，使电源模块处于关机状态，电源模块输出电压为0电压。当电源模块主路输出短路结束，负载正常，电源模块自动回复工作。

传统型的辅路输出短路保护机理与主路输出短路保护类似，也通过变压器磁耦合、检测原边输入电流增大来实现，其组成为：1、通过变压器T100磁耦合将原边能量耦合到副边辅路电压输出电路；2、TL431 U103、稳压管Z110、电阻R150、电阻R245、电阻R139 和电容C132组成的控制电路，控制MOS管Q102的导通电压对辅路电压输出进行精准控制。

当多路输出电源模块辅路输出回路出现短路或过负载时，副边辅路输出回路电流增大，辅路输出回路出现短路时的冲击电流很大，辅路输出回路出现短路时的冲击电流流过MOS 管Q102，然后通过变压器T100耦合到原边，原边输入电流增大，电源模块控制芯片检测电路检测到原边电流增大(设计预定值)，电源模块的控制芯片，将检测信号进行比较处理，发给电源模块开关MOS管一个低电平信号，使电源模块处于关机状态，电源模块输出电压为0电压。多路输出电源模块辅路路输出回路短路结束，负载正常，电源模块自动回复工作。由于多路输出电源模块辅路输出回路出现短路或过负载时，辅路输出回路出现的冲击电流会对电源模块辅路输出回路的MOS管Q102造成冲击。如果当多路输出电源模块辅路输出回路频繁出现短路或过负载时，短路冲击电流就会造成MOS管Q102损坏，使电源模块无法正常工作。

传统型多路输出电源模块辅路输出短路保护电路实际使用中具有以下缺点：

1、多路输出电源模块辅路输出回频繁出现短路或过负载时，短路冲击电流容易造成辅路输出回路中的MOS管损坏。

2、保护电路速度慢，可能会造成后级设备损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多路输出电源模块辅路输出短路保护电路，克服了电源模块传统多路输出电源模块辅路输出回路短路或过负载时，容易造成电路中MOS管损坏的缺点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：多路输出电源模块辅路输出短路保护电路，包括输入EMC和整流电路、变压器能量耦合电路、变压器漏感能量吸收电路、辅助电源电路、主路输出电路、辅路输出电路、PWM控制电路、环路控制电路以及短路保护电路；

所述变压器能量耦合电路分别与所述输入EMC和整流电路、所述变压器漏感能量吸收电路、所述辅助电源电路、所述PWM控制电路、所述短路保护电路、所述主路输出电路电性连接，所述PWM控制电路分别与所述输入EMC和整流电路、所述变压器漏感能量吸收电路、所述辅助电源电路、所述环路控制电路电性连接，所述变压器能量耦合电路分别与所述输入EMC和整流电路和所述辅助电源电路连接，所述输入EMC和整流电路和所述辅助电源电路连接，所述短路保护电路分别与所述辅路输出电路、所述主路输出电路电性连接，所述主路输出电路与所述环路控制电路电性连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述短路保护电路包括可控硅、稳压二极管、电解电容、三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻；所述可控硅的阳极、第五电阻的第一端、第二电阻的第一端、电解电容的正极、所述稳压二极管的负极连接，所述可控硅的阴极、所述第五电阻的第二端、所述三极管的发射极、第四电阻的第一端连接，所述可控硅的控制极、所述三极管的集电极、所述第二电阻的第二端连接，所述三极管的基极、所述第一电阻的第一端、所述第三电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端、所述第一电阻的第二端、所述第三电阻的第二端、所述电解电容的负极、所述稳压二极管的正极连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述可控硅的阳极和阴极分别与所述变压器能量耦合电路、所述辅路输出电路连接。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：当辅路输出回路短路时，检测到路瞬时信号，通过变压器耦合，控制电源关机，短路冲击电流不会造成辅路输出电路中MOS管损坏，克服了电源模块传统多路输出电源模块辅路输出回路短路或过负载时，容易造成电路中MOS管损坏的缺点。且短路保护电路的复杂性低，便于理解，保护电路速度快，工作可靠，运用灵活，大大提高了高频开关电源的性能。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图；

图2是短路保护电路原理图；

图3是EMC和整流电路原理图；

图4是变压器能量耦合电路原理图；

图5是主路输出电路原理图；

图6是辅路输出电路原理图；

图7是PWM控制电路原理图；

图8是环路控制电路原理图；

图9是变压器漏感能量吸收电路原理图；

图10是辅助电源电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本发明提供了一种多路输出电源模块辅路输出短路保护电路，包括输入 EMC和整流电路(如图3所示)、变压器能量耦合电路(如图4所示)、主路输出电路(如图5所示)、辅路输出电路(如图6所示)、PWM控制电路(如图7所示)、环路控制电路(如图8所示)、变压器漏感能量吸收电路(如图9所示)、辅助电源电路(如图10 所示)以及短路保护电路；

变压器能量耦合电路分别与输入EMC和整流电路、变压器漏感能量吸收电路、辅助电源电路、PWM控制电路、短路保护电路、主路输出电路电性连接，PWM控制电路分别与输入EMC和整流电路、变压器漏感能量吸收电路、辅助电源电路、环路控制电路电性连接，变压器能量耦合电路分别与输入EMC和整流电路和辅助电源电路连接，输入EMC和整流电路和辅助电源电路连接，短路保护电路分别与辅路输出电路、主路输出电路电性连接，主路输出电路与环路控制电路电性连接。

具体的，如图2所示，短路保护电路包括可控硅、稳压二极管、电解电容、三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻；可控硅的阳极、第五电阻的第一端、第二电阻的第一端、电解电容的正极、稳压二极管的负极连接，可控硅的阴极、第五电阻的第二端、三极管的发射极、第四电阻的第一端连接，可控硅的控制极、三极管的集电极、第二电阻的第二端连接，三极管的基极、第一电阻的第一端、第三电阻的第一端连接，第四电阻的第二端、第一电阻的第二端、第三电阻的第二端、电解电容的负极、稳压二极管的正极连接。

具体的，可控硅的阳极和阴极分别与变压器能量耦合电路、辅路输出电路连接，即可控硅的阳极与辅路输出电路的正极、变压器的7脚连接，可控硅的阴极与辅路输出电路的负极、变压器的8脚连接。

如图2-9所示，电源模块正常工作时，稳压二极管Z128被击穿；稳压二极管Z128，第一电阻R146、第三电阻R221、第四电阻R238组成的电路回路有电流流过，三极管Q115 的基极为高电平，Q115的集电极和发射极导通；可控硅Q124的控制极没有电平触发，可控硅Q124的阳极和阴极不导通，电源模块输出电压正常。

当电源模块辅路输出回路出现短路或过负载时，电源模块辅路输出电压降低，稳压二极Z128被没有击穿；稳压二极管Z128，第一电阻R146、第三电阻R221、第四电阻R238 组成回路没有电流流过，三极管Q115的基极为低电平，三极管Q115的集电极和发射极不导通；可控硅Q124的控制极通过第二电阻R154连接到高电平被触发，可控硅Q124的阳极和阴极导通。由于电源模块辅路输出端正级、负极是和变压器T100的7脚、8脚连在一起的，这样变压器T100副边线圈绕组(7脚、8脚组成的绕组)将处于短路状态。通过变压器的磁通耦合，变压器T100原边各绕组也处于短路状态(1脚、3脚组成的绕组，5 脚、6脚组成的绕组)。变压器T100原边1脚、3脚组成的绕组处于短路状态，变压器 T100原边1脚、3脚组成的绕组、MOS管Q100、电阻R119、电阻R251、电阻R252组成的电路回路由有大的脉冲电流流过，脉冲电流流过电阻R119、电阻R251、电阻R252网络产生电压电平(超过1V)，传输到电源控制芯片U116的4脚，电源控制芯片U116通过内部比较器比较，控制电源控制芯片U116不输出PWM信号，MOS管Q102门级没有电压输入，电源模块停机，电源模块的辅路输出电压下降，从而达到电源模块辅路输出短路保护。辅路输出回路出现短路或过负载时，短路保护电路中的可控硅Q124的阳极和阴极导通。电源模块辅路输出回路出现电路或过负载产生的冲击电流没有流过MOS管Q102,MOS管 Q102得到保护。

本实用新型的短路保护电路，可应用于多路输出输入电源模块辅路输出电路中，当辅路输出回路短路时，检测到路瞬时信号，通过变压器耦合，控制电源关机，短路冲击电流不会造成辅路输出电路中MOS管损坏，克服了电源模块传统多路输出电源模块辅路输出回路短路或过负载时，容易造成电路中MOS管损坏的缺点。且短路保护电路的复杂性低，便于理解，工作可靠，运用灵活，大大提高了高频开关电源的性能。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.多路输出电源模块辅路输出短路保护电路，其特征是：包括输入EMC和整流电路、变压器能量耦合电路、变压器漏感能量吸收电路、辅助电源电路、主路输出电路、辅路输出电路、PWM控制电路、环路控制电路以及短路保护电路；

所述变压器能量耦合电路分别与所述输入EMC和整流电路、所述变压器漏感能量吸收电路、所述辅助电源电路、所述PWM控制电路、所述短路保护电路、所述主路输出电路电性连接，所述PWM控制电路分别与所述输入EMC和整流电路、所述变压器漏感能量吸收电路、所述辅助电源电路、所述环路控制电路电性连接，所述变压器能量耦合电路分别与所述输入EMC和整流电路和所述辅助电源电路连接，所述输入EMC和整流电路和所述辅助电源电路连接，所述短路保护电路分别与所述辅路输出电路、所述主路输出电路电性连接，所述主路输出电路与所述环路控制电路电性连接。

2.根据权利要求1所述的多路输出电源模块辅路输出短路保护电路，其特征是：所述短路保护电路包括可控硅、稳压二极管、电解电容、三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻；所述可控硅的阳极、第五电阻的第一端、第二电阻的第一端、电解电容的正极、所述稳压二极管的负极连接，所述可控硅的阴极、所述第五电阻的第二端、所述三极管的发射极、第四电阻的第一端连接，所述可控硅的控制极、所述三极管的集电极、所述第二电阻的第二端连接，所述三极管的基极、所述第一电阻的第一端、所述第三电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端、所述第一电阻的第二端、所述第三电阻的第二端、所述电解电容的负极、所述稳压二极管的正极连接。

3.根据权利要求2所述的多路输出电源模块辅路输出短路保护电路，其特征是：所述可控硅的阳极和阴极分别与所述变压器能量耦合电路、所述辅路输出电路连接。

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