CN217240311U - 开关电源过功率保护调节电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种开关电源过功率保护调节电路，涉及过功率保护电路技术领域。该电路包括：电源模块以及控制模块，电源模块包括变压器的初级绕组与次级绕组，控制模块包括PWM控制芯片、感应电阻单元以及可调电阻单元，可调电阻单元包括第一开关管、第一稳压管以及辅助电阻组；第一开关管的门极与第一稳压管的阳极连接，第一稳压管的阴极与辅助绕组的正端子连接，PWM控制芯片的检测端子通过辅助电阻组与第一开关管的第一电极连接，第一开关管的第二电极接地；该开关电源过功率保护调节电路通过第一开关管控制辅助电阻组在电路中的连接与断开以使得电路在不同的输出电压下更容易达到过功率保护点以保护电路。

Description

开关电源过功率保护调节电路

技术领域

本实用新型涉及过功率保护电路技术领域，尤其涉及一种开关电源过功率保护调节电路。

背景技术

开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制芯片和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。

为了节省用电成本，达到待机时低功耗的要求，大部分的电子设备的开关电源具有两种输出电压，当设备待机时输出满足待机的低电压，当设备正常工作时输出满足设备工作的高电压，但在对设备进行过功率保护时，过功率保护电路的过功率保护点是提前配置不可变的，在相同的输出功率下，由于过功率保护电路的电阻阻值不变，导致功率保护电路不易达到过功率保护点，故设备在低电压时过功率保护电路的电流要远大于设备正常工作时的电流，因而可能造成输出端的电流成倍增大，而导致设备受损无法使用。

实用新型内容

本实用新型提供了一种开关电源过功率保护调节电路，旨在解决现有过功率保护电路不易达到过功率保护点的问题。

为了解决上述问题，本实用新型实施例提出一种开关电源过功率保护调节电路，该电路包括：电源模块以及控制模块，所述电源模块包括变压器的初级绕组与次级绕组，所述控制模块包括PWM控制芯片、变压器的辅助绕组、感应电阻单元以及可调电阻单元，所述可调电阻单元包括第一开关管、第一稳压管以及辅助电阻组；所述感应电阻单元的一端与所述PWM控制芯片的检测端子连接，其另一端接地；所述初级绕组的正、负输入端子分别与所述电源模块的正、负输入端子连接，所述辅助绕组与所述初级绕组位于所述变压器的同一侧用于感应所述次级绕组的输出电压，所述第一开关管的门极与所述第一稳压管的阳极连接，所述第一稳压管的阴极与所述辅助绕组的正端子连接，所述辅助绕组的负端子接地，所述PWM控制芯片的检测端子通过所述辅助电阻组与所述第一开关管的第一电极连接，所述第一开关管的第一电极与所述PWM控制芯片的电源端子连接，所述第一开关管的第二电极接地；当所述次级绕组的输出电压为高电压时，通过所述第一稳压管加在所述第一开关管的门极的高电压促使所述第一开关管导通，从而将所述辅助电阻组接地与所述感应电阻单元并联；当输出电压为低电压时，通过所述第一稳压管加在所述第一开关管的门极的低电压促使所述第一开关管关断，从而断开所述辅助电阻组与所述感应电阻单元的连接。

其进一步的技术方案为，所述可调电阻单元还包括限流滤波单元，所述限流滤波单元包括第一电容、第二电容以及第一电阻，所述第一电阻连接于所述PWM控制芯片的电源端子与所述第一稳压管的阴极之间，所述第一电阻连接于所述PWM控制芯片的电源端子的一端通过所述第一电容与所述PWM控制芯片的接地端子连接，所述第一电阻连接于所述第一稳压管的阴极的一端通过所述第二电容与所述PWM控制芯片的接地端子连接。

其进一步的技术方案为，所述可调电阻单元还包括第一二极管以及第二电阻，所述第一二极管的阴极与所述第一稳压管的阴极连接，所述第一二极管的阳极通过所述第二电阻与所述辅助绕组的正端子连接。

其进一步的技术方案为，所述控制模块还包括电源控制单元，所述电源控制单元包括第三电阻以及第二开关管，所述第二开关管的门极通过所述第三电阻与所述PWM控制芯片的驱动端子连接，所述第二开关管的第一电极与所述初级绕组的负输入端连接，所述第二开关管的第二电极接地。

其进一步的技术方案为，所述辅助电阻组包括第一辅助电阻与第二辅助电阻，所述第一辅助电阻与所述第二辅助电阻并联组成所述辅助电阻组；所述感应电阻单元包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻以及第八电阻，所述第四电阻、所述第五电阻、所述第六电阻、所述第七电阻以及所述第八电阻并联组成所述感应电阻单元。

其进一步的技术方案为，所述可调电阻单元还包括第一限流电阻与第二限流电阻，所述第一限流电阻连接于所述第一稳压管的阳极与所述第一开关管的门极之间，所述第二限流电阻连接于所述第一开关管的门极与所述PWM控制芯片的接地端之间。

其进一步的技术方案为，控制模块还包括第一滤波单元，所述第一滤波单元包括第三电容与第九电阻，所述第九电阻连接于所述PWM控制芯片的检测端子与所述感应电阻单元之间，所述第三电容的一端与所述PWM控制芯片的检测端子连接，其另一端接地。

其进一步的技术方案为，所述电源模块还包括整流管、滤波消磁单元以及整流滤波单元，所述整流管的正、负输入端子分别接入交流电的正、负输入，所述整流管的正、负输出端子所述整流管的正、负输出端子通过所述滤波消磁单元分别与所述变压器的初级绕组的正、负输入端子连接，所述的次级绕组的正、负输出端子通过所述整流滤波单元分别与所述开关电源的正、负输出端子连接。

其进一步的技术方案为，所述滤波消磁单元包括第四电容、第五电容、第十电阻以及第二二极管，所述第四电容连接于所述整流管的正、负输出端子之间，所述第二二极管的阴极通过所述第十电阻与所述整流管的正输出端子连接，所述第二二极管的阳极与所述整流管的负输出端子连接，所述第五电容与所述第十电阻并联。

其进一步的技术方案为，所述整流滤波单元包括第三二极管以及第六电容，所述第三二极管的阳极与所述次级绕组的正输出端子连接，所述第三二极管的阴极与所述开关电源的正输出端子连接，所述第六电容连接于所述第三二极管的阴极与所述开关电源的负输出端子之间。

本实用新型提出一种开关电源过功率保护调节电路，PWM控制芯片内部设置的过功率保护点一定，该开关电源过功率保护调节电路通过第一开关管控制辅助电阻组在电路中的连接与断开以使得功率保护调节电路在不同的输出电压下更容易达到过功率保护点以保护电路，具体地，当次级绕组的输出电压为高电压时，第一开关管控制辅助电阻组与感应电阻单元并联以拉低接入检测端子的电阻阻值，使过功率保护调节电路在高电压输出下易达到过功率保护点；同理，当次级绕组的输出电压为低电压时，第一开关管控制辅助电阻组与感应电阻单元断开以拉高接入检测端子的电阻阻值，使过功率保护调节电路在低电压输出下易达到过功率保护点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本实用新型实施例提出的一种开关电源过功率保护调节电路的电路图。

附图标记

电源模块1，控制模块2，感应电阻单元22，可调电阻单元21，辅助电阻组211，限流滤波单元212，电源控制单元23，第一滤波单元24，滤波消磁单元11，整流滤波单元12。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本实用新型实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型实施例。如在本实用新型实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

请参见图1为本实用新型实施例提出的一种开关电源过功率保护调节电路。该开关电源过功率保护调节电路包括：电源模块1以及控制模块2，所述电源模块1包括变压器T1的初级绕组NP与次级绕组NS，所述控制模块2包括PWM控制芯片U1、变压器T1的辅助绕组NVCC、感应电阻单元22以及可调电阻单元21，所述可调电阻单元21包括第一开关管Q1、第一稳压管DS1以及辅助电阻组211；所述感应电阻单元22的一端与所述PWM控制芯片U1的检测端子CS连接，其另一端接地GND；所述初级绕组NP的正、负输入端子分别与所述电源模块1的正、负输入端子(AC+，AC-)连接，所述辅助绕组NVCC与所述初级绕组NP位于所述变压器T1的同一侧用于感应所述次级绕组NS的输出电压，所述第一开关管Q1的门极与所述第一稳压管DS1的阳极连接，所述第一稳压管DS1的阴极与所述辅助绕组NVCC的正端子连接，所述辅助绕组NVCC的负端子接地GND，所述PWM控制芯片U1的检测端子CS通过所述辅助电阻组211与所述第一开关管Q1的第一电极连接，所述第一开关管Q1的第一电极与所述PWM控制芯片U1的电源端子VCC连接，所述第一开关管Q1的第二电极接地GND；当所述次级绕组NS的输出电压为高电压时，通过所述第一稳压管DS1加在所述第一开关管Q1的门极的高电压促使所述第一开关管Q1导通，从而将所述辅助电阻组211接地与所述感应电阻单元22并联；当输出电压为低电压时，通过所述第一稳压管DS1加在所述第一开关管Q1的门极的低电压促使所述第一开关管Q1关断，从而断开所述辅助电阻组211与所述感应电阻单元22的连接。具体地，在一实施例中，PWM控制芯片U1内部设置的过功率保护点一定，开关电源过功率保护调节电路通过第一开关管Q1控制辅助电阻组211在电路中的连接与断开以使得功率保护调节电路在不同的输出电压下更容易达到过功率保护点以保护电路，具体地，当次级绕组NS的输出电压为高电压时，第一开关管Q1控制辅助电阻组211与感应电阻单元22并联以拉低接入检测端子CS的电阻阻值，使过功率保护调节电路在高电压输出下易达到过功率保护点；同理，当次级绕组NS的输出电压为低电压时，第一开关管Q1控制辅助电阻组211与感应电阻单元22断开以拉高接入检测端子CS的电阻阻值，使过功率保护调节电路在低电压输出下易达到过功率保护点。

进一步地，所述可调电阻单元21还包括限流滤波单元212，所述限流滤波单元212包括第一电容C1、第二电容C2以及第一电阻R1，所述第一电阻R1连接于所述PWM控制芯片U1的电源端子VCC与所述第一稳压管DS1的阴极之间，所述第一电阻R1连接于所述PWM控制芯片U1的电源端子VCC的一端通过所述第一电容C1与所述PWM控制芯片U1的接地端子GND连接，所述第一电阻R1连接于所述第一稳压管DS1的阴极的一端通过所述第二电容C2与所述PWM控制芯片U1的接地端子GND连接。具体地，在一实施例中，第一电阻R1在电路中起到限流的作用，以防止PWM控制芯片U1的电源端子VCC侧电流过大损坏电路中的元器件；第一电容C1与第二电容C2均为滤波电容起滤波作用。

进一步地，所述可调电阻单元21还包括第一二极管D1以及第二电阻R2，所述第一二极管D1的阴极与所述第一稳压管DS1的阴极连接，所述第一二极管D1的阳极通过所述第二电阻R2与所述辅助绕组NVCC的正端子连接。具体地，在一实施例中，第一二极管D1为整流二极管，第二电阻R2在电路中起到限流的作用，以防止辅助绕组NVCC的正端子侧的电流过大损坏电路中的元器件。

进一步地，所述控制模块2还包括电源控制单元23，所述电源控制单元23包括第三电阻R3以及第二开关管Q2，所述第二开关管Q2的门极通过所述第三电阻R3与所述PWM控制芯片U1的驱动端子DRV连接，所述第二开关管Q2的第一电极与所述初级绕组NP的负输入端连接，所述第二开关管Q2的第二电极接地GND。具体地，在一实施例中，第三电阻R3为限流电阻，以防止PWM控制芯片U1的驱动端子DRV侧的电流过大损坏电路中的元器件；第二开关管Q2受控于PWM控制芯片U1的驱动端子DRV，用于控制初级绕组NP在电源模块1中的连接状态，以控制开关电源的输出电压。

需要说明的是，当PWM控制芯片U1的检测端子CS检测到电路中的电压达到过功率保护点时，PWM控制芯片U1停止工作，其驱动端子DRV输出低电平控制第二开关管Q2关断，从而控制开关电源停止输出以保护电路。

进一步需要说明的是，对于第一开关管Q1以及第二开关管Q2用户可根据实际需要选择使用MOS管或者三极管。在本实施例中，第一开关管Q1以及第二开关管Q2均选用MOS管，其中第一开关管Q1以及第二开关管Q2的门极即为MOS管的栅极，第一开关管Q1以及第二开关管Q2的第一电极即为MOS管的漏极，第一开关管Q1以及第二开关管Q2的第二电极即为MOS管的源极。

进一步地，所述辅助电阻组211包括第一辅助电阻RS1与第二辅助电阻RS2，所述第一辅助电阻RS1与所述第二辅助电阻RS2并联组成所述辅助电阻组211；所述感应电阻单元22包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7以及第八电阻R8，所述第四电阻R4、所述第五电阻R5、所述第六电阻R6、所述第七电阻R7以及所述第八电阻R8并联组成所述感应电阻单元22。在本实施例中，辅助电阻组211由第一辅助电阻RS1与第二辅助电阻RS2并联而成；感应电阻单元22由五个电阻并联而成。具体地，辅助电阻组211以及感应电阻单元22中电阻的阻值以及个数用户可以根据实际的需要来设定。

进一步地，所述可调电阻单元21还包括第一限流电阻RC1与第二限流电阻RC2，所述第一限流电阻RC1连接于所述第一稳压管DS1的阳极与所述第一开关管Q1的门极之间，所述第二限流电阻RC2连接于所述第一开关管Q1的门极与所述PWM控制芯片U1的接地端GND之间。具体地，在一实施例中，第一限流电阻RC1与第二限流电阻RC2均起到限流作用，以避免电流过大击穿第一稳压管DS1或第一开关管Q1。

进一步地，控制模块2还包括第一滤波单元24，所述第一滤波单元24包括第三电容C3与第九电阻R9，所述第九电阻R9连接于所述PWM控制芯片U1的检测端子CS与所述感应电阻单元22之间，所述第三电容C3的一端与所述PWM控制芯片U1的检测端子CS连接，其另一端接地GND。具体地，在一实施例中，通过第一滤波单元24滤除输入PWM控制芯片U1的检测端子CS的杂波，以提高检测端子CS检测的准确性。

进一步地，所述电源模块1还包括整流管DB1、滤波消磁单元11以及整流滤波单元12，所述整流管DB1的正、负输入端子(I+、I-)分别接入交流电的正、负输入(AC+、AC-)，所述整流管DB1的正、负输出端子(O+、O-)通过所述滤波消磁单元11分别与所述变压器T1的初级绕组NP的正、负输入端子连接，所述的次级绕组NS的正、负输出端子通过所述整流滤波单元12分别与所述开关电源的正、负输出端子(OUT+、OUT-)连接。具体地，在一实施例中，通过整流管DB1对接入的交流电进行整流，再经过滤波消磁单元11进行滤波并消除漏感引起的尖峰电压，初级绕组NP侧的输入传输到变压器T1的次级绕组NS经过整流滤波单元12的整流滤波后输出给电气设备。

进一步地，所述滤波消磁单元11包括第四电容C4、第五电容C5、第十电阻R10以及第二二极管D2，所述第四电容C4连接于所述整流管DB1的正、负输出端子之间，所述第二二极管D2的阴极通过所述第十电阻R10与所述整流管DB1的正输出端子连接，所述第二二极管D2的阳极与所述整流管DB1的负输出端子连接，所述第五电容C5与所述第十电阻R10并联。具体地，在一实施例中，第四电容C4为滤波电容用于滤除电路中的杂波，第五电容C5、第十电阻R10以及第二二极管D2组成消磁电路以消除漏感引起的尖峰电压。

进一步地，所述整流滤波单元12包括第三二极管D3以及第六电容C6，所述第三二极管D3的阳极与所述次级绕组NS的正输出端子连接，所述第三二极管D3的阴极与所述开关电源的正输出端子连接，所述第六电容C6连接于所述第三二极管D3的阴极与所述开关电源的负输出端子之间。具体地，在一实施例中，第三二极管D3为整流二极管，第六电容C6为滤波电容，二者组成整流滤波单元12以对次级绕组NS的输出进行整流滤波。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，尚且本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

以上所述，为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种开关电源过功率保护调节电路，其特征在于，包括：

电源模块以及控制模块，所述电源模块包括变压器的初级绕组与次级绕组，所述控制模块包括PWM控制芯片、变压器的辅助绕组、感应电阻单元以及可调电阻单元，所述可调电阻单元包括第一开关管、第一稳压管以及辅助电阻组；

所述感应电阻单元的一端与所述PWM控制芯片的检测端子连接，其另一端接地；所述初级绕组的正、负输入端子分别与所述电源模块的正、负输入端子连接，所述辅助绕组与所述初级绕组位于所述变压器的同一侧用于感应所述次级绕组的输出电压，所述第一开关管的门极与所述第一稳压管的阳极连接，所述第一稳压管的阴极与所述辅助绕组的正端子连接，所述辅助绕组的负端子接地，所述PWM控制芯片的检测端子通过所述辅助电阻组与所述第一开关管的第一电极连接，所述第一开关管的第一电极与所述PWM控制芯片的电源端子连接，所述第一开关管的第二电极接地；

当所述次级绕组的输出电压为高电压时，通过所述第一稳压管加在所述第一开关管的门极的高电压促使所述第一开关管导通，从而将所述辅助电阻组接地与所述感应电阻单元并联；当输出电压为低电压时，通过所述第一稳压管加在所述第一开关管的门极的低电压促使所述第一开关管关断，从而断开所述辅助电阻组与所述感应电阻单元的连接。

2.根据权利要求1所述的开关电源过功率保护调节电路，其特征在于，所述可调电阻单元还包括限流滤波单元，所述限流滤波单元包括第一电容、第二电容以及第一电阻，所述第一电阻连接于所述PWM控制芯片的电源端子与所述第一稳压管的阴极之间，所述第一电阻连接于所述PWM控制芯片的电源端子的一端通过所述第一电容与所述PWM控制芯片的接地端子连接，所述第一电阻连接于所述第一稳压管的阴极的一端通过所述第二电容与所述PWM控制芯片的接地端子连接。

3.根据权利要求2所述的开关电源过功率保护调节电路，其特征在于，所述可调电阻单元还包括第一二极管以及第二电阻，所述第一二极管的阴极与所述第一稳压管的阴极连接，所述第一二极管的阳极通过所述第二电阻与所述辅助绕组的正端子连接。

4.根据权利要求1所述的开关电源过功率保护调节电路，其特征在于，所述控制模块还包括电源控制单元，所述电源控制单元包括第三电阻以及第二开关管，所述第二开关管的门极通过所述第三电阻与所述PWM控制芯片的驱动端子连接，所述第二开关管的第一电极与所述初级绕组的负输入端连接，所述第二开关管的第二电极接地。

5.根据权利要求1所述的开关电源过功率保护调节电路，其特征在于，所述辅助电阻组包括第一辅助电阻与第二辅助电阻，所述第一辅助电阻与所述第二辅助电阻并联组成所述辅助电阻组；所述感应电阻单元包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻以及第八电阻，所述第四电阻、所述第五电阻、所述第六电阻、所述第七电阻以及所述第八电阻并联组成所述感应电阻单元。

6.根据权利要求5所述的开关电源过功率保护调节电路，其特征在于，所述可调电阻单元还包括第一限流电阻与第二限流电阻，所述第一限流电阻连接于所述第一稳压管的阳极与所述第一开关管的门极之间，所述第二限流电阻连接于所述第一开关管的门极与所述PWM控制芯片的接地端之间。

7.根据权利要求1所述的开关电源过功率保护调节电路，其特征在于，所述控制模块还包括第一滤波单元，所述第一滤波单元包括第三电容与第九电阻，所述第九电阻连接于所述PWM控制芯片的检测端子与所述感应电阻单元之间，所述第三电容的一端与所述PWM控制芯片的检测端子连接，其另一端接地。

8.根据权利要求1所述的开关电源过功率保护调节电路，其特征在于，所述电源模块还包括整流管、滤波消磁单元以及整流滤波单元，所述整流管的正、负输入端子分别接入交流电的正、负输入，所述整流管的正、负输出端子通过所述滤波消磁单元分别与所述变压器的初级绕组的正、负输入端子连接，所述的次级绕组的正、负输出端子通过所述整流滤波单元分别与所述开关电源的正、负输出端子连接。

9.根据权利要求8所述的开关电源过功率保护调节电路，其特征在于，所述滤波消磁单元包括第四电容、第五电容、第十电阻以及第二二极管，所述第四电容连接于所述整流管的正、负输出端子之间，所述第二二极管的阴极通过所述第十电阻与所述整流管的正输出端子连接，所述第二二极管的阳极与所述整流管的负输出端子连接，所述第五电容与所述第十电阻并联。

10.根据权利要求8所述的开关电源过功率保护调节电路，其特征在于，所述整流滤波单元包括第三二极管以及第六电容，所述第三二极管的阳极与所述次级绕组的正输出端子连接，所述第三二极管的阴极与所述开关电源的正输出端子连接，所述第六电容连接于所述第三二极管的阴极与所述开关电源的负输出端子之间。

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