CN2730022Y - 自动恢复保护电路型开关电源装置 - Google Patents

Abstract

一种自动恢复保护电路型开关电源装置，包括PWM控制电路(2)，频率变换与功率传输电路(3)，以及反馈电路(4)；尤其是还包括与所述PWM控制电路(2)相连的保护电路(1)。本新型提出了一种自动恢复保护电路型开关电源装置，在电路中增加欠压检测和保护电路，当检测到电源输出端短路出现欠压现象时，准确及时关闭电源PWM控制器，确保电源的安全使用。本新型介绍的开关电源保护电路，电压检测与反馈控制共用一只光耦器，可以对电源输出电压作出准确的反应并充分应用了UC3842自身电路的特点，使用极少的阻容元件实现了保护电路的自动恢复功能。

Description

自动恢复保护电路型开关电源装置

技术领域

本实用新型属于转换式电源供应装置，特别属于改进了保护电路的电源装置。

背景技术

电源装置中，保护电路无疑是一个非常重要的环节。其基本要求是功能完善、工作稳定可靠，还要电路简洁。现有技术中，单端反激式电源因供电电压过低，或电源输出端过载、短路时，电源变压器的原边电流会增大，由于电流采样电阻R03的作用，使得电源的占空工作比减小，输出电压下降。当占空比减小到一定的时候，电源将处在不正常的工作状态。特别是输出短路时，主变压器中磁通的释放能力近似为零，随着时间延长，磁通的积累，主变压器将处于磁饱和状态。在原边功率管导通时，供电电压几乎全部加在功率管上，容易造成损坏。在实际电路应用中，PWM采用UC3842控制器；电流采样电阻R03可以为功率管提供一定的保护，但是由于主变压器参数的离散性，以及电路的干扰，使得过、欠压状态下电流采样电阻R03的电流波形严重失真，影响控制电路正常工作；UC3842的第2脚接地，与之相接的误差放大器截止，没有工作，对后级PWM比较器不起作用，无法迅速关闭电源PWM控制器，以致于过压、欠压后无法自动恢复，不能确保电源的安全使用。如长时间的短路必然会导致功率管过热及至失效。现有技术中，设备中的电源装置往往体积有限，不能随意增加零件检测采样电阻的波形，固而无法解决过压、欠压后自动恢复的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种自动恢复保护电路型开关电源装置，在电路中增加过、欠压检测和保护电路，当检测到电源输出端短路出现过、欠压现象时，准确及时关闭电源PWM控制器，确保电源的安全使用。

本实用新型所要解决的技术问题是，在有限的空间中无法检测采样电阻的波形，使PWM电路在过、欠压故障消除后，能自动恢复工作。本实用新型的技术方案是设立开关电源保护电路，电压检测与反馈控制共用一只光耦器，可以对电源输出电压作出准确的反应并充分应用了UC3842自身电路的特点，使用极少的阻容元件实现了保护电路的自动恢复功能。

本实用新型的技术方案是：

设计、制造一种自动恢复保护电路型开关电源装置，包括PWM控制电路，频率变换与功率传输电路，以及反馈电路；尤其是还包括与所述PWM控制电路相连的保护电路。

附图说明

图1是本实用新型自动恢复保护电路型开关电源装置的电原理图；

图2是UC3842部分内部电路及现有技术相关部分连接图。

具体实施方式  以下结合附图，详述本实用新型的具体实施例。

一种自动恢复保护电路型开关电源装置，包括PWM控制电路2，频率变换与功率传输电路3，以及反馈电路4；尤其是还包括与所述PWM控制电路2相连的保护电路1。保护电路1与PWM控制电路相连，就可以利用PWM控制电路模块中冗余的器件，节省空间和成本，完成关键性的检测工作。

所述PWM控制电路2包括集成控制电路UC3842。

所述保护电路1的上分压电阻R2一端与二极管D2阴极相连后接UC3842的第8脚；其另一端与电阻R1和延时电容C1及下分压电阻R3相连后接UC3842第2脚；电阻R1与二极管D2阳极相连，下分压电阻R3另一端与三极管Q1集电极相连；Q1基极接电阻R4，并经光耦U2的发射极、集电极接UC3842的第1脚；所述Q1的发射极、R4和C1的另一端相连后接地。从图2所知，UC3842的第2脚是该PWM控制电路中空闲的误差放大器；启用该误差放大器可以克服外接零件参数的分散性，节省分立元件占用的空间。并且其输出有利于过、欠压状态下恢复正常工作。

本实用新型的技术方案是：如何能用较少元器件，简单的方法，更有效地完成电源的电压检测，增加过、欠压保护及恢复功能。图1中，PWM比较器的比较电压直接由反馈光耦控制，非常简单，还可以避免因误差放大器补偿不合适而造成的电路工作不稳定，是本实用新型开关电源自恢复欠压，过压保护电路的重点所在。

实用中，电源上电后，直流电经电阻R01对电解电容C01充电，当其电压充至16V左右时，PWM控制器3842开始工作。3842第8脚输出+5V电压，并通过电阻R2对电解电容器C1充电。此刻由于第2脚电压低于2.5V，PWM控制器的误差放大器处于截止状态，在输出电压没有达到正常值以前，光耦器不会有电流流过，所以PWM比较器的比较电压为高电平(约1V)；电源开始工作，次级电容C02被充电，在C1充电到2.5V前，由于次级输出电压已达到正常值，反馈控制回路开始动作，采样比较器TL431开始下拉电流，光耦中有电流流过，三极管Q1饱和导通，C1通过R3放电，第2脚电压最后被稳定在R2和R3分压值Uc1上(Uc1≤2.5V)，第2脚比较电压完全由反馈光耦回路调节控制，电源进入稳定工作状态。

在电源输出端因某种原因出现欠压时，采样比较器TL431会立刻停止下拉电流，反馈控制光耦迅速关断，光耦失去电流If，三极管Q1截止，电阻R3分压不起作用，C1上的电压很快充电到2.5V以上，误差放大器开始输出低电平，PWM比较器输出也变为低电平，PWM控制器第6脚被关闭，停止输出驱动并呈低电平，电源停止工作，从而实现快速灵敏的欠压检测及保护功能。Uc1电压值越接近2.5V，电源的欠压动作也就越灵敏。

电源的欠压保护开始动作后，D1不再向C01供电，C01电压开始下降，其电压下降到10V时，3842停止工作，3842第8脚变为零电压。C1通过R2、D2、R1放电，确保在下周期工作开始，能获得必要的保护延时时间。此后，由于R01的充电作用，第7脚电压开始回升，当回升到16V时，电源开始新一周期的工作，如果欠压故障仍未消除，保护电路很快又会起作用，即在出现欠压故障时电源将以间歇启动的方式工作，在欠压故障消除后，电源自动恢复工作。过压的情况也类似。

R2和C1主要为电源启动时提供必要的保护延时时间Td，Td应满足Td＝-R2C1*Pn0.5≈0.7R2·C1≥Tr(Tr通常为几十毫秒)，在三极管Q1饱和导通时，R2和R3的分压值Uc1应为小于2.5V，即

$\mathrm{Uc}1=\mathrm{VT}+\frac{R3(5-\mathrm{VT})}{R2+R3},$

其中VT是三极管Q1的饱和管压降，R4的作用主要是防止在光耦截止时，三极管Q1的基极浮置，一般取几十千欧，三极管Q1选用高频、高β值、低管压降小功率锗开关管。

Claims (2)

1、一种自动恢复保护电路型开关电源装置，包括PWM控制电路(2)，频率变换与功率传输电路(3)，以及反馈电路(4)；其特征在于：还包括与所述PWM控制电路(2)相连的保护电路(1)。

2、根据权利要求1所述的保护电路型开关电源装置，其特征在于：

所述PWM控制电路(2)包括集成控制电路UC3842；

所述保护电路(1)的上分压电阻R2一端与二极管D2阴极相连后接UC3842的第8脚；其另一端与电阻R1和延时电容C1及下分压电阻R3相连后接UC3842第2脚；电阻R1与二极管D2阳极相连，下分压电阻R3另一端与三极管Q1集电极相连；Q1基极接电阻R4，并经光耦U2的发射极、集电极接UC3842的第1脚；所述Q1的发射极、R4和C1的另一端相连后接地。