專利名稱：模塊電源短路保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于模塊電源的短路保護(hù)裝置，屬于開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，開關(guān)電源以其高效率、小體積等優(yōu)點(diǎn)獲得了廣泛應(yīng)用。在交換設(shè)備、接入設(shè)備、移動通訊、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領(lǐng)域均大量使用開關(guān)電源。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，開關(guān)電源日益向模塊化的方向發(fā)展。采用模塊電源組建電源系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)周期短、可靠性高、系統(tǒng)升級容易等特點(diǎn)。隨著半導(dǎo)體工藝、封裝技術(shù)和高頻軟開關(guān)技術(shù)的大量使用，模塊電源的轉(zhuǎn)換效率越來越高，應(yīng)用也越來越廣泛。
現(xiàn)有模塊電源普遍采用PWM(脈寬調(diào)制)技術(shù)。3843作為流行的電流型PWM信號發(fā)生器，具有精度高、電壓穩(wěn)定、外圍電路簡單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在各種模塊電源中。目前，針對3843芯片的模塊電源短路保護(hù)方案多采用“打咯”式(hiccup)保護(hù)，即當(dāng)電源的電流采樣信號送到3843的3腳的電壓高于1V時(shí)，過流保護(hù)就動作，減小6腳的輸出占空比，使3843的供電電壓也跟著下降，當(dāng)?shù)偷?843不能工作時(shí)，整個(gè)電路關(guān)閉，然后靠啟動電阻開始下一次的啟動過程。在這種保護(hù)方式下，電源只工作幾個(gè)開關(guān)周期，然后就進(jìn)入很長時(shí)間的啟動過程，因此平均功耗低，即使長時(shí)間輸出短路也不會導(dǎo)致電源的熱損壞。
但這種保護(hù)方式也存在十分明顯的缺點(diǎn)僅適用于小功率反激式電源電路；在電網(wǎng)電壓的高輸入端容易保護(hù)失效；對芯片外圍器件的公差要求高，適應(yīng)外界環(huán)境溫度的能力差，對大的容性負(fù)載帶載能力也不理想，對開關(guān)頻率的設(shè)置和MOSFET管的選擇都有苛刻的要求，在大批量的生產(chǎn)中容易出現(xiàn)較高的不良率。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有模塊電源短路保護(hù)方式的不足，提供一種新的模塊電源短路保護(hù)裝置，該裝置采用簡單巧妙的電路設(shè)計(jì)方案，有效解決了不同環(huán)境下的模塊電源短路保護(hù)問題。
為實(shí)現(xiàn)上述的實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用下述的技術(shù)方案一種模塊電源短路保護(hù)裝置，用于采用電流型PWM控制器的模塊電源中，其中該控制器的電流傳感端串接用于電流取樣的電阻，定時(shí)端接在定時(shí)電容和定時(shí)電阻的公共端，電源端接受外部電源的輸入，其特征在于所述控制器的反饋電壓輸入端連接一個(gè)光耦，該輸入端與內(nèi)部誤差放大器的輸出端相連接；在所述內(nèi)部誤差放大器的輸出端連接一個(gè)穩(wěn)壓管和一個(gè)二極管，所述穩(wěn)壓管和二極管的陽極相對；基準(zhǔn)電壓輸出端接入三極管的射極，所述三極管的基極通過串聯(lián)的第一電阻和第二電阻連接所述二極管的陰極，所述第二電阻和所述二極管的公共端通過第三電阻接地，在所述第一電阻和第二電阻的公共端與地之間接有一個(gè)電容；所述三極管的集電極與所述定時(shí)電阻相連接。
所述PWM控制器為3843或3842。
所述反饋電壓輸入端通過并聯(lián)的電阻和電容與所述內(nèi)部誤差放大器的輸出端相連接。
所述三極管為PNP型三極管。
本實(shí)用新型所提供的模塊電源短路保護(hù)裝置電路結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，對芯片外圍器件要求不高，而且容易調(diào)試，適合各種功率等級和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。本短路保護(hù)裝置可使模塊電源在滿栽的情況下長時(shí)間短路，當(dāng)短路消失后可以自動恢復(fù)。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。


圖1為本實(shí)用新型所提供的模塊電源短路保護(hù)裝置的電路原理圖。
2腳Vfb是反饋電壓輸入端，此腳與內(nèi)部誤差放大器同向輸入端的基準(zhǔn)電壓(一般為+2.5V)進(jìn)行比較，產(chǎn)生控制電壓，控制脈沖的寬度。
3腳Isense是電流傳感端。前面已經(jīng)提到，現(xiàn)有短路保護(hù)方式通常是在外圍電路中，在功率開關(guān)管V1的源極串接一個(gè)小阻值的取樣電阻，將脈沖變壓器的電流轉(zhuǎn)換成電壓，此電壓送入3腳，控制脈寬。此外，當(dāng)電源電壓異常時(shí)，功率開關(guān)管的電流增大，當(dāng)取樣電阻上的電壓超過1V時(shí)，UC3843就停止輸出，有效地保護(hù)了功率開關(guān)管。
4腳Rt/Ct是定時(shí)端，它外接定時(shí)電容和定時(shí)電阻的公共端。
5腳GND接地。
6腳OUT是輸出端，此腳為圖滕柱式輸出，驅(qū)動能力是±1A。這種圖騰柱結(jié)構(gòu)對被驅(qū)動的功率管的關(guān)斷有利。
7腳Vcc是電源端。當(dāng)供電電壓低于+16V時(shí)，UC3843不工作，此時(shí)耗電在1mA以下。輸入電壓可以通過一個(gè)大阻值電阻從高壓降壓獲得。芯片工作后，輸入電壓可在+10～+30V之間波動，低于+10V停止工作。工作時(shí)耗電約為15mA，此電流可通過反饋電阻提供。
8腳Vref是基準(zhǔn)電壓輸出端，可輸出精確的+5V基準(zhǔn)電壓，電流可達(dá)50mA。
在現(xiàn)有的采用3843的模塊電源中，關(guān)于3、4、5、6、7引腳的連接方式都差不多，其中3腳串接用于電流取樣的電阻，4腳接在定時(shí)電容和定時(shí)電阻的公共端，5腳接地，6腳對外輸出，7腳接受外部電源的輸入。
本實(shí)用新型所提供的模塊電源短路保護(hù)裝置主要是針對采用3843的模塊電源而設(shè)計(jì)的。該短路保護(hù)裝置所進(jìn)行的電路改進(jìn)主要如圖1中的虛線框所示，在2腳處通過電阻R23和R8連接光耦N1；在1腳處，依序連接一個(gè)穩(wěn)壓二極管V9和一個(gè)普通二極管V16，V9和V16的陽極相對，2腳通過并聯(lián)的電阻R7和電容C17與1腳相連接。8腳接入一個(gè)PNP型三極管V17的射極。該三極管V17的基極連接電阻R10，R10通過電阻R48連接二極管V16的陰極，它們的公共端通過電阻R47接地。在電阻R10和R48的公共端與地之間接有電容C9。三極管V17的集電極與定時(shí)電阻R11相連接，4腳接在R11與定時(shí)電容C24的公共端。
本短路保護(hù)裝置的工作原理是這樣的當(dāng)輸出短路時(shí)，輸出電壓下降到0伏，變壓器(圖中未示)其它繞組感應(yīng)的電壓相應(yīng)也降為0伏，這時(shí)光耦N1的CE間呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，3843的2腳電平下降小于2.5伏后，1腳電平升高，使穩(wěn)壓管V9擊穿導(dǎo)通，電流通過二極管V16，電阻R48給電容C9充電，使電容C9電壓上升，同時(shí)三極管V17的基極電流減小，基極電壓上升，當(dāng)超過4.3伏時(shí)，V17截止，此時(shí)震蕩電路被關(guān)斷，進(jìn)而關(guān)斷輸出。
本實(shí)用新型不僅適用于采用3843的模塊電源，對采用其他電流型PWM控制器如3842等的模塊電源也同樣能夠提供短路保護(hù)。
上面雖然通過實(shí)施例描繪了本實(shí)用新型，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，本實(shí)用新型有許多變形和變化而不脫離本實(shí)用新型的精神，所附的權(quán)利要求將包括這些變形和變化。
權(quán)利要求1.一種模塊電源短路保護(hù)裝置，用于采用電流型PWM控制器的模塊電源中，其中該控制器的電流傳感端串接用于電流取樣的電阻，定時(shí)端接在定時(shí)電容和定時(shí)電阻的公共端，電源端接受外部電源的輸入，其特征在于所述控制器的反饋電壓輸入端連接一個(gè)光耦，該輸入端與內(nèi)部誤差放大器的輸出端相連接；在所述內(nèi)部誤差放大器的輸出端連接一個(gè)穩(wěn)壓管和一個(gè)二極管，所述穩(wěn)壓管和二極管的陽極相對；基準(zhǔn)電壓輸出端接入三極管的射極，所述三極管的基極通過串聯(lián)的第一電阻和第二電阻連接所述二極管的陰極，所述第二電阻和所述二極管的公共端通過第三電阻接地，在所述第一電阻和第二電阻的公共端與地之間接有一個(gè)電容；所述三極管的集電極與所述定時(shí)電阻相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的模塊電源短路保護(hù)裝置，其特征在于所述PWM控制器為3843。
3.如權(quán)利要求1所述的模塊電源短路保護(hù)裝置，其特征在于所述PWM控制器為3842。
4.如權(quán)利要求1所述的模塊電源短路保護(hù)裝置，其特征在于所述反饋電壓輸入端通過并聯(lián)的電阻和電容與所述內(nèi)部誤差放大器的輸出端相連接。
5.如權(quán)利要求1所述的模塊電源短路保護(hù)裝置，其特征在于所述三極管為PNP型三極管。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種模塊電源短路保護(hù)裝置。該裝置用在采用電流型PWM控制器3843或3842的模塊電源中，其中控制器的反饋電壓輸入端連接一個(gè)光耦，該輸入端與內(nèi)部誤差放大器的輸出端相連接；在內(nèi)部誤差放大器的輸出端連接一個(gè)穩(wěn)壓管和一個(gè)二極管，穩(wěn)壓管和二極管的陽極相對；基準(zhǔn)電壓輸出端接入三極管的射極，三極管的基極通過串聯(lián)的第一電阻和第二電阻連接二極管的陰極，第二電阻和二極管的公共端通過第三電阻接地，在第一電阻和第二電阻的公共端與地之間接有一個(gè)電容。本模塊電源短路保護(hù)裝置電路結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，對芯片外圍器件要求不高，而且容易調(diào)試，適合各種功率等級和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
文檔編號H02H7/10GK2879525SQ20052014533
公開日2007年3月14日 申請日期2005年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月21日
發(fā)明者王鎮(zhèn), 趙民強(qiáng) 申請人:北京通力環(huán)電氣股份有限公司