專利名稱：模塊電源短路保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種開關(guān)電源領(lǐng)域的模塊電 源短路保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，模塊電源以其高效率、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)域均大量使用模塊電源。
對模塊電源的短路保護(hù)是保障產(chǎn)品可靠性的一個(gè)重要措施，是產(chǎn) 品設(shè)計(jì)一個(gè)重要指標(biāo)，也是產(chǎn)品進(jìn)行國際認(rèn)證一個(gè)重要項(xiàng)目。北美針
對通4言i殳備的網(wǎng)紹"殳備構(gòu)建系統(tǒng)(Network Equipment-Building
System, NEBS)認(rèn)證明確提出了對模塊電源近端和遠(yuǎn)端短路測試，并
制定了相應(yīng)的通過規(guī)則。
請參閱圖1，其是現(xiàn)有技術(shù)模塊電源短路保護(hù)電路示意圖。 模塊電源短路保護(hù)電路包括模塊電源、保險(xiǎn)絲和負(fù)載。模塊電源
通過保險(xiǎn)絲將電壓加載于負(fù)載。保險(xiǎn)絲也可以更換為熱每文電阻。
該模塊電源短路保護(hù)電路對模塊電源的短路保護(hù)是通過在電源
輸出電路中加保險(xiǎn)絲或熱敏電阻來實(shí)現(xiàn)。這些保護(hù)措施能基本完成保
護(hù)電源的功能，但存在需要人工恢復(fù)，并且還存在大電流發(fā)熱引起火
災(zāi)的危險(xiǎn)。
此外，還有通過監(jiān)控電源芯片來控制模塊電源輸出來實(shí)現(xiàn)短路保 護(hù)功能，但通過大量的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)這種措施只能針對模塊電源近端短路 保護(hù)，無法實(shí)行遠(yuǎn)端短路保護(hù)功能。遠(yuǎn)端短路時(shí)，短^各大電流經(jīng)過控 制芯片和印刷電路板(Printed circuit board, PCB)走線到達(dá)監(jiān)控芯片， 由于控制芯片自身電阻和PCB走線電阻的存在，使得監(jiān)控電源芯片 檢測到的電壓在監(jiān)控電壓門限之內(nèi)，從而不能識別遠(yuǎn)端短路，而無法 實(shí)現(xiàn)模塊電源遠(yuǎn)端短路保護(hù)的功能，造成安全隱患，不能通過北美NEBS認(rèn)證。在產(chǎn)品全球化時(shí)代，針對模塊電源的全面安全短路保護(hù) 是必須解決的一個(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決模塊電源近端短路和遠(yuǎn)端短路的保護(hù)問題，有必要提供一 種解決該問題的模塊電源短路保護(hù)電路。
本發(fā)明模塊電源短路保護(hù)電路，其包括開關(guān)元件和電源監(jiān)控模 塊，其中
所述電源監(jiān)控模塊，用于設(shè)置預(yù)定的電壓門限，探測所述開關(guān)元 件的電壓輸入極和電壓輸出極的電壓，分別比較兩端的電壓值是否落 入所述電壓門限，若全是，則所述電源監(jiān)控模塊通過所述電源監(jiān)控模 塊的受控極，控制所述開關(guān)元件閉合，否則，控制所述開關(guān)元件斷開。
在上述電路中，所述電源監(jiān)控模塊還用于在所述開關(guān)元件斷開 時(shí)，通過所述受控極傳輸一使得所述開關(guān)元件閉合與斷開時(shí)間占空比 小于一的控制信號，控制所述開關(guān)元件才艮據(jù)所述控制信號的占空比閉 合。
在上述電路中，還包括電阻，所述電阻一端連接所述電源監(jiān)控才莫 塊，另一端連接所述受控極，用于傳輸所述控制信號。
在上述電路中，還包括電容，所述電容一端連接所述電阻與所述 電源監(jiān)控模塊連接的一端，另一端接地。
在上述電路中，所述開關(guān)元件為MOS管，所述電壓輸入極為源 極，所述電壓輸出極為漏極，所述受控極為柵極。
在上述電路中，所述開關(guān)元件為三極管，所述電壓輸入極為集電 極，所述電壓輸出極為發(fā)射極，所述受控極為基極。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明模塊電源短路保護(hù)電路提供一種較為 全面安全的模塊電源短路保護(hù)法案，采用簡單、可靠的電路設(shè)計(jì)，有 效地解決了模塊電源近端短路和遠(yuǎn)端短路的保護(hù)問題。
在結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明實(shí)施方式的詳細(xì)描述后，本發(fā)明的特點(diǎn)和 優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。


圖l是現(xiàn)有技術(shù)模塊電源短路保護(hù)電路示意圖2是本發(fā)明模塊電源短路保護(hù)電路示意圖3是本發(fā)明實(shí)施例模塊電源短路保護(hù)電路示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明模塊電源短路保護(hù)電路進(jìn)行說明。 請參閱圖2，其是本發(fā)明模塊電源短路保護(hù)電路示意圖。 本發(fā)明模塊電源短路保護(hù)電路包括模塊電源、開關(guān)元件、電源監(jiān) 控^t塊、電阻、電容和負(fù)載。
其中，對莫塊電源包括二輸入端和二輸出端。二輸入端分別為正^1 輸出端Vin+和負(fù)極輸出端Vin-。 二輸出端分別為正極輸出端和負(fù)極 輸出端，負(fù)極輸出端接地(GND)。開關(guān)元件包括三引腳，分別為輸 入極、輸出極和受控極。電源監(jiān)控沖莫塊包括三引腳，分別為第一探測 端、第二探測端和控制端。模塊電壓的正極輸出端與開關(guān)元件的輸入 才及相連接，開關(guān)元件的輸出才及與負(fù)載的一端相連4妄，負(fù)載的另一端4妄 地。電源監(jiān)控模塊的第一探測端與輸入極(近端)相連接，第二纟冢測端 與負(fù)載不接地的一端(遠(yuǎn)端)相連接，受控極通過電容C接地。電源監(jiān) 控模塊的控制端通過電阻R與受控極相連接。
模塊電源，用于通過輸入端接收輸入電壓信號，通過輸出端輸出 預(yù)定的輸出電壓信號。
開關(guān)元件，用于閉合或者斷開模塊電源與負(fù)載之間的連接。 電源監(jiān)控模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的電壓門限，將其與第一探測端和 第二探測端探測到的電壓相比較，只要電壓門限小于第一探測端或第 二探測端探測到的電壓，通過受控極控制開關(guān)元件斷開，如果電壓門 限皆大于第一探測端和第二探測端探測到的電壓，則控制開關(guān)元件閉 合。
電阻R，用于限流，亦稱為限流電阻。電容C,用于濾波，亦稱 為濾波電容。
本發(fā)明模塊電源短路保護(hù)電路的工作原理如下所述
5首先，模塊電源接收外界的輸入電壓信號，進(jìn)行轉(zhuǎn)化，得到并輸 出預(yù)定的輸出電壓信號，輸出電壓信號通過開關(guān)元件，再加載于負(fù)載 的兩端。同時(shí)，電源監(jiān)控模塊的第一探測端探測開關(guān)元件輸入極的電 壓，得到第一電壓值，第二探測端探測電壓探測負(fù)載不接地一端的電 壓，得到第二電壓值，并且，分別將該第一電壓值和第二電壓值與電 源監(jiān)控模塊預(yù)設(shè)的電壓門限相比較，若第 一 電壓值或第二電壓值小于 電壓門限，通過受控極控制開關(guān)元件斷開，然后，若第一電壓值落入 電壓門限，則通過受控極控制開關(guān)元件閉合。
其次，通過電源監(jiān)控模塊的內(nèi)部邏輯電路，實(shí)現(xiàn)"打嗝"式(hiccup)
保護(hù)。即，當(dāng)電源監(jiān)控模塊的第一探測端探測的第一電壓值小于電壓 門限時(shí)，或當(dāng)?shù)诙綔y端探測的第二電壓值小于電壓門限時(shí)，電源監(jiān) 控模塊控制開關(guān)元件斷開，此時(shí)，電源監(jiān)控模塊控制開關(guān)元件閉合。 這是通過，在電源監(jiān)控模塊的內(nèi)部邏輯電路中，設(shè)置閉合和斷開開關(guān) 元件的占空比，且閉合和斷開開關(guān)元件的占空比小于1,使得模塊電 源的輸出功率較小。這樣，即使長時(shí)間短路，電路中的元件和走線不 會有太大的發(fā)熱現(xiàn)象。當(dāng)短路消失時(shí)，電源監(jiān)控模塊控制開關(guān)元件閉 合，電路正常導(dǎo)通。
請參閱圖3,其是本發(fā)明實(shí)施例模塊電源短路保護(hù)電路示意圖。
模塊電源為12V轉(zhuǎn)1.2V模塊電源。開關(guān)元件為N溝道MOS功 率管IRF7831,柵極與源極之間截止電壓VGS等于30V，漏極與源 極之間擊穿電壓VDS等于12V。濾波電容C采用O.OluF陶資貼片電 容。限流電阻R采用IO歐姆貼片電阻。
ADM1065芯片在近端A點(diǎn)探測第一電壓值，亦稱為A點(diǎn)電壓。 在遠(yuǎn)端B點(diǎn)探測第二電壓值，亦稱為B點(diǎn)電壓。A點(diǎn)連接MOS管的 源極，B點(diǎn)連接MOS管的漏極。
電源監(jiān)控模塊采用ADM1065芯片。未發(fā)生短路現(xiàn)象時(shí)， ADM1065芯片在A點(diǎn)探測第一電壓值，為正常工作電壓值，即1.2V。 考慮到ADM1065芯片可承受電壓波動一般都是正常工作電壓的10 % ,把ADM1065的電壓門限設(shè)置為1.2V ± (1.2V x 10 % ),即1.08V ~ 1.32V。當(dāng)A點(diǎn)或者B點(diǎn)電壓在該電壓門限之外時(shí)，ADM1065芯片控制MOS管IRF7831斷開，實(shí)行電源保護(hù)。
當(dāng)A點(diǎn)短^^時(shí)，MOS管IRF7831斷開，B點(diǎn)沒有電壓。 當(dāng)B點(diǎn)短i 各時(shí)，MOS管IRF7831斷開。此時(shí)，將實(shí)現(xiàn)hiccup j呆
護(hù)。若A點(diǎn)電壓是1.2V,這種情況下ADM1065芯片控制MOS管
IRF7831閉合。而B點(diǎn)短路又使得MOS管IRF7831斷開。
設(shè)置ADM1065內(nèi)部邏輯電路，使閉合和斷開時(shí)間比為1: 5，即
占空比為1: 5。如此，即使B點(diǎn)使長時(shí)間短路，電路中的元件和走
線也不會有過大的發(fā)熱現(xiàn)象。當(dāng)B點(diǎn)短路消失時(shí)，ADM1065芯片控
制MOS管IRF7831閉合。
當(dāng)A點(diǎn)和B點(diǎn)同時(shí)短; 各時(shí)，ADM1065芯片一直斷開MOS管
IRF7831。
在上述實(shí)施例中，開關(guān)元件為MOS管。相應(yīng)地，開關(guān)元件還可 以為三才及管，并且，三極管的集電才及、發(fā)射才及和基才及分別對應(yīng)MOS 管的源極、漏極和柵極。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明模塊電源短路保護(hù)電路提供一種較為 全面安全的模塊電源短路保護(hù)法案，采用簡單、可靠的電路設(shè)計(jì)，有 效地解決了模塊電源近端短路和遠(yuǎn)端短路的保護(hù)問題。
以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施案例而已，并不用于限制本發(fā)明，對 于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā) 明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包 含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種模塊電源短路保護(hù)電路，其包括開關(guān)元件和電源監(jiān)控模塊，其特征在于所述電源監(jiān)控模塊，用于設(shè)置預(yù)定的電壓門限，探測所述開關(guān)元件的電壓輸入極和電壓輸出極的電壓，分別比較兩端的電壓值是否落入所述電壓門限，若全是，則所述電源監(jiān)控模塊通過所述電源監(jiān)控模塊的受控極，控制所述開關(guān)元件閉合，否則，控制所述開關(guān)元件斷開。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述電源監(jiān)控模 塊還用于在所述開關(guān)元件斷開時(shí)，通過所述受控極傳輸一使得所述開 關(guān)元件閉合與斷開時(shí)間占空比小于一的控制信號，控制所述開關(guān)元件 根據(jù)所述控制信號的占空比閉合。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，還包括電阻，所 述電阻一端連接所述電源監(jiān)控模塊，另一端連接所述受控極，用于傳 輸所述控制信號。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，還包括電容，所 述電容一端連接所述電阻與所述電源監(jiān)控才莫塊連接的一端，另 一端接 地。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，所述開關(guān)元件為 MOS管，所述電壓輸入極為源極，所述電壓輸出極為漏才及，所述受 控極為柵極。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，所述開關(guān)元件為 三極管，所述電壓輸入極為集電極，所述電壓輸出極為發(fā)射極，所述 受控極為基極。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種模塊電源短路保護(hù)電路。該電路包括開關(guān)元件和電源監(jiān)控模塊，其中，電源監(jiān)控模塊用于設(shè)置預(yù)定的電壓門限，探測開關(guān)元件的電壓輸入極和電壓輸出極的電壓，分別比較兩端的電壓值是否落入電壓門限，若全是，則電源監(jiān)控模塊通過電源監(jiān)控模塊的受控極，控制開關(guān)元件閉合，否則，控制開關(guān)元件斷開。本發(fā)明采用簡單、可靠的電路設(shè)計(jì)，有效地解決了模塊電源近端短路和遠(yuǎn)端短路的保護(hù)問題。
文檔編號H02H7/10GK101557099SQ200910107308
公開日2009年10月14日 申請日期2009年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月12日
發(fā)明者買春法, 張本軍, 馬光明 申請人:中興通訊股份有限公司