專利名稱：開關(guān)電源短路保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種開關(guān)電源短路保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
短路是電源最嚴(yán)重的故障之一，短路保護(hù)是衡量開關(guān)電源可靠性的重要因素。在使用MOSFET作為功率器件的開關(guān)電源中，短路保護(hù)的方法主要是檢測(cè)回路電流，將檢測(cè)信號(hào)與某個(gè)固定電壓進(jìn)行比較，如果大于設(shè)置的電壓值，則判斷此時(shí)電路已經(jīng)短路。電流的檢測(cè)一般通過泄流電阻上的電壓測(cè)量，或是通過電流互感器測(cè)量。這些方法的缺點(diǎn)是短路保護(hù)值難以設(shè)定，且功率器件工作在接近短路保護(hù)值附近時(shí)難以保護(hù)。當(dāng)前采用的各種短路保護(hù)電路無法識(shí)別電路過載和負(fù)載短路，電源會(huì)反復(fù)開通關(guān)閉，由此產(chǎn)生的電流脈沖會(huì)在開關(guān)處產(chǎn)生額外的損耗，也會(huì)降低開關(guān)器件的可靠性。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種開關(guān)電源短路保護(hù)電路，此電路只有當(dāng)負(fù)載沒有短路時(shí)才會(huì)打開電源，避免了負(fù)載完全短路時(shí)電源反復(fù)開通和關(guān)閉的損耗；在故障消除后， 電源能自動(dòng)恢復(fù)正常。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種開關(guān)電源短路保護(hù)電路，包括短路電流檢測(cè)及保護(hù)電路，負(fù)載短路檢測(cè)電路，保護(hù)信號(hào)輸出電路；短路電流檢測(cè)及保護(hù)電路的輸入通過接到功率MOSFET管Ql的D極和S極并聯(lián)在功率MOSFET管的兩端；負(fù)載短路檢測(cè)電路的輸入并聯(lián)于電源輸出正極和電源輸出地之間；短路電流檢測(cè)及保護(hù)電路的輸出信號(hào)和負(fù)載短路檢測(cè)電路的輸出信號(hào)并聯(lián)接入保護(hù)信號(hào)輸出電路，保護(hù)信號(hào)輸出電路的輸出接到開關(guān)電源控制芯片的保護(hù)引腳。所述短路電流檢測(cè)及保護(hù)電路由電阻R3，電阻R5，電阻R6，電阻R7，電阻R8，電阻 R9，電阻R10，電阻Rl2，運(yùn)放U 3，運(yùn)放U4，電容C2，電容C3，二極管D3，穩(wěn)壓二極管D4，光耦 U2,MOSFET管Q2構(gòu)成，電阻R3 —端接功率MOSFET的D極，另一端與光耦U2的發(fā)光二極管及MOSFET管Q2串聯(lián)，這3個(gè)元件構(gòu)成的串聯(lián)電路與功率MOSFET管Ql并聯(lián)，光耦U2的輸出經(jīng)R5和C6構(gòu)成的濾波電路后接到信號(hào)檢測(cè)運(yùn)放U3的反相輸入端。所述負(fù)載短路檢測(cè)電路由電阻R1，電阻R2，電阻R15，二極管D1，二極管D5，三極管 Q5構(gòu)成；二極管D5陰極接電源輸出正極，陽極接電阻R2 —端和三極管Q5的基極，電阻R2 另一端接輔助電源VCC，電阻R2 —端接輔助電源VCC，另一端接三極管Q5的集電極，接三極管Q5的發(fā)射極和電阻R15和二極管D5串聯(lián)后接到電源輸出地，負(fù)載短路檢測(cè)電路的輸出由三極管Q5的基極引出。所述保護(hù)信號(hào)輸出電路由電阻R4，電阻R11，電阻R13，三極管Q3，三極管Q4，光耦 Ul構(gòu)成。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于該電路具有多重保護(hù)措施，高可靠性的短路保護(hù)電路。此電路通過監(jiān)視功率開關(guān)管上的電壓實(shí)現(xiàn)短路電流檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)電源過載或短路時(shí)的“打嗝”保護(hù)；同時(shí)對(duì)負(fù)載短路情況監(jiān)視，只有當(dāng)負(fù)載沒有短路時(shí)才會(huì)打開電源，避免了負(fù)載完全短路時(shí)電源反復(fù)開通和關(guān)閉的損耗，在故障消除后，電源能自動(dòng)恢復(fù)正常。

圖1是本實(shí)用新型開關(guān)電源短路保護(hù)電路框圖。圖2是本實(shí)用新型開關(guān)電源短路保護(hù)電路原理圖。
具體實(shí)施方式
一種開關(guān)電源短路保護(hù)電路，短路電流檢測(cè)及保護(hù)電路進(jìn)行過流檢測(cè)并實(shí)現(xiàn)保護(hù)電路的打嗝式限流，負(fù)載短路檢測(cè)電路判定負(fù)載是否短路；兩個(gè)保護(hù)電路中只要有一個(gè)發(fā)生作用，就會(huì)觸發(fā)接到PWM控制芯片的保護(hù)信號(hào)，停止PWM信號(hào)的輸出，對(duì)電路進(jìn)行保護(hù)。短路電流檢測(cè)及保護(hù)電路由電阻R3，電阻R5，電阻R6，電阻R7，電阻R8，電阻R9， 電阻RlO，電阻Rl2，運(yùn)放U3，運(yùn)放U4，電容C2，電容C3，二極管D3，穩(wěn)壓二極管D4，光耦U2， MOSFET管Q2構(gòu)成。Ql為開關(guān)電源功率MOSFET管，Ql的漏源電壓Vds同Ql的工作電流成比例關(guān)系，因此可以通過測(cè)量Vds來檢測(cè)回路電流。檢測(cè)功率管Q2和光耦U2及電阻R3構(gòu)成了回路電流檢測(cè)電路。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)到達(dá)后，Q2和Ql幾乎同時(shí)導(dǎo)通，此時(shí)U2的導(dǎo)通程度完全取決于Ql的漏源電壓Vds，而隨著Ql的輸出電流的增加，Ql的漏源電壓也增加。隨著 U2導(dǎo)通程度的增加，C2會(huì)通過R5釋放電荷，C2的電位會(huì)越來越低，當(dāng)?shù)偷揭欢ǔ潭葧r(shí)會(huì)觸發(fā)后面的“打嗝”電路。Q2的額定工作電流要求較小，但與Ql的耐壓值要求相同。Q2速度比Ql快，Q2會(huì)比Ql先導(dǎo)通。因此U2會(huì)有一個(gè)電流流過，流過的時(shí)間為Q2和Ql導(dǎo)通的時(shí)間差?？梢酝ㄟ^調(diào)整R5和C2的取值解決這個(gè)誤動(dòng)作信號(hào)問題。電源正常工作時(shí)，C2電位高于U3同相輸入腳上的設(shè)定電壓，U3輸出低電平，則U4 也輸出低電平。當(dāng)出現(xiàn)過載或短路現(xiàn)象時(shí)，C2電位由于放電低于設(shè)定電壓，U3輸出高電平， 此時(shí)電源馬上給電容C3充電，使運(yùn)算放大器U4同相輸人端大于反相輸入端，U4輸出變高， 給出保護(hù)信號(hào)，控制芯片停止PWM信號(hào)輸出，關(guān)閉電源。由于U2的截止，C2電位會(huì)升高，當(dāng)其大于設(shè)定電壓時(shí)，U3輸出低電平。此時(shí)因?yàn)殡娙軨3上的電壓不能突，必須通過電阻R5放電，C3和R5取值較大，可以改變C3和R5的值來調(diào)節(jié)停止工作期的時(shí)間。當(dāng)C3的電位降低到小于設(shè)定電壓時(shí)，U4輸出低電平，電源工作恢復(fù)正常。這樣就構(gòu)成了一個(gè)“打嗝“保護(hù)電路。R8和R15為正反饋電阻，從而保證U3和U4的輸出狀態(tài)只有兩種。負(fù)載短路檢測(cè)電路由電阻R1，電阻R2，電阻R15，二極管D1，二極管D5，三極管Q5 構(gòu)成。當(dāng)電路正常時(shí)，Dl反向截止，Q5的基極電位為高，Q5導(dǎo)通，Q5的集電極電平為低。當(dāng)負(fù)載短路時(shí)，Dl將正向?qū)ǎ瑒tQ5的基極電壓為低電平，Q5截止，Q5的集電極電平為高，輸出保護(hù)信號(hào)。保護(hù)信號(hào)輸出電路由電阻R4，電阻R11，電阻R13，三極管Q 3，三極管Q4，光耦Ul 構(gòu)成。當(dāng)短路電流檢測(cè)及保護(hù)電路輸出保護(hù)信號(hào)時(shí)，Q3導(dǎo)通，Ul截止，Ul輸出高電平，通知控制芯片保護(hù)。當(dāng)短負(fù)載短路檢測(cè)電路輸出保護(hù)信號(hào)時(shí)，Q4導(dǎo)通，Ul截止，Ul輸出高電平， 通知控制芯片保護(hù)。由此可知，以上兩個(gè)電路任何一路輸出保護(hù)信號(hào)，都可達(dá)成保護(hù)，這樣就構(gòu)成了雙重保護(hù)。
權(quán)利要求1.一種開關(guān)電源短路保護(hù)電路，其特征在于該電路包括短路電流檢測(cè)及保護(hù)電路， 負(fù)載短路檢測(cè)電路，保護(hù)信號(hào)輸出電路；短路電流檢測(cè)及保護(hù)電路的輸入通過接到功率 MOSFET管Ql的D極和S極并聯(lián)在功率MOSFET管的兩端；負(fù)載短路檢測(cè)電路的輸入并聯(lián)于電源輸出正極和電源輸出地之間；短路電流檢測(cè)及保護(hù)電路的輸出信號(hào)和負(fù)載短路檢測(cè)電路的輸出信號(hào)并聯(lián)接入保護(hù)信號(hào)輸出電路，保護(hù)信號(hào)輸出電路的輸出接到開關(guān)電源控制芯片的保護(hù)引腳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述開關(guān)電源短路保護(hù)電路，其特征在于所述短路電流檢測(cè)及保護(hù)電路由電阻R3，電阻R5，電阻R6，電阻R7，電阻R8，電阻R9，電阻R10，電阻R12，運(yùn)放U3， 運(yùn)放U4，電容C2，電容C3，二極管D3，穩(wěn)壓二極管D4，光耦U2，MOSFET管Q2構(gòu)成，電阻R 3 一端接功率MOSFET的D極，另一端與光耦U2的發(fā)光二極管及MOSFET管Q2串聯(lián)，這3個(gè)元件構(gòu)成的串聯(lián)電路與功率MOSFET管Ql并聯(lián)，光耦U2的輸出經(jīng)R5和C6構(gòu)成的濾波電路后接到信號(hào)檢測(cè)運(yùn)放U3的反相輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述開關(guān)電源短路保護(hù)電路，其特征在于所述負(fù)載短路檢測(cè)電路由電阻R1，電阻R2，電阻R15，二極管D1，二極管D5，三極管Q5構(gòu)成；二極管D5陰極接電源輸出正極，陽極接電阻R2 —端和三極管Q5的基極，電阻R2另一端接輔助電源VCC，電阻R2 一端接輔助電源VCC，另一端接三極管Q5的集電極，接三極管Q5的發(fā)射極和電阻R15和二極管D5串聯(lián)后接到電源輸出地，負(fù)載短路檢測(cè)電路的輸出由三極管Q5的基極引出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述開關(guān)電源短路保護(hù)電路，其特征在于所述保護(hù)信號(hào)輸出電路由電阻R4，電阻Rl 1，電阻R13，三極管Q3，三極管Q4，光耦Ul構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種開關(guān)電源短路保護(hù)電路，其特征在于該電路包括短路電流檢測(cè)及保護(hù)電路，負(fù)載短路檢測(cè)電路，保護(hù)信號(hào)輸出電路；短路電流檢測(cè)及保護(hù)電路的輸入通過接到功率MOSFET管Q1的D極和S極并聯(lián)在功率MOSFET管的兩端。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于該電路具有多重保護(hù)措施，高可靠性的短路保護(hù)電路。此電路通過監(jiān)視功率開關(guān)管上的電壓實(shí)現(xiàn)短路電流檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)電源過載或短路時(shí)的“打嗝”保護(hù)；同時(shí)對(duì)負(fù)載短路情況監(jiān)視，只有當(dāng)負(fù)載沒有短路時(shí)才會(huì)打開電源，避免了負(fù)載完全短路時(shí)電源反復(fù)開通和關(guān)閉的損耗；在故障消除后，電源能自動(dòng)恢復(fù)正常。
文檔編號(hào)H02H7/125GK202034765SQ20112009126
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者劉永士, 曾昭舜 申請(qǐng)人:武漢誠銳電器有限公司