本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種開關(guān)電源電路。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的開關(guān)電源反激電路都是采用電流型控制方案，該方案實現(xiàn)過流保護的方案是通過電流環(huán)采樣電路采樣原邊峰值電流的方法實現(xiàn)輸出過流保護，當輸出負載增加時，流過原邊電流采樣電路的電流也隨之增加，當流過原邊電流采樣電路電流達到設定保護值時，電流即進入保護狀態(tài)，該方案存在一個固有的缺陷：即在寬輸入電壓范圍時，輸出端過流點是不一致的，例如在輸入電壓范圍為4:1(即輸入電壓范圍為9V-36V)時，如果設定低壓(9V輸入)時過流點為I1，則高壓(36V輸入)時過流點可以達到2倍I1，甚至更高。由于高低壓輸入時過流點差異較大，就給電路設計帶了麻煩，特別是器件的選項，為了滿足高壓過流點設計，選擇器件時會選擇較大的功率余量和降額，這樣造成整個電路的成本增加，不利于產(chǎn)品的市場競爭。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種開關(guān)電源電路，克服現(xiàn)有反激開關(guān)電源電路在寬輸入電壓時輸出過流點不一致的問題，實現(xiàn)全輸入電壓范圍內(nèi)輸出過流點一直，從而降低了產(chǎn)品的設計難度和開發(fā)成本。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供一種開關(guān)電源電路，包括變壓器和第一整流電路、主芯片和過流保護電路，所述變壓器包括輔助繞組；所述主芯片包括供電引腳和反饋引腳；

所述輔助繞組的第一端連接所述第一整流電路的輸入端，所述第一整流電路的輸出端連接所述主芯片的供電引腳；

所述過流保護電路包括采樣端、采樣處理電路、比較判斷電路、反饋處理電路和反饋輸出端；

所述采樣端連接所述輔助繞組的第一端，所述采樣處理電路的輸入端連接所述采樣端，所述采樣處理電路的輸出端連接所述比較判斷電路的輸入端；所述比較判斷電路的輸出端連接所述反饋處理電路的輸入端，所述反饋處理電路的輸出端連接所述反饋輸出端；

所述反饋輸出端連接所述主芯片的反饋引腳。

實施本發(fā)明實施例，具有如下有益效果：

本發(fā)明實施例利用輸出繞組的負載越大，輔助繞組的第一端的電壓越高的特性，通過采樣輔助繞組的第一端上的電壓，將輔助繞組的第一端上的電壓經(jīng)比較處理后反饋至芯片的反饋引腳，即當輔助繞組第一端上的電壓超出某一閾值時，輸出信號至芯片的反饋引腳，使芯片輸出及時作出調(diào)整，實現(xiàn)因輸出繞組負載增大導致電流增大的過流保護。

進一步地，所述采樣處理電路包括第一電阻和第二電阻，所述第一電阻的第一端為所述采樣處理電路的輸入端；所述第一電阻的第二端連接所述第二電阻的第一端，所述第二電阻的第二端接地；所述第二電阻的第一端為所述采樣處理電路的輸出端。

進一步地，所述采樣處理電路還包括電容，所述電容的第一端連接所述第二電阻的第一端，所述電容的第二端連接所述第二電阻的第二端。

進一步方案中，在第二電阻的兩端并聯(lián)電容，濾除電路干擾信號，尤其是高頻信號，有效地避免電路發(fā)生誤動作，提高電路的可靠性。

進一步地，所述比較判斷電路包括基準電壓提供端和比較器；所述比較器的正相輸入端為所述比較判斷電路的輸入端，所述比較器的反相輸入端連接所述基準電壓提供端，所述比較器的輸出端為所述比較判斷電路的輸出端。

優(yōu)選地，所述比較判斷電路還包括第一二極管，所述第一二極管的負極連接所述比較器的正相輸入端，所述第一二極管的正極接地。

優(yōu)選實施例中，比較判斷電路包括第一二極管，起保護比較器正相輸入端的作用。

優(yōu)選地，所述過流保護電路還包括第二二極管，所述采樣處理電路的輸出端連接所述比較判斷電路的輸入端，具體為：所述采樣處理電路的輸出端通過所述第二二極管連接所述比較判斷電路的輸入端；其中，所述第二二極管的正極連接所述采樣處理電路的輸出端，所述第二二極管的負極連接所述比較判斷電路的輸入端。

優(yōu)選實施例中，過流保護電路包括第二二極管；通過采樣LLC的輸出電壓來調(diào)節(jié)前級的反饋電路，從而改變前級變換電路的輸出電壓，來達到拓寬LLC輸出電壓范圍的效果，而此方法不影響電路的諧振頻率，因此對電路的穩(wěn)定性和效率也不產(chǎn)生影響。

進一步地，所述反饋處理電路包括開關(guān)管，所述開關(guān)管的控制端為所述反饋處理電路的輸入端，所述開關(guān)管的第一端為所述反饋處理電路的輸出端，所述開關(guān)管的第二端接地。

進一步地，所述開關(guān)管為NPN型三極管，所述NPN型三極管的基極為所述開關(guān)管的控制端，所述NPN型三極管的集電極為所述開關(guān)管的第一端，所述NPN型三極管的發(fā)射極為所述開關(guān)管的第二端。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的開關(guān)電源電路的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是開關(guān)電源電路中過流保護電路的一個實施例的原理圖；

圖3是開關(guān)電源電路中過流保護電路的另一個實施例的原理圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

參見圖1，是本發(fā)明實施例提供的開關(guān)電源電路的結(jié)構(gòu)框圖；本發(fā)明實施例提供一種開關(guān)電源電路，包括變壓器T和第一整流電路D3、主芯片U1和過流保護電路10，變壓器T包括輔助繞組N3；主芯片U1包括供電引腳VCC和反饋引腳COMP；

輔助繞組N3的第一端連接第一整流電路D3的輸入端，第一整流電路D3的輸出端連接主芯片的供電引腳；具體地，第一整流電路D3可以為單個二極管器件，二極管的正極為第一整流電路D3的輸入端，二極管的負極為第一整流電路D3的輸出端；第一整流電路D3也可以為其他類型整流電路，比如整流橋；

過流保護電路10包括采樣端Vf、采樣處理電路101、比較判斷電路102、反饋處理電路103和反饋輸出端Comp；

采樣端Vf連接輔助繞組N3的第一端，采樣處理電路101的輸入端連接采樣端Vf，采樣處理電路101的輸出端連接比較判斷電路102的輸入端；比較判斷電路102的輸出端連接反饋處理電路103的輸入端，反饋處理電路103的輸出端連接反饋輸出端；

反饋輸出端Comp連接主芯片的反饋引腳COMP。

一般地，開關(guān)電源的基本拓撲結(jié)構(gòu)包括變壓器、主芯片、主開關(guān)管；變壓器包括初級繞組、次級繞組和輔助繞組，其中初級繞組是電源的輸入部分，次級繞組是輸出部分，輔助繞組輸出的電壓連接主芯片的供電引腳VCC，為主芯片供電；主芯片的輸出引腳GATE連接主開關(guān)管Q1的控制端，控制主開關(guān)管的導通占空比，從而控制次級繞組的輸出信號。如圖1所示，典型的反激開關(guān)電源拓撲結(jié)構(gòu)，變壓器T由3個繞組組成，分別為初級繞組N1，次級繞組N2和輔助繞組N3，其中初級繞組N1和次級繞組N2、輔助繞組N3構(gòu)成反激關(guān)系，次級繞組N2和輔助繞組N3構(gòu)成正激關(guān)系；二極管D4是次級繞組的整流管；還包括有輸出電壓采樣反饋電路20，采樣輸出電壓，由光耦發(fā)射管U1A反映輸出電壓信號，光耦接收管U1B將輸出電壓信號反饋至反饋引腳COMP，主芯片根據(jù)采樣到的電壓信號調(diào)整主開關(guān)管的占空比，保持輸出電壓恒定。理論上繞組N1和繞組N2、繞組N3完全耦合的情況下，即耦合系數(shù)為1的情況下，輔助繞組輸出電壓VCC與輸出電壓Vo的比例等于繞組N2與繞組N3的比例，與繞組N1無關(guān)，即VCC/V o＝N 2/N3，且與VCC和Vo的負載無關(guān)。但是實際應用中繞組N2和繞組N3并不能達到理論上的完全耦合，即耦合系數(shù)小于1，即VCC/Vo不等于N2/N3。在實際電路中為了實現(xiàn)VCC/V o比較接近N 2/N3，要求Vcc和Vo分別帶同比例的負載，當Vcc和Vo帶不同比例負載時則會表現(xiàn)出下述現(xiàn)象：當Vo所帶載比例超過Vcc帶載比例時，則繞組N3輸出電壓Vo1將比設定輸出電壓Vo低，而繞組N2輸出電壓Vcc1將比設定的輸出電壓Vcc高。當Vo所帶載比例低于Vcc帶載比例時，則繞組N3輸出電壓Vo1將比設定輸出電壓Vo高，而繞組N2輸出電壓Vcc1將比設定的輸出電壓Vcc低。即表現(xiàn)為兩個并聯(lián)繞組上輸出電壓受彼此負載大小的影響。而繞組N3作為輸出Vo反饋采樣端，其輸出電壓始終是穩(wěn)定的，故實際電路表現(xiàn)為：繞組N3的輸出電壓Vo是不會受繞組N2輸出端Vcc的負載大小影響，而繞組N2輸出端Vcc電壓將受繞組N3輸出電壓Vo的負載大小影響，且表現(xiàn)描述如下：當繞組N3輸出電壓Vo負載增加時，繞組N2的輸出電壓Vcc在負載一定的情況下輸出電壓將會上升，當繞組N3輸出電壓Vo負載減少時，繞組N2的輸出電壓Vcc在負載一定的情況下輸出電壓將會下降。

由上所述，由于繞組N2和繞組N3是并聯(lián)關(guān)系，且繞組之間不能實現(xiàn)完全耦合，兩個繞組之間存在交叉調(diào)整現(xiàn)象，即作為輸出繞組的N3輸出端負載大小將影響輔助繞組N2的輸出電壓，且表現(xiàn)現(xiàn)象為：輸出繞組N3輸出端負載越大，輔助繞組N2的輸出電壓越高。另外由于繞組N2上電壓與繞組N1上電壓無關(guān)，即輔助繞組N2上電壓與輸入電壓無關(guān)，只與輔助繞組N2和輸出繞組N3匝比、輸出端電壓、輸出端負載、輔助繞組VCC本身負載相關(guān)，而一個電路中輔助繞組和輸出繞組N3是確定，輸出端電壓和輔助繞組VCC本身負載是穩(wěn)定的，根據(jù)這一特點，可以通過采樣輔助繞組N2的輸出電壓值，實時的反應輸出端負載，且可以實現(xiàn)全電壓范圍內(nèi)輸出過流點一致，解決現(xiàn)有方案中高低壓過流點不一致問題，且提高了產(chǎn)品的可靠性，優(yōu)化設計進而降低了產(chǎn)品的設計成本。

本發(fā)明實施例工作過程如下：

當輸出端負載達到設定值，輔助繞組電壓由于受到輸出負載的影響，輔助繞組上電壓上升，采樣電路采樣到輔助繞組上電壓后與設定的基準比較，超過設定的基準值后，比較判斷電路即判定輸出端出現(xiàn)過流現(xiàn)象，通過反饋控制電路拉低主芯片U1的COMP引腳，關(guān)斷驅(qū)動，從而關(guān)斷整個電路，電路進入保護狀態(tài)。實現(xiàn)過流保護。

參見圖2，是開關(guān)電源電路中過流保護電路的一個實施例的原理圖；本實施例中，采樣處理電路101的輸入端連接采樣端Vf；包括第一電阻R1和第二電阻R2，第一電阻R1的第一端為采樣處理電路101的輸入端；第一電阻R1的第二端連接第二電阻R2的第一端，第二電阻R2的第二端接地；第二電阻R2的第一端為采樣處理電路101的輸出端。

比較判斷電路102包括基準電壓提供端Vref和比較器U2；比較器U2的正相輸入端為比較判斷電路102的輸入端，比較器U2的反相輸入端連接基準電壓提供端Vref，比較器U2的輸出端為比較判斷電路102的輸出端。

反饋處理電路103包括開關(guān)管Q1，開關(guān)管Q1的控制端為反饋處理電路103的輸入端，開關(guān)管Q1的第一端為反饋處理電路103的輸出端，開關(guān)管Q1的第二端接地。具體地，開關(guān)管Q1為NPN型三極管，NPN型三極管的基極為開關(guān)管Q1的控制端，NPN型三極管的集電極為開關(guān)管Q1的第一端，NPN型三極管的發(fā)射極為開關(guān)管Q1的第二端。在其他實施例中，開關(guān)管Q1也可以采用其他三端控制開關(guān)器件替換。

當開關(guān)電源的輸出部分出現(xiàn)過流時，比較器U2正相輸入端電壓大于反相輸入端基準電壓Vref，則比較器U2輸出高電平，開關(guān)管Q1導通，拉低主芯片U1的反饋引腳COMP，從而關(guān)斷主芯片，關(guān)斷輸出。

為了提高性能，采樣處理電路101還包括電容C2，電容C2的第一端連接第二電阻R2的第一端，電容C2的第二端連接第二電阻R2的第二端。在第二電阻R2的兩端并聯(lián)電容C2，濾除電路干擾信號，尤其是高頻信號，能有效地避免電路發(fā)生誤動作，提高電路的可靠性。

比較判斷電路102還包括第一二極管D1，第一二極管D1的負極連接比較器U2的正相輸入端，第一二極管D1的正極接地。比較判斷電路102包括第一二極管D1，起保護比較器正相輸入端的作用。根據(jù)反激變壓器的特點，當主開關(guān)管開通時，輸入電壓疊加在初級繞組N1上，而輔助繞組N2將加載Vin*N2/N 1的負向電壓，經(jīng)過第一電阻R1和第二電阻R2的分壓，比較器U2的正相輸入端會存在較高的負向電壓，比較器輸入端一般能夠承受的負向電壓較低，可能損壞比較器U2。增加第一二極管D1后，可以在輔助繞組N3出現(xiàn)負壓將比較器U2的正相輸入端電壓鉗位為Vd(第一二極管D1正向?qū)▔航?，從而有效的保護比較器U2。

圖3是開關(guān)電源電路中過流保護電路的另一個實施例的原理圖；本實施例中，采樣處理電路101的輸入端連接采樣端Vf；包括第一電阻R1和第二電阻R2，第一電阻R1的第一端為采樣處理電路101的輸入端；第一電阻R1的第二端連接第二電阻R2的第一端，第二電阻R2的第二端接地；第二電阻R2的第一端為采樣處理電路101的輸出端。

比較判斷電路102包括基準電壓提供端Vref和比較器U2；比較器U2的正相輸入端為比較判斷電路102的輸入端，比較器U2的反相輸入端連接基準電壓提供端Vref，比較器U2的輸出端為比較判斷電路102的輸出端。

反饋處理電路103包括開關(guān)管Q1，開關(guān)管Q1的控制端為反饋處理電路103的輸入端，開關(guān)管Q1的第一端為反饋處理電路103的輸出端，開關(guān)管Q1的第二端接地。具體地，開關(guān)管Q1為NPN型三極管，NPN型三極管的基極為開關(guān)管Q1的控制端，NPN型三極管的集電極為開關(guān)管Q1的第一端，NPN型三極管的發(fā)射極為開關(guān)管Q1的第二端。在其他實施例中，開關(guān)管Q1也可以采用其他三端控制開關(guān)器件替換。

當開關(guān)電源的輸出部分出現(xiàn)過流時，比較器U2正相輸入端電壓大于反相輸入端基準電壓Vref，則比較器U2輸出高電平，開關(guān)管Q1導通，拉低主芯片U1的反饋引腳COMP，從而關(guān)斷主芯片，關(guān)斷輸出。

為了提高性能，過流保護電路10還包括第二二極管D2，采樣處理電路101的輸出端連接比較判斷電路102的輸入端，具體為：采樣處理電路101的輸出端通過第二二極管D2連接比較判斷電路102的輸入端；其中，第二二極管D2的正極連接采樣處理電路101的輸出端，第二二極管D2的負極連接比較判斷電路102的輸入端。

過流保護電路10包括第二二極管D2；通過采樣LLC的輸出電壓來調(diào)節(jié)前級的反饋電路，從而改變前級變換電路的輸出電壓，來達到拓寬LLC輸出電壓范圍的效果，而此方法不影響電路的諧振頻率，因此對電路的穩(wěn)定性和效率也不產(chǎn)生影響。

本發(fā)明實施例利用輸出繞組的負載越大，輔助繞組的第一端的電壓越高的特性，通過采樣輔助繞組的第一端上的電壓，將輔助繞組的第一端上的電壓經(jīng)比較處理后反饋至芯片的反饋引腳，即當輔助繞組第一端上的電壓超出某一閾值時，輸出信號至芯片的反饋引腳，使芯片輸出及時作出調(diào)整，實現(xiàn)因輸出繞組負載增大導致電流增大的過流保護。

以上是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也視為本發(fā)明的保護范圍。