本實(shí)用新型設(shè)計(jì)DC/DC變換器
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種DC/DC用短路保護(hù)采樣及控制電路。
背景技術(shù)：
：DC/DC變換器中的短路保護(hù)電路有很多種，按采樣方式不同，可以分為電壓采樣和電流采樣兩類。電壓采樣短路保護(hù)的典型結(jié)構(gòu)是在變壓器上增加一個(gè)輔助繞組，即電壓感應(yīng)繞組進(jìn)行采樣，如圖1中所示的繞組T1。當(dāng)電路出現(xiàn)短路時(shí)，輸出功率變大，輸入電流增加，采樣繞組T1感應(yīng)電壓更負(fù)。電路通過D8和C13對(duì)感應(yīng)電壓進(jìn)行整流濾波。電阻R27和R28對(duì)其進(jìn)行分壓后輸入到誤差放大器U2B的負(fù)輸入端，此時(shí)誤差放大器的輸出為高電平。該高電平通過D12接到遲滯比較器U2A的正輸入端，使其輸出高電平，MOS管Q4導(dǎo)通，將U2B的正輸入端拉到地，即U2B輸出為低電平，電路停止工作。電容C20起到保持電壓的作用。當(dāng)電路停止工作后，C20通過電阻R18緩慢放電。當(dāng)電壓低于U2A的下門限電壓時(shí)，其輸出為低電平，MOS管Q4關(guān)閉，U2B恢復(fù)正常，電路重新啟動(dòng)。每間隔一段時(shí)間，電路恢復(fù)輸出，如果輸出還處于短路狀態(tài)，電路將很快又進(jìn)入保護(hù)，直至檢測到電路輸出正常為止。這種保護(hù)也稱為“打嗝”保護(hù)。這時(shí)電路僅處于恢復(fù)保護(hù)過程和檢測過程，故電路平均功耗很小。電流采樣短路保護(hù)電路典型線路如圖2所示。通過采樣電阻RS1，將輸出電流轉(zhuǎn)化為電壓進(jìn)行采樣。電路的輸出端短路時(shí)，輸出電流增大，RS1兩端的電壓增大，即誤差放大器U1的負(fù)輸入端變大，其輸出端為低電平，二極管D1導(dǎo)通，反饋信號(hào)通過光耦PC1傳遞到前級(jí)，使PWM控制器的反饋補(bǔ)償端(COMP端)電壓升高，輸出端(OUT端)輸出為低電平，即開關(guān)管Q1不導(dǎo)通，電路進(jìn)入保護(hù)模式。這種保護(hù)電路采樣的是輸出電流，所以可以精確設(shè)置過流保護(hù)點(diǎn)，例如，輸出電流為2.4A，可以將輸出電流的限流點(diǎn)設(shè)置為2.6A。現(xiàn)有DC/DC變換器中短路保護(hù)電路在性能上各有優(yōu)缺點(diǎn)，但它們都有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，即線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在混合集成電路組裝中占用空間較大。當(dāng)DC/DC變換器組裝空間有限時(shí)，現(xiàn)有短路保護(hù)電路就不適用了。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為解決現(xiàn)有短路保護(hù)電路線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、元器件數(shù)量多等問題，本實(shí)用新型提供了一種新型短路保護(hù)電路，優(yōu)點(diǎn)是線路簡單、元器件數(shù)量少。本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種DC/DC變換器用短路保護(hù)電路，包括：運(yùn)算放大器U1和三極管P1；所述的運(yùn)算放大器U1的參考端連接電阻R1、電阻R2和電容C1，電阻R2和電容C1的另一端接地，電阻R1的另一端接前級(jí)采樣端口，運(yùn)算放大器U1的輸出端連接三極管P1的b極和電阻R3，三極管P1的c極接地，三極管P1的e極和電阻R3的另一端接使能端或前級(jí)禁止端。所述的運(yùn)算放大器U1為TL431型運(yùn)算放大器。所述的采樣端口與DC/DC變換器中的PWM控制器的反饋補(bǔ)償端連接。所述的DC/DC變換器包括：PWM控制器、輸入濾波電路、輸出濾波電路、反饋運(yùn)算放大電路、變壓器；變壓器T1的初級(jí)線圈一端通過輸入濾波電路與直流電源連接，另一端通過VDMOS管連接到地，PWM控制器的輸出端連接到VDMOS管的柵極，變壓器T1的次級(jí)線圈輸出電壓經(jīng)二極管整流后再經(jīng)濾波電路輸出，輸出電壓經(jīng)采樣誤差放大后、再經(jīng)隔離傳輸?shù)絇WM控制器，控制VDMOS管驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比；變壓器T2的初級(jí)線圈一端與PWM控制器的反饋端連接，變壓器T2的次級(jí)線圈經(jīng)反饋運(yùn)算放大電路與DC/DC變換器的輸出端連接；所述的短路保護(hù)電路與PWM控制器的反饋補(bǔ)償端連接。所述的DC/DC變換器為單端拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有前級(jí)禁止功能。所述的PWM控制器為UC1843芯片。PWM控制器具備反饋補(bǔ)償端，通過該引出端可采集DC/DC輸出短路、過流信號(hào)。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型是一種線路結(jié)構(gòu)簡單的短路保護(hù)電路，相對(duì)于現(xiàn)有的復(fù)雜電路結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型僅由6個(gè)元器件構(gòu)成，具有結(jié)構(gòu)簡單且占組裝面積少等特點(diǎn)，并可實(shí)現(xiàn)電路的采樣、比較和保護(hù)等功能。本實(shí)用新型通過在DC/DC變換器中的應(yīng)用，結(jié)果表明能夠?qū)崿F(xiàn)DC/DC變換器電路的短路保護(hù)。達(dá)到了現(xiàn)有的短路保護(hù)電路的效果?！靖綀D說明】圖1現(xiàn)有技術(shù)的電壓采樣短路保護(hù)電路；圖2現(xiàn)有技術(shù)的電流采樣短路保護(hù)電路；圖3本實(shí)用新型短路保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)圖；圖4本實(shí)用新型短路保護(hù)電路的在DC/DC變換器中的應(yīng)用實(shí)例圖?！揪唧w實(shí)施方式】下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)闡述，但本實(shí)用新型不限于該實(shí)施例。為了使公眾對(duì)本實(shí)用新型有徹底的了解，在以下本實(shí)用新型優(yōu)選施例中詳細(xì)說明具體的細(xì)節(jié)。本實(shí)用新型涉及用于PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制器UC1843的短路保護(hù)電路的設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型的一種DC/DC變換器用短路保護(hù)電路，如圖3所示，包括運(yùn)算放大器TL431(U1)、電阻(R1、R2、R3)、電容(C1)和PNP三極管(P1)。運(yùn)算放大器U1的8腳接電阻R1、R2和C1。電阻R2和C1的另一端接地，電阻R1的另一端接01端口。U1的輸出端接P1的b極和電阻R3。P1的c極接地。P1的e極和電阻R3的另一端接02端口。01端口為前級(jí)采樣端，02端口為使能端或前級(jí)禁止端。具體保護(hù)方式為：采樣端01通過電阻R1和R2進(jìn)行分壓后接到U1的參考端(8腳)。DC/DC變換器正常工作時(shí)，該點(diǎn)的電壓小于2.5V，運(yùn)算放大器U1的輸出端1腳為高電平，P1截止，對(duì)使能端或前級(jí)禁止端02不起作用。當(dāng)DC/DC變換器的輸出端短路時(shí)，01端口的電壓升高，即U1的8腳電壓高于2.5V，使得U1的輸出(1腳)為低電平，P1導(dǎo)通，02端拉低為低電平，使電路停止工作，實(shí)現(xiàn)保護(hù)。U1輸出的低電平使P1導(dǎo)通，形成使能端的放電回路，防止U1有大電流通過，導(dǎo)致燒壞。其中當(dāng)電路禁止保護(hù)后，整個(gè)電路停止工作，其中C1的電容通過R2放電，當(dāng)C1的電壓放電至低于2.5V時(shí)，U1的1腳輸出高電平，P1截止，02端口恢復(fù)正常電壓，電路又開始工作，由于電路依舊處于短路狀態(tài)，檢測到短路，電路又禁止，電路這樣進(jìn)入了“打嗝”保護(hù)的狀態(tài)。電容C1可以調(diào)整電路的保護(hù)周期。R3是U1的限流電阻。本實(shí)用新型實(shí)際應(yīng)用的具體線路如圖4所示，本實(shí)用新型的一種DC/DC變換器，包括：PWM控制器、輸入濾波電路、輸出濾波電路、反饋運(yùn)算放大電路、變壓器及權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的短路保護(hù)電路；變壓器T1的初級(jí)線圈一端通過輸入濾波電路與直流電源連接，另一端通過VDMOS管連接到地，PWM控制器的輸出端連接到VDMOS的柵極，變壓器T1的次級(jí)線圈輸出電壓經(jīng)二極管整流后再經(jīng)濾波電路輸出。輸出電壓經(jīng)采樣誤差放大后、再經(jīng)隔離傳輸?shù)絇WM控制器，控制VDMOS管驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比，從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓穩(wěn)定。變壓器T2的初級(jí)線圈一端與PWM控制器的反饋端連接，變壓器T2的次級(jí)線圈經(jīng)反饋運(yùn)算放大電路與DC/DC變換器的輸出端連接；所述的短路保護(hù)電路與PWM控制器的反饋補(bǔ)償端連接。該保護(hù)電路應(yīng)用于輸入電壓100V，輸出電壓5V，輸出功率為5W的DC/DC變換器中。采樣端01端口接PWM控制器的反饋補(bǔ)償端，DC/DC變換器正常工作時(shí)，采樣點(diǎn)的電壓為2.5V，經(jīng)電阻R1和R2分壓后，U1的參考端電壓(8腳)為2.42V，小于基準(zhǔn)電壓2.5V。U1的陰極(1腳)為高電平10.8V，使能端02端口為低電平禁止。當(dāng)DC/DC變換器的輸出端短路時(shí)，PWM控制器反饋補(bǔ)償端的電平升高，為2.56V，即U1的參考端電壓(8腳)升高，使得U1的陰極(1腳)為低電平0.5V。該低電平作用到02端口，拉低電路的供電線路，即電路控制環(huán)路停止工作，實(shí)現(xiàn)保護(hù)。電容C1放電到小于2.5V時(shí)，運(yùn)算放大器U1的6腳為高電平，02端口的電平升高，電路開始工作。由于電路輸出端仍是短路狀態(tài)，電路又進(jìn)入保護(hù)階段。02端口電平的變化周期即為電路的保護(hù)檢測周期。其測試的短路功耗如表1(三溫測試數(shù)據(jù))所示。表1-55℃25℃125℃短路功耗(W)0.811.042.42由表1可以看出，該實(shí)用新型技術(shù)在DC/DC變換器中實(shí)現(xiàn)了其短路保護(hù)的功能。上述提出的新型短路保護(hù)電路技術(shù)方案已經(jīng)投入到100V系列的軍用DC/DC變換器設(shè)計(jì)中，能夠?qū)崿F(xiàn)電路的短路保護(hù)。以上，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非僅限于本實(shí)用新型的實(shí)施范圍，凡依本實(shí)用新型專利范圍的內(nèi)容所做的等效變化和修飾，都應(yīng)為本實(shí)用新型的技術(shù)范疇。當(dāng)前第1頁1 2 3