[发明专利]一种高频开关电源直流输出短路保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及高频开关电源直流输出短路保护电路的设计技术领域。

背景技术

传统型高频开关电源直流输出短路保护电路，主要由AC/DC转换电路和电压电流控制环路组成，AC/DC转换电路连接在交流的输入端，在AC/DC转换电路的控制输入端连接电压电流控制环路，电压电流控制环路的电压信号输入端连接在AC/DC转换电路的输出正极端。电压电流控制环路的主要功能是检测电源模块输出电流，当电源模块输出短路时，电源模块通过控制电流环路限制输出电流，保护电源模块不会应短路电流过大烧坏电源。传统型高频开关电源直流输出短路保护电路实际使用中具有以下缺点：

1、电路保护时间慢，经常会烧毁电源模块；

2、电路只能作为过载保护，但作为短路保护不太可靠。

发明内容

本发明目的在于提出一种能快速限制短路电流的高频开关电源直流输出短路保护电路。

本发明包括连接在交流输入端的AC/DC转换电路，在AC/DC转换电路的控制输入端连接电压电流控制环路，其特点是：在所述电压电流控制环路的电压信号输入端和AC/DC转换电路的输出正极端之间连接快速直流输出短路保护电路。

本发明所述快速直流输出短路保护电路由电压比较电路和短路保护控制电路组成，所述电压比较电路连接在AC/DC转换电路的输出正极端，电压比较电路的输出端与所述短路保护控制电路的输入端连接，短路保护控制电路的控制输出端连接在所述电压电流控制环路的电压信号输入端。

本发明当直流输出端短路时，快速直流输出短路保护电路快速限制模块输出短路电流，从而保护电源模块不至于输出短路而损坏，可适用于输出功率3000W以下，短路电流限制在3~4A的高频开关电源AC/DC模块，能够长时间处于短路状态而不损坏，克服了传统电源模块在输出短路时不能快速限制短路电流的缺点。本发明设计快捷，工作可靠，运用灵活，大大提高了高频开关电源的性能。

本发明快速直流输出短路保护电路主要由限流电阻、偏置电阻、二极管和三极管组成，所述二极管的阴极分别连接限流电阻和第一偏置电阻、第二偏置电阻，所述限流电阻的另一端连接在AC/DC转换电路的输出正极端，所述第一偏置电阻的另一端连接一辅助电源的正极端，所述第二偏置电阻的另一端接地；所述二极管的阳极与三极管的基极连接，三极管的集电极接地，三极管的发射极与电压电流控制环路的电压信号输入端连接，在三极管的发射极与三极管的基极之间连接第三偏置电阻。

为了提高本发明的可靠性，所述二极管由至少两只同向并联的二极管组成。

附图说明

图1为本发明的一种工作原理框图。

图2为快速直流输出短路保护电路的原理图。

具体实施方式

如图1所示，AC/DC转换电路1连接在交流电源输入端，在AC/DC转换电路1的控制输入端连接电压电流控制环路2，在电压电流控制环路2的电压信号输入端和AC/DC转换电路1的输出正极端之间连接快速直流输出短路保护电路3。

如图2所示，快速直流输出短路保护电路3主要由限流电阻R1、第一组偏置电阻R2、第二组偏置电阻R3、第三组偏置电阻R4、两只二极管D1、D2和一只三极管Q1组成。

两只二极管D1和D2同向并联，二极管D1和D2的阴极连接有限流电阻R1和第一偏置电阻R2、第二偏置电阻R3，限流电阻R1的另一端连接在AC/DC转换电路1的输出正极端V0+，第一偏置电阻R2的另一端连接一辅助电源的正极端VCC+，第二组偏置电阻R3的另一端接地。

二极管D1和D2的阳极与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的集电极接地，三极管Q1的发射极与电压电流控制环路2的电压信号输入端连接，在三极管Q1的发射极与三极管Q1的基极之间连接第三偏置电阻R4。

当AC/DC转换电路1的直流输出端没有短路时，输出电压V0+为正常电压，二极管D1、D2阴极电位高于阳极处于反相截止状态，三极管Q1无基极电流处于不导通状态，快速直流输出短路保护电路3对电压电流控制环路2没有影响。

而当AC/DC转换电路1的直流输出短路时，V0+为0V，二极管D1、D2阴极也为0V处于导通状态，三极管Q1有基极电流处于饱和导通，通过快速直流输出短路保护电路3的控制端迅速将环路电压拉低，将电源模块拖离工作频率等于谐振频率这个极其危险的工作点。并且，越是接近短路，直流输出电压V0+下降的也越快，快速直流输出短路保护电路3起作用的时间也越短。实验表明，快速直流输出短路保护电路3能够在短路发生后的1~2个周期内起作用，从而有效的快速减小短路电流。