[发明专利]具有输出短路保护功能的多路输出反激电源及保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种保护电路，尤其涉及一种具有输出短路保护功能的多路输出反激电源及保护方法。

背景技术

在工业自动化控制等许多领域，开关电源使用越来越广泛，其可靠性也越来越重要。而为了满足高可靠性的要求，在开关电源必须集成多种保护功能。在开关电源的各种保护功能中，短路保护 (或过流保护)是保障电子产品可靠性的一项极其重要的功能。开关电源在短路时，半导体功率器件将会流过非常大的电流，使功率器件因流过大电流或温升过高而损坏。同时，开关电源短路时，会导致控制系统工作不正常而产生各种故障，甚至损坏昂贵的后级设备。所以，在开关电源的设计过程中，短路保护电路的设计是非常重要的，对于开关电源和负载设备的可靠性有着很大的影响。 

目前，低压输出电路的短路保护电路主要有以下几种具体保护方式：

一、自锁型，即输出短路后立即封锁电源，需要重新启动电源或手动复位后才会有输出，此类对用户来说操作极为不便。

二、限制型，即限制输出电流或输出功率，当输出电流或输出功率达到一定值后，控制电路降低输出电压，使电路输出维持在最大电流或最大功率状态。此模式一般运用电路本身的功率限制来达到保护目的，输入输出电流极大，主功率管和整流管一直维持在最大占空比，因此此类一般不具备真正意义上的短路保护，不能持续短路或短路功耗非常大。

三、打嗝型，即输出电流达到保护点时延迟非常短的时间后封锁输出，再延迟较长的一段时间后重新开启输出。在这种保护方式下，电源只工作几个开关周期，然后就进入很长时间的启动过程，因此功率开关的电流应力很小，平均功耗低，即使长时间输出短路也不会导致电源的热损坏。目前大部分采用此模式。

而对于短路状态的检测一般基于以下两种方式：

一种是检测短路时大电流。在放电回路中串联采样电阻，放电时电流会在采样电阻上产生压降，放电电流越大则采样电阻上的压降越大，将该压降值与设定的阈值进行比较，超过阈值则视为短路，从而输出短路保护控制信号至后级开关器件切断放电回路，实现短路保护功能。其缺点是检测电阻本身功耗比较大。

另一种是检测短路时的电压。当输出过载或短路时，输出电压降低，当检测电压低于设定的阈值，则视为过流或短路，从而输出短路保护控制信号至后级开关器件切断放电回路，实现短路保护功能。此方法检测简单，检测功耗小，目前常采用此方式，如目前通用的TL431加隔离光耦的方式。

传统的多路输出反激电源变换器，是通过在同一个变压器耦合多个绕组以得到多个不同的输出，由于具有电路结构简单及制造成本低的优点，广泛应用于需要多种供电电源的复杂电子系统中。

然而目前对于传统的多路输出反激电源变换器的短路保护，都是通过主控PWM芯片进行集中式保护（如公开号为CN101034798A的中国发明专利公开的一种电源变换器输出保护电路），电源正常工作，保护电路不工作，当电源电路发生短路时，短路引起的电压异常使保护电路开始工作，并将故障反馈给电源的反馈电路，通过电源的反馈电路传输到电源的控制模块，关闭电源的输出模块，从而达到停止元件工作，切断电源输出，保护电源电路元件不发生烧毁和过热，不发生高温和爆炸的情况。这对于具有同时多路输出直流电压的开关电源来说，只要有一路输出短路，就会影响到其它各路输出电源的正常工作。对于设备中的核心控制部分，其供电电源必须非常稳定，否则将造成严重的损失或人身伤害。

因此，为了解决前面讨论的电源变换器短路保护存在的缺陷，需要提供一种具有输出短路保护功能的多输出反激电源及短路保护方法，使得反激电源具有短路功耗小，电路简单，检测功耗小的优点；并且每路输出能独立短路保护，即该输出即使短路，也不会影响到其他输出回路的工作状态。

发明内容

基于此，本发明要解决的第一技术问题是提供一种具有输出短路保护功能的多路输出反激电源，其每路输出能独立短路保护，即该输出即使短路，也不会影响到其他输出回路的工作状态。

本发明要解决的第二技术问题是提供一种根据上述的具有输出短路保护功能的多路输出反激电源的短路保护方法。

本发明的第一目的是通过以下技术方案来实现的：

具有输出短路保护功能的多路输出反激电源，包括，

具有一个初级绕组和多个次级绕组的变压器T1；

与所述变压器T1初级绕组N0相连的主开关Q1；

对所述主开关Q1进行控制的PWM控制电路；

与所述变压器次级绕组相连的输出整流滤波电路，所述输出整流滤波电路连接负载；

与所述输出整流滤波电路连接的输出短路保护电路；