[发明专利]具有自动重启和软启动功能的电源短路保护系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电源短路保护技术领域，具体是一种具有自动重启和软启动功能的电源短路保护系统及方法。

背景技术

短路保护系统是电源系统中的核心保护单元，其作用是检测电源系统中的短路保护状态，并对电源进行控制，防止短路时电流过大导致电源系统的损坏。具有软启动功能的常规电源短路保护系统中，软启动电路仅在电源启动时可以有效防止输入电流的过冲，当电源输出端出现短路状态，短路保护系统实现短路保护，短路状态退出后，电源输出端电压恢复到正常值期间，输入电流的过冲比电源启动时的输入电流过冲大，尤其是电源容性负载较大时，容易触发短路保护系统再次进入保护状态，造成短路保护误动作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有自动重启和软启动功能的电源短路保护系统及方法，降低短路期间及短路状态消失后的输入电流过冲，避免出现短路保护误动作。

本发明的技术方案为：

一种具有自动重启和软启动功能的电源短路保护系统，包括与主功率电路连接的PWM控制器，所述主功率电路由MOS管、变压器和采样电阻构成，所述PWM控制器的输出端连接MOS管的栅极，所述MOS管的源极通过采样电阻接地，其漏极通过变压器原边绕组连接到电源输入电压，还包括供电电路、软启动电路和短路保护电路；

所述供电电路，用于提供输出电压，为PWM控制器、软启动电路和短路保护电路供电；

所述软启动电路，用于接收供电电路的电压，产生软启动信号以开启PWM控制器的输出，使电源开始工作；

所述短路保护电路，用于当其上电后，若检测到电源输出端出现短路，则关闭PWM控制器的输出以使电源停止工作，同时释放软启动电路吸收的电荷以使其进入待机状态，并拉低供电电路的输出电压以使其无法供电；当其下电后，供电电路恢复供电，软启动电路再次开启PWM控制器的输出，使电源开始工作；若检测到电源输出端短路消失，则使电源保持正常工作状态，若检测到电源输出端依然短路，则重复上述动作，直至短路状态消失。

所述的具有自动重启和软启动功能的电源短路保护系统，所述供电电路由第一稳压二极管和第一限流电阻构成，所述第一稳压二极管的阳极接地，其阴极通过第一限流电阻连接到电源输入电压；所述PWM控制器的电源端连接到第一稳压二极管与第一限流电阻之间的节点；

所述软启动电路包括RCD吸收电路和PNP三极管，所述 RCD吸收电路由电阻、电容和二极管构成，所述电容的一端接地，其另一端通过并接的电阻和二极管连接到第一稳压二极管与第一限流电阻之间的节点；所述电阻、电容与二极管三者之间的节点与PNP三极管的基极连接，所述PNP三极管的发射极连接PWM控制器的反馈端，其集电极接地；

所述短路保护电路包括比较器、第一NPN三极管、第二NPN三极管和第三NPN三极管；所述比较器的电源端连接到第一稳压二极管与第一限流电阻之间的节点，其同相输入端连接到MOS管与采样电阻之间的节点，其反相输入端连接到第二稳压二极管与第二限流电阻之间的节点，所述第二稳压二极管与第二限流电阻构成基准电压电路，所述第二稳压二极管的阳极接地，其阴极通过第二限流电阻连接到电源输入电压；

所述比较器的输出端分别与第一NPN三极管、第二NPN三极管和第三NPN三极管的基极连接；所述第一NPN三极管、第二NPN三极管和第三NPN三极管的发射极均接地；所述第一NPN三极管的集电极连接到PNP三极管与PWM控制器之间的节点，第二NPN三极管的集电极连接到电阻、电容与二极管三者之间的节点，第三NPN三极管的集电极连接到第一稳压二极管与第一限流电阻之间的节点。

所述的一种具有自动重启和软启动功能的电源短路保护系统的保护方法，包括以下步骤：

（1）供电电路提供输出电压，为PWM控制器、软启动电路和短路保护电路供电，PWM控制器、软启动电路和短路保护电路上电；

（2）软启动电路上电后，产生软启动信号以开启PWM控制器的输出，电源开始工作；

（3）短路保护电路上电后，检测电源输出端是否出现短路，若是，则执行步骤（4），若否，则电源保持正常工作状态；

（4）短路保护电路关闭PWM控制器的输出以使电源停止工作，同时释放软启动电路吸收的电荷以使其进入待机状态，并拉低供电电路的输出电压以使其无法供电；短路保护电路下电后，供电电路恢复供电，软启动电路再次开启PWM控制器的输出，电源开始工作，返回步骤（3）。