[实用新型]一种新颖的开关电源短路保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术领域，具体涉及一种新颖的开关电源短路保护电路。

背景技术

开关电源广泛用于工业及国防领域，在航天、航空、船舶、兵器、铁路、通信、医疗电子、工业自动化设备等军民用电子系统中得到广泛应用。当开关电源在使用或调试过程中发生过载或短路时，保护电路是必不可少的保障。保护电路可极大减小对开关电源的损坏，保证机器设备正常运转和人身安全。

目前广泛采用减流型保护电路，减流型保护电路进行保护时，输入电流减小，而过载取消时，电路能恢复正常工作。现有的减流型保护电路主要有以下四方面的不足：一是现有的保护电路稍显复杂，元器件多，调试困难；二是对于输出带几千微法的电容，短路保护电路易于进入保护状态。三是保护时的功耗偏大；四是电路对环境温度敏感，使开关电源在高低温下短路功耗差异大，甚至会导致在高低温短路故障消除后，不能自动恢复正常工作状态。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新颖的开关电源短路保护电路，该保护电路不仅结构简单、易于调试，还具有较低的保护功耗和较高的温度稳定性，且短路功耗受参数漂移影响小。  

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种新颖的开关电源短路保护电路，包括依次相连的输入采样电路、比较电路和开关电路；所述的输入采样电路的输入端通过感性器件与开关电源输入变压器的初级引线耦合，输出端与比较电路的输入端相连，所述的比较电路的输出端与开关电路的输入端相连，所述的开关电路的输出端与开关电源的控制端相连。

输入采样电路的作用是采集开关电源变压器初级的电流信号，并根据电流信号的大小开启或关闭保护电路。所述的输入采样电路包括耦合电感L1、电阻R6、电阻R7、电阻R8、二极管D1、二极管D3和电容C2；所述的耦合电感L1并联在电阻R6两端，所述的耦合电感和开关电源输入变压器的初级引线耦合；所述的电阻R6一端接地，另一端和二极管D1阳极相连；二极管D1阴极和二极管D3阳极相连，二极管D3阴极与比较电路的输入端相连；二极管D1阴极经电阻R8接地；二极管D3阴极经电阻R7接地，电容C2并联在电阻R7两端。所述的输入采样电路的输出端为二极管D3的阴极。通过耦合电感L1耦合变压器T1初级线圈的脉动电流成脉动的电压信号，再通过二极管D1及D3、电阻R7、R8和电容C2整流滤波成直流电压。

比较电路的作用是将采集信号电压与比较器N1负输入端的基准电压进行比较，根据比较结果开启或关闭开关电路。所述的比较电路包括比较器N1、电容C1、三极管V3、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5；所述的比较器N1的电源输入端连接电源VCC，接地端接地，正输入端和输入采样电路的输出端相连，负输入端分别与二极管D2阴极和电阻R4相连，输出端分别与开关电路的输入端和电阻R2相连；所述的二极管D2的阳极经电阻R3和电源VCC相连；所述的电容C1并联在电阻R3两端；所述的电阻R4与比较器N1负输入端相连的另一端经电阻R5接地；所述的电阻R2与比较器N1输出端相连的另一端与三极管V3的基极相连；三极管V3集电极与电阻R5连有电阻R4的一端相连，发射极接地。所述的比较电路的输入端为比较器N1的正输入端，比较电路的输出端为比较器N1的输出端。所述的二极管D2和D3为同一温度系数的元器件，且二极管D2可以消除二极管D3的温度影响，减小开关电源在高低温下短路功耗的差异，提高温度稳定性。

开关电路的作用是短路保护时对开关电源的控制端进行控制，进而控制脉宽调制器，让开关电源处于保护状态。所述的控制端包括软启动端、禁止端、辅助电源的关闭端等。所述的开关电路包括三极管V2和电阻R1；所述的三极管V2的基极经电阻R1与比较电路的输出端相连，集电极和开关电源的控制端相连，发射极接地。

本实用新型的工作原理： 

首先，输入采样电路通过耦合电感L1与开关电源输入变压器T1的初级引线耦合来采集输入变压器T1初级的电流信号；再将输入信号进行整流滤波后传输到比较电路比较器N1的正输入端。通过耦合方式采集电流信号是相对无损的；通过二极管D1、电阻R6和电阻R8来控制采集到的电流信号幅度大小；通过二极管D3、电阻R7和电容C2将交流信号整流滤波成直流信号。耦合电感L1与开关电源输入变压器T1的初级引线通过磁环或互感器进行耦合。