[实用新型]开关电源及过压保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及过压保护领域，具有涉及一种开关电源及过压保护电路。

背景技术

随着电力电子技术的发展，DC/DC，AC/DC开关电源在工业设备、通信设备、电力设备等领域已经逐步取代了线性电源，获得了广泛的应用。开关电源的功率管在高频导通和关断的状态，将输入直流电压斩波成脉冲电压，控制器通过调节PWM脉冲信号的占空比以稳定输出电压。和线性电源相比，开关电源具有转换效率高、体积小、重量轻等优点。

开关电源在设计中必须考虑过流、过压等保护电路，使电路的实际工作参数与设计参数相匹配。当电路出现故障时，如输出端出现短路或开路现象，需要保护电路来中止开关电源的工作，以保护电源内部的功率器件。如果保护电路设计不好，则电路故障将导致开关电源的烧毁，损坏电源输出端连接的设备，甚至发生触电或失火等危险现象。因此，保护电路的设计非常重要，直接影响电源工作的可靠性。

如图1所述，现有技术中，开关电源为PWM控制的开关电源，包括a、p、c、d四个端口与过压保护电路，过压保护电路包括输入模块，采样模块，处理模块，耦合模块，输出模块，处理模块包括误差放大器、PWM比较器、第一电压比较器、补偿电容等，输入模块包括直流输入电源，耦合模块包括电感，输出模块包括负载电容、负载电阻，采样模块包括采样上电阻、采样下电阻、线损补偿电流。误差放大器的正输入端接参考电压，负输入端与第一电压比较器的负输入端连接，输出端接PWM比较器的负输入端；PWM比较器的正输入端接斜坡比较信号，输出端与第一电压比较器的输出端以及开关电源的d端口连接；第一电压比较器正输入端接直流电压，负输入端接采样电压；直流输入电源一端与开关电源的a端口连接，另一端接地；电感一端连接开关电源的c端口，负载电容一端连接电感远离开关电源c端口的一端，负载电容的另一端接地；采样上电阻的一端连接电感远离开关电源的一端，另一端连接采样下电阻的一端，采样下电阻的另一端接地；线损补偿电流一端分别连接采样上电阻与采样下电阻，且连接在采样上电阻与采样下电阻相互连接的两端，线损补偿电流的另一端接地；补偿电容的一端连接误差放大器的输出端与PWM比较器51的负输入端，另一端接地。图1的过压保护电路在应用过程中，例如重载切轻载时，输出电压会形成过冲，将对外围元器件以及IC芯片本身造成损坏，特别在加入了线损补偿功能后，线损补偿电流与输出负载电流成正比关系，即重载时输出电压相对要高，过冲电压也就相对要高，且在图1的电路中，

输出电压的表达式为：

过压保护电压的表达式为：

通过式1和式2可以看出，输出电压与过压保护电压不成正比关系，这样就可能在重载情况下，输出电压过冲时起不到保护作用。

实用新型内容

本实用新型的主要目的为提供一种过压保护电路，使得输出电压与过压保护电压成正比关系。

本实用新型提出一种过压保护电路，包括：

输入模块，采样模块，处理模块，耦合模块，输出模块，所述处理模块包括PWM比较器与误差放大器，所述处理模块还包括：电流镜像模块、电压减法模块与第二电压比较器；

所述电压减法模块包括第一电阻与运算放大器；

所述运算放大器的负输入端与所述第一电阻的一端以及电流镜像模块连接，正输入端接采样电压，输出端与所述第一电阻的另一端以及第二电压比较器的负输入端连接；

所述第二电压比较器的正输入端接恒定电压，输出端连接所述开关电源。

进一步地，所述电流镜像模块包括：

第一PMOS管、第二PMOS管与输入电流源；

所述第一PMOS管源端和第二PMOS管的源端连接、所述第一PMOS管栅端和第二PMOS管栅端连接，所述第一PMOS管的漏端连接所述输入电流源，所述第二PMOS管的漏端连接所述第一电阻与运算放大器的负输入端。

一种开关电源，包括过压保护电路；所述过压保护电路包括：输入模块，采样模块，处理模块，耦合模块，输出模块，所述处理模块包括PWM比较器与误差放大器，其特征在于，所述处理模块还包括：电流镜像模块、电压减法模块与第二电压比较器；

所述电压减法模块包括第一电阻与运算放大器；

所述运算放大器的负输入端与所述第一电阻的一端以及电流镜像模块连接，正输入端接采样电压，输出端与所述第一电阻的另一端以及第二电压比较器的负输入端连接；

所述第二电压比较器的正输入端接恒定电压，输出端连接所述开关电源。

进一步地，所述电流镜像模块包括：