專利名稱：一種單穩(wěn)態(tài)比較器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開關(guān)電源的過流保護(hù)或短路保護(hù)。
圖1是一個(gè)典型的開關(guān)電源PWM控制芯片內(nèi)部的關(guān)斷電路原理圖，其中SS-SOFT和POWERSHUT是芯片的兩個(gè)引腳，SS-SOFT是軟啟動(dòng)腳，外接一個(gè)電容C101對(duì)地，電源剛啟動(dòng)工作時(shí)，芯片內(nèi)部有一個(gè)電流源給C101充電，電容的電壓由零開始慢慢上升，而開關(guān)電源的最大工作脈寬與電容C101上的電壓成正比，當(dāng)電容C101的電壓為零時(shí)，最大脈寬也為零。而輸出電壓與開關(guān)電源的脈寬成正比，因此當(dāng)電源剛啟動(dòng)時(shí)，開關(guān)電源的輸出電壓是從零慢慢升高的。
目前過流保護(hù)的實(shí)現(xiàn)如圖2、圖3所示圖2中電阻R201、R202、R203和D201組成一個(gè)比較器，R202接電流采樣信號(hào)，R201接基準(zhǔn)，當(dāng)輸出電流超過基準(zhǔn)所設(shè)定的值時(shí)，比較器的輸出為高電平，該高電平加到圖1中芯片的SHUTDOWN腳，關(guān)斷電源，從而實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)的功能。由于電源關(guān)斷后，輸出電流迅速降低，這時(shí)圖2的比較器的輸出又變?yōu)榈碗娖?，因此比較器的輸出是一個(gè)尖脈沖信號(hào)，時(shí)間非常短，使得圖1中芯片SS-SOFT引腳的外接電容的電荷不能完全放完，這時(shí)電源又重新恢復(fù)工作，但由于SS-SOFT腳電容的電荷沒有放完，電源重新工作的起始輸出電壓不為零，如果電源的輸出為短路狀態(tài)，將導(dǎo)致對(duì)開關(guān)管、整流管的大電流沖擊，經(jīng)過多次沖擊后，開關(guān)管和整流管的溫度急劇上升，當(dāng)開關(guān)管和整流管的溫度達(dá)到一定程度是就會(huì)損壞。
圖3的比較器為自鎖比較器，當(dāng)電源出現(xiàn)過流或短路時(shí)，通過二極管的反饋，將D301的輸出鎖定在高電平輸出，使電源一直處于關(guān)斷狀態(tài)，過載或短路消失時(shí)，電源不能自行恢復(fù)工作，需要斷掉開關(guān)電源的輸入電壓，再重新啟動(dòng)，電源才能重新啟動(dòng)工作，因此對(duì)電源的使用造成很大不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，提出一種具有延時(shí)特性的比較器電路，在實(shí)現(xiàn)比較器電路功能同時(shí)，將輸入的脈沖信號(hào)展寬，使開關(guān)電源在短路狀態(tài)時(shí)，頻繁啟動(dòng)的時(shí)間間隔拉長(zhǎng)，降低啟動(dòng)的頻率，大大減小了開關(guān)管和輸出整流管的平均電流，使開關(guān)管和輸出整流管的功耗和溫度都大大降低，達(dá)到保護(hù)電源的目的。
本發(fā)明的技術(shù)方案包括基準(zhǔn)電壓電路，用于為運(yùn)算放大器或比較器提供參考電平；單向隔離電路，用于電平信號(hào)的隔離，保證電流只能流向過流檢測(cè)電路，防止從過流檢測(cè)電流反饋過來的能量被泄放；運(yùn)算放大器或比較器電路，當(dāng)輸入脈沖信號(hào)高于基準(zhǔn)電壓時(shí)產(chǎn)生高電平的輸出信號(hào)；儲(chǔ)能、反饋網(wǎng)絡(luò)，由電容或其他器件來實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)正反饋，加速比較器電路的反轉(zhuǎn)；同時(shí)儲(chǔ)能，與放電電路一起實(shí)現(xiàn)比較器電路輸出高電平信號(hào)的延時(shí)；放電電路是儲(chǔ)能、反饋網(wǎng)絡(luò)的能量泄放通路，保證比較器的輸出高電平信號(hào)在延時(shí)一段時(shí)間后再反轉(zhuǎn)為低電平。
采用本發(fā)明所提供的裝置，與背景技術(shù)部分提到的依靠脈寬調(diào)制芯片內(nèi)部的電流峰值限制電路來進(jìn)行短路保護(hù)的方案相比，由于該比較電路具有延時(shí)作用，大大降低了短路保護(hù)時(shí)開關(guān)電源重新啟動(dòng)的頻率，減小了開關(guān)管和整流管的功耗，提高了電源裝置的可靠性，同時(shí)當(dāng)短路撤消時(shí)，可以使電源自動(dòng)恢復(fù)正常工作。


圖1是典型的開關(guān)電源PWM控制芯片內(nèi)部的關(guān)斷電路原理圖。
圖2是一個(gè)帶滯回的比較器。
圖3是自鎖比較器示意圖。
圖4是本發(fā)明的原理框圖。
圖5是實(shí)現(xiàn)發(fā)明的具體電路。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明。
圖1、2、3在背景技術(shù)部分已做說明。
圖4是本發(fā)明的原理框圖，當(dāng)用做開關(guān)電源的短路保護(hù)時(shí)，圖4中的輸入接PWM開關(guān)電源主功率回路電流取樣信號(hào)，輸出端接圖1中的SHUTDOWN端。如用做延時(shí)或脈沖展寬時(shí)，輸入接窄脈沖信號(hào)，輸出就是經(jīng)過延時(shí)和展寬了的信號(hào)。
圖5所示的為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)具體電路，圖中脈沖輸入信號(hào)通過單向?qū)щ娞匦缘亩O管VD501送到比較器D501的正向輸入端，這里比較器為檢測(cè)電路，R503和VD502組成基準(zhǔn)電壓電路，產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)電壓，通過R501送到比較器D501的反向輸入端，R502、C501組成延時(shí)電路。
當(dāng)有高于基準(zhǔn)電壓的脈沖輸入時(shí)，比較器的輸出端輸出高電平，同時(shí)C501的的正反饋?zhàn)饔?，使比較器正向輸入端的電平被迅速抬高至輸出電平，由于電容C501具有儲(chǔ)能作用和VD501的反向隔離作用，該電平在輸入高電平脈沖消失后繼續(xù)保持，同時(shí)C501的電荷只能通過電阻R502慢慢放電，比較器的正向輸入端的電平慢慢降低，當(dāng)比較器的正向輸入端的電平低于基準(zhǔn)電壓時(shí)，比較器輸出低電平，比較器的輸出就是一個(gè)被展寬的脈沖電平，被展寬的時(shí)間由C501的容量和放電電阻R502的阻抗所決定，與輸入的電流脈沖信號(hào)I-SENSE的寬度無關(guān)?？梢姡景l(fā)明可以方便的實(shí)現(xiàn)脈沖信號(hào)的展寬，用在開關(guān)電源的短路保護(hù)時(shí)，可以是開關(guān)電源重復(fù)啟動(dòng)的頻率大大降低，從而大大減小開關(guān)管的損耗，有效的保護(hù)開關(guān)電源在短路狀態(tài)時(shí)不被損壞。
在圖5中，取R502為100KΩ，C501為0.47μF時(shí)，D501輸出高電平的寬度大約為50mS。適當(dāng)選取R502、C501的值，使圖1中的電容C501的電荷在所設(shè)定的時(shí)間內(nèi)放完，就可以保證電源重新啟動(dòng)的電壓從0V開始上升，即使電源的輸出短路，也不會(huì)對(duì)開關(guān)管、整流管造成沖擊，同時(shí)使開關(guān)電源在輸出短路狀態(tài)下反復(fù)啟動(dòng)的頻率大大降低，大大減小開關(guān)管的損耗，保證電源在過載和短路時(shí)的安全，同時(shí)當(dāng)輸出過載或短路消失時(shí)，電源能自動(dòng)轉(zhuǎn)入正常工作，不需要人工參與。
權(quán)利要求
1.一種單穩(wěn)態(tài)比較器裝置，包括基準(zhǔn)電壓電路，用于為運(yùn)算放大器或比較器提供參考電平；單向隔離電路，用于電平信號(hào)的隔離，保證電流只能流向過流檢測(cè)電路，防止從過流檢測(cè)電流反饋過來的能量被泄放；運(yùn)算放大器或比較器電路，當(dāng)輸入脈沖信號(hào)高于基準(zhǔn)電壓時(shí)產(chǎn)生高電平的輸出信號(hào)；儲(chǔ)能、反饋網(wǎng)絡(luò)，由電容或其他器件來實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)正反饋，加速比較器電路的反轉(zhuǎn)；同時(shí)儲(chǔ)能，與放電電路一起實(shí)現(xiàn)比較器電路輸出高電平信號(hào)的延時(shí)；放電電路，是儲(chǔ)能、反饋網(wǎng)絡(luò)的能量泄放通路，保證比較器的輸出高電平信號(hào)在延時(shí)一段時(shí)間后再反轉(zhuǎn)為低電平。
全文摘要
一種單穩(wěn)態(tài)比較器裝置，涉及開關(guān)電源的過流保護(hù)或短路保護(hù)。包括基準(zhǔn)電壓電路，為運(yùn)算放大器或比較器提供參考電平；單向隔離電路，用于電平信號(hào)的隔離，保證電流只能流向過流檢測(cè)電路，防止從過流檢測(cè)電流反饋過來的能量被泄放；運(yùn)算放大器或比較器電路，當(dāng)輸入脈沖信號(hào)高于基準(zhǔn)電壓時(shí)產(chǎn)生高電平的輸出信號(hào)；儲(chǔ)能、反饋網(wǎng)絡(luò)，由電容或其他器件來實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)正反饋，加速比較器電路的反轉(zhuǎn)；同時(shí)儲(chǔ)能，與放電電路一起實(shí)現(xiàn)比較器電路輸出高電平信號(hào)的延時(shí)；放電電路是儲(chǔ)能、反饋網(wǎng)絡(luò)的能量泄放通路，保證比較器的輸出高電平信號(hào)在延時(shí)一段時(shí)間后再反轉(zhuǎn)為低電平。本發(fā)明提高了電源裝置的可靠性，可以使電源自動(dòng)恢復(fù)正常工作。
文檔編號(hào)H02H7/12GK1474490SQ0213645
公開日2004年2月11日 申請(qǐng)日期2002年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月8日
發(fā)明者郭宇, 郭 宇 申請(qǐng)人:深圳市中興通訊股份有限公司