一種開關電源的輸出短路保護方法及電路的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及開關電源，特別設及開關電源的輸出短路保護方法及電路。
【背景技術】
[0002] 隨著電力電子技術的進步，開關電源不斷的向高功率密度、高效率、高可靠性發(fā) 展，開關電源的輸出短路保護已經成為了可靠性的一項重要指標。目前實現(xiàn)開關電源輸出 短路的技術，都是通過控制IC檢測主功率電路上的電流來實現(xiàn)，如圖1所示。當開關電源輸 出短路時，變壓器繞組的電感值將急劇下降，在主功率電路開關管導通時，主功率電路上的 電流將急劇增大，控制IC通過主功率電路電流檢測電路將檢測到一個很大的電流，然后控 制IC通過內部邏輯電路，進行判斷并控制。一般的控制方法是使驅動主功率開關管的PWM 驅動電平間歇性輸出，業(yè)界內稱為打嗎式保護，降低開關電源輸出短路時的功耗。但是，在 開關電源輸出短路時，輔助繞組供電電路無法再給控制IC供電，此時控制IC的供電將全部 由啟動電路供電。在鐵路、光伏等高輸入電壓應用場合時，啟動電路的功耗將很大。假設輸 入電壓為1000VDC，開關電源輸出短路時控制IC消耗總的電流為20mA，控制IC工作打壓為 10V，那么啟動電路消耗的功率將為：（1000-10)XO. 02 = 19. 8W。運意味著啟動電路將需 要很大功率的器件，基本很難滿足高功率密度、高可靠性的要求。因此現(xiàn)有技術實現(xiàn)開關電 源輸出短路保護主要存在W下缺點： 陽00引 （1)在高輸入電壓應用場合，開關電源輸出短路時，啟動電路功耗很大。
[0004] 似在高輸入電壓應用場合，開關電源輸出短路時，難W兼容高功率密度和高可靠 性要求。

【發(fā)明內容】
陽〇化]有鑒如此，本發(fā)明要解決的技術問題之一是：克服現(xiàn)有技術中在高輸入電壓應用 場合，開關電源輸出短路時，啟動電路功耗大，難W兼容高功率密度和高可靠性要求等缺 點，提供一種開關電源輸出短路保護方法，所述的開關電源輸出短路保護方法既可W降低 短路功耗，又可W降低短路時啟動電路的功耗，提高了產品的功率密度和可靠性。
[0006] 與此相應，本發(fā)明要解決的技術問題之二是：提供一種開關電源輸出短路保護電 路。
[0007] 本發(fā)明為解決上述技術問題之一，提供的技術方案是：
[000引一種開關電源的輸出短路保護方法，包括如下步驟：
[0009] 啟動步驟，啟動電路給控制IC工作電壓Vcc端口供電，使開關電源進入正常工作； 啟動完成后，由變壓器輔助繞組供電電路給控制IC工作電壓Vcc端口供電；
[0010] 啟動電路關斷步驟，電壓采樣和延遲電路對啟動步驟中的控制IC工作電壓Vcc端 口的電壓進行檢測，確定控制IC工作電壓Vcc端口的電壓正常并延遲一段時間后，輸出一 信號控制保護時長設定電路的充電；保護時長設定電路充滿電后將輸出一信號給啟動電路 關斷電路；啟動電路關斷電路接收到保護時長設定電路的信號后將啟動電路關斷；
[0011] 輸出短路保護步驟，開關電源輸出短路時，變壓器輔助繞組供電電路輸出的電壓 迅速降得很低，無法繼續(xù)給控制IC工作電壓Vcc端口供電，而此時保護時長設定電路通過 啟動電路關斷電路仍持續(xù)將啟動電路關斷，控制IC工作電壓Vcc端口電壓將迅速降低，控 制IC停止工作，減少開關電源輸出短路時的工作時間。若開關電源輸出持續(xù)短路，開關電 源將循環(huán)W上步驟，形成間歇性工作，起到降低短路功耗和降低啟動電路功耗的作用。
[0012] 短路自恢復步驟：當開關電源輸出短路消除，同時保護時長設定電路保護時間結 束后，開關電源將重新從啟動過程進入正常狀態(tài)。
[0013] 本發(fā)明為解決上述技術問題之二，提供的技術方案是：
[0014] 一種開關電源的輸出短路保護電路：包括啟動電路、變壓器輔助繞組供電電路、 電壓采樣和延遲電路、保護時長設定電路、啟動電路關斷電路、控制IC工作電壓Vcc端口、 輸入電壓端口Vin;所述的啟動電路包括一輸入端、一輸出端、一控制端；所述的變壓器輔 助繞組供電電路包括一繞組、一輸出端；所述的電壓采樣和延遲電路包括一輸入端、一輸出 端；所述的保護時長設定電路包括一輸入端、一輸出端；所述的啟動電路關斷電路包括一 輸入端、一輸出端。所述的啟動電路的輸入端連接所述的輸入電壓端口Vin,所述的啟動電 路的輸出端連接所述的控制IC工作電壓Vcc端口；所述的變壓器輔助繞組供電電路的繞 組禪合主變壓器的輸出繞組，所述的變壓器輔助繞組供電電路的輸出端連接所述的控制IC 工作電壓Vcc端口；所述的電壓采樣和延遲電路的輸入端連接所述的控制IC工作電壓Vcc 端口，所述的電壓采樣和延遲電路的輸出端連接所述的保護時長設定電路的輸入端；所述 的保護時長設定電路的輸出端連接所述的啟動電路關斷電路的輸入端；所述的啟動電路關 斷電路的輸出端連接所述的啟動電路的控制端；
[0015] 所述的啟動電路給所述的控制IC工作電壓Vcc端口供電，使開關電源進入正常工 作；啟動完成后，由所述的變壓器輔助繞組供電電路給所述的控制IC工作電壓Vcc端口供 電；所述的電壓采樣和延遲電路在所述的啟動電路啟動過程中對所述的控制IC工作電壓 Vcc端口的電壓進行檢測，確定所述的控制IC工作電壓Vcc端口的電壓正常并延遲一段時 間后，輸出一信號控制所述的保護時長設定電路的充電；所述的保護時長設定電路充滿電 后將輸出一信號給所述的啟動電路關斷電路；所述的啟動電路關斷電路接收到所述的保護 時長設定電路的信號后將所述的啟動電路關斷；當開關電源輸出短路時所述的控制IC工 作電壓Vcc端口電壓將迅速降低，所述的控制IC停止工作，若開關電源輸出持續(xù)短路，開關 電源將循環(huán)W上步驟；當開關電源輸出短路消除，同時所述的保護時長設定電路保護時間 結束后，開關電源將重新從啟動過程進入正常狀態(tài)。
[0016] 優(yōu)選的，所述的啟動電路包括第一限流電阻，第二限流電阻，第一=極管，第一穩(wěn) 壓二極管，第一二極管。所述的第一限流電阻的一端連接電源輸入端和所述的第二限流電 阻的一端，所述的第一限流電阻的另一端連接所述的第一=極管的集電極；所述的第二限 流電阻的另一端連接所述的第一=極管的基極和所述的第一穩(wěn)壓二極管的陰極；所述的第 一穩(wěn)壓二極管的陽極連接到參考地；所述的第一=極管的基極連接所述的啟動電路關斷電 路的輸出端，所述的第一=極管的發(fā)射極連接所述的第一二極管的陽極；所述的第一=極 管為NPN型S極管；所述的第一二極管的陰極連接所述的控制IC工作電壓Vcc端口；
[0017] 優(yōu)選的，所述的變壓器輔助繞組供電電路包括第一繞組，第=限流電阻，第二二極 管，第一濾波電容。所述的第一繞組禪合主變壓器的輸出繞組電壓，所述的第一繞組的一端 連接參考地，所述的第一繞組的另一端連接所述的第二二極管的陽極；所述的第二二極管 的陰極連接所述的第一濾波電容的一端和連接所述的控制IC工作電壓Vcc端口；所述的的 第一濾波電容的另一端連接參考地；
[0018] 優(yōu)選的，所述的電壓采樣和延遲電路包括第一分壓電阻，第二分壓電阻，第一延遲 電容，第=分壓電阻，第四分壓電阻，第一運算放大器，第=二極管。所述的第一分壓電壓的 一端連接所述的控制IC工作電壓Vcc端口，所述的第一分壓電阻的另一端連接所述的第二 分壓電阻的一端和連接所述的第一延遲電容的一端；所述的第一延遲電容的另一端連接到 參考地；所述的第二分壓電阻的另一端到參考地；所述的第一分壓電阻和所述的第二分壓 電阻的串聯(lián)結點連接到所述的第一運算放大器的同相輸入端；所述的第=分壓電壓的一端 連接所述的控制IC工作電壓Vcc端口，所述的第=分壓電阻的另一端連接所述的第四分壓 電阻的一端；所述的第四分壓電阻的另一端連接到參考地；所述的第=分壓電阻和所述的 第四分壓電阻的串聯(lián)結點連