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      一種高效輸出短路保護(hù)電路的制作方法

      文檔序號:9044140閱讀:471來源:國知局
      一種高效輸出短路保護(hù)電路的制作方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本實用新型涉及一種保護(hù)電路,具體涉及一種高效輸出短路保護(hù)電路,適應(yīng)于開關(guān)電源的輸出電壓高、電流大、功率達(dá)到幾百瓦甚至到幾十個千瓦的電路輸出短路保護(hù)。
      【背景技術(shù)】
      [0002]在工業(yè)自動控制等領(lǐng)域,開關(guān)電源因其具有效率高,重量輕,體積小等優(yōu)勢得到廣泛的使用。開關(guān)電源的穩(wěn)定性和可靠性尤其重要,同時要求故障率極低。在大功率的開關(guān)電源中就必須有幾種保護(hù)電路用于提高開關(guān)電源的穩(wěn)定性和可靠性。特別是在通信,電力系統(tǒng)中的充電模塊等領(lǐng)域,例如電動汽車及充電粧,開關(guān)電源的輸出短路(過流)保護(hù)是保障電子產(chǎn)品安全可靠性的一項極其重要功能。如果開關(guān)電源在輸出短路(過流)時,對半導(dǎo)體功率器件將會產(chǎn)生巨大的電流,從而燒壞功率器件。
      [0003]傳統(tǒng)的對于開關(guān)電源的過流、輸出短路保護(hù)方式,如圖1和圖2所示。通過設(shè)置電流互感器Tl,檢測由三極管Ql、三極管Q2、三極管Q3、三極管Q4、變壓器T2等元件組成的全橋工作方式中通過的電流。經(jīng)電流互感器Tl的A、B點輸出一個輸出短路(過流)保護(hù)控制信號,對開關(guān)電源進(jìn)行保護(hù),避免燒壞功率器件。
      [0004]上述傳統(tǒng)的開關(guān)電源保護(hù)方式由于反應(yīng)時間過長,不能實時有效地進(jìn)行保護(hù),同時不能精準(zhǔn)地選定保護(hù)點電壓值,選取小了會產(chǎn)生誤保護(hù),選取大了又不能有效的起到保護(hù)作用,對電子產(chǎn)品保護(hù)性差。
      【實用新型內(nèi)容】
      [0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題,本實用新型提供一種高效輸出短路保護(hù)電路,解決上述現(xiàn)有技術(shù)由于反應(yīng)時間過長、不能精準(zhǔn)的選定保護(hù)電壓值的問題,實現(xiàn)快速、高效檢測輸出短路狀態(tài),極大地縮短保護(hù)反應(yīng)時間,確保設(shè)備在短路狀態(tài)下不會損壞,保證設(shè)備的安全運行。
      [0006]本實用新型的技術(shù)方案是:一種高效輸出短路保護(hù)電路,包括:第一分壓電路、第二分壓電路、基準(zhǔn)電壓電路和比較器,所述第一分壓電路和第二分壓電路的輸出端連接開關(guān)電源輸出電壓,所述第一分壓電路的輸出端連接比較器的正極輸入端,所述第二分壓電路的輸出端連接所述比較器的負(fù)極輸入端,所述比較器的輸出端連接PWM控制器,所述比較器的正極輸入端設(shè)置偏置電阻,所述偏置電阻與所述基準(zhǔn)電壓電路連接,所述基準(zhǔn)電壓電路與所述比較器的輸出端連接。
      [0007]進(jìn)一步地,所述第一分壓電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R7和電容Cl,所述電阻R1、電阻R2和電阻R3串聯(lián)接入到所述比較器的正極輸入端,所述電阻R7和電容Cl并聯(lián)后一端與所述比較器的正極輸入端連接,另一端接地;所述第二分壓電路包括電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R8和電容C2,所述電阻R4、電阻R5和電阻R6串聯(lián)接入到所述比較器的負(fù)極輸入端,所述電阻R8和電容C2并聯(lián)后一端與所述比較器的負(fù)極輸入端連接,另一端接地。
      [0008]進(jìn)一步地,所述電阻Rl與電阻R4相等,電阻R2與電阻R5相等,電阻R3與電阻R6相等,電阻R7與電阻R8相等,所述電容Cl的電容值至少小于電容C2的電容值的1/10。
      [0009]進(jìn)一步地,所述基準(zhǔn)電壓電路包括穩(wěn)壓管Dl和電阻R10,所述穩(wěn)壓管Dl的負(fù)極連接到電容Cl的接地端,所述穩(wěn)壓管Dl的正極連接電阻RlO的一端,所述電阻RlO的另一端連接上拉電阻Rll的一端,所述上拉電阻Rll的另一端連接所述比較器的輸出端。
      [0010]進(jìn)一步地,所述偏置電阻R9的一端連接所述比較器的正極輸入端,另一端連接穩(wěn)壓管Dl的正極。
      [0011]進(jìn)一步地,所述比較器采用LM293比較器。
      [0012]本實用新型的有益效果為:本實用新型提供的短路保護(hù)電路實現(xiàn)快速、高效檢測輸出短路狀態(tài),極大地縮短保護(hù)反應(yīng)時間,從而有效的保護(hù)了功率器件和電子產(chǎn)品,確保設(shè)備在短路狀態(tài)下不會損壞,保證設(shè)備的安全運行。
      【附圖說明】
      [0013]圖1為本實用新型所述的傳統(tǒng)的輸出短路保護(hù)電路的一種結(jié)構(gòu)圖;
      [0014]圖2為本實用新型所述的傳統(tǒng)的輸出短路保護(hù)電路的另一種結(jié)構(gòu)圖;
      [0015]圖3為本實用新型提出的一種高效輸出短路保護(hù)電路結(jié)構(gòu)框圖;
      [0016]圖4為本實用新型提出的一種高效輸出短路保護(hù)電路結(jié)構(gòu)圖。
      【具體實施方式】
      [0017]以下結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)的說明。
      [0018]參見圖3和圖4,其中圖3為本實用新型提出的一種高效輸出短路保護(hù)電路結(jié)構(gòu)框圖;圖4為本實用新型提出的一種高效輸出短路保護(hù)電路結(jié)構(gòu)圖。
      [0019]如圖3和圖4所示,一種高效輸出短路保護(hù)電路,包括:第一分壓電路、第二分壓電路、基準(zhǔn)電壓電路和比較器,所述第一分壓電路和第二分壓電路的輸出端連接開關(guān)電源輸出電壓,所述第一分壓電路的輸出端連接比較器的正極輸入端,所述第二分壓電路的輸出端連接所述比較器的負(fù)極輸入端,所述比較器的輸出端連接PWM控制器,所述比較器的正極輸入端設(shè)置偏置電阻,所述偏置電阻與所述基準(zhǔn)電壓電路連接,所述基準(zhǔn)電壓電路與所述比較器的輸出端連接。
      [0020]進(jìn)一步地,所述第一分壓電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R7和電容Cl,所述電阻R1、電阻R2和電阻R3串聯(lián)接入到所述比較器的正極輸入端,所述電阻R7和電容Cl并聯(lián)后一端與所述比較器的正極輸入端連接,另一端接地;所述第二分壓電路包括電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R8和電容C2,所述電阻R4、電阻R5和電阻R6串聯(lián)接入到所述比較器的負(fù)極輸入端,所述電阻R8和電容C2并聯(lián)后一端與所述比較器的負(fù)極輸入端連接,另一端接地。
      [0021]進(jìn)一步地,所述電阻Rl與電阻R4相等,電阻R2與電阻R5相等,電阻R3與電阻R6相等,電阻R7與電阻R8相等,所述電容Cl的電容值至少小于電容C2的電容值的1/10。
      [0022]進(jìn)一步地,所述基準(zhǔn)電壓電路包括穩(wěn)壓管Dl和電阻R10,所述穩(wěn)壓管Dl的負(fù)極連接到電容Cl的接地端,所述穩(wěn)壓管Dl的正極連接電阻RlO的一端,所述電阻RlO的另一端連接上拉電阻Rll的一端,所述上拉電阻Rll的另一端連接所述比較器的輸出端。
      [0023]進(jìn)一步地,所述偏置電阻R9的一端連接所述比較器的正極輸入端,另一端連接穩(wěn)壓管Dl的正極。
      [0024]進(jìn)一步地,所述比較器采用LM293比較器。
      [0025]本實用新型實施例中,所述偏置電阻R9阻值根據(jù)輸出時在短路瞬間電壓下降的電壓值選定,可以精準(zhǔn)的選定保護(hù)電壓值,控制精度高,避免了誤保護(hù)或保護(hù)不到位的問題。
      [0026]本實用新型實施例中,VCC+為開關(guān)電源的輸出電壓,VDD為保護(hù)電路的工作電壓,通過比較器的輸出端的上拉電阻Rll獲得,基準(zhǔn)電壓為5.1V,比較器Ul的輸出端輸出信號給控制電路用于關(guān)閉PWM。開關(guān)電源的輸出電壓通過第一分壓電路供給比較器Ul的正極輸入端,通過第二分壓電路供給比較器Ul的負(fù)極輸入端,通過設(shè)置比較器的正極輸入端的偏置電阻R9使得比較器的正極輸入端電壓大于比較器的負(fù)極輸入端電壓,此時比較器Ul的輸出端輸出高電平。當(dāng)開關(guān)電源的輸出有短路時,開關(guān)電源的輸出電壓就有一個下降電壓值,此時比較器Ul的正極輸入端的電壓就有一個突變的下降電壓值,由于電容C2的電容值遠(yuǎn)大于電容Cl的電容值,在開關(guān)電源的輸出電壓下降瞬間,電容Cl上的電壓值下降的大小遠(yuǎn)大于電容C2上的電壓,此時比較器的正極輸入端的電壓低于比較器的負(fù)極輸入端的電壓,比較器Ul的輸出端輸出一個低電平信號給控制部分關(guān)閉PWM。
      [0027]本實用新型提供的短路保護(hù)電路實現(xiàn)快速、高效檢測輸出短路狀態(tài),極大地縮短保護(hù)反應(yīng)時間,從而有效的保護(hù)了功率器件和電子產(chǎn)品,確保設(shè)備在短路狀態(tài)下不會損壞,保證設(shè)備的安全運行。
      [0028]以上對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)介紹,但是本實用新型不限于上述實施方式,在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi),還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化。不脫離本實用新型的構(gòu)思和范圍可以做出許多其他改變和改型。應(yīng)當(dāng)理解,本實用新型不限于特定的實施方式,本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求限定。
      【主權(quán)項】
      1.一種高效輸出短路保護(hù)電路,其特征在于,包括:第一分壓電路、第二分壓電路、基準(zhǔn)電壓電路和比較器,所述第一分壓電路和第二分壓電路的輸出端連接開關(guān)電源輸出電壓,所述第一分壓電路的輸出端連接比較器的正極輸入端,所述第二分壓電路的輸出端連接所述比較器的負(fù)極輸入端,所述比較器的輸出端連接PWM控制器,所述比較器的正極輸入端設(shè)置偏置電阻,所述偏置電阻與所述基準(zhǔn)電壓電路連接,所述基準(zhǔn)電壓電路與所述比較器的輸出端連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效輸出短路保護(hù)電路,其特征在于,所述第一分壓電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R7和電容Cl,所述電阻R1、電阻R2和電阻R3串聯(lián)接入到所述比較器的正極輸入端,所述電阻R7和電容Cl并聯(lián)后一端與所述比較器的正極輸入端連接,另一端接地;所述第二分壓電路包括電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R8和電容C2,所述電阻R4、電阻R5和電阻R6串聯(lián)接入到所述比較器的負(fù)極輸入端,所述電阻R8和電容C2并聯(lián)后一端與所述比較器的負(fù)極輸入端連接,另一端接地。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高效輸出短路保護(hù)電路,其特征在于,所述電阻Rl與電阻R4相等,電阻R2與電阻R5相等,電阻R3與電阻R6相等,電阻R7與電阻R8相等,所述電容Cl的電容值至少小于電容C2的電容值的1/10。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高效輸出短路保護(hù)電路,其特征在于,所述基準(zhǔn)電壓電路包括穩(wěn)壓管Dl和電阻R10,所述穩(wěn)壓管Dl的負(fù)極連接到電容Cl的接地端,所述穩(wěn)壓管Dl的正極連接電阻RlO的一端,所述電阻RlO的另一端連接上拉電阻Rll的一端,所述上拉電阻Rll的另一端連接所述比較器的輸出端。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高效輸出短路保護(hù)電路,其特征在于,所述偏置電阻R9的一端連接所述比較器的正極輸入端,另一端連接穩(wěn)壓管Dl的正極。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高效輸出短路保護(hù)電路,其特征在于,所述比較器采用LM293比較器。
      【專利摘要】本實用新型提供一種高效輸出短路保護(hù)電路,包括:第一分壓電路、第二分壓電路、基準(zhǔn)電壓電路和比較器,所述第一分壓電路和第二分壓電路的輸出端連接開關(guān)電源輸出電壓,所述第一分壓電路的輸出端連接比較器的正極輸入端,所述第二分壓電路的輸出端連接所述比較器的負(fù)極輸入端,所述比較器的輸出端連接PWM控制器,所述比較器的正極輸入端設(shè)置偏置電阻,所述偏置電阻與所述基準(zhǔn)電壓電路連接,所述基準(zhǔn)電壓電路與所述比較器的輸出端連接。本實用新型實現(xiàn)快速、高效檢測輸出短路狀態(tài),極大地縮短保護(hù)反應(yīng)時間,確保設(shè)備在短路狀態(tài)下不會損壞,保證設(shè)備的安全運行。
      【IPC分類】H02H7/12
      【公開號】CN204696663
      【申請?zhí)枴緾N201520265260
      【發(fā)明人】姜金友
      【申請人】深圳市潤海通科技有限公司
      【公開日】2015年10月7日
      【申請日】2015年4月28日
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