專利名稱：Pwm占空比限制電路及開(kāi)關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及開(kāi)關(guān)電源設(shè)備，特別是一種PWM占空比限制電路及具有該P(yáng)WM占空比限制電路的開(kāi)關(guān)電源。
背景技術(shù)：
對(duì)于PWM控制的開(kāi)關(guān)電源，由PWM信號(hào)控制轉(zhuǎn)換器中的開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷，當(dāng)采用沒(méi)有內(nèi)置占空比限制電路的PWM 1C，則存在如何限制PWM信號(hào)的占空比的需求。實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)占空比是否有適當(dāng)限制，往往決定了開(kāi)關(guān)電源能否可靠地工作。如圖I所示的反激電源，在沒(méi)有占空比限制電路的PWM IC的內(nèi)部，如果輸出短路，失去了反饋的3842系列IC就會(huì)跑到最大占空比Dmax，一旦Toff小于Vin*T*Dmax八N*Voff )磁芯就不能有效復(fù)位， 很容易造成變壓器飽和而燒毀開(kāi)關(guān)管，從而導(dǎo)致整個(gè)電源損壞。在輸出過(guò)短路時(shí)，因?yàn)樽儔浩鞯姆胫迪嗟?，有公式Vin*T0n=N*V0ff*T0ff，式中Vin是變壓器初級(jí)線圈上的電壓，相當(dāng)于輸入電壓，Ton是開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間(Ton=T*D，T是工作周期，D是占空比)，N是初次級(jí)的圈數(shù)比，Voff是次級(jí)線圈上的電壓，Toff是開(kāi)關(guān)管截止的時(shí)間，并且在Toff>或=Vin*T*D/(N*Voff)時(shí)，變壓器儲(chǔ)存在初級(jí)的能量就能從次級(jí)釋放出去以實(shí)現(xiàn)變壓器的有效復(fù)位。但是如果Vin輸入電壓高，占空比D又大，Voff在次級(jí)短路時(shí)又變得非常小，差不多就剩下一個(gè)輸出二極管的壓降了，此時(shí)變壓要實(shí)現(xiàn)有效的復(fù)位就需要很長(zhǎng)的Toff時(shí)間，但是在工作頻率不變時(shí)，占空比D越大，則剩下的Toff=T*(I-D)就越小，一旦Toff小于Vin*T*D/(N*Voff)，變壓器就不能有效的復(fù)位，經(jīng)過(guò)一些周期后，變壓器里儲(chǔ)存的能量越來(lái)越多，最終導(dǎo)致變壓器飽和而燒壞開(kāi)關(guān)管Q3，整個(gè)電源就損壞了。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種PWM占空比限制電路及采用該P(yáng)WM占空比限制電路的開(kāi)關(guān)電源。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種PWM占空比限制電路，包括定頻電路、PWM控制模塊和占空比限制模塊，所述定頻電路包括第一電阻和第一電容，所述PWM控制模塊的參考電壓輸出端接所述第一電阻的一端，所述第一電阻的另一端與所述第一電容的一端共接至所述PWM控制模塊的調(diào)制輸入端，所述占空比限制模塊包括第一三極管、第二三極管和分壓電路，所述PWM控制模塊的調(diào)制輸入端連接所述第一三極管的基極，所述第一三極管的集電極和所述分壓電路的一端共接至所述PWM控制模塊的參考電壓輸出端，所述第一三極管的發(fā)射極連接所述第二三極管的發(fā)射極，所述第二三極管的基極連接所述分壓電路的分壓節(jié)點(diǎn)，所述第二三極管的集電極連接所述PWM控制模塊的控制輸入端，所述分壓電路的另一端接地。所述分壓電路可以包括串聯(lián)的第二電阻和第三電阻，所述第二電阻的一端連接所述PWM控制模塊的參考電壓輸出端，所述第三電阻的一端接地，所述第二三極管的基極接至所述第二電阻和所述第三電阻之間。[0007]一種開(kāi)關(guān)電源，包括根據(jù)前述任一種PWM占空比限制電路，所述PWM占空比限制電路的PWM控制模塊的輸出端連接所述開(kāi)關(guān)電源的主功率開(kāi)關(guān)管的控制端。所述開(kāi)關(guān)電源可以為反激電源。所述反激電源可以包括變壓器、所述主功率開(kāi)關(guān)管、反饋電阻、輸出二極管和輸出電容，所述變壓器的初級(jí)繞組的一端接電源，所述變壓器的初級(jí)繞組的另一端通過(guò)所述主功率開(kāi)關(guān)管和所述反饋電阻耦合到地，所述輸出二極管和所述輸出電容串聯(lián)在所述變壓器的次級(jí)繞組的兩端。本實(shí)用新型有益的技術(shù)效果是根據(jù)本實(shí)用新型，針對(duì)PWM控制，由分立元件組成的PWM占空比限制電路，可將占空比限制在合理的范圍之內(nèi)。例如針對(duì)具有變壓器的反激電源，只要是變壓器在Ton時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)存的能量在Toff時(shí)能夠放掉，磁芯就能有效復(fù)位，這樣輸入高壓并且短路輸出時(shí)不至 于引起變壓器飽和而損壞電源。本實(shí)用新型可以在反激電源的輸入高壓并且輸出短路時(shí)，有效地把最大占空比限制在合理的范圍之內(nèi)，使得變壓器不至于飽和，從而對(duì)電源起到很好的保護(hù)作用。本實(shí)用新型的占空比限制電路由少量的分立元件組成，非常簡(jiǎn)單且實(shí)用。

圖I為現(xiàn)有技術(shù)的PWM控制的反激電源電路圖；圖2為根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的PWM占空比限制電路及開(kāi)關(guān)電源的電路圖。
具體實(shí)施方式
以下通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。圖2所示是一種適用于PWM IC控制電源的最大占空比限制電路。特別適用于沒(méi)有內(nèi)置占空比限制電路的PWM IC (例如工業(yè)電源常用的3842系列IC)控制的電源電路。請(qǐng)參閱圖2，在一種實(shí)施例中，PWM占空比限制電路包括定頻電路、PWM控制模塊和占空比限制模塊，所述定頻電路包括第一電阻Rl和第一電容Cl，所述PWM控制模塊的參考電壓輸出端PIN8接所述第一電阻Rl的一端，所述第一電阻Rl的另一端與所述第一電容Cl的一端共接至所述PWM控制模塊的調(diào)制輸入端PIN4，所述占空比限制模塊包括第一三極管Q1、第二三極管Q2和分壓電路，所述PWM控制模塊的調(diào)制輸入端PIN4連接所述第一三極管Ql的基極，所述第一三極管Ql的集電極和所述分壓電路的一端共接至所述PWM控制模塊的參考電壓輸出端PIN8，所述第一三極管Ql的發(fā)射極連接所述第二三極管Q2的發(fā)射極，所述第二三極管Q2的基極連接所述分壓電路的分壓節(jié)點(diǎn)(V (R3))，所述第二三極管Q2的集電極連接所述PWM控制模塊的控制輸入端PIN3，所述分壓電路的另一端接地。所述分壓電路可以包括串聯(lián)的第二電阻R2和第三電阻R3，所述第二電阻的一端連接所述PWM控制模塊的參考電壓輸出端PIN8，所述第三電阻R3的一端接地，所述第二三極管Q2的基極接至所述第二電阻R2和所述第三電阻R3之間。本實(shí)用新型的實(shí)施例同樣適用于其它沒(méi)有內(nèi)置占空比限制電路的PWM 1C。如上所述，該實(shí)施例中，PWM控制的3842系列IC的定頻電路由電阻Rl和電容Cl組成，3842系列IC的工作頻率F=L 72/(Rl*Cl)。其定頻率原理是3842系列IC的PIN8上的參考5V電壓通過(guò)電阻Rl向電容Cl充電，并且在電容Cl上的電壓(也就是3842系列IC PIN4上的電壓)由1.2V充電到3. 8V時(shí)，PWM IC產(chǎn)生ON的時(shí)間，3842系列IC PIMi電壓一旦達(dá)到3. 8V會(huì)很快通過(guò)IC內(nèi)部的電路放電到I. 2V，這就產(chǎn)生了 OFF時(shí)間，接著再由1.2V充電到3. 8 V，這樣周而復(fù)始就形成了一個(gè)固定的頻率。不管有沒(méi)有次級(jí)反饋，3842系列IC就將以此固定頻率工作。在沒(méi)有次級(jí)反饋的情況下，Ton時(shí)間由3842系列IC PIN4上的電壓從I. 2V充到3. 8V的時(shí)間來(lái)決定。如果端子PIN4上的電壓從I. 2V 一直充電到3. 8V，則此時(shí)就有最大占空比Dmax。而圖2所示實(shí)施例的占空比限制電路中，電阻R2，R3組成一個(gè)分壓電路，3842系列IC PIN8上的5V參考電壓通過(guò)此分壓電路在電阻R3上形成V (R3) =5*R3/ (R2+R3)的電壓，則當(dāng)PIN4的電壓被充電到V(R3)+2*Vbe時(shí)，式中，V(R3)是電阻R3上的電壓，Vbe是三極管Q1，Q2 be結(jié)上的電壓降，三極管Ql，Q2導(dǎo)通，端子PIN4上的電壓減去一個(gè)三極管Ql的Vbe電壓后被傳遞到端子PIN3上去，從而墊高端子PIN3的電壓到IV去關(guān)閉端子PIN6驅(qū)動(dòng)的三極管Q3。調(diào)節(jié)電阻R3上的電壓V(R3)的大小，就可以調(diào)節(jié)Ton的大小，又因?yàn)門(mén)on=T*D，占空比D和Ton成正比。R3上的電壓V(R3)越高則端子PIN4上的電壓被充得越高才能讓三極管Ql，Q2導(dǎo)通，此時(shí)的Ton和占空比D越大，反之亦然。在另一方面，本實(shí)用新型還提供一種開(kāi)關(guān)電源。在一個(gè)實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電源如圖I所示，其包含前述實(shí)施例的PWM占空比限制電路，所述PWM占空比限制電路的PWM控制模塊的輸出端PIN6連接所述開(kāi)關(guān)電源的主功率開(kāi)關(guān)管Q3的控制端。所述開(kāi)關(guān)電源可以為反激電源。在一個(gè)實(shí)施例里，所述反激電源可以包括變壓器Tl、所述主功率開(kāi)關(guān)管Q3、反饋電阻RSENSE、輸出二極管Dl和輸出電容C2，所述變壓器的初級(jí)繞組的一端接電源，所述變壓器的初級(jí)繞組的另一端通過(guò)所述主功率開(kāi)關(guān)管和所述反饋電阻耦合到地，所述輸出二極管和所述輸出電容串聯(lián)在所述變壓器的次級(jí)繞組的兩端占空比限制電路主要用于在高電壓輸入而且輸出短路時(shí)保護(hù)電源不至于損壞。如圖I所示開(kāi)關(guān)電源，一旦輸出短路則不再有反饋通過(guò)光耦去控制3842系列IC時(shí)，此時(shí)3842系列IC就會(huì)跑最大占空比Dmax，一旦Toff小于Vin*T*Dmax/ (N*Voff )，磁芯就不能有效復(fù)位，磁芯不能復(fù)位也就意謂著Ip每工作一個(gè)周期都會(huì)變得比前一個(gè)周期更大，這樣變壓器在工作多個(gè)周期工作之后越來(lái)越大Ip最終必將導(dǎo)致變壓器飽和，Ip在變壓器飽和后失控從而引起開(kāi)關(guān)管的燒毀而損壞整個(gè)電源。如果加上本實(shí)用新型的占空比限制電路，就可以把最大占空比限制在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)，從而保護(hù)電源不至于因?yàn)轱柡投鴵p壞。 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種PWM占空比限制電路，其特征在于，包括定頻電路、PWM控制模塊和占空比限制模塊，所述定頻電路包括第一電阻和第一電容，所述PWM控制模塊的參考電壓輸出端接所述第一電阻的一端，所述第一電阻的另一端與所述第一電容的一端共接至所述PWM控制模塊的調(diào)制輸入端，所述占空比限制模塊包括第一三極管、第二三極管和分壓電路，所述PWM控制模塊的調(diào)制輸入端連接所述第一三極管的基極，所述第一三極管的集電極和所述分壓電路的一端共接至所述PWM控制模塊的參考電壓輸出端，所述第一三極管的發(fā)射極連接所述第二三極管的發(fā)射極，所述第二三極管的基極連接所述分壓電路的分壓節(jié)點(diǎn)，所述第二三極管的集電極連接所述PWM控制模塊的控制輸入端，所述分壓電路的另一端接地。
2.如權(quán)利要求I所述的PWM占空比限制電路，其特征在于，所述分壓電路包括串聯(lián)的第二電阻和第三電阻，所述第二電阻的一端連接所述PWM控制模塊的參考電壓輸出端，所述第三電阻的一端接地，所述第二三極管的基極接至所述第二電阻和所述第三電阻之間。
3.一種開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的PWM占空比限制電路，所述PWM占空比限制電路的P麗控制模塊的輸出端連接所述開(kāi)關(guān)電源的主功率開(kāi)關(guān)管的控制端。
4.如權(quán)利要求3所述的開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)電源為反激電源。
5.如權(quán)利要求4所述的開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，所述反激電源包括變壓器、所述主功率開(kāi)關(guān)管、反饋電阻、輸出二極管和輸出電容，所述變壓器的初級(jí)繞組的一端接電源，所述變壓器的初級(jí)繞組的另一端通過(guò)所述主功率開(kāi)關(guān)管和所述反饋電阻耦合到地，所述輸出二極管和所述輸出電容串聯(lián)在所述變壓器的次級(jí)繞組的兩端。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種PWM占空比限制電路，包括定頻電路、PWM控制模塊和占空比限制模塊，定頻電路包括第一電阻和第一電容，PWM控制模塊的參考電壓輸出端接第一電阻的一端，第一電阻的另一端與第一電容的一端共接至PWM控制模塊的調(diào)制輸入端，占空比限制模塊包括第一三極管、第二三極管和分壓電路，PWM控制模塊的調(diào)制輸入端連接第一三極管的基極，第一三極管的集電極和分壓電路的一端共接至PWM控制模塊的參考電壓輸出端，第一三極管的發(fā)射極連接第二三極管的發(fā)射極，第二三極管的基極連接分壓電路的分壓節(jié)點(diǎn)，第二三極管的集電極連接PWM控制模塊的控制輸入端。本實(shí)用新型可以有效地把占空比限制在合理的范圍之內(nèi)，對(duì)電源起到很好的保護(hù)作用。
文檔編號(hào)H02M1/08GK202424490SQ20112055116
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者周明亮, 李方秋, 肖鏗 申請(qǐng)人:信豐可立克科技有限公司, 惠州市可立克科技有限公司, 深圳可立克科技股份有限公司