專利名稱：低功耗短路保護(hù)電路及dc/dc變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低功耗短路保護(hù)電路及DC/DC
變換器。
背景技術(shù)：
目前，市面上大多數(shù)電子設(shè)備在應(yīng)用過(guò)程中，誤操作等原因會(huì) 出現(xiàn)短路的情況，其中開(kāi)關(guān)電源作為電源模塊功率部分應(yīng)用廣泛，而傳統(tǒng)的短路保護(hù)機(jī)制由于電子元器件較多，占的體積較大，無(wú)法滿足開(kāi)關(guān)電源的體積有限的問(wèn)題。此外，在開(kāi)關(guān)電源中，尤其是使用到UCC180X/UCC280X/UCC380X系列低功耗電流型PWM控制芯片的開(kāi)關(guān)電源，傳統(tǒng)的短路保護(hù)機(jī)制在此不適用，因?yàn)槎搪窌r(shí)，由于主功率回路中仍有電流通路會(huì)產(chǎn)生比較大的短路電流，以至無(wú)法實(shí)現(xiàn)較小短路功耗部分的短路保護(hù)要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提供一種簡(jiǎn)單可靠、對(duì)較小短路功耗部分的電源功率模塊有效保護(hù)的低功耗短路保護(hù)電路，旨在解決傳統(tǒng)的短路保護(hù)機(jī)制占的體積較大，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)較小短路功耗部分的短路保護(hù)要求的問(wèn)題。本實(shí)用新型實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種低功耗短路保護(hù)電路，與DC/DC變換器中的PWM控制芯片連接，所述低功耗短路保護(hù)電路包括第一比較器，其正相輸入端與所述PWM控制芯片的補(bǔ)償比較引腳連接，所述第一比較器的反相輸入端輸入第一基準(zhǔn)電壓；用于在所述DC/DC變換器短路時(shí)其輸出端輸出低電平，將所述PWM控制芯片的補(bǔ)償比較引腳的電位拉低使得所述PWM控制芯片停止工作的第二比較器，其中，所述第二比較器的正相輸入端輸入第二基準(zhǔn)電壓，所述第二比較器的反相輸入端與二極管Dl的陰極連接，所述二極管Dl的陽(yáng)極與所述第一比較器的輸出端連接，所述第二比較器的輸出端與二極管D2的陰極連接，所述二極管D2的陽(yáng)極與所述PWM控制芯片的補(bǔ)償比較引腳連接。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述低功耗短路保護(hù)電路還包括一端均與直流電源連接的上拉電阻Rl和上拉電阻R2，所述上拉電阻Rl的另一端與所述第一比較器的輸出端連接，所述上拉電阻R2的另一端的與所述第二比較器的輸出端連接。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述低功耗短路保護(hù)電路還包括一端與所述直流電源連接的分壓電阻R3和二極管D3，所述分壓電阻R3的另一端和所述二極管D3的陽(yáng)極與所述第二比較器的正相輸入端連接，所述二極管D3的陰極與所述第二比較器的輸出端連接。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述低功耗短路保護(hù)電路還包括分壓網(wǎng)絡(luò)，所述分壓網(wǎng)絡(luò)包括分壓電阻R4、分壓電阻R5、分壓電阻R6、分壓電阻R7，其中，所述分壓電阻R4—端與所述PWM控制芯片的補(bǔ)償比較引腳連接、另一端與所述第一比較器的正相輸入端連接并通過(guò)所述分壓電阻R5接地；[0012]所述分壓電阻R6—端與所述PWM控制芯片的參考電壓引腳連接、另一端與所述第一比較器的反相輸入端連接并通過(guò)所述分壓電阻R7接地；其中所述PWM控制芯片的參考電壓引腳提供所述第一基準(zhǔn)電壓、第二基準(zhǔn)電壓和直流電源。在優(yōu)選的實(shí)施例中，低功耗短路保護(hù)電路還包括分壓模塊，所述分壓模塊包括分壓電阻R8和儲(chǔ)能電容Cl，所述分壓電阻R8—端與第二比較器的反相輸入端連接、另一端接地，所述儲(chǔ)能電容Cl與所述分壓電阻R8并聯(lián)。本實(shí)用新型實(shí)施例的另一目的在于提供一種DC/DC變換器，所述變換器包括PWM控制芯片、MOS管、變壓器及濾波模塊，所述變壓器的初級(jí)線圈一端與直流電源連接，利用所述PWM控制芯片控制MOS管的通斷以控制變壓器的工作，變壓器的次級(jí)線圈輸出電壓經(jīng)所述濾波模塊濾波輸出，所述DC/DC變換器還包括上所述的低功耗短路保護(hù)電路，所述低功耗短路保護(hù)電路與所述PWM控制芯片連接。 在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述PWM控制芯片為UCC1800、UCC2800或UCC3800芯片。上述低功耗短路保護(hù)電路，經(jīng)設(shè)置元器件參數(shù)的配合，DC/DC變換器正常工作狀態(tài)時(shí)，PWM控制芯片的補(bǔ)償比較引腳的電壓比第一基準(zhǔn)電壓小，第一比較器輸出低電平，二極管Dl截止，第二比較器的正相輸入端比反相輸入端電壓大輸出高電平，二極管D2截止，保護(hù)電路不影響PWM控制芯片工作；DC/DC變換器的輸出短路時(shí)，PWM控制芯片的補(bǔ)償比較引腳的電壓比第一基準(zhǔn)電壓大，第一比較器輸出高電平，二極管Dl導(dǎo)通，第二比較器的正相輸入端比反相輸入端電壓小輸出低電平，二極管D2導(dǎo)通，將PWM控制芯片的補(bǔ)償比較引腳的電位拉低使其停止工作，實(shí)現(xiàn)了短路保護(hù)，由于PWM控制芯片的補(bǔ)償比較引腳電壓較小，如此，該短路保護(hù)電路實(shí)現(xiàn)了較小短路功耗部分的電源功率模塊有效保護(hù)，且簡(jiǎn)單可靠。

圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的包括低功耗短路的保護(hù)電路DC/DC變換器的電路
原理圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。如圖I所示，為一 DC/DC變換器的電路原理圖，其包括一優(yōu)選實(shí)施例中的低功耗短路保護(hù)電路100，與DC/DC變換器中的PWM控制芯片Ul連接，低功耗短路保護(hù)電路100包括 第一比較器ICl，其正相輸入端與PWM控制芯片Ul的補(bǔ)償比較弓丨腳I連接，第一比較器ICl的反相輸入端輸入第一基準(zhǔn)電壓；用于在DC/DC變換器短路時(shí)其輸出端輸出低電平，將PWM控制芯片Ul的補(bǔ)償比較引腳I的電位拉低使得PWM控制芯片Ul停止工作的第二比較器IC2，其中，第二比較器IC2的正相輸入端輸入第二基準(zhǔn)電壓，第二比較器IC2的反相輸入端與二極管Dl的陰極連接，二極管Dl的陽(yáng)極與第一比較器ICl的輸出端連接，第二比較器IC2的輸出端與二極管D2的陰極連接，二極管D2的陽(yáng) 極與PWM控制芯片Ul的補(bǔ)償比較引腳I連接。上述低功耗短路保護(hù)電路100，經(jīng)設(shè)置元器件參數(shù)的配合，DC/DC變換器正常工作狀態(tài)時(shí)，PWM控制芯片Ul的補(bǔ)償比較引腳I的電壓比第一基準(zhǔn)電壓小，第一比較器ICl輸出低電平，二極管Dl截止，第二比較器IC2的正相輸入端比反相輸入端電壓大輸出高電平，二極管D2截止，保護(hù)電路不影響PWM控制芯片工作；DC/DC變換器的輸出短路時(shí)，PWM控制芯片Ul的補(bǔ)償比較引腳I的電壓比第一基準(zhǔn)電壓大，第一比較器ICl輸出高電平，二極管Dl導(dǎo)通，第二比較器IC2的正相輸入端比反相輸入端電壓小輸出低電平，二極管D2導(dǎo)通，將PWM控制芯片Ul的補(bǔ)償比較引腳I的電位拉低使其停止工作，實(shí)現(xiàn)了短路保護(hù)，由于PWM控制芯片Ul的補(bǔ)償比較引腳I電壓較小，如此，該短路保護(hù)電路實(shí)現(xiàn)了較小短路功耗部分的電源功率模塊有效保護(hù)，且簡(jiǎn)單可靠。在優(yōu)選的實(shí)施例中，低功耗短路保護(hù)電路100還包括一端均與直流電源連接的上拉電阻Rl和上拉電阻R2，上拉電阻Rl的另一端與第一比較器ICl的輸出端連接，上拉電阻R2的另一端的與第二比較器IC2的輸出端連接。上拉電阻Rl和上拉電阻R2用于讓第一比較器ICl和第二比較器IC2的輸入不受到干擾。在優(yōu)選的實(shí)施例中，低功耗短路保護(hù)電路100還包括一端與直流電源連接的分壓電阻R3和二極管D3，分壓電阻R3的另一端和二極管D3的陽(yáng)極與第二比較器IC2的正相輸入端連接，二極管D3的陰極與第二比較器IC2的輸出端連接。二極管D3用作嵌位，當(dāng)DC/DC變換器短路時(shí)，二極管D3將第二比較器IC2正相輸入的第二基準(zhǔn)電壓拉低，使得保護(hù)更加徹底。在優(yōu)選的實(shí)施例中，低功耗短路保護(hù)電路100還包括分壓網(wǎng)絡(luò)，分壓網(wǎng)絡(luò)包括分壓電阻R4、分壓電阻R5、分壓電阻R6、分壓電阻R8。分壓電阻R4 —端與PWM控制芯片Ul的補(bǔ)償比較引腳I連接、另一端與第一比較器ICl的正相輸入端連接并通過(guò)分壓電阻R5接地；分壓電阻R6 —端與PWM控制芯片Ul的參考電壓引腳連接、另一端與第一比較器ICl的反相輸入端連接并通過(guò)分壓電阻R7接地；其中PWM控制芯片Ul的參考電壓引腳提供第一基準(zhǔn)電壓、第二基準(zhǔn)電壓和直流電源。在優(yōu)選的實(shí)施例中，低功耗短路保護(hù)電路100還包括分壓模塊，分壓模塊包括分壓電阻R8和儲(chǔ)能電容Cl，分壓電阻R8 —端與第二比較器IC2的反相輸入端連接、另一端接地，儲(chǔ)能電容Cl與分壓電阻R8并聯(lián)。在上述實(shí)施例中，每個(gè)電阻均可以使用多個(gè)電阻器串并聯(lián)替換。在優(yōu)選的實(shí)施例中，PWM控制芯片Ul為UCC1800、UCC2800或UCC3800芯片。在其他實(shí)施例中，PWM控制芯片Ul還可以為UCC1800系列、UCC2800系列或UCC3800系列的其他
-H-* I I
心/T O以下將結(jié)合圖I以一優(yōu)選實(shí)施例說(shuō)明低功耗短路保護(hù)電路100的工作原理。由于低功耗短路保護(hù)電路100是為DC/DC變換器工作的，因此以DC/DC變換器的不同工作狀態(tài)表現(xiàn)低功耗短路保護(hù)電路100的功能原理，在本實(shí)施例中，PWM控制芯片Ul以UCC1800W為例以說(shuō)明。DC/DC變換器正常工作狀態(tài)PWM控制芯片Ul的補(bǔ)償比較引腳I電壓小于2. 5V,PWM控制芯片Ul的參考電壓引腳8電壓為5V，第一比較器ICl的反相輸入端電壓通過(guò)分壓電阻R4、分壓電阻R5分壓5V，第一比較器ICl的反相輸入端電壓高于正相輸入端電壓，第一比較器ICl輸出低電平,二極管Dl截止；第二比較器IC2的正相輸入端電壓高于反相輸入端電壓，第二比較器IC2輸出高電平，二極管D2、二極管D3截止，低功耗短路保護(hù)電路100不影響PWM控制芯片Ul補(bǔ)償比較引腳I的電壓，DC/DC變換器處于正常工作狀態(tài)。DC/DC變換器輸出短路當(dāng)輸出端短路時(shí)(輸出正端V。與輸出負(fù)端G。短接)，輸出正端V。的電壓降至零(與輸出負(fù)端G。電壓相等)，PWM控制芯片Ul的補(bǔ)償比較引腳I的電壓達(dá)到3. 9V，此時(shí)第一比較器ICl的正相輸入端電壓高于反相輸入端電壓，第一比較器ICl翻轉(zhuǎn)，輸出高電平，二極管Dl導(dǎo)通，開(kāi)始對(duì)儲(chǔ)能電容Cl充電，當(dāng)儲(chǔ)能電容Cl兩端電壓超過(guò)第二比較器IC2正相輸入端的第二基準(zhǔn)電壓時(shí)，第二比較器IC2翻轉(zhuǎn)，輸出低電位，二極管D2、二極管D3導(dǎo)通，PWM控制芯片Ul的補(bǔ)償比較引腳I電位被拉低至IV以下時(shí)停止工作，DC/DC變換器輸出短路，與此同時(shí)用作嵌位的二極管D3將第二比較器IC2正相輸入的第二 基準(zhǔn)電壓拉低，使得保護(hù)更加徹底。DC/DC變換器短路恢復(fù)當(dāng)輸出端短路解除時(shí)，PWM控制芯片Ul的補(bǔ)償比較引腳I的電壓小于2. 5V,第一比較器ICl的輸出端輸出低電平,二極管Dl仍處于截止?fàn)顟B(tài),儲(chǔ)能電容Cl通過(guò)分壓電阻R8放電，第二比較器IC2的正相輸入端電壓低于反相輸入端電壓，第二比較器IC2輸出高電平，二極管D2、二極管D3截止，低功耗短路保護(hù)電路100不影響PWM控制芯片Ul的補(bǔ)償比較引腳I的電壓，電路恢復(fù)正常工作狀態(tài)。本實(shí)用新型實(shí)施例的另一目的在于提供一種DC/DC變換器，請(qǐng)參考圖1，變換器包括PWM控制芯片U1、M0S管Q1、變壓器T及濾波模塊，變壓器T的初級(jí)線圈一端與直流電源連接，利用PWM控制芯片Ul控制MOS管Ql的通斷以控制變壓器T的工作，變壓器T的次級(jí)線圈輸出電壓經(jīng)濾波模塊濾波輸出，DC/DC變換器還包括上的低功耗短路保護(hù)電路100，低功耗短路保護(hù)電路100與PWM控制芯片Ul連接，低功耗短路保護(hù)電路100的功能原理如上所述，這里不再贅述。在優(yōu)選的實(shí)施例中，PWM控制芯片Ul為UCC1800、UCC2800或UCC3800芯片。在其他實(shí)施例中，PWM控制芯片Ul還可以為UCC1800系列、UCC2800系列或UCC3800系列的其他
-H-* I I
心/T O上述低功耗短路保護(hù)電路100，經(jīng)設(shè)置元器件參數(shù)的配合，DC/DC變換器正常工作狀態(tài)時(shí)，PWM控制芯片Ul的補(bǔ)償比較引腳I的電壓比第一基準(zhǔn)電壓小，第一比較器ICl輸出低電平，二極管Dl截止，第二比較器IC2的正相輸入端比反相輸入端電壓大輸出高電平，二極管D2截止，保護(hù)電路不影響PWM控制芯片工作；DC/DC變換器的輸出短路時(shí)，PWM控制芯片Ul的補(bǔ)償比較引腳I的電壓比第一基準(zhǔn)電壓大，第一比較器ICl輸出高電平，二極管Dl導(dǎo)通，第二比較器IC2的正相輸入端比反相輸入端電壓小輸出低電平，二極管D2導(dǎo)通，將PWM控制芯片Ul的補(bǔ)償比較引腳I的電位拉低使其停止工作，實(shí)現(xiàn)了短路保護(hù)，由于PWM控制芯片Ul的補(bǔ)償比較引腳I電壓較小，如此，該短路保護(hù)電路實(shí)現(xiàn)了較小短路功耗部分的電源功率模塊有效保護(hù)，且簡(jiǎn)單可靠。以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種低功耗短路保護(hù)電路，與DC/DC變換器中的PWM控制芯片連接，其特征在于，所述低功耗短路保護(hù)電路包括 第一比較器，其正相輸入端與所述PWM控制芯片的補(bǔ)償比較引腳連接，所述第一比較器的反相輸入端輸入第一基準(zhǔn)電壓； 用于在所述DC/DC變換器短路時(shí)其輸出端輸出低電平，將所述PWM控制芯片的補(bǔ)償比較引腳的電位拉低使得所述PWM控制芯片停止工作的第二比較器，其中，所述第二比較器的正相輸入端輸入第二基準(zhǔn)電壓，所述第二比較器的反相輸入端與二極管Dl的陰極連接，所述二極管Dl的陽(yáng)極與所述第一比較器的輸出端連接，所述第二比較器的輸出端與二極管D2的陰極連接，所述二極管D2的陽(yáng)極與所述PWM控制芯片的補(bǔ)償比較引腳連接。
2.如權(quán)利要求I所述的低功耗短路保護(hù)電路，其特征在于，所述低功耗短路保護(hù)電路還包括一端均與直流電源連接的上拉電阻Rl和上拉電阻R2，所述上拉電阻Rl的另一端與所述第一比較器的輸出端連接，所述上拉電阻R2的另一端的與所述第二比較器的輸出端連接。
3.如權(quán)利要求I所述的低功耗短路保護(hù)電路，其特征在于，所述低功耗短路保護(hù)電路還包括一端與所述直流電源連接的分壓電阻R3和二極管D3，所述分壓電阻R3的另一端和所述二極管D3的陽(yáng)極與所述第二比較器的正相輸入端連接，所述二極管D3的陰極與所述第二比較器的輸出端連接。
4.如權(quán)利要求2或3所述的低功耗短路保護(hù)電路，其特征在于，所述低功耗短路保護(hù)電路還包括分壓網(wǎng)絡(luò)，所述分壓網(wǎng)絡(luò)包括分壓電阻R4、分壓電阻R5、分壓電阻R6、分壓電阻R7，其中， 所述分壓電阻R4—端與所述PWM控制芯片的補(bǔ)償比較引腳連接、另一端與所述第一比較器的正相輸入端連接并通過(guò)所述分壓電阻R5接地； 所述分壓電阻R6 —端與所述PWM控制芯片的參考電壓引腳連接、另一端與所述第一比較器的反相輸入端連接并通過(guò)所述分壓電阻R7接地； 其中所述PWM控制芯片的參考電壓引腳提供所述第一基準(zhǔn)電壓、第二基準(zhǔn)電壓和直流電源。
5.如權(quán)利要求I所述的低功耗短路保護(hù)電路，其特征在于，低功耗短路保護(hù)電路還包括分壓模塊，所述分壓模塊包括分壓電阻R8和儲(chǔ)能電容Cl，所述分壓電阻R8—端與第二比較器的反相輸入端連接、另一端接地，所述儲(chǔ)能電容Cl與所述分壓電阻R8并聯(lián)。
6.一種DC/DC變換器，所述變換器包括PWM控制芯片、MOS管、變壓器及濾波模塊，所述變壓器的初級(jí)線圈一端與直流電源連接，利用所述PWM控制芯片控制MOS管的通斷以控制變壓器的工作，變壓器的次級(jí)線圈輸出電壓經(jīng)所述濾波模塊濾波輸出，其特征在于，所述DC/DC變換器還包括如權(quán)利要求I至5任一項(xiàng)所述的低功耗短路保護(hù)電路，所述低功耗短路保護(hù)電路與所述PWM控制芯片連接。
7.如權(quán)利要求6所述的DC/DC變換器，其特征在于，所述PWM控制芯片為UCC1800、UCC2800 或 UCC3800 芯片。
專利摘要本實(shí)用新型適用于電子電路技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種低功耗短路保護(hù)電路，與DC/DC變換器中的PWM控制芯片連接，所述低功耗短路保護(hù)電路包括第一比較器，其正相輸入端與所述PWM控制芯片的補(bǔ)償比較引腳連接，所述第一比較器的反相輸入端輸入第一基準(zhǔn)電壓；第二比較器，其正相輸入端輸入第二基準(zhǔn)電壓，所述第二比較器的反相輸入端與二極管D1的陰極連接，二極管D1的陽(yáng)極與所述第一比較器的輸出端連接，所述DC/DC變換器短路時(shí)，所述第二比較器輸出低電平，將所述PWM控制芯片的補(bǔ)償比較引腳的電位拉低使得所述PWM控制芯片停止工作，簡(jiǎn)單可靠地實(shí)現(xiàn)了短路保護(hù)。此外，還提供了一種包括上述低功耗短路保護(hù)電路的DC/DC變換器。
文檔編號(hào)H02H7/10GK202797901SQ20122047923
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月19日
發(fā)明者卞震霆 申請(qǐng)人:深圳市振華微電子有限公司