新型反激變換器輸出過壓保護電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種新型反激變換器輸出過壓保護電路，由PWM控制模塊、MOS管、變壓器及限流電阻實現(xiàn)反激振蕩，光耦芯片實現(xiàn)電路反饋，穩(wěn)壓管ZD1和穩(wěn)壓管ZD2以及NPN型三極管和基準(zhǔn)源芯片用于實現(xiàn)輸出過壓檢測并通過光耦芯片反饋至PWM控制模塊。本實用新型實施例以穩(wěn)壓管ZD1作為第一道檢測保障，以穩(wěn)壓管ZD2、基準(zhǔn)源芯片IC1和NPN型三極管Q4構(gòu)成的保護電路作為第二檢測保障，實現(xiàn)雙重檢測保障并通過光耦芯片U1反饋回PWM控制模塊，電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，而且檢測準(zhǔn)確，防護性能高。
【專利說明】新型反激變換器輸出過壓保護電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及開關(guān)電源變換器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種新型反激變換器輸出過壓保護電路。
【背景技術(shù)】
[0002]自激式反激變換器通常稱為RCC (Ring Choke Converter),基于RCC方式的開關(guān)電源不需要外部時鐘，工作頻率和占空比均受輸入電壓和輸出電流的控制。
[0003]在反激變換器中通常包括:PWM控制模塊、MOS管、變壓器及限流電阻，電壓輸入端依次通過變壓器原邊線圈、M0S管漏極和源極、限流電阻接設(shè)備地，PWM控制模塊連接MOS管的柵極用于控制MOS管導(dǎo)通或截止，變壓器副邊線圈依次經(jīng)過整流二極管及輸出濾波模塊向電壓輸出端供電?，F(xiàn)有PWM控制模塊多用晶體管電路實現(xiàn)與MOS管及變壓器共同構(gòu)成反激振湯電路。
[0004]然而現(xiàn)有的反激變換器存在反饋環(huán)路檢測不精確，過壓保護檢測失效、電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題，對整個電源的性能產(chǎn)生了較大影響。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型提供一種新型反激變換器輸出過壓保護電路，能夠解決上述問題。
[0006]本實用新型實施例提供的一種新型反激變換器輸出過壓保護電路，包括:PWM控制模塊、MOS管、變壓器及限流電阻，電壓輸入端Vin+依次通過變壓器原邊線圈、MOS管漏極和源極、限流電阻接設(shè)備地，PWM控制模塊連接MOS管的柵極用于控制MOS管導(dǎo)通或截止，變壓器副邊線圈依次經(jīng)過整流二極管及輸出濾波模塊向電壓輸出端Vo供電，還包括:光耦芯片Ul、NPN型三極管Q4和基準(zhǔn)源芯片IC1，整流二極管陰極經(jīng)過一穩(wěn)壓管ZDl連接光耦芯片Ul內(nèi)光電二極管陽極，所述光電二極管陰極連接基準(zhǔn)源芯片ICl的陰極連接端，基準(zhǔn)源芯片ICl的陽極連接電源地，電壓輸出端Vo依次經(jīng)一電阻R13、一電阻R14接電源地，基準(zhǔn)源芯片ICl的基準(zhǔn)壓設(shè)置端連接在電阻R13和電阻R14的連接點上，輸出濾波模塊的輸出端依次經(jīng)過一穩(wěn)壓管ZD2、一電阻R12連接至NPN型三極管Q4的基極，NPN型三極管Q4的集電極連接所述光電二極管陰極，NPN型三極管Q4的發(fā)射極接電源地，光耦芯片Ul內(nèi)光敏三極管的集電極連接PWM控制模塊的電壓比較端，光耦芯片Ul內(nèi)光敏三極管的發(fā)射極接設(shè)備地。
[0007]優(yōu)選地，所述基準(zhǔn)源芯片ICl采用TL431芯片。
[0008]優(yōu)選地，還包括一與變壓器原邊線圈耦合的輔助線圈，輔助線圈向PWM控制模塊供電。
[0009]優(yōu)選地，基準(zhǔn)源芯片ICl的陰極連接端與基準(zhǔn)壓設(shè)置端連接一電容C12。
[0010]上述技術(shù)方案可以看出，由于本實用新型實施例以穩(wěn)壓管ZDl作為第一道檢測保障，以穩(wěn)壓管ZD2、基準(zhǔn)源芯片ICl和NPN型三極管Q4構(gòu)成的保護電路作為第二檢測保障，實現(xiàn)雙重檢測保障并通過光耦芯片Ul反饋回PWM控制模塊，電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，而且檢測準(zhǔn)確，防護性能高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0012]圖1是本實用新型實施例中電路結(jié)構(gòu)框圖；
[0013]圖2是本實用新型實施例中具體的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0014]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0015]實施例:
[0016]本實用新型實施例提供一種新型反激變換器輸出過壓保護電路，如圖1及圖2所示，包括:PWM控制模塊、MOS管Q1、變壓器Tl及限流電阻R9，電壓輸入端Vin+依次通過變壓器Tl原邊線圈、MOS管Ql漏極和源極、限流電阻R9接設(shè)備地，PWM控制模塊連接MOS管Ql的柵極用于控制MOS管Ql導(dǎo)通或截止，變壓器Tl副邊線圈依次經(jīng)過整流二極管D2及電感LI向電壓輸出端Vo供電。
[0017]該新型反激變換器輸出過壓保護電路還包括:光耦芯片Ul、NPN型三極管Q4和基準(zhǔn)源芯片IC1，整流二極管D2陰極經(jīng)過一穩(wěn)壓管ZDl連接光耦芯片Ul內(nèi)光電二極管陽極，所述光電二極管的陰極連接基準(zhǔn)源芯片ICl的陰極連接端，基準(zhǔn)源芯片ICl的陽極連接電源地，電壓輸出端Vo依次經(jīng)一電阻R13、一電阻R14接電源地，基準(zhǔn)源芯片ICl的基準(zhǔn)壓設(shè)置端連接在電阻R13和電阻R14的連接點上，輸出濾波模塊的輸出端依次經(jīng)過一穩(wěn)壓管ZD2、一電阻Rl2連接至NPN型三極管Q4的基極，NPN型三極管Q4的集電極連接所述光電二極管的陰極，NPN型三極管Q4的發(fā)射極接電源地，光耦芯片Ul內(nèi)光敏三極管的集電極連接PWM控制模塊的電壓比較端，光耦芯片Ul內(nèi)光敏三極管的發(fā)射極接設(shè)備地。本實施例中所述基準(zhǔn)源芯片ICl采用TL431芯片，具有電壓控制精準(zhǔn)的特點。
[0018]可以理解的是，PWM控制模塊的反饋接收端用于接收光耦芯片輸出的反饋信號(反映在所述光敏三極管的發(fā)射極上)，從而根據(jù)該反饋信號調(diào)整其對MOS管柵極的控制信號，具體的控制方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)有知識獲知，此處不再贅述。
[0019]為了增加控制穩(wěn)定性，防止干擾，本實施例中基準(zhǔn)源芯片ICl的陰極連接端與基準(zhǔn)壓設(shè)置端連接一電容C12。
[0020]可以理解的是，對于PWM控制模塊的電路構(gòu)成，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過現(xiàn)有的反激變換器知識獲得，本實施例中為了進一步實現(xiàn)電源的穩(wěn)定性，采用如下結(jié)構(gòu)的PWM控制豐吳塊。
[0021]如圖2所示，該反激變換器包括了:變壓器T1、M0S管Ql及限流電阻R9，電壓輸入端Vin+處增加了由電容Cl、電感L2和電容C2構(gòu)成的輸入濾波模塊，輸入電壓經(jīng)過濾波后依次經(jīng)過變壓器Tl的原邊線圈、MOS管Ql的漏極和源極、限流電阻R9至設(shè)備地，變壓器Tl副邊線圈上的耦合能量依次經(jīng)過整流二極管D2及由電容C10、電感LI和電容C9構(gòu)成的輸出濾波模塊向電壓輸出端Vo輸出。電壓輸入端Vin+還經(jīng)過一穩(wěn)壓二極管ZD3、電阻R20連接至一 NPN型三極管Q5的基極，該NPN型三極管Q5的發(fā)射極接地，集電極連接至PWM控制模塊的電壓反饋端VREF，一旦輸入端電壓過高，其擊穿導(dǎo)通穩(wěn)壓二極管ZD3使得NPN型三極管Q5導(dǎo)通，則電壓反饋端VREF的電壓被拉低，使得PWM控制模塊停止工作，保護整個電源模塊，對于PWM控制模塊的具體結(jié)構(gòu)和工作原理本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過現(xiàn)有技術(shù)獲知，此處不再贅述；該反激變換器中的PWM控制模塊包括與變壓器Tl耦合的輔助線圈T2，該輔助線圈的耦合電壓經(jīng)電阻R3后，由電容C2過濾，獲得較為平穩(wěn)的電壓用于給PWM控制模塊供電。對于PWM模塊中的其他周圍電路構(gòu)成可以直接參考附圖2。
[0022]本實用新型實施例中還增設(shè)了三極管Q2和三極管Q3，輸出濾波模塊輸出的電壓還分別經(jīng)過電阻R2和電阻Rl連接到三極管Q2的集電極和三極管Q3的集電極，三極管Q2的集電極與三極管Q3的基極相連，三極管Q2的發(fā)射極接設(shè)備地，三極管Q2的基極經(jīng)過電阻R20接地，三極管Q2的基極還依次經(jīng)過電阻R19、電阻R5、電阻R7、電阻R9接設(shè)備地，電阻R5和電阻R7的連接點接PWM控制模塊的電流檢測端，該電流檢測端還經(jīng)過一電阻R4連接至電壓輸入端Vin+，該電流檢測端還經(jīng)過一電容C4接設(shè)備地，電阻R19和電阻R5的連接點連接至PWM控制模塊的電壓反饋端VREF，三極管Q3的基極經(jīng)過一電容Cll接設(shè)備地，三極管Q3的發(fā)射極接PWM模塊的電源供電端，由此可見，當(dāng)電壓輸入端Vin+正常輸入時，電壓輸入端Vin+的輸入電壓經(jīng)過電阻R4在電容C4上存儲，并通過電阻R5，然后通過第一偏置電阻R19和第一電阻R20使第一 NPN三極管Q2導(dǎo)通，從而將第二 NPN三極管Q3的基極電壓拉低，使第二 NPN三極管Q3截止，此時PWM控制模塊的供電端由輔助線圈供電得以正常工作。
[0023]當(dāng)反激變換器出現(xiàn)輸出短路時，其輸出端的電壓為0V，則輔助線圈的輸出電壓也降至OV，PWM控制模塊的電源供電端電壓為OV而停止工作，由于基準(zhǔn)電壓端VCl的電壓輸入與該PWM控制模塊的啟動同步，則基準(zhǔn)電壓端VCl處的電壓輸入也為0，即無輸入，則第一NPN三極管Q2進入截止?fàn)顟B(tài)，電壓輸入端Vin+輸入的電壓經(jīng)過第二偏置電阻R2作用于第二 NPN三極管Q3的基極，第二 NPN三極管Q3導(dǎo)通，電壓輸入端Vin+輸入的電壓向PWM控制模塊的供電端供電，使得PWM控制模塊重新啟動，在短路狀態(tài)未被排除的狀態(tài)下會重復(fù)上述動作。
[0024]當(dāng)輸出電壓過高時，穩(wěn)壓管ZDl被導(dǎo)通，流經(jīng)穩(wěn)壓管ZDl的電流經(jīng)光耦芯片Ul的光電二極管，使得光稱芯片的光電三極管導(dǎo)通，PWM控制模塊的電壓比較端的電壓被拉低，進而減小開關(guān)管(M0S管)的占空比，從而降低輸出電壓，實現(xiàn)保護電源及負(fù)載的功能。
[0025]當(dāng)輸出電壓升高時，輸出電壓經(jīng)過電阻R13和電阻R14分壓后，與基準(zhǔn)源芯片ICl內(nèi)基準(zhǔn)電壓做比較，使基準(zhǔn)源芯片ICl輸出一個與輸出的增加電壓成正比例的電流，該電流經(jīng)光耦芯片Ul反饋輸入到PWM控制模塊的電壓比較端，進而減小開關(guān)管(M0S管)的占空比，從而降低輸出電壓，反之亦然，實現(xiàn)恒壓控制功能。
[0026]若電壓輸出端Vo持續(xù)升高時，電阻R14上的分壓隨之升高，當(dāng)電阻R3和電阻R14上的分壓上升到穩(wěn)壓管ZD2的擊穿電壓時，穩(wěn)壓管ZD2被導(dǎo)通，NPN型三極管Q4的基極獲得偏置電流，且NPN型三極管Q4的集電極電流上升，光耦芯片Ul內(nèi)光電二極管陰極電流增力口，從而反饋至PWM控制模塊的電壓比較端，進而減小開關(guān)管的占空比，減低輸出電壓，實現(xiàn)對電源及負(fù)載的雙重過壓保護功能。
[0027]以上對本實用新型實施例所提供的一種新型反激變換器輸出過壓保護電路進行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型的思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。
【權(quán)利要求】
1.新型反激變換器輸出過壓保護電路，包括:PWM控制模塊、MOS管、變壓器及限流電阻，電壓輸入端Vin+依次通過變壓器原邊線圈、MOS管漏極和源極、限流電阻接設(shè)備地，PWM控制模塊連接MOS管的柵極用于控制MOS管導(dǎo)通或截止，變壓器副邊線圈依次經(jīng)過整流二極管及輸出濾波模塊向電壓輸出端Vo供電，其特征在于，還包括:光耦芯片U1、NPN型三極管Q4和基準(zhǔn)源芯片IC1，整流二極管陰極經(jīng)過一穩(wěn)壓管ZDl連接光耦芯片Ul內(nèi)光電二極管陽極，所述光電二極管陰極連接基準(zhǔn)源芯片ICl的陰極連接端，基準(zhǔn)源芯片ICl的陽極連接電源地，電壓輸出端Vo依次經(jīng)一電阻R13、一電阻R14接電源地，基準(zhǔn)源芯片ICl的基準(zhǔn)壓設(shè)置端連接在電阻R13和電阻R14的連接點上，輸出濾波模塊的輸出端依次經(jīng)過一穩(wěn)壓管ZD2、一電阻R12連接至NPN型三極管Q4的基極，NPN型三極管Q4的集電極連接所述光電二極管陰極，NPN型三極管Q4的發(fā)射極接電源地，光耦芯片Ul內(nèi)光敏三極管的集電極連接PWM控制模塊的電壓比較端，光耦芯片Ul內(nèi)光敏三極管的發(fā)射極接設(shè)備地。
2.如權(quán)利要求1所述的新型反激變換器輸出過壓保護電路，其特征在于，所述基準(zhǔn)源芯片ICl采用TL431芯片。
3.如權(quán)利要求1所述的新型反激變換器輸出過壓保護電路，其特征在于，還包括一與變壓器原邊線圈耦合的輔助線圈，輔助線圈向PWM控制模塊供電。
4.如權(quán)利要求1所述的新型反激變換器輸出過壓保護電路，其特征在于，基準(zhǔn)源芯片ICl的陰極連接端與基準(zhǔn)壓設(shè)置端連接一電容C12。
【文檔編號】H02H7/12GK203536942SQ201320687667
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月1日
【發(fā)明者】薛濤, 陳華聰, 覃周, 陳忠富, 盧志飛, 呂亞潮 申請人:廣州市愛浦電子科技有限公司