本發(fā)明涉及電源電路領(lǐng)域,特別是涉及一種適用于具有比較大的電容負(fù)載的開關(guān)電源。
背景技術(shù):
目前,為了保障供電網(wǎng)絡(luò)和用電設(shè)備的安全,在各種電路的設(shè)計(jì)中都普遍設(shè)有過電流保護(hù)模塊。過電流保護(hù)模塊的原理是將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào),再比較該電壓信號(hào)與規(guī)定的電壓閾值的大小以判斷是否要執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作。
但是,在有些情況下,開關(guān)電源的負(fù)載是電容器等具有很大靜電容量的元器件,當(dāng)開關(guān)電源啟動(dòng)時(shí),這些電容器在電源接通的瞬間迅速充電,就會(huì)產(chǎn)生遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)輸入電流的浪涌電流流入電源設(shè)備。此時(shí),即使該浪涌電流持續(xù)時(shí)間很短,還不足以損壞開關(guān)電源和電路中的其他元器件,不會(huì)影響電路安全,但是過電流保護(hù)模塊仍會(huì)根據(jù)該浪涌電流轉(zhuǎn)換成的較大的電壓信號(hào),錯(cuò)誤地執(zhí)行過電流保護(hù)動(dòng)作,導(dǎo)致開關(guān)電源無法正常啟動(dòng)。所以,在這種情況下,通常只能選用輸出功率大于實(shí)際的負(fù)載電路所需要的規(guī)格的開關(guān)電源,造成了不必要的浪費(fèi),提高了產(chǎn)品成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明鑒于此,目的在于,提供一種可以在啟動(dòng)時(shí)切換過電流保護(hù)動(dòng)作的級(jí)別的開關(guān)電源,適用于具有比較大的電容負(fù)載,使得可以根據(jù)輸出功率與負(fù)載電路的功耗相匹配的原則來選用合適的開關(guān)電源。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的開關(guān)電源,包括:電源主體部,對(duì)工業(yè)電源進(jìn)行整流濾波處理得到第一電壓信號(hào),對(duì)第一電壓信號(hào)進(jìn)行變壓處理并供給至輸出電路,過電流保護(hù)部,將電源主體部產(chǎn)生的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成能夠表示電流信號(hào)的大小的第二電壓信號(hào),并當(dāng)檢測(cè)到第二電壓信號(hào)的值大于或等于閾值時(shí),執(zhí)行過電流保護(hù)動(dòng)作,保護(hù)級(jí)別切換部,在第一電壓信號(hào)的值從零增大到穩(wěn)態(tài)值的期間內(nèi),將過電流保護(hù)部的保護(hù)級(jí)別設(shè)置為第一級(jí),當(dāng)?shù)? 一電壓信號(hào)的值達(dá)到穩(wěn)態(tài)值時(shí),將過電流保護(hù)部的保護(hù)級(jí)別設(shè)置為第二級(jí)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的開關(guān)電源,電源主體部包括:整流濾波單元,對(duì)工業(yè)電源進(jìn)行整流濾波處理,變壓器,對(duì)整流濾波處理后的電壓進(jìn)行變壓處理,第一開關(guān)元件,與變壓器的初級(jí)線圈串聯(lián)再一起與整流濾波單元并聯(lián)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的開關(guān)電源,過電流保護(hù)部包括:控制單元、彼此串聯(lián)的保護(hù)電阻及檢測(cè)電阻,通過使來自電源主體部的電流信號(hào)流過保護(hù)電阻及檢測(cè)電阻,使得在檢測(cè)電阻的兩端產(chǎn)生第二電壓信號(hào),控制單元獲取第二電壓信號(hào),當(dāng)?shù)诙妷盒盘?hào)的值大于或等于閾值時(shí),控制單元判斷為電源主體部中出現(xiàn)過電流,執(zhí)行過電流保護(hù)動(dòng)作。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的開關(guān)電源,在第一電壓信號(hào)的值從零增大到穩(wěn)態(tài)值的期間,保護(hù)級(jí)別切換部將第二電壓信號(hào)的值調(diào)節(jié)為第一檢測(cè)電壓值,來將過電流保護(hù)部的保護(hù)級(jí)別設(shè)置為第一級(jí);當(dāng)?shù)谝浑妷盒盘?hào)的值達(dá)到穩(wěn)態(tài)值時(shí),保護(hù)級(jí)別切換部將第二電壓信號(hào)的值調(diào)節(jié)為第二檢測(cè)電壓值,來將過電流保護(hù)部的保護(hù)級(jí)別設(shè)置為第二級(jí)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的開關(guān)電源,保護(hù)級(jí)別切換部包括第一調(diào)控單元及第二調(diào)控單元,第一調(diào)控單元根據(jù)來自第二調(diào)控單元的控制信號(hào),來將第二電壓信號(hào)調(diào)節(jié)的值為第一檢測(cè)電壓值或者第二檢測(cè)電壓值,控制信號(hào)是第二調(diào)控單元將第一電壓信號(hào)調(diào)節(jié)生成的。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的開關(guān)電源,第一調(diào)控單元包括彼此串聯(lián)的第二開關(guān)元件、第一調(diào)壓電阻,串聯(lián)的第二開關(guān)元件、第一調(diào)壓電阻一起與檢測(cè)電阻并聯(lián)連接,第二開關(guān)元件具有接收來自第二調(diào)控單元的控制信號(hào)的第一控制端,第二開關(guān)元件基于控制信號(hào)而接通或關(guān)斷;當(dāng)?shù)诙_關(guān)元件接通時(shí),使得第一調(diào)壓電阻與檢測(cè)電阻并聯(lián),第二電壓信號(hào)的值調(diào)節(jié)為第一檢測(cè)電壓值;當(dāng)?shù)诙_關(guān)元件關(guān)斷時(shí),使得第一調(diào)壓電阻斷開連接,將第二電壓信號(hào)的值調(diào)節(jié)為第二檢測(cè)電壓值。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的開關(guān)電源,第二調(diào)控單元包括第三開關(guān)元件、第二調(diào)壓電阻、分壓電阻、控制電阻,分壓電阻的一端與電源主體部的第一電壓信號(hào)的輸出端連接,另一端與控制電阻的一端以及第二開關(guān)元件的第一控制端連接,控制電阻的另一端接地,彼此串聯(lián)的第三開關(guān)元件、第二 調(diào)壓電阻一起與控制電阻并聯(lián),第三開關(guān)元件具有接收來自電源主體部的第一電壓信號(hào)的第二控制端,第三開關(guān)元件基于第一電壓信號(hào)而接通或關(guān)斷;在第一電壓信號(hào)的值從零增大到穩(wěn)態(tài)值的期間內(nèi)第三開關(guān)元件關(guān)斷,使得第二調(diào)壓電阻斷開連接,第二開關(guān)元件接通;當(dāng)?shù)谝浑妷盒盘?hào)的值達(dá)到穩(wěn)態(tài)值時(shí)第三開關(guān)元件接通,使得第二調(diào)壓電阻與控制電阻并聯(lián),第二開關(guān)元件關(guān)斷。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的開關(guān)電源,第二、第三開關(guān)元件是三極管,第一、第二控制端是三極管的基極。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的開關(guān)電源,閾值是常數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的開關(guān)電源,第二控制端經(jīng)由一個(gè)穩(wěn)壓元件接收來自電源主體部的第一電壓信號(hào),穩(wěn)壓元件的導(dǎo)通閾值小于穩(wěn)態(tài)值。
若采用本發(fā)明提供的可以在啟動(dòng)時(shí)切換過電流保護(hù)動(dòng)作的級(jí)別的開關(guān)電源,則可以適用于具有比較大的電容負(fù)載的開關(guān)電源,使得可以根據(jù)輸出功率與負(fù)載電路的功耗相匹配的原則來選用合適的開關(guān)電源,降低了供電成本。
附圖說明
圖1是示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的開關(guān)電源的功能模塊的示意圖。
圖2是示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的開關(guān)電源的電路結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的第一、第二電壓信號(hào)以及第二、第三開關(guān)元件的第一、第二控制端的電壓值與時(shí)間的關(guān)系的示意圖。
其中,附圖標(biāo)記說明如下:
100 開關(guān)電源
110 電源主體部
111 整流濾波電源
120 過電流保護(hù)部
121 控制單元
130 保護(hù)級(jí)別切換部
131 第一調(diào)控單元
132 第二調(diào)控單元
140 輸出電路
T1 變壓器
IS 檢測(cè)端
V1 第一電壓信號(hào)
V2 第二電壓信號(hào)
Vth 閾值
Vin 工業(yè)電源
Id 電流信號(hào)
DA1 整流橋
C1 濾波電容
Q1 第一開關(guān)元件
Q10 第二開關(guān)元件
S1 第一控制端
Q11 第三開關(guān)元件
S2 第二控制端
R10 保護(hù)電阻
R11 檢測(cè)電阻
R12 第一調(diào)壓電阻
R15 分壓電阻
R16 控制電阻
R17 第二調(diào)壓電阻
DZ01 穩(wěn)壓二極管
Ctrl 控制信號(hào)
VW 穩(wěn)態(tài)值
VDZ 穩(wěn)壓二極管的導(dǎo)通閾值
VS1、VS2 第一、第二控制端的電壓值
VQ 第二、第三開關(guān)元件的接通電壓
具體實(shí)施方式
以下,參照附圖來說明本發(fā)明的開關(guān)電源。
如圖1所示,本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的開關(guān)電源100至少具有:電源主體部110、過電流保護(hù)部120以及保護(hù)級(jí)別切換部130。其中,電源主體部110將工業(yè)電源進(jìn)行整流濾波處理得到第一電壓信號(hào)V1,并對(duì)該第一電壓信號(hào)V1進(jìn)行變壓處理得到輸出電壓,該輸出電壓供給至輸出電路。過電流保護(hù)部120將電源主體部110產(chǎn)生的電流信號(hào)Id轉(zhuǎn)換成能夠表示所述電流信號(hào)的大小的第二電壓信號(hào)V2,并當(dāng)檢測(cè)到第二電壓信號(hào)V2大于或等于閾值Vth時(shí),執(zhí)行過電流保護(hù)動(dòng)作。保護(hù)級(jí)別切換部130在第一電壓信號(hào)V1的值從零增大到穩(wěn)態(tài)值VW的期間內(nèi),將過電流保護(hù)部120的保護(hù)級(jí)別設(shè)置為第一級(jí),當(dāng)所述第一電壓信號(hào)V1的值達(dá)到該穩(wěn)態(tài)值VW時(shí),將過電流保護(hù)部120的保護(hù)級(jí)別設(shè)置為第二級(jí)。這樣,可以通過保護(hù)級(jí)別切換部130對(duì)第二電壓信號(hào)V2的值的調(diào)節(jié),起到對(duì)開關(guān)電源100的過電流保護(hù)動(dòng)作的保護(hù)級(jí)別的切換的作用。
如圖2所示,具體地,電源主體部110包括:工業(yè)電源Vin、整流濾波單元111、變壓器T1、第一開關(guān)元件Q1。工業(yè)電源Vin是交流電源。整流濾波單元111包括與工業(yè)交流電源Vin并聯(lián)的整流橋DA1和濾波電容C1,來對(duì)工業(yè)交流電源Vin進(jìn)行整流濾波處理,以此得到平滑的直流的第一電壓信號(hào)V1。在其他的實(shí)施方式中,整流濾波單元111也可以設(shè)計(jì)為其他具有整流濾波功能的電路,只要保證輸出的第一電壓信號(hào)V1是平滑的直流電壓信號(hào)即可。在本實(shí)施方式中,第一電壓信號(hào)V1當(dāng)開關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)迅速增加,達(dá)到規(guī)定的穩(wěn)態(tài)值VW后穩(wěn)定不變的平滑直流信號(hào)。彼此串聯(lián)的變壓器T1的初級(jí)線圈與第一開關(guān)元件Q1一起并聯(lián)在濾波電容C1的兩端,通過控制第一開關(guān)元件Q1的接通關(guān)斷,使經(jīng)過整流濾波處理的第一電壓信號(hào)V1在所述變壓器的次級(jí)線圈上感應(yīng)出輸出電壓信號(hào)。該輸出電壓信號(hào)用于供給輸出電路140。在本實(shí)施方式中,第一開關(guān)元件Q1選用場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET),如結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(JFET)或者絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(又稱MOS晶體管),在其他的實(shí)施方式中,第一開關(guān)元件Q1也可以選用其他的開關(guān)元件,例如雙極型三極管。另外,在本實(shí)施方式中,在變壓器T1的初級(jí)線圈和第一開關(guān)元件Q1的串聯(lián)支路上,還串聯(lián)有一個(gè)電阻R1,可以起到一定的限流作用,防止第一開關(guān)元件Q1損壞,在其他的實(shí)施方式中,也可以省略,或者設(shè)為其他的限流保護(hù)元件。
如圖2所示,在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中,過電流保護(hù)部120至少包括:控制單元121、保護(hù)電阻R10、檢測(cè)電阻R11。保護(hù)電阻R10一端與電源主體部110中的第一開關(guān)元件Q1不與變壓器初級(jí)線圈連接的一端連接,另一端與檢測(cè)電阻11的一端串聯(lián),而檢測(cè)電阻R11的另一端接地。這樣,將電源主體部110輸出的電流信號(hào)Id轉(zhuǎn)換成檢測(cè)電阻R11兩端的第二電壓信號(hào)V2。通過這樣,過電流保護(hù)部120通過檢測(cè)檢測(cè)電阻R11兩端的該第二電壓信號(hào)V2,就可以間接檢測(cè)出電源主體部110中產(chǎn)生的電流信號(hào)Id的情況,在出現(xiàn)過電流的情況下,可以及時(shí)執(zhí)行過電流保護(hù)動(dòng)作,保護(hù)開關(guān)電源100中的電路元器件。在其他的實(shí)施方式中,也可以省略R10、R11,并將R1作為R11連接入過電流保護(hù)部120,其他元器件及其連接關(guān)系等保持不變。通過這樣,也可以實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù)部120的過電流保護(hù)功能,并且節(jié)省了元器件,簡(jiǎn)化電路,節(jié)約成本。只要可以將能夠表示電源主體部110中的電流信號(hào)Id的電壓或者電流信號(hào)供給至過電流保護(hù)部120即可,也可以采用其他方式。
具體地,在本實(shí)施方式中,控制單元121至少具有檢測(cè)第二電壓信號(hào)V2的檢測(cè)端IS,當(dāng)檢測(cè)端IS檢測(cè)到第二電壓信號(hào)V2的值大于或等于閾值Vth時(shí),判斷為電源主體部110中出現(xiàn)過電流,來執(zhí)行過電流保護(hù)動(dòng)作。在本實(shí)施方式中,控制單元121是由具有過電流保護(hù)功能的IC10(IC10采用具有過電流檢測(cè)功能的一般電源控制IC)構(gòu)成,在其他的實(shí)施方式中,控制單元121也可以由其他具有以下功能的器件構(gòu)成:通過比較檢測(cè)端IS檢測(cè)到的第二電壓信號(hào)V2的值與閾值Vth的大小,從而判斷是否出現(xiàn)過電流,并相應(yīng)地執(zhí)行過電流保護(hù)動(dòng)作。
進(jìn)一步地,這里,閾值Vth是常數(shù),根據(jù)不同的構(gòu)成控制單元121的器件,閾值Vth也不同;但是對(duì)于同樣的控制單元121,閾值Vth的值是固定不變的確定值。現(xiàn)有的具有過電流保護(hù)功能的IC芯片均不具有可以根據(jù)實(shí)際情況切換不同的過電流保護(hù)級(jí)別的功能。若重新開發(fā)設(shè)計(jì)一種可以根據(jù)實(shí)際情況切換不同的過電流保護(hù)級(jí)別的器件,則研發(fā)成本很高,研發(fā)周期也很長(zhǎng),可行性低。而根據(jù)本實(shí)施方式,只需選用現(xiàn)有的具有過電流保護(hù)功能的IC芯片,并利用常見的開關(guān)元件、電阻、電容等元件設(shè)計(jì)出通過調(diào)節(jié)檢測(cè)端IS檢測(cè)到的第二電壓信號(hào)V2的值的方式,來切換不同的過電流保護(hù)級(jí)別的電路模塊。本發(fā)明的實(shí)施方式可以簡(jiǎn)單方便、低成本地達(dá)到切換過電流保護(hù)部120 的保護(hù)級(jí)別的效果。
另外,在本實(shí)施方式中,控制單元121的檢測(cè)端IS上還連接有電容C10,電容C10的另一端接地。
例如,保護(hù)級(jí)別切換部130在第一電壓信號(hào)V1的值從零增大到穩(wěn)態(tài)值VW的期間內(nèi),將第二電壓信號(hào)V2的值調(diào)節(jié)為第一檢測(cè)電壓值,來將過電流保護(hù)部120的執(zhí)行過電流保護(hù)動(dòng)作的保護(hù)級(jí)別設(shè)置為第一級(jí);當(dāng)?shù)谝浑妷盒盘?hào)V1的值達(dá)到該穩(wěn)態(tài)值VW時(shí),將第二電壓信號(hào)V2的值調(diào)節(jié)為第二檢測(cè)電壓值,來將過電流保護(hù)部120的執(zhí)行過電流保護(hù)動(dòng)作的保護(hù)級(jí)別設(shè)置為第二級(jí)。通過這樣,在開關(guān)電源100啟動(dòng)前后,保護(hù)級(jí)別切換部130可以根據(jù)第一電壓信號(hào)V1的不同情況,來對(duì)第二電壓信號(hào)V2做不同的調(diào)整,進(jìn)而達(dá)到切換過電流保護(hù)部120的執(zhí)行過電流保護(hù)動(dòng)作的保護(hù)級(jí)別的效果。
優(yōu)選地,在本實(shí)施方式中,第一檢測(cè)電壓值是保護(hù)級(jí)別切換部130使當(dāng)時(shí)的相應(yīng)的第二電壓信號(hào)V2的值的大小適當(dāng)降低而得到的,而第二檢測(cè)電壓值則是保護(hù)級(jí)別切換部130使當(dāng)時(shí)的相應(yīng)的第二電壓信號(hào)V2的值維持大致不變而得到的。當(dāng)開關(guān)電源100啟動(dòng)時(shí),即在第一電壓信號(hào)V1的值從零增大到穩(wěn)態(tài)值VW的很短的期間內(nèi),盡管在電源主體部110瞬間產(chǎn)生很大的浪涌電流,輸出的電流信號(hào)Id的值很大,電流信號(hào)Id轉(zhuǎn)換成的檢測(cè)電阻R11兩端的第二電壓信號(hào)V2的值也變得很大。但是此時(shí)保護(hù)級(jí)別切換部130使第二電壓信號(hào)V2的值的大小適當(dāng)減小到第一檢測(cè)電壓值。過電流保護(hù)部120通過將該適當(dāng)減小的第一檢測(cè)電壓值與固定的閾值Vth作比較,來判斷電源主體部110中是否出現(xiàn)過電流,是否需要執(zhí)行過電流保護(hù)動(dòng)作。顯然,這樣在開關(guān)電源100處于剛啟動(dòng)狀態(tài)的情況下,就不容易因?yàn)閱?dòng)瞬間第二電壓信號(hào)V2的值很大,而造成過電流保護(hù)部120錯(cuò)誤地執(zhí)行過電流保護(hù)動(dòng)作,從而確保開關(guān)電源100能夠不受干擾地正常啟動(dòng)。以啟動(dòng)狀態(tài)下的開關(guān)電源100的過電流保護(hù)級(jí)別為第一級(jí),此時(shí)開關(guān)電源100整體上對(duì)過電流的“容忍程度”提高,達(dá)到了相當(dāng)于整體上的“過電流保護(hù)閾值Vth提高”的效果。當(dāng)開關(guān)電源100的啟動(dòng)階段結(jié)束,即當(dāng)?shù)谝浑妷盒盘?hào)V1的值達(dá)到上述的穩(wěn)態(tài)值VW時(shí),整個(gè)開關(guān)電源的電路工作在正常穩(wěn)態(tài),保護(hù)級(jí)別切換部130使第二電壓信號(hào)V2的值的大小大致維持原狀不變,即不改變開關(guān)電源100處于正常穩(wěn)態(tài)下的第二電壓信號(hào)V2的值,此處第二電壓信號(hào)V2原本的值即是第二檢測(cè)電壓值。 過電流保護(hù)部120通過將該正常穩(wěn)態(tài)下的第二電壓信號(hào)V2的值與固定的閾值Vth作比較,來判斷電源主體部110中是否出現(xiàn)過電流,是否需要執(zhí)行過電流保護(hù)動(dòng)作。顯然,這樣就切換到了開關(guān)電源100正常工作情況下的過電流保護(hù)級(jí)別,以正常工作狀態(tài)的開關(guān)電源100的過電流保護(hù)級(jí)別為第二級(jí),此時(shí)開關(guān)電源100整體上對(duì)過電流的“容忍程度”降低到正常狀態(tài)。這樣,就使降低的開關(guān)電源100整體上的過電流保護(hù)級(jí)別重新提高,相當(dāng)于“整體的過電流保護(hù)閾值Vth又降低到正常水平”。當(dāng)然,在其他的實(shí)施方式中,對(duì)過電流保護(hù)的級(jí)別也可以使用不同的定義方式,也可以用相似的方式設(shè)置三個(gè)以上的過電流保護(hù)級(jí)別,還可以對(duì)不同的級(jí)別之間的切換方式、順序重新定義。
進(jìn)一步地,在本實(shí)施方式中,保護(hù)級(jí)別切換部130至少包括:第一調(diào)控單元131及第二調(diào)控單元132。其中,第一調(diào)控單元131接受第二調(diào)控單元132的控制,再根據(jù)來自第二調(diào)控單元132的控制信號(hào)Ctr,來調(diào)節(jié)第二電壓信號(hào)V2得到第一檢測(cè)電壓值或者第二檢測(cè)電壓值。該控制信號(hào)Ctr是第二調(diào)控單元132通過調(diào)節(jié)第一電壓信號(hào)V1生成的。在其他的實(shí)施方式中,保護(hù)級(jí)別切換部130也可以包括三個(gè)以上的調(diào)控單元,從而實(shí)現(xiàn)使過電流保護(hù)部120在三個(gè)以上的保護(hù)級(jí)別之間進(jìn)行切換的效果。
具體地,在本實(shí)施方式中的第一調(diào)控單元至少包括彼此串聯(lián)的第二開關(guān)元件Q10、第一調(diào)壓電阻R12。其中,串聯(lián)的第二開關(guān)元件Q10、第一調(diào)壓電阻R12一起與過電流保護(hù)部120中的檢測(cè)電阻11并聯(lián)。該第二開關(guān)元件Q10具有第一控制端S1。第二開關(guān)元件Q10基于第一控制端S1接收到的來自第二調(diào)控單元132的控制信號(hào)Ctr而接通或者關(guān)斷。當(dāng)控制信號(hào)Ctrl的值足以使得第二開關(guān)元件接通時(shí),第一調(diào)壓電阻R12與檢測(cè)電阻R11并聯(lián)連接,此時(shí)第二電壓信號(hào)V2的值被調(diào)節(jié)成第一檢測(cè)電壓值。該第一檢測(cè)電壓值相當(dāng)于第一調(diào)壓電阻R12與檢測(cè)電阻R11的并聯(lián)電路兩端的電壓值。當(dāng)控制信號(hào)Ctrl不足以使得第二開關(guān)元件Q10接通,第二開關(guān)元件Q10關(guān)斷時(shí),第一調(diào)壓電阻R12斷開連接,即保護(hù)級(jí)別切換部130不對(duì)第二電壓信號(hào)V2進(jìn)行調(diào)節(jié),此時(shí),第二電壓信號(hào)V2的保持原樣原本的值(檢測(cè)電阻R11兩端的電壓值)即是第二檢測(cè)電壓值。顯然,第一調(diào)壓電阻R12與檢測(cè)電阻R11的并聯(lián)連接電路的整體電阻必然小于第一調(diào)壓電阻R12檢測(cè)電阻R11單獨(dú)的電 阻,故對(duì)于電源主體部110產(chǎn)生的相同大小的電流信號(hào)Id,第一調(diào)壓電阻R12與檢測(cè)電阻R11的并聯(lián)電路整體兩端的電壓值也小于檢測(cè)電阻R11單獨(dú)兩端的電壓值。因此,當(dāng)保護(hù)級(jí)別切換部130的第一調(diào)控單元131通過第二開關(guān)元件Q10的接通關(guān)斷,可以實(shí)現(xiàn)將過電流保護(hù)部120檢測(cè)的第二電壓信號(hào)V2的值調(diào)節(jié)為降低的第一檢測(cè)電壓值或者維持正常的第二檢測(cè)電壓值大致不變。這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)過電流保護(hù)部120的保護(hù)級(jí)別的切換控制。
具體地,在本實(shí)施方式中的第二調(diào)控單元132至少包括第三開關(guān)元件Q11、第二調(diào)壓電阻R17、分壓電阻R15、控制電阻R16。其中,分壓電阻R15的一端與電源主體部110的第一電壓信號(hào)V1的輸出端連接,另一端與控制電阻R16的一端以及過電流保護(hù)部120中的第二開關(guān)元件Q10的第一控制端S1連接;而控制電阻R16的另一端接地。彼此串聯(lián)連接的第三開關(guān)元件Q11、第二調(diào)壓電阻R17一起與控制電阻R16并聯(lián)。該第三開關(guān)元件Q11具有第二控制端S2。第三開關(guān)元件Q11基于該第二控制端S2接收到的來自電源主體部110的第一電壓信號(hào)V1而接通或關(guān)斷。
另外,在本實(shí)施方式中,在第二調(diào)控單元132中還包括:彼此串聯(lián)的穩(wěn)壓二極管DZ01及電阻R20、電阻R21。其中,穩(wěn)壓二極管DZ01的陰極與電源主體部110的第一電壓信號(hào)V1的輸出端連接,陽極與電阻R20的一端連接;電阻20的另一端與電阻R21的一端以及第三開關(guān)元件Q11的第二控制端S1連接;而電阻R21的另一端接地。即,第二控制端S1接收到的是來自電源主體部110的第一電壓信號(hào)V1落在電阻R21的兩端的電壓信號(hào)。優(yōu)選地,穩(wěn)壓二極管DZ01的導(dǎo)通閾值VDZ小于上述的穩(wěn)態(tài)值VW。
在第一電壓信號(hào)V1的值從零增大到上述的穩(wěn)態(tài)值VW的期間內(nèi),在第一電壓信號(hào)V1的值達(dá)到穩(wěn)壓二極管DZ01的導(dǎo)通閾值前,穩(wěn)壓二極管DZ01處于關(guān)斷狀態(tài)。即,無論電源主體部110中產(chǎn)生的電流信號(hào)Id的值的大小是多少,無論第一電壓信號(hào)V1的值如何變化,第一電壓信號(hào)V1的電壓值都幾乎全部落在該穩(wěn)壓二極管DZ01的兩端,而電阻R20、R21兩端的電壓值都幾乎為零。第二控制端S2接收到的第一電壓信號(hào)V1落在電阻R21的兩端的電壓信號(hào)值的大小不足以使第三開關(guān)元件Q11接通,故第三開關(guān)元件Q11一直處于關(guān)斷狀態(tài),以使得第二調(diào)壓電阻R17斷開連接。此時(shí),第二開關(guān)元件 Q10的第一控制端S1接收到的控制信號(hào)Ctr的值是第一電壓信號(hào)V1落在控制電阻R16的兩端的電壓值,并且該電壓值足以使得第二開關(guān)元件Q10接通。當(dāng)?shù)谝浑妷盒盘?hào)V1的值達(dá)到穩(wěn)態(tài)值VW時(shí),由于該穩(wěn)態(tài)值VW大于該穩(wěn)壓二極管DZ01的導(dǎo)通閾值,所以穩(wěn)壓二極管DZ01變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。即穩(wěn)壓二極管DZ01兩端的電壓值幾乎穩(wěn)定不變地保持在導(dǎo)通閾值VDZ。此時(shí),第二控制端S2接收到的第一電壓信號(hào)V1在電阻R21的兩端引起的電壓降的大小|V1-VDZ-V20|足以使得第三開關(guān)元件Q11接通(V20是第一電壓信號(hào)V1在電阻R20兩端引起的電壓降)。此時(shí),第二調(diào)壓電阻R17與控制電阻R16并聯(lián)連接,第一控制端S1接收到的控制信號(hào)Ctr的值是第一電壓信號(hào)V1落在第二調(diào)壓電阻R17、控制電阻R16的并聯(lián)電路整體的兩端的電壓值。顯然,單獨(dú)的控制電阻R16的電阻必然大于第二調(diào)壓電阻R17、控制電阻R16的并聯(lián)電路的整體電阻,在第一電壓信號(hào)V1都是同樣的穩(wěn)態(tài)值VW的情況下,落在前者兩端的整體電壓值必然大于落在后者兩端的整體電壓值。故,在第一電壓信號(hào)V1達(dá)到穩(wěn)態(tài)值VW的臨界點(diǎn)上,第三開關(guān)元件Q11從關(guān)斷變?yōu)榻油ǖ那昂?,第二開關(guān)元件Q10的第一控制端S1接收到的電壓值一下子降低,從而使第二開關(guān)元件Q10關(guān)斷。通過這樣,第二調(diào)控單元基于電源主體部110產(chǎn)生的第一電壓信號(hào)V1,來生成不同的控制信號(hào)Ctrl,并通過該不同的控制信號(hào)Ctrl來控制第二調(diào)控單元切換工作狀態(tài),最終達(dá)到調(diào)節(jié)過電流保護(hù)部120的工作狀態(tài),切換整個(gè)開關(guān)電源100的過電流保護(hù)級(jí)別的效果。
優(yōu)選地,如圖2所示,第二調(diào)控單元還可以進(jìn)一步包括:電容C11、電容C12、電阻R13、電阻R14、電阻R18、電阻R19、二極管D10、二極管D11。其中,電容C11的一端與第一控制端S1連接,另一端接地;電阻R13的一端與第一控制端S1連接,另一端接地;電阻R14的一端與第一控制端S1連接,另一端與二極管D10的陰極連接;而二極管D10的陽極與控制電阻R16的非接地端連接;電容C12的一端與第二控制端S2連接,另一端接地;電阻R18的一端與第二控制端S2連接,另一端接地;電阻R19的一端與第二控制端S2連接,另一端與二極管D11的陰極連接;而二極管D11的陽極與電阻R21的非接地端連接。上述這些電容、電阻以及二極管元件在電路中起輔助作用,通過這樣,可以保障整個(gè)保護(hù)級(jí)別切換部130在功能基本不變的情況下,其電路能夠更加穩(wěn)定可靠地工作,更好地發(fā)揮調(diào)節(jié)過電流保 護(hù)部120的保護(hù)級(jí)別的功能。
進(jìn)一步地,在本實(shí)施方式中,第二、第三開關(guān)元件Q10、Q11選用規(guī)格相同的三極管,進(jìn)而第一、第二控制端S1、S2是三極管的基極;在其他的實(shí)施方式中,第二、第三開關(guān)元件Q10、Q11也可以分別選用規(guī)格不同的三極管,或者選用其他具有接通關(guān)斷作用的開關(guān)元件,例如選用結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(JFET)或者絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(又稱MOS晶體管)等,相對(duì)應(yīng)地,此時(shí)的第一、第二控制端S1、S2是場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極。
此外,在本實(shí)施方式中,對(duì)應(yīng)的電阻R13與電阻R18、電阻R14與電阻R19、電容C11與電容C12、二極管D10與二極管D11也都選用相同規(guī)格的元件。在其他的實(shí)施方式中,也可以分別選用不同規(guī)格的電阻、電容和二極管。
如圖3所示,在本實(shí)施方式中,由于第二、第三開關(guān)元件Q10、Q11選用規(guī)格相同的三極管,而對(duì)應(yīng)的電阻R14與電阻R19、電容C11與電容C12的規(guī)格都相同,故當(dāng)施加于對(duì)應(yīng)的第二、第三開關(guān)元件Q10、Q11的基極S1、S2上的電壓都達(dá)到相同的高于第二、第三開關(guān)元件Q10、Q11的接通電壓VQ的某一個(gè)值時(shí),第二、第三開關(guān)元件Q10、Q11的接通延遲時(shí)間相等;當(dāng)施加于對(duì)應(yīng)的基極S1、S2上的電壓都達(dá)到相同的低于三極管的導(dǎo)通電壓VQ的某一個(gè)值時(shí),第二、第三開關(guān)元件Q10、Q11的關(guān)斷延遲時(shí)間相等。以開關(guān)電源100啟動(dòng)的時(shí)刻作為t=0,將第二開關(guān)元件Q 10的第一控制端S1的電壓設(shè)為VS1,第三開關(guān)元件Q11的第二控制端S2的電壓設(shè)為VS2,第二開關(guān)元件Q10接通的時(shí)刻設(shè)置為t1,穩(wěn)壓二極管DZ01導(dǎo)通的時(shí)刻設(shè)置為t2,第三開關(guān)元件Q11接通的時(shí)刻設(shè)置為t3,第二開關(guān)元件Q10被關(guān)斷的時(shí)刻設(shè)置為t4,第一電壓信號(hào)V1的值達(dá)到穩(wěn)態(tài)值VW的時(shí)刻設(shè)置為t5。圖3示出了保護(hù)級(jí)別切換部130切換過電流保護(hù)部的保護(hù)級(jí)別的過程中,第一、第二電壓信號(hào)V1、V2以及第一、第二控制端S1、S2電壓值隨時(shí)間的變化關(guān)系的示意圖。
另外,在本實(shí)施方式中,與第二開關(guān)元件Q10的基極(控制端)S1連接的電阻R14和電容C11構(gòu)成了延遲電路,可以根據(jù)下面的公式
t1=R14·C11 (式1)
依據(jù)需要來配置電阻R14和電容C11,從而決定從開關(guān)電源100啟動(dòng)到 第二開關(guān)元件Q10的接通所需的時(shí)間t1。同樣地,與第三開關(guān)元件Q11的基極(控制端)S2連接的電阻R19和電容C12構(gòu)成了延遲電路,可以根據(jù)下面的公式
t3=R19·C12 (式2)
依據(jù)需要來配置電阻R19和電容C12,從而決定從開關(guān)電源100啟動(dòng)到第三開關(guān)元件Q11的接通所需的時(shí)間t3。此外,在此基礎(chǔ)上,通過調(diào)整上述的在電路中起輔助作用的各個(gè)電阻元件、電容元件、二極管、穩(wěn)壓二極管等,可以使得從開關(guān)電源100啟動(dòng)到穩(wěn)壓二極管DZ01導(dǎo)通所需的時(shí)間t2大于第二開關(guān)元件Q10接通所需的時(shí)間t1,并且使得第二開關(guān)元件Q10被關(guān)斷的時(shí)刻t4能夠大致等于當(dāng)?shù)谝浑妷盒盘?hào)V1的值達(dá)到穩(wěn)態(tài)值VW的時(shí)刻t5。這樣,就滿足了為使保護(hù)級(jí)別切換部130正常工作,發(fā)揮切換過電流保護(hù)部120的保護(hù)級(jí)別的作用的時(shí)序要求。在其他的實(shí)施方式中,也可以采取其他的方式,使保護(hù)級(jí)別切換部130在切換過電流保護(hù)部的保護(hù)級(jí)別的過程中,第一、第二電壓信號(hào)V1、V2以及第一、第二控制端S1、S2電壓值隨時(shí)間的變化關(guān)系滿足其他合理的時(shí)序關(guān)系。
另外,在本實(shí)施方式中,為了使得第二開關(guān)元件Q10可以接通關(guān)斷并正常實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能,可以根據(jù)電源主體部110所選用的工業(yè)電源Vin的電壓值的大小,來配置分壓電阻R15、控制電阻R16的電阻值。同樣地,為了使得第三開關(guān)元件Q11可以接通關(guān)斷并正常實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能,可以根據(jù)電源主體部110所選用的工業(yè)電源Vin的電壓值的大小,來配置穩(wěn)壓二極管DZ01的規(guī)格(如導(dǎo)通閾值VDZ等)以及電阻R20、電阻R21的電阻值。
在開關(guān)電源100的不同的應(yīng)用場(chǎng)合下,上述各個(gè)元器件的規(guī)格可以依據(jù)情況而適當(dāng)調(diào)整,以滿足要求。
本發(fā)明并不僅限定于上述的各實(shí)施方式,而是在權(quán)利要求所表示的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變更,適當(dāng)?shù)亟M合不同的實(shí)施方式所分別披露的技術(shù)手段而得到的實(shí)施方式也包含于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍中。