一種開關(guān)電源的輸出短路保護(hù)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及開關(guān)電源，特別涉及開關(guān)電源的輸出短路保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步，開關(guān)電源不斷的向高功率密度、高效率、高可靠性發(fā) 展，開關(guān)電源的輸出短路保護(hù)已經(jīng)成為了可靠性的一項(xiàng)重要指標(biāo)。目前實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源輸出 短路的技術(shù)，都是通過(guò)控制IC檢測(cè)主功率電路上的電流來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖1所示。當(dāng)開關(guān)電源輸 出短路時(shí)，變壓器繞組的電感值將急劇下降，在主功率電路開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，主功率電路上的 電流將急劇增大，控制IC通過(guò)主功率電路電流檢測(cè)電路將檢測(cè)到一個(gè)很大的電流，然后控 制IC通過(guò)內(nèi)部邏輯電路，進(jìn)行判斷并控制。一般的控制電路是使驅(qū)動(dòng)主功率開關(guān)管的PffM驅(qū) 動(dòng)電平間歇性輸出，業(yè)界內(nèi)稱為打嗝式保護(hù)，降低開關(guān)電源輸出短路時(shí)的功耗。但是，在開 關(guān)電源輸出短路時(shí)，輔助繞組供電電路無(wú)法再給控制IC供電，此時(shí)控制IC的供電將全部由 啟動(dòng)電路供電。在鐵路、光伏等高輸入電壓應(yīng)用場(chǎng)合時(shí)，啟動(dòng)電路的功耗將很大。假設(shè)輸入 電壓為1000VDC，開關(guān)電源輸出短路時(shí)控制IC消耗總的電流為20mA，控制IC工作打壓為10V， 那么啟動(dòng)電路消耗的功率將為：（1000-10) X0.02 = 19.8W。這意味著啟動(dòng)電路將需要很大 功率的器件，基本很難滿足高功率密度、高可靠性的要求。因此現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源輸出 短路保護(hù)主要存在以下缺點(diǎn)：
[0003] (1)在高輸入電壓應(yīng)用場(chǎng)合，開關(guān)電源輸出短路時(shí)，啟動(dòng)電路功耗很大。
[0004] (2)在高輸入電壓應(yīng)用場(chǎng)合，開關(guān)電源輸出短路時(shí)，難以兼容高功率密度和高可靠 性要求。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 有鑒如此，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)中在高輸入電壓應(yīng)用 場(chǎng)合，開關(guān)電源輸出短路時(shí)，啟動(dòng)電路功耗大，難以兼容高功率密度和高可靠性要求等缺 點(diǎn)，提供一種開關(guān)電源輸出短路保護(hù)電路，所述的開關(guān)電源輸出短路保護(hù)電路既可以降低 短路功耗，又可以降低短路時(shí)啟動(dòng)電路的功耗，提高了產(chǎn)品的功率密度和可靠性。
[0006] 本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題提供的技術(shù)方案是：
[0007] -種開關(guān)電源的輸出短路保護(hù)電路:包括啟動(dòng)電路、變壓器輔助繞組供電電路、電 壓采樣和延遲電路、保護(hù)時(shí)長(zhǎng)設(shè)定電路、啟動(dòng)電路關(guān)斷電路、控制IC工作電壓Vcc端口、輸入 電壓端口 Vin;所述的啟動(dòng)電路包括一輸入端、一輸出端、一控制端;所述的變壓器輔助繞組 供電電路包括一繞組、一輸出端;所述的電壓米樣和延遲電路包括一輸入端、一輸出端;所 述的保護(hù)時(shí)長(zhǎng)設(shè)定電路包括一輸入端、一輸出端;所述的啟動(dòng)電路關(guān)斷電路包括一輸入端、 一輸出端。所述的啟動(dòng)電路的輸入端連接所述的輸入電壓端口 Vin，所述的啟動(dòng)電路的輸出 端連接所述的控制IC工作電壓Vcc端口；所述的變壓器輔助繞組供電電路的繞組耦合主變 壓器的輸出繞組，所述的變壓器輔助繞組供電電路的輸出端連接所述的控制IC工作電壓 Vcc端口；所述的電壓采樣和延遲電路的輸入端連接所述的控制IC工作電壓Vcc端口，所述 的電壓采樣和延遲電路的輸出端連接所述的保護(hù)時(shí)長(zhǎng)設(shè)定電路的輸入端;所述的保護(hù)時(shí)長(zhǎng) 設(shè)定電路的輸出端連接所述的啟動(dòng)電路關(guān)斷電路的輸入端;所述的啟動(dòng)電路關(guān)斷電路的輸 出端連接所述的啟動(dòng)電路的控制端；
[0008] 所述的啟動(dòng)電路給所述的控制IC工作電壓Vcc端口供電，使開關(guān)電源進(jìn)入正常工 作；啟動(dòng)完成后，由所述的變壓器輔助繞組供電電路給所述的控制IC工作電壓Vcc端口供 電；所述的電壓采樣和延遲電路在所述的啟動(dòng)電路啟動(dòng)過(guò)程中對(duì)所述的控制IC工作電壓 Vcc端口的電壓進(jìn)行檢測(cè)，確定所述的控制IC工作電壓Vcc端口的電壓正常并延遲一段時(shí)間 后，輸出一信號(hào)控制所述的保護(hù)時(shí)長(zhǎng)設(shè)定電路的充電；所述的保護(hù)時(shí)長(zhǎng)設(shè)定電路充滿電后 將輸出一信號(hào)給所述的啟動(dòng)電路關(guān)斷電路;所述的啟動(dòng)電路關(guān)斷電路接收到所述的保護(hù)時(shí) 長(zhǎng)設(shè)定電路的信號(hào)后將所述的啟動(dòng)電路關(guān)斷；當(dāng)開關(guān)電源輸出短路時(shí)所述的控制IC工作電 壓Vcc端口電壓將迅速降低，所述的控制IC停止工作，若開關(guān)電源輸出持續(xù)短路，開關(guān)電源 將循環(huán)以上步驟；當(dāng)開關(guān)電源輸出短路消除，同時(shí)所述的保護(hù)時(shí)長(zhǎng)設(shè)定電路保護(hù)時(shí)間結(jié)束 后，開關(guān)電源將重新從啟動(dòng)過(guò)程進(jìn)入正常狀態(tài)。
[0009] 優(yōu)選的，所述的啟動(dòng)電路包括第一限流電阻，第二限流電阻，第一三極管，第一穩(wěn) 壓二極管，第一二極管。所述的第一限流電阻的一端連接電源輸入端和所述的第二限流電 阻的一端，所述的第一限流電阻的另一端連接所述的第一三極管的集電極;所述的第二限 流電阻的另一端連接所述的第一三極管的基極和所述的第一穩(wěn)壓二極管的陰極;所述的第 一穩(wěn)壓二極管的陽(yáng)極連接到參考地;所述的第一三極管的基極連接所述的啟動(dòng)電路關(guān)斷電 路的輸出端，所述的第一三極管的發(fā)射極連接所述的第一二極管的陽(yáng)極;所述的第一三極 管為NPN型三極管;所述的第一二極管的陰極連接所述的控制IC工作電壓Vcc端口；
[0010]優(yōu)選的，所述的變壓器輔助繞組供電電路包括第一繞組，第三限流電阻，第二二極 管，第一濾波電容。所述的第一繞組耦合主變壓器的輸出繞組電壓，所述的第一繞組的一端 連接參考地，所述的第一繞組的另一端連接所述的第二二極管的陽(yáng)極;所述的第二二極管 的陰極連接所述的第一濾波電容的一端和連接所述的控制IC工作電壓Vcc端口；所述的的 第一濾波電容的另一端連接參考地；
[0011] 優(yōu)選的，所述的電壓采樣和延遲電路包括第一分壓電阻，第二分壓電阻，第一延遲 電容，第三分壓電阻，第四分壓電阻，第一運(yùn)算放大器，第三二極管。所述的第一分壓電阻的 一端連接所述的控制IC工作電壓Vcc端口，所述的第一分壓電阻的另一端連接所述的第二 分壓電阻的一端和連接所述的第一延遲電容的一端;所述的第一延遲電容的另一端連接到 參考地;所述的第二分壓電阻的另一端連接到參考地;所述的第一分壓電阻和所述的第二 分壓電阻的串聯(lián)結(jié)點(diǎn)連接到所述的第一運(yùn)算放大器的同相輸入端;所述的第三分壓電阻的 一端連接所述的控制IC工作電壓Vcc端口，所述的第三分壓電阻的另一端連接所述的第四 分壓電阻的一端;所述的第四分壓電阻的另一端連接到參考地;所述的第三分壓電阻和所 述的第四分壓電阻的串聯(lián)結(jié)點(diǎn)連接到所述的第一運(yùn)算放大器的反相輸入端;所述的第一運(yùn) 算放大器的電源正端連接所述的控制IC工作電壓Vcc端口，所述的第一運(yùn)算放大器的電源 負(fù)端連接到參考地，所述的第一運(yùn)算放大器的輸出端連接所述的第三二極管的陽(yáng)極;所述 的第三二極管的陰極作為所述的電壓采樣和延遲電路的輸出端，連接所述的保護(hù)時(shí)長(zhǎng)設(shè)定 電路的輸入端。
[0012] 優(yōu)選的，所述的電壓采樣和延遲電路包括第一分壓電阻，第二分壓電阻，第一延遲 電容，第三分壓電阻，第二穩(wěn)壓二極管，第一運(yùn)算放大器，第三二極管。所述的第一分壓電阻 的一端連接所述的控制IC工作電壓Vcc端口，所述的第一分壓電阻的另一端連接所述的第 二分壓電阻的一端和連接所述的第一延遲電容的一端;所述的第一延遲電容的另一端連接 到參考地;所述的第二分壓電阻的另一端連接到參考地;所述的第一分壓電阻和所述的第 二分壓電阻的串聯(lián)結(jié)點(diǎn)連接到所述的第一運(yùn)算放大器的同相輸入端;所述的第三分