新型反激变换器输出过压保护电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型反激变换器输出过压保护电路，由PWM控制模块、MOS管、变压器及限流电阻实现反激振荡，光耦芯片实现电路反馈，稳压管ZD1和稳压管ZD2以及NPN型三极管和基准源芯片用于实现输出过压检测并通过光耦芯片反馈至PWM控制模块。本实用新型实施例以稳压管ZD1作为第一道检测保障，以稳压管ZD2、基准源芯片IC1和NPN型三极管Q4构成的保护电路作为第二检测保障，实现双重检测保障并通过光耦芯片U1反馈回PWM控制模块，电路结构简单，成本低，而且检测准确，防护性能高。
【专利说明】新型反激变换器输出过压保护电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及开关电源变换器【技术领域】，具体涉及一种新型反激变换器输出过压保护电路。
【背景技术】
[0002]自激式反激变换器通常称为RCC (Ring Choke Converter),基于RCC方式的开关电源不需要外部时钟，工作频率和占空比均受输入电压和输出电流的控制。
[0003]在反激变换器中通常包括:PWM控制模块、MOS管、变压器及限流电阻，电压输入端依次通过变压器原边线圈、M0S管漏极和源极、限流电阻接设备地，PWM控制模块连接MOS管的栅极用于控制MOS管导通或截止，变压器副边线圈依次经过整流二极管及输出滤波模块向电压输出端供电。现有PWM控制模块多用晶体管电路实现与MOS管及变压器共同构成反激振汤电路。
[0004]然而现有的反激变换器存在反馈环路检测不精确，过压保护检测失效、电路结构复杂等问题，对整个电源的性能产生了较大影响。
实用新型内容
[0005]本实用新型提供一种新型反激变换器输出过压保护电路，能够解决上述问题。
[0006]本实用新型实施例提供的一种新型反激变换器输出过压保护电路，包括:PWM控制模块、MOS管、变压器及限流电阻，电压输入端Vin+依次通过变压器原边线圈、MOS管漏极和源极、限流电阻接设备地，PWM控制模块连接MOS管的栅极用于控制MOS管导通或截止，变压器副边线圈依次经过整流二极管及输出滤波模块向电压输出端Vo供电，还包括:光耦芯片Ul、NPN型三极管Q4和基准源芯片IC1，整流二极管阴极经过一稳压管ZDl连接光耦芯片Ul内光电二极管阳极，所述光电二极管阴极连接基准源芯片ICl的阴极连接端，基准源芯片ICl的阳极连接电源地，电压输出端Vo依次经一电阻R13、一电阻R14接电源地，基准源芯片ICl的基准压设置端连接在电阻R13和电阻R14的连接点上，输出滤波模块的输出端依次经过一稳压管ZD2、一电阻R12连接至NPN型三极管Q4的基极，NPN型三极管Q4的集电极连接所述光电二极管阴极，NPN型三极管Q4的发射极接电源地，光耦芯片Ul内光敏三极管的集电极连接PWM控制模块的电压比较端，光耦芯片Ul内光敏三极管的发射极接设备地。
[0007]优选地，所述基准源芯片ICl采用TL431芯片。
[0008]优选地，还包括一与变压器原边线圈耦合的辅助线圈，辅助线圈向PWM控制模块供电。
[0009]优选地，基准源芯片ICl的阴极连接端与基准压设置端连接一电容C12。
[0010]上述技术方案可以看出，由于本实用新型实施例以稳压管ZDl作为第一道检测保障，以稳压管ZD2、基准源芯片ICl和NPN型三极管Q4构成的保护电路作为第二检测保障，实现双重检测保障并通过光耦芯片Ul反馈回PWM控制模块，电路结构简单，成本低，而且检测准确，防护性能高。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0012]图1是本实用新型实施例中电路结构框图；
[0013]图2是本实用新型实施例中具体的电路原理图。
【具体实施方式】
[0014]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0015]实施例:
[0016]本实用新型实施例提供一种新型反激变换器输出过压保护电路，如图1及图2所示，包括:PWM控制模块、MOS管Q1、变压器Tl及限流电阻R9，电压输入端Vin+依次通过变压器Tl原边线圈、MOS管Ql漏极和源极、限流电阻R9接设备地，PWM控制模块连接MOS管Ql的栅极用于控制MOS管Ql导通或截止，变压器Tl副边线圈依次经过整流二极管D2及电感LI向电压输出端Vo供电。
[0017]该新型反激变换器输出过压保护电路还包括:光耦芯片Ul、NPN型三极管Q4和基准源芯片IC1，整流二极管D2阴极经过一稳压管ZDl连接光耦芯片Ul内光电二极管阳极，所述光电二极管的阴极连接基准源芯片ICl的阴极连接端，基准源芯片ICl的阳极连接电源地，电压输出端Vo依次经一电阻R13、一电阻R14接电源地，基准源芯片ICl的基准压设置端连接在电阻R13和电阻R14的连接点上，输出滤波模块的输出端依次经过一稳压管ZD2、一电阻Rl2连接至NPN型三极管Q4的基极，NPN型三极管Q4的集电极连接所述光电二极管的阴极，NPN型三极管Q4的发射极接电源地，光耦芯片Ul内光敏三极管的集电极连接PWM控制模块的电压比较端，光耦芯片Ul内光敏三极管的发射极接设备地。本实施例中所述基准源芯片ICl采用TL431芯片，具有电压控制精准的特点。
[0018]可以理解的是，PWM控制模块的反馈接收端用于接收光耦芯片输出的反馈信号(反映在所述光敏三极管的发射极上)，从而根据该反馈信号调整其对MOS管栅极的控制信号，具体的控制方式，本领域技术人员可以根据现有知识获知，此处不再赘述。
[0019]为了增加控制稳定性，防止干扰，本实施例中基准源芯片ICl的阴极连接端与基准压设置端连接一电容C12。
[0020]可以理解的是，对于PWM控制模块的电路构成，本领域技术人员可以通过现有的反激变换器知识获得，本实施例中为了进一步实现电源的稳定性，采用如下结构的PWM控制丰吴块。
[0021]如图2所示，该反激变换器包括了:变压器T1、M0S管Ql及限流电阻R9，电压输入端Vin+处增加了由电容Cl、电感L2和电容C2构成的输入滤波模块，输入电压经过滤波后依次经过变压器Tl的原边线圈、MOS管Ql的漏极和源极、限流电阻R9至设备地，变压器Tl副边线圈上的耦合能量依次经过整流二极管D2及由电容C10、电感LI和电容C9构成的输出滤波模块向电压输出端Vo输出。电压输入端Vin+还经过一稳压二极管ZD3、电阻R20连接至一 NPN型三极管Q5的基极，该NPN型三极管Q5的发射极接地，集电极连接至PWM控制模块的电压反馈端VREF，一旦输入端电压过高，其击穿导通稳压二极管ZD3使得NPN型三极管Q5导通，则电压反馈端VREF的电压被拉低，使得PWM控制模块停止工作，保护整个电源模块，对于PWM控制模块的具体结构和工作原理本领域技术人员可以通过现有技术获知，此处不再赘述；该反激变换器中的PWM控制模块包括与变压器Tl耦合的辅助线圈T2，该辅助线圈的耦合电压经电阻R3后，由电容C2过滤，获得较为平稳的电压用于给PWM控制模块供电。对于PWM模块中的其他周围电路构成可以直接参考附图2。
[0022]本实用新型实施例中还增设了三极管Q2和三极管Q3，输出滤波模块输出的电压还分别经过电阻R2和电阻Rl连接到三极管Q2的集电极和三极管Q3的集电极，三极管Q2的集电极与三极管Q3的基极相连，三极管Q2的发射极接设备地，三极管Q2的基极经过电阻R20接地，三极管Q2的基极还依次经过电阻R19、电阻R5、电阻R7、电阻R9接设备地，电阻R5和电阻R7的连接点接PWM控制模块的电流检测端，该电流检测端还经过一电阻R4连接至电压输入端Vin+，该电流检测端还经过一电容C4接设备地，电阻R19和电阻R5的连接点连接至PWM控制模块的电压反馈端VREF，三极管Q3的基极经过一电容Cll接设备地，三极管Q3的发射极接PWM模块的电源供电端，由此可见，当电压输入端Vin+正常输入时，电压输入端Vin+的输入电压经过电阻R4在电容C4上存储，并通过电阻R5，然后通过第一偏置电阻R19和第一电阻R20使第一 NPN三极管Q2导通，从而将第二 NPN三极管Q3的基极电压拉低，使第二 NPN三极管Q3截止，此时PWM控制模块的供电端由辅助线圈供电得以正常工作。
[0023]当反激变换器出现输出短路时，其输出端的电压为0V，则辅助线圈的输出电压也降至OV，PWM控制模块的电源供电端电压为OV而停止工作，由于基准电压端VCl的电压输入与该PWM控制模块的启动同步，则基准电压端VCl处的电压输入也为0，即无输入，则第一NPN三极管Q2进入截止状态，电压输入端Vin+输入的电压经过第二偏置电阻R2作用于第二 NPN三极管Q3的基极，第二 NPN三极管Q3导通，电压输入端Vin+输入的电压向PWM控制模块的供电端供电，使得PWM控制模块重新启动，在短路状态未被排除的状态下会重复上述动作。
[0024]当输出电压过高时，稳压管ZDl被导通，流经稳压管ZDl的电流经光耦芯片Ul的光电二极管，使得光稱芯片的光电三极管导通，PWM控制模块的电压比较端的电压被拉低，进而减小开关管(M0S管)的占空比，从而降低输出电压，实现保护电源及负载的功能。
[0025]当输出电压升高时，输出电压经过电阻R13和电阻R14分压后，与基准源芯片ICl内基准电压做比较，使基准源芯片ICl输出一个与输出的增加电压成正比例的电流，该电流经光耦芯片Ul反馈输入到PWM控制模块的电压比较端，进而减小开关管(M0S管)的占空比，从而降低输出电压，反之亦然，实现恒压控制功能。
[0026]若电压输出端Vo持续升高时，电阻R14上的分压随之升高，当电阻R3和电阻R14上的分压上升到稳压管ZD2的击穿电压时，稳压管ZD2被导通，NPN型三极管Q4的基极获得偏置电流，且NPN型三极管Q4的集电极电流上升，光耦芯片Ul内光电二极管阴极电流增力口，从而反馈至PWM控制模块的电压比较端，进而减小开关管的占空比，减低输出电压，实现对电源及负载的双重过压保护功能。
[0027]以上对本实用新型实施例所提供的一种新型反激变换器输出过压保护电路进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
【权利要求】
1.新型反激变换器输出过压保护电路，包括:PWM控制模块、MOS管、变压器及限流电阻，电压输入端Vin+依次通过变压器原边线圈、MOS管漏极和源极、限流电阻接设备地，PWM控制模块连接MOS管的栅极用于控制MOS管导通或截止，变压器副边线圈依次经过整流二极管及输出滤波模块向电压输出端Vo供电，其特征在于，还包括:光耦芯片U1、NPN型三极管Q4和基准源芯片IC1，整流二极管阴极经过一稳压管ZDl连接光耦芯片Ul内光电二极管阳极，所述光电二极管阴极连接基准源芯片ICl的阴极连接端，基准源芯片ICl的阳极连接电源地，电压输出端Vo依次经一电阻R13、一电阻R14接电源地，基准源芯片ICl的基准压设置端连接在电阻R13和电阻R14的连接点上，输出滤波模块的输出端依次经过一稳压管ZD2、一电阻R12连接至NPN型三极管Q4的基极，NPN型三极管Q4的集电极连接所述光电二极管阴极，NPN型三极管Q4的发射极接电源地，光耦芯片Ul内光敏三极管的集电极连接PWM控制模块的电压比较端，光耦芯片Ul内光敏三极管的发射极接设备地。
2.如权利要求1所述的新型反激变换器输出过压保护电路，其特征在于，所述基准源芯片ICl采用TL431芯片。
3.如权利要求1所述的新型反激变换器输出过压保护电路，其特征在于，还包括一与变压器原边线圈耦合的辅助线圈，辅助线圈向PWM控制模块供电。
4.如权利要求1所述的新型反激变换器输出过压保护电路，其特征在于，基准源芯片ICl的阴极连接端与基准压设置端连接一电容C12。
【文档编号】H02H7/12GK203536942SQ201320687667
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2013年11月1日
【发明者】薛涛, 陈华聪, 覃周, 陈忠富, 卢志飞, 吕亚潮 申请人:广州市爱浦电子科技有限公司