一种电源过流保护电路的制作方法

本实用新型涉及一种电路，尤其涉及一种电源过流保护电路。

背景技术：

目前，隔离电源大多使用变压器原边电流检测的方法，通过判断输入功率，从而判断是否过流；当原边输入电流变大，反馈到控制芯片的电压升高，触发保护动作。

但存在的问题是：由于每一个变压器原边的感量是有误差的，控制芯片本身的触发动作的阈值也会有误差，所以这种方案的过流阈值设置不够精确。而且，输出过流，经过输出电解电容的缓冲，再传到电源的一次级，保护很难做到准确及时。

业界还有一些非隔离电源，其控制芯片没有过流保护功能，通过限功率工作，即当输出过流时，降低输出电压。这种方式，可能导致输出电路上的器件严重发热，直至损坏。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的是提供一种电源过流保护电路，能直接采样输出负载电流，能更加直观、及时和精确的判断是否过流。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种电源过流保护电路，包括：

开关管，所述开关管的输出端作为控制电源开关的使能端；

过流判断模块，在通过第一电压比较器判断流经采样电阻的电流大于阈值的情况下，通过所述第一电压比较器输出第一控制信号使所述开关管导通；其中，所述采样电阻的一端连接负载电源输出端。

与现有技术相比，本实用新型公开的一种电源过流保护电路通过如上所述技术方案，该方案通过采样电阻来直接采样负载电流，并通过电压比较器判断流经采样电阻的电流是否大于阈值，一旦判断流经采样电阻的电流大于阈值(即电源输出回路发生电流过流或短路)，通过电压比较器输出高电平使开关管导通，从而使开关管的输出端输出使能信号关闭电源关闭，解决了现有技术通过检测电压器原边电流有误差、保护不够及时精确的问题，获得了过流判断及时准确的有益效果。

作为上述方案的改进，所述电源过流保护电路还包括：自锁保护模块，在通过第二电压比较器接收到所述第一控制信号大于基准电压的情况下，通过所述第二电压比较器输出第二控制信号；其中，所述第二控制信号作为所述第二电压比较器的反馈信号以及使所述开关管保持导通。

作为上述方案的改进，通过在电源过流保护电路中增加自锁保护模块来实现自锁功能，可防止负载异常引起过流，电源不断重启，冲击损坏电源。

作为上述方案的改进，所述过流判断模块还包括第一电阻和第二电阻；

所述第一电压比较器的同相输入端连接于所述第一电阻与所述第二电阻之间，所述第一电阻的另一端连接于所述采样电阻的一端，所述第二电阻的另一端接地；所述第一电压比较器的反相输入端连接于采样电阻的另一端，所述采样电阻的一端还连接所述负载电源输出端；所述第一电压比较器的输出端连接所述开关管的控制端。

作为上述方案的改进，通过在过流判断模块设置连接于采用电阻和第一电压比较器之间的第一电阻和第二电阻，并通过调整第一电阻和第二电阻的阻值匹配来改变过流阈值，从而使可灵活设置过流保护点，可移植性高，适用于一切恒压电源输出保护。

作为上述方案的改进，所述自锁保护模块还包括电源、第五电阻和第六电阻；所述第二电压比较器的同相输入端通过一单向导通元件连接到所述第一电压比较器的输出端，且所述第二电压比较器的同相输入端连接所述单向导通元件的输出端，所述第二电压比较器的反相输入端连接于所述第五电阻与所述第六电阻之间，所述第五电阻的另一端连接于所述电源，所述第六电阻的另一端接地；

所述第二电压比较器的输出端连接所述开关管的控制端，所述第二电压比较器的输出端还连接所述第二电压比较器的同相输入端。

作为上述方案的改进，所述过流判断模块还包括第三电阻，所述第三电阻连接于负载电源输出端和所述第一电压比较器的反相输入端之间。

作为上述方案的改进，所述过流判断模块还包括第四电阻，所述第四电阻的一端连接于所述第一电压比较器的反相输入端，所述第四电阻的另一端连接于所述第一电压比较器的输出端。

作为上述方案的改进，所述自锁保护模块还包括第七电阻，所述第二电压比较器的输出端通过所述第七电阻连接到所述第二电压比较器的同相输入端。

作为上述方案的改进，所述自锁保护模块还包括第八电阻，所述第二电压比较器的输出端通过所述第八电阻连接到所述开关管的控制端，所述开关管的公共端接地。

作为上述方案的改进，所述单向导通元件为二极管，所述二极管的正极连接于所述第一电压比较器的输出端；所述二极管的负极连接于所述第二电压比较器的同相输入端。

作为上述方案的改进，所述开关管为NPN型三极管，所述开关管的控制端、公共端、输出端分别对应为所述NPN型三极管的基极、发射极、集电极。

附图说明

图1是本实用新型实施例1中一种电源过流保护电路的电路结构示意图。

图2是本实用新型实施例2中一种电源过流保护电路的电路结构示意图。

具体实施方式

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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，是本实用新型实施例1提供的一种电源过流保护电路的结构示意图。本实施例的电源过流保护电路包括过流判断模块10和开关管12。

其中，过流判断模块10包括采样电阻R0、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及电压比较器11，其中：

Vout1为负载电源输出端，一般输出设定电压，视为稳压源，在电源的输出回路上串联所述采样电阻R0，Vout为采样电阻RO的后节点(作为采样电源输出端),即采样电阻RO的两端分别连接负载电源输出端Vout1和采样电源输出端Vout。

第一电阻R1连接于采样电阻R0和电压比较器11的同相输入端之间，第二电阻R2的一端连接于电压比较器11的同相输入端，另一端接地，第三电阻R3连接于采样电源输出端Vout和电压比较器12的反相输入端之间，电压比较器11的输出端连接于开关管12的控制端。开关管12的输出端作为控制电源开关的使能端，开关管12的公共端接地。

具体实施时，所述开关管12可以是NPN型三极管、N沟道场效应管、IGBT、晶闸管等三端控制器件或其派生器件。其中，开关管12的控制端、公共端及输出端，可以分别对应于NPN型三极管的基极、发射极、集电极，N沟道场效应管的栅极、源极、漏极、IGBT的栅极、发射极、集电极，单向晶闸管的栅极、阴极、阳极，双向晶闸管的栅极、端口1、端口2。

下面为方便说明，仅以NPN型三极管为例对本发明实施例的技术方案进行描述，本发明提供的电源过流保护电路中的开关管12并不限于NPN型三极管。

如图1所示，电压比较器11的同相输入端电压为Vout1*R2/(R1+R2)，电压比较器11的反相输入端电压为Vout，通过调整第一电阻R1和第二电阻R2的电阻比值，可以改变电压比较器11的同相输入端电压，从而改变过流阈值。具体实施时，在电路正常工作时，电流小于阈值，使得电压比较器11的反相输入端电压大于电压比较器11的同相输入端电压，即Vout＞Vout1*R2/(R1+R2)时，电压比较器11输出低电平。当输出电流增大，采样电阻R0上的压降增大，采样电源输出端Vout减小，当电流增大至超过阈值，使得电压比较器11的同相输入端电压大于电压比较器11的反相输入端电压，即Vout≤Vout1*R2/(R1+R2)时，判断为过流，电压比较器11输出高电平，使开关管12导通，开关管12输出使能信号使电源关闭。

上述实施例1通过采样电阻R0来直接采样负载电流，并通过电压比较器11判断流经采样电阻R0的电流是否大于阈值，一旦判断流经采样电阻R0的电流大于阈值(即电源输出回路发生电流过流或短路)，通过电压比较器11输出高电平使开关管12导通，从而使开关管12的输出端输出使能信号关闭电源，解决了现有技术通过检测电压器原边电流有误差、保护不够及时精确的问题，获得了过流判断及时准确的有益效果。另外，本实施例通过改变第一电阻R1和第二电阻R2的电阻比值，灵活的设置电流阈值，可移植性高，适用于一切恒压电源输出保护。

参见图2，是本实用新型实施例2提供的一种电源过流保护电路的电路结构示意图。本实施例的电源过流保护电路包括过流判断模块20、单向导通元件22、自锁保护模块23和开关管25。

其中，过流判断模块20包括采样电阻R0、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和电压比较器21，其中：

Vout1为负载电源输出端，一般输出设定电压，视为稳压源，在电源的输出回路上串联所述采样电阻R0，Vout为采样电阻RO的后节点(作为采样电源输出端),即采样电阻RO的两端分别连接负载电源输出端Vout1和采样电源输出端Vout。

第一电阻R1连接于采样电阻R0和电压比较器21的同相输入端之间，第二电阻R2一端连接于电压比较器21的同相输入端，另一端接地，第三电阻R3连接于采样电源输出端和电压比较器21的反相输入端之间，电压比较器21的输出端连接于单向导通元件22的输入端，第三电阻R3连接于采样电源输出端Vout和电压比较器21的反相输入端之间，第四电阻R4的一端连接于电压比较器21的反相输入端，第四电阻R4的另一端连接于电压比较器21的输出端。

自锁保护模块23包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8，电压比较器24和辅助电源VCC，其中：

电压比较器24的同相输入端连接于单向导通元件22的输出端，电压比较器24的反相输入端连接于第五电阻R5与第六电阻R6之间，第五电阻R5的另一端连接于辅助电源VCC，第六电阻R6的另一端接地，电压比较器21的输出端通过第七电阻R7连接到电压比较器21的同相输入端，电压比较器21的输出端通过第八电阻R8连接到开关管25的控制端，开关管25的公共端接地。

单向导通元件22为二极管，所述二极管的正极连接于所述第一电压比较器的输出端；所述二极管的负极连接于所述第二电压比较器的同相输入端。

具体实施时，所述开关管25可以是NPN型三极管、N沟道场效应管、IGBT、晶闸管等三端控制器件或其派生器件。其中，开关管25的控制端、公共端及输出端，可以分别对应于NPN型三极管的基极、发射极、集电极，N沟道场效应管的栅极、源极、漏极、IGBT的栅极、发射极、集电极，单向晶闸管的栅极、阴极、阳极，双向晶闸管的栅极、端口1、端口2。

下面为方便说明，仅以NPN型三极管为例对本发明实施例的技术方案进行描述，本发明提供的电源过流保护电路中的开关管25并不限于NPN型三极管。

如图2所示，电压比较器21的同相输入端电压为Vout1*R2/(R1+R2)，电压比较器21的反相输入端电压为Vout，通过调整第一电阻R1和第二电阻R2的电阻比值，可以改变电压比较器21的同相输入端电压，从而改变过流阈值。具体实施时，在电路正常工作时，电流小于阈值，使得电压比较器21的反相输入端电压大于电压比较器21的同相输入端电压，即Vout＞Vout1*R2/(R1+R2)时，电压比较器21输出低电平。当输出电流增大，采样电阻R0上的压降增大，采样电源输出端Vout减小，当电流增大至超过阈值，使得电压比较器21的同相输入端电压大于电压比较器21的反相输入端电压，即Vout≤Vout1*R2/(R1+R2)时，判断为过流，电压比较器21输出高电平，使开关管25导通，开关管25输出使能信号使电源关闭。

与实施例1相比，上述实施例2增加了自锁保护模块23、单向导通元件22，一旦判断流经采样电阻R0的电流大于阈值(即电源输出回路发生电流过流或短路)，通过电压比较器21输出高电平使单向导通元件22导通，通过第五电阻R5、第六电阻R6、辅助电源VCC，使电压比较器24的反相输入端得到基准电压Vref＝Vcc*R6/(R5+R6)，当电压比较器21输出的高电平经单向导通元件22接到电压比较器24的同相输入端，使同相输入端的电平高于反相输入端,电压比较器24输出为高电平，并同第七电阻R7反馈到同相输入端，使得电压比较器24输出保持高电平，开关管25保持导通，实现锁定功能。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。