一种开关电源短路保护电路的制作方法

本实用新型涉及开关电源领域，尤其涉及一种开关电源短路保护电路。

背景技术：

开关电源又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置，是电源供应器的一种。其功能是将一个位准的电压，透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。人们在开关电源技术领域是边开发相关电力电子器件，边开发开关变频技术，两者相互促进推动着开关电源每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。其中，开关电源的输出短路保护也是可靠性一项重要指标。

传统的开关电源的输出短路保护，主要是通过检测开关电源主功率电路上的电流来实现。当输出短路，主功率的电流变大，检测电路检测到电流大于阈值时，控制模块动作关掉主功率模块，短路撤除后恢复。此种方式下，电路响应时间较长，对电路损害较大。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种开关电源短路保护电路，通过保护开关模块拉低开关电源控制模块的控制电压，从而控制开关电源断开。

本实用新型采取如下技术方案实现：

一种开关电源短路保护电路，包括耦接于电源主回路中的开关电源，耦接开关电源的开关电源控制模块，以及耦接开关电源输入侧电源主回路取电的开关电源供电模块。开关电源供电模块的第一输出端为所述开关电源控制模块供电，第二输出端输出电压vcc，输出端负极耦接开关电源输出侧电源主回路负极；还包括保护开关模块，保护开关模块的第一端耦接开关电源供电模块的第二输出端，第二端耦接开关电源输出侧电源主回路正极，输出端输出电压u1作为开关电源控制模块的控制电压。保护开关模块于电压u1低于开关电源输出侧电源主回路正极电压uout时保持关断，并于u1＞uout时导通，进而拉低u1使开关电源控制模块控制开关电源断开。

保护开关模块在开关电源输出短路时导通，即uout为0时，保护开关模块导通，拉低保护开关模块输出端电压u1使开关电源控制模块控制开关电源断开。

进一步的，保护开关模块包括二极管，二极管的阳极作为保护开关模块的第一端耦接开关电源供电模块的第二输出端正极，且作为保护开关模块的输出端耦接开关电源控制模块的控制电压输入端，阴极作为第二端耦接开关电源输出侧电源主回路正极。

在开关电源输出短路时，即开关电源输出侧电源主回路正极电压uout为0时，二极管导通，通过二极管实现将开关电源供电模块的第二输出端正极电压vcc拉低，从而开关电源控制模块的控制电压拉低，开关电源断开。

进一步的，保护开关模块还包括电阻，电阻的一端和二极管的阳极耦接作为保护开关模块的输出端，电阻的另一端作为保护开关模块的第一端耦接开关电源供电模块的第二输出端正极。

在开关电源输出短路时，与二极管连接的电阻使vcc不发生变化，只是拉低u1，即开关电源控制模块的控制电压拉低，同时不会影响其他和短路保护无关的一些控制信号状态。

进一步的，开关电源短路保护电路还包括光耦，光耦输入端耦接保护开关模块的输出端，输出端耦接开关电源控制模块的控制电压输入端。

保护开关模块的输出端输出电压u1,通过光耦间接控制开关电源控制模块的控制电压输入端。在开关电源输出短路时，二极管导通，光耦截止，从而使开关电源控制模块的控制电压拉低，开关电源断开。

本实用新型具有如下技术优点或有益效果：

在开关电源输出短路时，保护开关模块导通，拉低开关电源控制模块的控制电压，从而使开关电源停止工作。响应时间短,避免大电流冲击损害电路，便于实现，可靠性高。

附图说明

图1为现有的开关电源短路保护电路的模块组成和连接关系示意图。

图2为本实用新型一种开关电源短路保护电路实施例的模块组成和连接关系示意图。

图3为本实用新型一种开关电源短路保护电路包括电阻的实施例的组成和连接关系示意图。

图4为本实用新型一种开关电源短路保护电路包括光耦的实施例的组成和连接关系示意图。

图5为本实用新型一种开关电源短路保护电路部分模块实施例的电路原理图。

图6为本实用新型一种开关电源短路保护电路包括电阻的部分模块实施例的电路原理图。

具体实施方式

为了便于本领域人员更好的理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，下述仅是示例性的，不限定本实用新型的保护范围。

如图1所示，为现有的开关电源短路保护的原理示意图，图1所示的主要是通过检测开关电源主功率电路上的电流来实现。当开关电源输出短路，主功率电路的电流变大，检测模块检测到电流大于阈值时，开关电源控制模块动作关掉主功率模块，短路撤除后恢复。此种方式下，电路响应时间较长，对电路损害较大。

结合图2-图6对本实用新型一种开关电源短路保护电路进行进一步详细说明。

图2所示的为本实用新型一种开关电源短路保护电路的模块组成和连接示意图，包括耦接于电源主回路中的开关电源，开关电源控制模块、开关电源供电模块和保护开关模块。开关电源供电模块耦接开关电源输入侧电源主回路取电，第一输出端为开关电源控制模块供电，第二输出端输出电压vcc。开关电源供电模块输出端负极和开关电源输出侧电源主回路共负。保护开关模块的第一端耦接开关电源供电模块的第二输出端，第二端耦接开关电源输出侧电源主回路正极，输出端输出电压u1作为开关电源控制模块的控制电压。保护开关模块于电压u1低于开关电源输出侧电源主回路正极电压uout时保持关断，并于u1＞uout时导通，进而拉低电压u1即拉低电压vcc使开关电源控制模块控制开关电源断开。

优选保护开关模块采用二极管实现开关电源短路保护。

开关电源供电模块在实际应用中，会产生多路供电，为开关电源其它电路提供工作电压。开关电源控制模块用于控制开关电源的开通与关断快速切换，并可以根据需要调整开关电源参数，从而控制开关电源的输出电压及电流。

开关电源在正常工作情况下，由于uout的电压高于u1电压。此时，二极管处于截止状态，相当于断路，不会影响电路正常工作。在开关电源输出短路时，二极管导通，从而使开关电源控制模块的控制电压拉低，开关电源断开。

如图3所示，为本实用新型一种开关电源短路保护电路包括电阻的实施例的组成和连接关系示意图，开关电源正常工作时，保护开关模块输出电压u1小于uout，包括电阻和二极管的保护开关模块截止，相当于断路。当开关电源输出短路时，uout为0v,则包括电阻和二极管的保护开关模块导通，二极管导通，但是由于电阻，使开关电源供电模块的输出电压vcc没有拉低，仅将二极管阳极端电压即电压u1拉低到二极管导通压降约为0.5v左右，开关电源控制模块的控制电压为低电平，开关电源控制模块从而使开关电源处于关机状态，迅速对开关电源输出短路起到保护作用。其他需要vcc作为参考电压的控制信号，由于vcc不发生变化，所以其他控制信号状态也不发生变化。

如图4所示，为本实用新型一种开关电源短路保护电路包括光耦的实施例的组成和连接关系示意图，光耦的两端分别耦接开关电源供电模块的第二输出端正极和开关电源控制模块。开关电源正常工作时，光耦导通，为开关电源控制模块提供高电平控制电压，二极管处于截止状态，相当于断路，电路正常工作。当开关电源输出短路时，uout为0v,则二极管导通，开关电源供电模块的输出电压vcc被拉低到二极管导通压降约为0.5v左右，此时光耦不导通，开关电源控制模块的控制电压为低电平，开关电源控制模块从而使开关电源处于关机状态，迅速对开关电源输出短路起到保护作用。

如图5所示，为本实用新型一种开关电源短路保护电路部分模块具体实施例的电路原理图。图5中，开关电源正常工作时，开关电源输出侧电源主回路电压uout大于开关电源供电模块输出电压vcc，保护开关模块中的二极管d17截止，光耦pc1导通，三极管q6导通，二极管d13导通，从而开关电源控制模块的控制电压vdd为高电平，使开关电源保持正常工作状态。开关电源输出短路时，开关电源输出uout为0，二极管d17导通，开关电源供电模块输出电压vcc被拉低，约为0.5v，为二极管导通时压降，光耦截止，三极管q6截止，二极管d13截止，开关电源控制模块的控制电压vdd为低电平，使开关电源断开。

如图6所示，为本实用新型一种开关电源短路保护电路部分模块具体实施例的电路原理图。图6中，开关电源正常工作时，开关电源输出侧电源主回路电压uout大于开关电源供电模块输出电压vcc，保护开关模块中的二极管d17的截止，开关电源供电模块输出电压vcc通过电阻r26使光耦pc1导通，三极管q6导通，二极管d13导通，从而开关电源控制模块的控制电压vdd为高电平，使开关电源保持正常工作状态。开关电源输出短路时，开关电源输出uout为0，二极管d17导通，二极管d17的阳极电压即电压u1被拉低到1v以下，为二极管导通时压降，开关电源供电模块输出电压vcc不变，光耦截止，三极管q6截止，二极管d13截止，开关电源控制模块的控制电压vdd为低电平，开关电源的控制模块因欠压而不工作，使开关电源断开。当输出短路恢复时，开关电源的控制模块正常工作，开关电源也继续正常工作。

需要说明的是，本实用新型一种开关电源短路保护电路可以在传统短路保护基础上进行叠加，也可以单独实现输出短路保护。当叠加使用时，在发生输出短路时，本实用新型一种开关电源短路保护电路优先发挥保护作用，若发生失效时传统短路保护也会起作用，起到双重保护作用。

本实用新型的一种开关电源短路保护电路无需通过检测输出电流用于判断输出短路，通过保护开关模块及时拉低开关电源控制模块的控制电压，使开关电源控制模块控制开关电源断开。响应迅速，实现简单，可靠性高。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。