一种反激式开关电源故障保护电路的制作方法_2

文档序号:10337380阅读:来源:国知局
输出端口,重启控制电容的下端接地。49号MOS管的栅极连接39号MOS管的栅极,49号MOS管的源极连接2号电阻的上端,2号电阻的下端接地。36号MOS管的漏极连接35号MOS管的漏极,36号MOS管的栅极连接37号MOS管的栅极,36号MOS管的源极接地。
[0012]本实用新型主要用于反激式开关电源的故障保护。通过同时监测反激式开关电源的电感电流信号和电压反馈信号,本实用新型能够对反激式开关电源工作过程中发生的过载、过流及短路等故障做出快速反应,有效保护反激式开关电源相关元器件。在反激式开关电源工作中发生轻微故障时,本实用新型通过输出限流信号,暂停反激式开关电源工作。当故障消除后,反激式开关电源能迅速恢复工作状态,保证了反激式开关电源的工作性能。在反激式开关电源工作中发生较严重故障时,本实用新型通过重启控制信号,实现了反激式开关电源重启时的软启动,有效避免了浪涌电流对反激式开关电源的冲击。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的系统框图;
[0014]图2为本实用新型的电压反馈信号比较器的电路图;
[0015]图3为本实用新型的I号电感电流信号比较器的电路图;
[0016]图4为本实用新型的2号电感电流信号比较器的电路图;
[0017]图5为本实用新型的故障重启电路的电路图。
【具体实施方式】
[0018]为了便于理解本实用新型,下面结合附图和具体实施例,对本实用新型进行更详细的说明。本说明书及其附图中给出了本实用新型的较佳的实施例,但是,本实用新型可以以许多不同的形式来实现,并不限于本说明书所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
[0019]需要说明的是,当某一元件固定于另一个元件,包括将该元件直接固定于该另一个元件,或者将该元件通过至少一个居中的其它元件固定于该另一个元件。当一个元件连接另一个元件,包括将该元件直接连接到该另一个元件,或者将该元件通过至少一个居中的其它元件连接到该另一个元件。
[0020]如图1所示,本实用新型包括四个部分,其分别为电压反馈信号比较器、I号电感电流信号比较器、2号电感电流信号比较器、故障重启电路。反激式开关电源的电压反馈信号Vfe输入到电压反馈信号比较器的正相输入端,I号参考电压信号Vrefl输入到电压反馈信号比较器的反相输入端。例如,电压反馈信号Vfe取反激式开关电源电压反馈回路中误差放大器的输出量的分量,I号参考电压信号Vref I取0.85V。当电压反馈信号Vfe小于I号参考电压信号Vrefl时,说明反激式开关电源正常工作,无故障发生。当电压反馈信号Vfe大于I号参考电压信号Vrefl时,说明反激式开关电源发生短路或过载等故障,电压反馈信号比较器输出电压故障信号Fva禁止反激式开关电源工作,并将电压故障信号输出到故障重启电路。
[0021 ]反激式开关电源的电感电流信号Vapk分别输入到I号电感电流信号比较器的正相输入端和2号电感电流信号比较器的正相输入端。2号参考电压信号Vref 2输入到I号电感电流信号比较器的反相输入端,3号参考电压信号Vref3输入到2号电感电流信号比较器的反相输入端。例如,电感电流信号Vapk取反激式开关电源输出回路中电感电流的采样电压信号,2号参考电压信号Vref 2取0.74V,3号参考电压信号Vref 3取0.49V。当反激式开关电源电感电流信号Vapk小于3号参考电压Vref3时,说明反激式开关电源正常工作,无故障发生。当电感电流信号Vapk大于3号参考电压信号Vref3并小于2号参考电压信号Vref2时,2号电感电流信号比较器输出限流信号Fia,屏蔽反激式开关电源的PWM信号,反激式开关电源暂时停止工作。如果电感电流信号Vapk能够恢复到小于3号参考电压信号Vref3的状态,2号电感电流信号比较器输出的限流信号Fia变为低电平,反激式开关电源将继续工作。如果电感电流信号Vapk继续增加并大于2号参考电压信号Vref2,l号电感电流信号比较器将输出电流故障信号Gia到故障重启电路。
[0022]故障重启电路分别接收来自电压反馈信号比较器的电压故障信号Fva和来自I号电感电流信号比较器的电流故障信号Gia。当电压故障信号Fva为高电平时,该信号首先停止反激式开关电源的工作,并使故障重启电路输出重启控制信号Vss。重启控制信号VssS一个缓慢升高的电压,该电压被输入到反激式开关电源反馈回路的误差放大器中,由于其电压钳制作用,转换器的输出也出现缓慢上升状态,直至达到额定输出电压值,实现了反激式开关电源的软启动。当电流故障信号Gia为高电平时,故障重启电路中的计数器会对其进行计数。当故障重启电路对电流故障信号Gia的计数达到预定次数时,例如,当电流故障信号Gia为高电平的次数达到3次,在2号电感电流信号比较器输出的限流信号Fia暂停反激式开关电源工作的前提下,故障重启电路输出重启控制信号Vss,实现反激式开关电源的软启动。
[0023]如图2所示,电压反馈信号比较器用于比较反激式开关电源的电压反馈信号Vfe与I号参考电压信号Vref!,并输出电压故障信号Fva。当电压反馈信号Vfe小于I号参考电压信号Vrefl时,电压故障信号Fva为低电平。当电压反馈信号Vfe大于I号参考电压信号Vrefl时,电压故障信号Fva为高电平。电压反馈信号比较器包括I号参考电压输入端REFl、电压反馈信号输入端FEV、电压故障信号输出端FVA、M0S管Ml至M8、施密特触发器SI。其中I号参考电压输入端REFl连接MOS管M3的栅极,MOS管M3的源极连接MOS管M2的漏极,MOS管M3的漏极连接MOS管M5的漏极。电压反馈信号输入端FEV连接MOS管M4的栅极,MOS管M4的源极连接MOS管M3的源极,MOS管M4的漏极连接MOS管M6的漏极JOS管M5的栅极连接MOS管M6栅极,MOS管M5的源极连接MOS管M6的源极,MOS管M6的源极接地。MOS管M7的漏极连接施密特触发器SI的输入端,施密特触发器SI的输出端连接电压故障信号输出端FVA JOS管M8的漏极连接MOS管M7的漏极,MOS管M8的源极接地。
[0024]如图3所示,I号电感电流信号比较器用于比较反激式开关电源的电感电流信号Vapk与2号参考电压信号Vref2,并输出电流故障信号Gia。当电感电流信号vapk小于2号参考电压信号Vref2时,电流故障信号Gia为低电平。当电感电流信号Vapk大于2号参考电压信号Vref2时,电流故障信号Gia为高电平。I号电感电流信号比较器包括2号参考电压输入端REF2、电感电流信号输入端APKl、电流故障信号输出端GIA、M0S管M9至M16、施密特触发器S2。其中2号参考电压输入端REF2连接MOS管Ml I的栅极,MOS管Ml I的源极连接MOS管MlO的漏极,MOS管Ml I的漏极连接MOS管Ml 3的漏极。电感电流信号输入端APKl连接MOS管Ml 2的栅极,MOS管M12的源极连接MOS管Ml I的源极,MOS管M12的漏极连接MOS管M14的漏极。MOS管M13的栅极连接MOS管M14栅极,MOS管M13的源极连接MOS管M14的源极,MOS管M14的源极接地。MOS管M15的漏极连接施密特触发器S2的输入端,施密特触发器S2的输出端连接电流故障信号输出端GIA。MOS管Ml 6的漏极连接MOS管Ml 5的漏极,MOS管Ml 6的源极接地。
[0025]如图4所示,2号电感电流信号比较器用于比较反激式开关电源的电感电流信号Vapk与3号参考电压信号Vref3,并输出限流信号Fia。当电感电流信号Vapk小于3号参考电压信号Vref3时,限流信号Fia为低电平。当电感电流信号Vapk大于3号参考电压信号Vref3时,限流信号Fia为高电平。2号电感电流信号比较器包括3号参考电压输入端口REF3、电感电流信号输入端口 APK2、限流信号输出端口 FIA、M0S管M17至M28、施密特触发器S3。其中3号参考电压输入端口 REF3连接MOS管M24的栅极,MOS管M24的源极连接MOS管M18的漏极,MOS管M24的漏极接地。电感电流输入端口 APK2连接MOS管M26的栅极,MOS管M26的源极连接MOS管M2 5的漏极,MO
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