保护电路以及开关电源的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种保护电路以及开关电源，其中，保护电路用于变压器电路中，该变压器电路包括变压器、驱动变压器工作的驱动芯片及连接于变压器的电源输入端的谐振电容；保护电路包括取样电路和控制电路，取样电路的信号采集端与谐振电容和变压器的连接结点连接，取样电路的输出端与控制电路的输入端连接；控制电路的控制端与驱动芯片连接；控制电路用于在取样电路采集到的谐振电容的电压大于阈值电压时，输出控制驱动芯片停止工作的控制信号。本实用新型技术方案具有可靠性高的特点。
【专利说明】
保护电路以及开关电源
技术领域
[0001] 本实用新型涉及开关电源技术领域，特别涉及一种保护电路以及开关电源。
【背景技术】
[0002] 传统的保护电路主要包括过功率保护电路和过流保护电路;其中，过功率保护电 路设于变压器输出引脚前端的电路中，过流保护电路设于变压器输出引脚后端的电路中。
[0003] 但是，当变压器的低压绕组短路时，会导致变压器的输出引脚端输出的电流增大， 导致变压器功率上升，此时，功率保护电路会进行触发保护，但是，由于过流保护电路设于 变压器输出引脚后端的电路中，不会及时触发保护，使得PCB板的铜皮因瞬间过热而起火。 因此，该保护电路存在可靠性低的缺陷。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的主要目的是提供一种保护电路，旨在提高该保护电路的可靠性。
[0005] 为实现上述目的，本实用新型提出的保护电路用于变压器电路中，该变压器电路 包括变压器、驱动变压器工作的驱动芯片及连接于变压器的电源输入端的谐振电容;所述 保护电路包括取样电路和控制电路，所述取样电路的信号采集端与所述谐振电容和所述变 压器的连接结点连接，所述取样电路的输出端与所述控制电路的输入端连接;所述控制电 路的控制端与所述驱动芯片连接;所述控制电路用于在所述取样电路采集到的所述谐振电 容的电压大于阈值电压时，输出控制所述驱动芯片停止工作的控制信号。
[0006] 优选地，所述取样电路包括取样单元、整流单元及滤波单元;所述取样单元的输入 端与为所述取样电路的信号采集端，所述取样单元的输出端与所述整流单元的输入端连 接，所述整流单元的输出端与所述滤波单元的输入端连接，所述滤波单元的输出端为所述 取样电路的输出端。
[0007] 优选地，所述取样单元包括第一电阻及第一电容;所述第一电阻的第一端为所述 取样单元的输入端，所述第一电阻的第二端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容 的第二端为所述取样单元的输出端。
[0008] 优选地，所述整流单元包括第一二极管及第二二极管;所述第一二极管的阴极与 所述第二二极管的阳极连接，所述第一二极管的阳极接地;所述第一二极管与所述第二二 极管的连接结点为所述整流单元的输入端，所述第二二极管的阴极为所述整流单元的输出 端。
[0009] 优选地，所述滤波单元包括第二电阻及第二电容;所述第二电阻的第一端与所述 第二电容的第一端连接;所述第二电阻的第一端为所述滤波单元的输入端，所述第二电容 的第一端为所述滤波单元的输出端，所述第二电阻及所述第二电容的第二端接地。
[0010] 优选地，所述取样电路还包括分压单元;所述分压单元的输入端与所述滤波单元 的输入端连接，所述分压单元的输出端为所述取样电路的输出端。
[0011]优选地，所述分压单元包括第三二极管、第三电阻、第四电阻及第三电容;所述第 三二极管的阴极为所述分压单元的输入端，所述第三二极管的阳极与所述第三电阻的第一 端连接，所述第三电阻的第二端分别与所述第四电阻的第一端及所述第三电容的第一端连 接，所述第三电阻、所述第四电阻及所述第三电容的连接结点为所述分压单元的输出端，所 述第四电阻及所述第三电容的第二端接地。
[0012] 优选地，所述控制电路包括第一三极管、第二三极管、第五电阻及第四电容;所述 第一三极管的集电极与所述第二三极管的基极连接，所述第一三极管与所述第二三极管的 连接结点为所述控制电路的输入端，所述第一三极管的基极分别与所述第二三极管的集电 极、所述第四电容的第一端及所述第五电阻的第一端连接，所述第一三极管的发射极分别 与所述第四电容的第二端及所述第五电阻的第二端连接;所述第一三极管、所述第四电容 及所述第五电阻的第二连接结点为所述控制电路的控制端，所述第二三极管的发射极接 地。
[0013] 本实用新型还提出一种开关电源，所述开关电源包括如上所述的保护电路;其中， 保护电路用于变压器电路中，该变压器电路包括变压器、驱动变压器工作的驱动芯片及连 接于变压器的电源输入端的谐振电容;所述保护电路包括取样电路和控制电路，所述取样 电路的信号采集端与所述谐振电容和所述变压器的连接结点连接，所述取样电路的输出端 与所述控制电路的输入端连接;所述控制电路的控制端与所述驱动芯片连接;所述控制电 路用于在所述取样电路采集到的所述谐振电容的电压大于阈值电压时，输出控制所述驱动 芯片停止工作的控制信号。
[0014] 本实用新型技术方案通过采用取样电路采集谐振电容的输出电压并输出相应的 电压信号至控制电路的输入端，以使控制电路的控制端输出控制驱动芯片开启或者关断的 控制信号。一方面，当变压器的次级输出端输出的信号出现功率过大的情况时，保护电路会 关断驱动变压器工作的驱动芯片，以使变压器电路得到过功率保护。另一方面，当变压器的 次级输出端输出的信号不仅出现功率过大，还出现短路的情况时，保护电路会关断驱动变 压器工作的驱动芯片关断，以使变压器电路得到过流保护。由于该保护电路既可以对变压 器电路进行过功率保护，又可以对变压电路进行过流保护。因此，相对于现有技术，本实用 新型技术方案具有可靠性高的特点。
【附图说明】
[0015] 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示出的结构获得其他的附图。
[0016] 图1为本实用新型保护电路一实施例的功能模块示意图；
[0017] 图2为本实用新型保护电路另一实施例的电路结构示意图。
[0018] 附图标号说明：
[0019]
[0020]
[0021 ]本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0022] 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的一部分实施例，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。
[0023] 在本实用新型中涉及"第一"、"第二"等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指 示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第 二"的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可 以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现 相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保 护范围之内。
[0024]本实用新型提出一种保护电路。
[0025] 参照图1至2,图1为本实用新型保护电路一实施例的功能模块示意图；图2为本实 用新型保护电路另一实施例的电路结构示意图。
[0026] 如图1所示，在本实用新型实施例中，该保护电路保护电路，用于变压器电路中，该 变压器电路包括变压器T、驱动变压器工作的驱动芯片U及连接于变压器的电源输入端的谐 振电容Cf;所述保护电路包括取样电路10和控制电路20，所述取样电路10的信号采集端与 所述谐振电容Cf和所述变压器T的连接结点连接，所述取样电路10的输出端与所述控制电 路20的输入端连接;所述控制电路20的控制端与所述驱动芯片U连接;所述控制电路20用于 在所述取样电路10采集到的所述谐振电容Cf的电压大于阈值电压时，输出控制所述驱动芯 片U停止工作的控制信号。
[0027] 本实施例中，谐振电容Cf的输出电压与所述变压器T的输出功率成正比，因此，采 集谐振电容Cf的输出电压可以知道变压器T的输出功率及电流情况。
[0028] 当所述变压器电路中的变压器T的低压绕组短路时，所述变压器T的次级输出端输 出的功率瞬间变得足够大，此时，通过取样电路10采集到的谐振电容Cf的输出电压会相应 较大，然后通过控制电路在谐振电容的输出电压值大于阀值电压时，控制电路20的控制端 输出相应的电平信号至驱动芯片U的使能端，控制驱动芯片U停止工作，进而使变压器电路 停止工作，使变压器电路得到保护。
[0029] 值得一提的是，所述控制电路20可以采用开关触发电路，也可以采用电压比较电 路实现，此处不做限制。
[0030] 本实用新型保护电路通过采用取样电路10采集谐振电容Cf的输出电压并输出相 应的电压信号至控制电路20的输入端，以使控制电路20的控制端输出控制驱动芯片U开启 或者关断的控制信号。一方面，当变压器T的次级输出端输出的信号出现功率过大的情况 时，保护电路会关断驱动变压器工作的驱动芯片U，以使变压器电路得到过功率保护。另一 方面，当变压器T的次级输出端输出的信号不仅出现功率过大，还出现短路的情况时，保护 电路会关断驱动变压器T工作的驱动芯片U关断，以使变压器电路得到过流保护。由于该保 护电路既可以对变压器电路进行过功率保护，又可以对变压电路进行过流保护。因此，相对 于现有技术，本实用新型技术方案具有可靠性高的特点。
[0031] 优选地，如图1至图2所示，所述取样电路10包括取样单元100、整流单元200及滤波 单元300;所述取样单元100的输入端与为所述取样电路10的信号采集端，所述取样单元100 的输出端与所述整流单元2 0 0的输入端连接，所述整流单元2 0 0的输出端与所述滤波单元 300的输入端连接，所述滤波单元300的输出端为所述取样电路10的输出端。
[0032] 当所述取样单元100取样得所述滤波电容的输出电压时，所述整流单元200及所述 滤波单元300分别所述电压信号进行整流及滤波处理，以使所述滤波单元300的输出端输出 直流信号，以方便后续的控制电路20进行相关控制。进一步地，所述取样电路10还包括分压 单元400;所述分压单元400的输入端与所述滤波单元300的输出端连接，所述分压单元400 的输出端为所述取样电路10的输出端。所述分压单元400用于将所述滤波单元输出的直流 信号进行分压处理，以使输入至控制电路20的电压信号更加准确。
[0033] 具体地，如图1至图2所示，所述取样单元100包括第一电阻Rl及第一电容Cl;所述 第一电阻Rl的第一端为所述取样单元100的输入端，所述第一电阻Rl的第二端与所述第一 电容Cl的第一端连接，所述第一电容Cl的第二端为所述取样单元100的输出端。
[0034]所述整流单元200包括第一二极管Dl及第二二极管D2;所述第一二极管Dl的阴极 与所述第二二极管D2的阳极连接，所述第一二极管Dl的阳极接地GND;所述第一二极管Dl与 所述第二二极管D2的连接结点为所述整流单元200的输入端，所述第二二极管D2的阴极为 所述整流单元200的输出端。
[0035]所述滤波单元300包括第二电阻R2及第二电容R2;所述第二电阻R2的第一端与所 述第二电容C2的第一端连接;所述第二电阻R2的第一端为所述滤波单元300的输入端，所述 第二电容C2的第一端为所述滤波单元300的输出端，所述第二电阻R2及所述第二电容C2的 第二端接地GND。其中，所述第二电容C2为极性电容。
[0036] 所述分压单元400包括第三二极管D3、第三电阻R3、第四电阻R4及第三电容C3;所 述第三二极管D3的阴极为所述分压单元400的输入端，所述第三二极管D3的阳极与所述第 三电阻R3的第一端连接，所述第三电阻R3的第二端分别与所述第四电阻R4的第一端及所述 第三电容R3的第一端连接，所述第三电阻R3、所述第四电阻R4及所述第三电容C3的连接结 点为所述分压单元400的输出端，所述第四电阻R4及所述第三电容C3的第二端接地。其中， 所述第三二极管D3为稳压二极管。
[0037] 此外，所述控制电路20包括第一三极管Ql、第二三极管Q2、第五电阻R5及第四电容 C4;所述第一三极管Ql的集电极与所述第二三极管Q2的基极连接，所述第一三极管Ql与所 述第二三极管Q2的连接结点为所述控制电路20的输入端，所述第一三极管Ql的基极分别与 所述第二三极管Q2的集电极、所述第四电容C4的第一端及所述第五电阻R5的第一端连接， 所述第一三极管Ql的发射极分别与所述第四电容C4的第二端及所述第五电阻R5的第二端 连接;所述第一三极管Q1、所述第四电容C4及所述第五电阻R5的第二连接结点为所述控制 电路20的控制端，所述第二三极管Q2的发射极接地GND。
[0038]值得一提的是，所述保护电路还包括第三三极管Q3及第四二极管D4;所述第四二 极管D4的阳极接地GND，所述第四二极管D4的阴极与所述第三三极管Q3的基极连接，同时所 述第三二极管Q3的基极与所述控制电路20的控制端相连，所述第三三极管Q3的集电极与所 述驱动芯片U的电源输入端Vin连接，所述驱动芯片U的驱动端DRV用于向变压器T输入驱动 信号。其中，所述第四二极管D4为稳压二极管。
[0039] 当变压器的输出端输出短路时，所述变压器T的输出端输出的信号的功率迅速变 大，因所述谐振电容Cf的输出电压与所述变压器T的输出端输出的信号的功率成正比，所述 谐振电容Cf的输出电压变大，加载在所述第二电容C2两端的电压V2增大，当V2大于所述第 三二极管D3的稳压范围时，所述第三二极管D4导通，所述第四电阻R4的第一端分得电压V3， 且V3随着V2的增大而增大。当V3增大到大于所述第一三极管Ql的开启电压时，所述第一三 极管Ql导通，所述第一三极管Ql的集电极为低电平，所述第二三极管Q2导通，在此瞬间，所 述第一三极管Ql及所述第二三极管Q2进入饱和状态，所述第二三极管Q2的发射极电压被拉 低，所述控制电路20的控制端输出低电平信号，所述第三三极管Q3的基极电压被拉低，所述 第三三极管Q3的集电极为低电平，所述驱动芯片U的电源端Vin输入低电平信号，所述驱动 芯片U停止工作，其驱动端DRV无驱动输出，所述变压器电路停止工作。所述变压器电路既得 到了过压保护，又得到了过流保护。
[0040] 本实用新型还提出一种开关电源，该开关电源包括如上所述的保护电路，该保护 电路的具体结构参照上述实施例，由于本开关电源采用了上述所有实施例的全部技术方 案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其 中，该保护电路保护电路，用于变压器电路中，该变压器电路包括变压器T、驱动变压器工作 的驱动芯片U及连接于变压器的电源输入端的谐振电容Cf;所述保护电路包括取样电路10 和控制电路20，所述取样电路10的信号采集端与所述谐振电容Cf和所述变压器T的连接结 点连接，所述取样电路I 〇的输出端与所述控制电路20的输入端连接;所述控制电路20的控 制端与所述驱动芯片U连接;所述控制电路20用于在所述取样电路10采集到的所述谐振电 容Cf的电压大于阈值电压时，输出控制所述驱动芯片U停止工作的控制信号。
[0041] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围， 凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变 换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种保护电路，用于变压器电路中，该变压器电路包括变压器、驱动变压器工作的驱 动芯片及连接于变压器的电源输入端的谐振电容;其特征在于，所述保护电路包括取样电 路和控制电路，所述取样电路的信号采集端与所述谐振电容和所述变压器的连接结点连 接，所述取样电路的输出端与所述控制电路的输入端连接;所述控制电路的控制端与所述 驱动芯片连接;所述控制电路用于在所述取样电路采集到的所述谐振电容的电压大于阈值 电压时，输出控制所述驱动芯片停止工作的控制信号。2. 如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述取样电路包括取样单元、整流单元 及滤波单元;所述取样单元的输入端为所述取样电路的信号采集端，所述取样单元的输出 端与所述整流单元的输入端连接，所述整流单元的输出端与所述滤波单元的输入端连接， 所述滤波单元的输出端为所述取样电路的输出端。3. 如权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述取样单元包括第一电阻及第一电 容;所述第一电阻的第一端为所述取样单元的输入端，所述第一电阻的第二端与所述第一 电容的第一端连接，所述第一电容的第二端为所述取样单元的输出端。4. 如权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述整流单元包括第一二极管及第二二 极管;所述第一二极管的阴极与所述第二二极管的阳极连接，所述第一二极管的阳极接地； 所述第一二极管与所述第二二极管的连接结点为所述整流单元的输入端，所述第二二极管 的阴极为所述整流单元的输出端。5. 如权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述滤波单元包括第二电阻及第二电 容;所述第二电阻的第一端与所述第二电容的第一端连接;所述第二电阻的第一端为所述 滤波单元的输入端，所述第二电容的第一端为所述滤波单元的输出端，所述第二电阻及所 述第二电容的第二端接地。6. 如权利要求2至5任一项所述保护电路，其特征在于，所述取样电路还包括分压单元； 所述分压单元的输入端与所述滤波单元的输出端连接，所述分压单元的输出端为所述取样 电路的输出端。7. 如权利要求6所述的保护电路，其特征在于，所述分压单元包括第三二极管、第三电 阻、第四电阻及第三电容;所述第三二极管的阴极为所述分压单元的输入端，所述第三二极 管的阳极与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端分别与所述第四电阻的第 一端及所述第三电容的第一端连接，所述第三电阻、所述第四电阻及所述第三电容的连接 结点为所述分压单元的输出端，所述第四电阻及所述第三电容的第二端接地。8. 如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述控制电路包括第一三极管、第二三 极管、第五电阻及第四电容;所述第一三极管的集电极与所述第二三极管的基极连接，所述 第一三极管与所述第二三极管的连接结点为所述控制电路的输入端，所述第一三极管的基 极分别与所述第二三极管的集电极、所述第四电容的第一端及所述第五电阻的第一端连 接，所述第一三极管的发射极分别与所述第四电容的第二端及所述第五电阻的第二端连 接;所述第一三极管、所述第四电容及所述第五电阻的第二连接结点为所述控制电路的控 制端，所述第二三极管的发射极接地。9. 如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述保护电路还包括第三三极管;所述 第三三极管的基极与所述控制电路的控制端相连，所述第三三极管的集电极与所述驱动芯 片的电源输入端相连，所述驱动芯片的驱动端用于向变压器输入驱动信号。10.-种开关电源，其特征在于，所述开关电源包括如权利要求1至9任意一项所述的保 护电路。
【文档编号】H02H7/085GK205489471SQ201620011575
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月7日
【发明人】何北凯, 唐国良
【申请人】深圳Tcl数字技术有限公司