一种带过温保护的开关电源电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种带过温保护的开关电源电路，包括：电源模块、电源控制模块、采样电阻和由分压电阻与热敏电阻组成的串联支路；将串联支路接在采样电阻与电源模块的主回路输出端之间，采集分压电阻与热敏电阻公共节点处的输出电压信号和流经采样电阻的电流信号，电源控制模块根据所述输出电压信号和所述电流信号来调节开关电源的输出功率以减少开关电源的发热，或在开关电源温度达到上限时关闭开关电源。本实用新型能在不增加电路成本的前提下，采用双重检测的方式，更有效的防止开关电源因过温而损坏不能正常工作。
【专利说明】
一种带过温保护的开关电源电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及开关电源领域，尤其涉及一种带过温保护的开关电源电路。
【背景技术】
[0002]过温保护电路用于检测电路或设备的温度达到一定限值时做出保护动作以防止电路和设备因过温而损坏不能正常工作。
[0003]多数现有开关电源采用一个普通电阻和一个热敏电阻组成串联支路，形成电阻分压器，通过采集普通电阻和热敏电阻公共节点处的电压来检测开关电源的温度。但是现有技术存在不足，当环境潮湿或开关电源出现故障时，会出现漏电现象，使得电压采集点的电压会被钳位到某个电压值，此电压值可能为电源控制模块判断为正常的电压值，在此情况下，电源控制模块将认为电路温度正常，不会输出过温控制信号，过温保护失效。少数现有开关电源采用双重检测的方案来实现过压保护，如设置两个温度检测电路，当一个温度检测电路失效时，另外一个温度保护电路还能正常工作，但实现此方案需要较多的元器件，电路成本高。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种带过温保护的开关电源电路，能在不增加电路成本的前提下，采用双重检测的方式，更有效的防止开关电源因过温而损坏不能正常工作。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种带过温保护的开关电源电路，包括:电源模块、电源控制模块、采样电阻和由分压电阻与热敏电阻组成的串联支路；
[0006]所述电源模块具有电源输入端、受控端、主回路输出端和用于连接负载的电源输出端;所述电源控制模块具有第一检测端、第二检测端和输出控制端；
[0007]所述电源模块的主回路输出端连接所述采样电阻的第一端;所述采样电阻的第一端还连接所述电源控制模块的第一检测端和所述串联支路的第二端，所述采样电阻的第二端接地;所述串联支路的第一端接入直流电源信号，所述串联支路中分压电阻与热敏电阻的公共节点连接所述电源控制模块的第二检测端;所述电源控制模块的输出控制端连接所述电源模块的受控端。
[0008]优选地，所述串联支路中分压电阻的第一端为所述串联支路的第一端，所述分压电阻的第二端连接所述热敏电阻的第一端，所述热敏电阻的第二端为所述串联支路的第二端。
[0009]优选地，所述串联支路中热敏电阻的第一端为所述串联支路的第一端，所述热敏电阻的第二端连接所述分压电阻的第一端，所述分压电阻的第二端为所述串联支路的第二端。
[0010]进一步地，所述串联支路的第一端接入直流电源信号具体为:所述串联支路的第一端连接电压值为Vcc的电源。
[0011]进一步地，所述热敏电阻为负温度系数热敏电阻。
[0012]进一步地，所述电源模块包括开关管;所述开关管为功率场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管；
[0013]所述开关管的栅极为所述电源模块的受控端，所述源极为所述电源模块的主回路输出端。
[0014]进一步地，所述热敏电阻位于所述开关管的一个邻近区域。
[0015]进一步地，所述电源控制模块为脉宽调制控制器。
[0016]实施本实用新型，具有如下有益效果:
[0017]本实用新型提供的带过温保护的开关电源电路，将由分压电阻与热敏电阻组成的串联支路接在开关电源的采样电阻与电源模块的主回路输出端之间，采集分压电阻与热敏电阻公共节点处的输出电压信号以及流过采样电阻的电流信号，电源控制模块根据所述输出电压信号和所述电流信号来调节开关电源的输出功率以减少开关电源的发热，或在开关电源温度达到上限时关闭开关电源。当分压电阻与热敏电阻公共节点处的输出电压信号无法反映温度变化时，可以通过流经采样电阻电流来反映温度变化，且所述采样电阻是现有开关电源中原有的用于检测输出电流的器件，因此本实用新型能在不增加电路成本的前提下，采用双重检测的方式，更有效的防止开关电源因过温而损坏不能正常工作。【附图说明】
[0018]图1为本实用新型提供的带过温保护的开关电源电路的一个实施例的结构示意图；
[0019]图2为本实用新型提供的带过温保护的开关电源电路的另一个实施例的结构示意图。【具体实施方式】
[0020]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。
[0021]现有开关电源结构中包括采样电阻，所述采样电阻用于采集开关电源的输出电流信号，即在现有开关电源中，流经采样电阻的电流为开关电源的输出电流，电源控制模块通过检测流经采样电阻的电流的变化来检测开关电源输出电流的变化，进而通过控制开关电源中开关管的导通或关断来稳定开关电源的输出。
[0022]参见图1，是本实用新型提供的一种带过温保护的开关电源电路的一个实施例的结构示意图。[〇〇23]本实施例中的带过温保护的开关电源电路，包括:电源模块1、电源控制模块2、采样电阻Rs和由分压电阻R1与热敏电阻Rntc组成的串联支路3;
[0024]所述电源模块1具有电源输入端Vin、受控端、主回路输出端和用于连接负载的电源输出端Vout;所述电源控制模块2具有第一检测端、第二检测端和输出控制端；
[0025]所述电源模块1的主回路输出端连接所述采样电阻Rs的第一端;所述采样电阻Rs的第一端还连接所述电源控制模块的第一检测端和所述串联支路3的第二端，所述采样电阻Rs的第二端接地;所述串联支路3的第一端接入直流电源信号，所述串联支路3中分压电阻Rl与热敏电阻Rntc的公共节点连接所述电源控制模块的第二检测端;所述电源控制模块的输出控制端连接所述电源模块I的受控端。
[0026]进一步地，所述串联支路3中分压电阻Rl的第一端为所述串联支路3的第一端，所述分压电阻Rl的第二端连接所述热敏电阻Rntc的第一端，所述热敏电阻Rntc的第二端为所述串联支路3的第一.端。
[0027]需要说明的是，电源模块I的电源输入端Vin接入开关电源输入电源信号，输入电源信号为交流电压或者直流电压信号。电源模块I包括瞬变滤波电路、输入整流滤波电路、开关管、主变压器和输出整流滤波电路，瞬变滤波电路主要用于抑制市电瞬变中的尖峰，输入整流滤波电路用于对瞬变滤波电路输出的电压信号进行整流和滤波，主变压器的一次侧与开关管的漏极相连，二次侧与输出整流滤波电路相连，可以提供电源的低压直流输出；电源控制模块2用于根据电源模块I的输出情况来控制开关管的导通或关断，从而稳定开关电源的输出信号，在具体实施中，可以使用单片机输出PWM控制信号来实现;采样电阻Rs采集到的电流信号为串联支路3上的电流与电源模块I输出电流信号之和;在本实施例中，串联支路3中的热敏电阻Rntc用于检测开关电源中主功率器件(如开关管)的温度，分压电阻Rl可以为单个电阻也可以为多个电阻串联或并联组成的电阻网络，分压电阻Rl和热敏电阻Rntc的公共节点处的输出电压随温度变化而变化，当开关电源温度升高时，分压电阻Rl和热敏电阻Rntc的公共节点处的输出电压减小。
[0028]本实施例提供的带过温保护的开关电源电路的工作原理如下:
[0029]开关电源的温度升高，热敏电阻Rntc的温度升高，热敏电阻Rntc的阻值减小，分压电阻Rl和热敏电阻Rntc的公共节点处的输出电压减小，电源控制模块2的输出控制端输出P丽控制信号，控制开关电源减小输出功率，开关电源发热减少。当开关电源的温度达到上限温度时，即分压电阻Rl和热敏电阻Rntc的公共节点处的输出电压低于阈值时，电源控制模块2控制开关电源关闭。
[0030]与此同时，开关电源的温度升高，热敏电阻Rntc的温度升高，热敏电阻Rntc的阻值减小，串联支路3上的电流增大，使得流经采样电阻Rs的电流增大，电源控制模块2检测到流经采样电阻Rs的电流增大，通过控制输出端输出HVM控制信号，使得开关电源的输出电流减小，输出功率减小，开关电源发热减少。可见，在本实施例中，流经采样电阻Rs的电流变化不仅可以反映电源控制模块2的输出电流的变化，还可以反映开关电源的温度变化。
[0031]因此，电源控制模块2可以同时通过检测分压电阻Rl与热敏电阻Rntc公共节点处的输出电压信号和流过采样电阻Rs的电流信号来检测温度的变化，当分压电阻Rl与热敏电阻Rntc公共节点处的输出电压信号无法反映温度变化时，可以通过流经采样电阻Rs电流来反映温度变化，实现了双重检测的功能;并且所述采样电阻Rs是现有开关电源中用于检测输出电流的器件，因此本实施例是利用了现有的一个采样电阻Rs来实现双重检测，无需额外增加成本。
[0032]参见图2，是本实用新型提供的一种带过温保护的开关电源电路的另一个实施例的结构示意图。
[0033]与图1所示实施例不同的是，在本实施例中，所述串联支路3中热敏电阻Rntc的第一端为所述串联支路3的第一端，所述热敏电阻Rntc的第二端连接所述分压电阻R1的第一端， 所述分压电阻R1的第二端为所述串联支路3的第二端。
[0034]进一步地，所述串联支路3的第一端接入直流电源信号具体为:所述串联支路3的第一端连接电压值为Vcc的电源。
[0035]进一步地，所述热敏电阻RNTC为负温度系数热敏电阻RNTC。
[0036]进一步地，所述电源模块1包括开关管;所述开关管为功率场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管；
[0037]所述开关管的栅极为所述电源模块1的受控端，所述源极为所述电源模块1的主回路输出端。
[0038]进一步地，所述热敏电阻RNTC位于所述开关管的一个邻近区域。
[0039]进一步地，所述电源控制模块2为脉宽调制控制器。
[0040]需要说明的是，采样电阻Rs采集到的电流信号为串联支路3上的电流与电源模块1 输出电流信号之和;在本实施例中，串联支路3中的热敏电阻Rntc用于检测开关电源中主功率器件(如开关管)的温度，分压电阻R1可以为单个电阻也可以为多个电阻串联或并联组成的电阻网络，分压电阻R1和热敏电阻Rntc的公共节点处的输出电压随温度变化而变化，当开关电源温度升高时，分压电阻R1和热敏电阻Rntc的公共节点处的输出电压增大。[0041 ] 另外，在本实施例中Vcc为+15V。[〇〇42]本实施例提供的带过温保护的开关电源电路的工作原理如下:
[0043]开关电源的温度升高，热敏电阻Rntc的温度升高，热敏电阻Rntc的阻值减小，分压电阻R1和热敏电阻Rntc的公共节点处的输出电压增大，电源控制模块2的输出控制端输出P丽控制信号，控制开关电源减小输出功率，开关电源发热减少。当开关电源的温度达到上限温度时，即分压电阻R1和热敏电阻RNTC的公共节点处的输出电压高于阈值时，电源控制模块2 控制开关电源关闭。
[0044]与此同时，开关电源的温度升高，热敏电阻RNTC的温度升高，热敏电阻RNTC的阻值减小，串联支路3上的电流增大，使得流经采样电阻Rs的电流增大，电源控制模块2检测到流经采样电阻Rs的电流增大，通过控制输出端输出HVM控制信号，使得开关电源的输出电流减小，输出功率减小，开关电源发热减少。[〇〇45]相比于现有技术，本实用新型的一种带过温保护的开关电源电路的有益效果在于:
[0046]本实用新型提供的带过温保护的开关电源电路，将由分压电阻与热敏电阻组成的串联支路接在开关电源的采样电阻与电源模块的主回路输出端之间，采集分压电阻与热敏电阻公共节点处的输出电压信号以及流过采样电阻的电流信号，电源控制模块根据所述输出电压信号和所述电流信号来调节开关电源的输出功率以减少开关电源的发热，或在开关电源温度达到上限时关闭开关电源。当分压电阻与热敏电阻公共节点处的输出电压信号无法反映温度变化时，可以通过流经采样电阻电流来反映温度变化，且所述采样电阻是现有开关电源中原有的用于检测输出电流的器件，因此本实用新型能在不增加电路成本的前提下，采用双重检测的方式，更有效的防止开关电源因过温而损坏不能正常工作。[〇〇47]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变形，这些改进和变形也视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种带过温保护的开关电源电路，其特征在于，包括:电源模块、电源控制模块、采样 电阻和由分压电阻与热敏电阻组成的串联支路；所述电源模块具有电源输入端、受控端、主回路输出端和用于连接负载的电源输出端； 所述电源控制模块具有第一检测端、第二检测端和输出控制端；所述电源模块的主回路输出端连接所述采样电阻的第一端;所述采样电阻的第一端还 连接所述电源控制模块的第一检测端和所述串联支路的第二端，所述采样电阻的第二端接 地;所述串联支路的第一端接入直流电源信号，所述串联支路中分压电阻与热敏电阻的公 共节点连接所述电源控制模块的第二检测端;所述电源控制模块的输出控制端连接所述电 源模块的受控端。2.如权利要求1所述的带过温保护的开关电源电路，其特征在于，所述串联支路中分压 电阻的第一端为所述串联支路的第一端，所述分压电阻的第二端连接所述热敏电阻的第一 端，所述热敏电阻的第二端为所述串联支路的第二端。3.如权利要求1所述的带过温保护的开关电源电路，其特征在于，所述串联支路中热敏 电阻的第一端为所述串联支路的第一端，所述热敏电阻的第二端连接所述分压电阻的第一 端，所述分压电阻的第二端为所述串联支路的第二端。4.如权利要求1所述的带过温保护的开关电源电路，其特征在于，所述串联支路的第一 端接入直流电源信号具体为:所述串联支路的第一端连接电压值为Vcc的电源。5.如权利要求1所述的带过温保护的开关电源电路，其特征在于，所述热敏电阻为负温 度系数热敏电阻。6.如权利要求1?5任一项所述的带过温保护的开关电源电路，其特征在于，所述电源 模块包括开关管;所述开关管为功率场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管；所述开关管的栅极为所述电源模块的受控端，所述开关管的源极为所述电源模块的主 回路输出端。7.如权利要求6所述的带过温保护的开关电源电路，其特征在于，所述热敏电阻位于所 述开关管的一个邻近区域。8.如权利要求1所述的带过温保护的开关电源电路，其特征在于，所述电源控制模块为 脉宽调制控制器。
【文档编号】H02M3/28GK205584024SQ201620100409
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年2月1日
【发明人】谭曙光, 王俊洋
【申请人】广州视源电子科技股份有限公司