专利名称：一种开关电源输出短路保护电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及开关电源保护电路，特别涉及开关电源输出短路、过流保护电路。
背景技术：
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制集成电路(IC)和功率绝缘栅极场效晶体管(MOSFET)构成。开关电源一直向高效率、高功率密度、高可靠性、保护功能完善的方向发展，其中， 高可靠性主要体现在使用寿命和输出过流、输出短路保护功能，目前流行的保护电路大部分为双光耦反馈电路，以实现较为理想的保护功能，在公开号为CN 101034798的发明《一种电源变换器输出保护电路》中，也提供一种电源变换器输出保护电路，实现输出过流或短路时，电路的消耗达到预设定的值，在持续短路时，电路的可靠性高、功耗低。但该电路在实际应用中，存在参数调试较为困难，各种性能不好兼顾的缺点，为了阐述方便，这里引用了公开号为CN 101034798的发明《一种电源变换器输出保护电路》中说明书附图第2/4页的图3，把原文的图3作为本说明书的附
图1，请参见本说明书的图1， 由于原图绘制得不够清晰，在此，在不影响连接关系、电路原理的前提下，重新绘制了附图1 中的相关部分，如附图2。PWM控制IC的COMP脚输出特性为近似恒流源，输出电流为0. 6mA至1. ImA左右， 视不同厂家的PWM控制IC不同而不同。这个电流比较小，基本上给反馈光耦的内部光电输出管使用，光耦的内部光电输出管等效内阻低，COMP脚的电压就低。反之，光耦的内部光电输出管等效内阻高，COMP脚的电压就高。下面就该电路完整周期中的工作原理及各元器件选取限制因素描述如下(1)开关电源正常工作时在开关电源正常工作时，运算放大器ARl输出低电平，场效应管Ql截止。运算放大器在下文中均用业界简称“运放”表示。即图2中运放ARl第1脚输出低电平，由于运放ARl是开环放大，即输出脚至反相输入端没有反馈网络，运放ARl工作在开环时，其输出脚的输出阻抗仍很小，常见的资料指出，其开环输出阻抗小于600欧，即在运放输出低电平时，图2中，电阻Rl和电阻R2及电容 Cl的等效电路如附图3所示，由于运放输出低电平，Cl等效通过运放的输出内阻Ro接地， 而Ro较小，小于600欧，常见值为小于200欧。(2)故障发生至进入保护阶段当开关电源输出过流或输出短路时，PWM控制IC的COMP脚电压升高，运放ARl的工作电压由Vkef提供，Veef是PWM控制IC的内部稳压电源输出脚。常见的PWM控制IC的 Vkef都为5V稳压输出，运放ARl的反相输入端M点的偏置电压由电阻R4和电阻R3的分压比决定；同相输入端N点的偏置电压预设如下
权利要求
1.一种开关电源输出短路保护电路，包括一控制端口、一启动时间延时电路、一电压检测电路、一保护时长定时电路、一开关晶体管；当开关电源出现输出短路或过流时，所述的控制端口出现超过设定的高电平及以上电压时，经所述的启动时间延时电路后，所述的电压检测电路输出高电平，对所述的保护时长定时电路充电，同时让所述的开关晶体管导通，所述的控制端口被拉至低电平，开关电源停止工作；所述的启动时间延时电路和所述的保护时长定时电路独立工作； 所述的保护时长定时电路的特征是，当所述的电压检测电路由输出高电平变为输出低电平时，所述的保护时长定时电路能自行维持输出高电平一段时间；所述的电压检测电路将其检测端口接收的电压信号与预设的电压信号进行比较，从而输出一高或低电平信号，为所述的保护时长定时电路提供充电能量；所述的启动时间延时电路通过RC回路的时间常数调试设定，从而调整所述开关电源出现输出短路或过流时，到开关电源进入保护状态的时间；所述的保护时长定时电路通过RC回路的时间常数调试设定，从而调整短路保护状态持续的时间。
2.根据权利要求1所述的开关电源输出短路保护电路，其特征在于包括一电源输入端口，一地线端口，一个控制端口，一第一电阻，一第二电阻，一第三电阻，一第四电阻，一第五电阻，一第一电容，一第二电容，一晶体二极管，一 N沟道场效应管，一运算放大器；所述的电源输入端口连接至所述的运算放大器的电源端，所述的电源输入端口还通过所述的第三电阻连接至所述的第四电阻并通过所述的第四电阻接至所述的地线端口 ；所述的控制端口连接至所述的场效应管漏极，所述的控制端口还通过第一电阻连接至所述的第二电阻并通过所述的第二电阻接至所述的地线端口 ；所述的运算放大器反相输入端连接至第三电阻与第四电阻的连接点上，所述的运算放大器同相输入端连接至第一电阻与第二电阻的连接点上，所述的第一电容一端连接至所述的运算放大器同相输入端，所述的第一电容另一端连接至所述的运算放大器输出端上；所述的运算放大器的电源地连接至所述的地线端口， 所述的运算放大器的输出端连接至所述的二极管的阳极，所述的二极管的阴极连接至所述的场效应管栅极，所述的场效应管源极连接所述的地线端口 ；所述的第二电容与所述的第五电阻并联，并联后的一端接至所述的二极管的阴极，所述第二电容与所述的第五电阻并联后的另一端接至所述的地线端口。
3.根据权利要求1所述的开关电源输出短路保护电路，其特征在于包括一电源输入端口，一地线端口，一个控制端口，一第一电阻，一第二电阻，一第三电阻，一第四电阻，一第五电阻，一第六电阻，一第一电容，一第二电容，一晶体二极管，一晶体三极管，一运算放大器；所述的晶体三极管为NPN型晶体三极管，所述的电源输入端口连接至所述的运算放大器的电源端，所述的电源输入端口还通过第三电阻连接至所述的第四电阻并通过所述的第四电阻接至所述的地线端口 ；所述的控制端口连接至所述的晶体三极管集电极，所述的控制端口还通过所述的第一电阻连接至所述的第二电阻并通过所述的第二电阻接至所述的地线端口 ；所述的运算放大器反相输入端连接至第三电阻与第四电阻的连接点上，所述的运算放大器同相输入端连接至第一电阻与第二电阻的连接点上，所述的第一电容一端连接至所述的运算放大器同相输入端，所述的第一电容另一端连接至所述的运算放大器输出端上；所述的运算放大器的电源地连接至所述的地线端口，所述的运算放大器的输出端连接至所述的二极管的阳极；所述的二极管的阴极与所述的第二电容串联并通过所述的第二电容连接至所述的地线端口 ；所述的第五电阻与所述的第六电阻串联后与所述的第二电容并联，所述的第一晶体三极管基极连接至所述第五电阻与所述的第六电阻连接点上，所述的第一晶体三极管发射极连接所述的地线端口。
4.根据权利要求1所述的开关电源输出短路保护电路，其特征在于包括一电源输入端口，一地线端口，一个控制端口，一第一电阻，一第二电阻，一第三电阻，一第四电阻，一第五电阻，一第六电阻，一第七电阻，一第一电容，一第二电容，一第一晶体三极管，一第二晶体三极管，一第三晶体三极管；所述的第一晶体三极管为NPN型，所述的第二晶体三极管为 PNP型，所述的第三晶体三极管为NPN型；所述的电源输入端口连接所述的第二晶体三极管发射极以及所述的第四电阻的一端，所述的第四电阻的另一端连接所述的第二晶体三极管基极，所述的第二晶体三极管基极还通过所述的第三电阻连接至所述的第三晶体管集电极；所述的控制端口连接至所述的第一晶体三极管的集电极，所述的控制端口还通过所述的第一电阻连接至所述的第二电阻并通过所述的第二电阻接至所述的地线端口 ；所述的第一电容与所述的第二电阻并联；所述的第三晶体三极管的基极连接至所述的第一电阻与所述的第二电阻连接点上，所述的第三晶体三极管的发射极连接至所述的地线端口 ；所述的第二晶体三极管集电极通过所述的第七电阻与所述的第二电容串联并通过所述的第二电容连接至所述的地线端口，所述的第五电阻与所述的第六电阻串联后与所述的第二电容并联，所述的第一晶体三极管基极连接至所述第五电阻与所述的第六电阻连接点上，所述的第一晶体三极管发射极连接所述的地线端口。
5.根据权利要求4所述的开关电源输出短路保护电路，其特征在于所述的第四电阻两端并联有一电容。
6.根据权利要求1所述的开关电源输出短路保护电路，其特征在于包括一电源输入端口，一地线端口，一个控制端口，一第一电阻，一第二电阻，一第三电阻，一第四电阻，一第五电阻，一第六电阻，一第七电阻，一第一电容，一第二电容，一第一晶体三极管，一第二晶体三极管，一 TL431精密可调基准集成电路；所述的第一晶体三极管为NPN型，所述的第二晶体三极管为PNP型，所述的TL431精密可调基准集成电路有三个引脚、分别为阴极 (CATHODE)、阳极(ANODE)、参考端(REF)；所述的电源输入端口连接所述的第二晶体三极管发射极以及所述第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接所述的第二晶体三极管基极，所述的第二晶体三极管基极还通过所述的第三电阻连接至所述的TL431精密可调基准集成电路的阴极；所述的控制端口连接至所述的第一晶体三极管的集电极，所述的控制端口还通过第一电阻连接至所述的第二电阻并通过所述的第二电阻接至所述的地线端口 ；所述的第一电容与所述的第二电阻并联；所述的TL431精密可调基准集成电路的参考端连接至所述的第一电阻与所述的第二电阻连接点上，所述的TL431精密可调基准集成电路的阳极连接至所述的地线端口 ；所述的第二晶体三极管集电极通过所述的第七电阻与所述的第二电容串联并通过所述的第二电容连接至所述的地线端口，所述的第五电阻与所述的第六电阻串联后与所述的第二电容并联，所述的第一晶体三极管基极连接至所述第五电阻与所述的第六电阻连接点上，所述的第一晶体三极管发射极连接所述的地线端口。
7.根据权利要求6所述的开关电源输出短路保护电路，其特征在于所述的第四电阻两端并联有一电容。
全文摘要
本发明公开了一种开关电源输出短路保护电路，包括一控制端口、一启动时间延时电路、一电压检测电路、一保护时长定时电路、一开关晶体管，当开关电源出现输出短路或过流时，所述的控制端口出现超过设定的高电平及以上电压时，经所述的启动时间延时电路后，所述的电压检测电路输出高电平，对所述的保护时长定时电路充电，同时让所述的开关晶体管导通，所述的控制端口被拉至低电平，开关电源停止工作，本发明的开关电源输出短路保护电路调试简单，各参数在调试时可独立调整，参数一旦确定，批量生产时可以实现免调试，同样实现在开关电源输出出现过流或短路时，电路启动迅速，开关电源进入打嗝式保护工作方式。
文档编号H02H3/08GK102280861SQ20111021801
公开日2011年12月14日 申请日期2011年8月1日 优先权日2011年8月1日
发明者王保均 申请人:广州金升阳科技有限公司