专利名称：一种开关电源及其保护电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于开关电源技术领域，尤其涉及一种开关电源及其保护电路。
背景技术：
目前，开关电源的应用越来越广泛，为了避免短路和开路故障而影响开关电源的稳定工作，则需要通过采用短路保护电路和开路保护电路对开关电源实施短路和开路保护，以防止开关电源在短路时因工作电流过大或在开路时因工作电压过大而损坏电源以及负载。对于在开关电源中采用短路保护电路和开路保护电路，现有技术中提供了以下两种实现方式:第一种是通过采用变压器辅助绕组反馈的方式，驱动控制芯片的反馈端的电压与开关电源的输出电压成一定比例，当开关电源的输出端短路时，驱动控制芯片的反馈端的电压相应变得很低，驱动控制芯片内部相应的欠压保护启动工作以起到保护作用；当开关电源的输出端开路时，驱动控制芯片的反馈端的电压也相应地升高，在该反馈端的电压达到一定值时，驱动控制芯片内部的过压保护电路启动工作以起到保护作用。然而，由于其采用了变压器，所以使得整个开关电源的结构复杂且体积与成本增加。第二种是通过限制采样电阻峰值电流的方式来实现短路保护，并且在输出并接钳位管的方式以限制开关电源开路时输出电压的升高，但其主回路的工作电流很大，会使开关电源的功率损耗增大，并降低其可靠性。
综上所述，现有技术存在成本高、功耗大、结构复杂且可靠性低的问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种开关电源的保护电路，旨在解决现有技术所存在的成本高、功耗大、结构复杂且可靠性低的问题。本实用新型是这样实现的，一种开关电源的保护电路，与开关电源中的整流桥、滤波电容C3、功率管Ql、采样电阻R1、续流二极管Dl、电感LI以及滤波电容Cl连接，所述电感LI与所述电容Cl的共接点为所述开关电源的输出端；所述保护电路包括:输入端连接所述电感LI与所述滤波电容Cl的共接点，对所述电感LI的输出电压进行反馈输出的电压反馈模块；电源端和电压检测端分别连接所述整流桥的输出端和所述电压反馈模块的输出端，控制端连接所述功率管Ql的栅极，采样端连接所述功率管Ql与所述采样电阻Rl的共接点，接地端连接等电势地，对所述整流桥所输出的直流电进行滤波后获得电源电压，并根据所述电压反馈模块反馈输出的电压判断所述开关电源的工作状态，且在所述开关电源的输出端出现短路或开路时对所述开关电源实施短路保护或开路保护的保护控制模块。本实用新型的另一目的还在于提供一种开关电源，所述开关电源包括整流桥、滤波电容C3、功率管Q1、采样电阻R1、续流二极管D1、电感L1、滤波电容Cl以及所述的保护电路。本实用新型通过在开关电源中采用包括电压反馈模块和保护控制模块的保护电路，其结构简单、成本低且功耗小，由电压反馈模块将电感LI的输出电压反馈至保护控制模块，再由保护控制模块根据所获得的电压反馈模块反馈输出的电压判断开关电源的工作状态，且在开关电源的输出端出现短路或开路时对开关电源实施可靠的短路保护或开路保护，解决了现有技术所存在的成本高、功耗大、结构复杂且可靠性低的问题。
图1是本实用新型实施例提供的包含保护电路的开关电源的结构图；图2是本实用新型实施例提供的包含保护电路的开关电源的示例电路结构。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。本实用新型通过在开关电源中采用包括电压反馈模块和保护控制模块的保护电路，由电压反馈模块将电感LI的输出电压反馈至保护控制模块，再由保护控制模块根据所获得的电压反馈模块反馈输出的电压判断开关电源的工作状态，且在开关电源的输出端出现短路或开路时对开关电源实施可靠的短路保护或开路保护。以下以在开关电源中的应用为例，对本实用新型实施例所提供的开关电源的保护电路进行说明:`[0019]图1示出了本实用新型实施例提供的包含保护电路的开关电源的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分，详述如下:开关电源包括整流桥BD、滤波电容C3、功率管Q1、采样电阻R1、续流二极管D1、电感L1、滤波电容Cl以及保护电路100，整流桥BD对输入交流电进行整流处理后输出直流电至功率管Ql的漏极和保护电路100，同时，滤波电容C3对整流桥BD输出的直流电进行滤波处理，采样电阻Rl对功率管Ql的源极的输出电流进行采样，电感LI与滤波电容Cl组成滤波电路对经过采样电阻Rl的直流电进行滤波处理后输出至负载200。开关电源的保护电路100与整流桥BD、滤波电容C3、功率管Q1、采样电阻R1、续流二极管D1、电感LI以及滤波电容Cl连接，电感LI与电容Cl的共接点为开关电源的输出端。保护电路100包括:输入端连接电感LI与滤波电容Cl的共接点，对电感LI的输出电压进行反馈输出的电压反馈模块101 ;电源端和电压检测端分别连接整流桥的输出端和电压反馈模块的输出端，控制端连接功率管Ql的栅极，采样端连接功率管Ql与采样电阻Rl的共接点，接地端连接等电势地，对整流桥BD所输出的直流电进行滤波后获得电源电压，并根据电压反馈模块101反馈输出的电压判断开关电源的工作状态，且在开关电源的输出端出现短路或开路时对开关电源实施短路保护或开路保护的保护控制模块102。图2示出了本实用新型实施例提供的包含保护电路的开关电源的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分，详述如下:作为本实用新型一优选实施例，电压反馈模块101包括电阻R2和二极管D2，电阻R2的第一端为电压反馈模块101的输入端，电阻R2的第二端连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极为电压反馈模块101的输出端。作为本实用新型一优选实施例，保护控制模块102包括:电阻R3、电容C2及驱动控制器Ul ；电阻R3的第一端为保护控制模块102的电源端，电阻R3的第二端与电容C2的第一端及驱动控制器Ul的电源端VCC的共接点为保护控制模块102的电压检测端，驱动控制器Ul的控制信号端GATE和电流采样端CS分别为保护控制模块102的控制端和采样端，驱动控制器Ul的地端GND和电容C2的第二端的共接点为保护控制模块102的接地端。其中，驱动控制器Ul在实际应用过程中可以是型号为SM7012或SM7022的功率管驱动控制芯片。
以下结合工作原理对上述开关电源的保护电路100作进一步说明:在功率管Ql关断工作期间，驱动控制器Ul的电源端VCC的电压V。。为:Vcc — Vout+Vm-10.^2_^D2其中V。。为驱动控制器Ul的工作电压，Vtot为电感LI与滤波电容Cl的共接点的输出电压(即开关电源的输出电压)，Vm为续流二极管Dl的正向导通压降，Vd2为二极管D2的正向导通压降，Itj为驱动控制器Ul的工作电流。在功率管Ql导通工作期间，Vqut低于\c，二极管D2反向截止，由于电容C2此时起到旁路电容的作用，则驱动控制器Ul的电源端VCC的电压Vrc近似于保持不变，由此可知，驱动控制器Ul的电源端VCC的电压V。。线性地反映了 Vtot的大小。由于电阻R3(其作为启动电阻)的存在，整流桥BD输出直流电压可以为驱动控制器Ul提供启动前所需的电流，使Vrc的电压达到驱动控制器Ul的打嗝上限参考电压值，当开关电源的输出端短路时，Vott近似为零，V。。也相应地逐渐降低到驱动控制器Ul的打嗝下限参考电压值，使得驱动控制器Ul重新启动，如此循环，驱动控制器Ul进入打嗝重启状态，从而起到短路保护的作用。当开关电源的输出端开路时，由于输出电容(即滤波电容Cl)的存在，随着开路时间的加长，Vot会逐渐升高，则\c也相应地升高，等到V。。达到驱动控制器Ul内部所设定的电压阈值时，驱动控制器Ul会通过其控制信号端GATE控制功率管Ql关断，Vout便会通过驱动控制器Ul的静态功耗放电，直至V。。下降到驱动控制器Ul的打嗝下限参考电压值为止，随后驱动控制器Ul会重启，再继续上述工作过程，如此循环工作以达到实现开路保护的目的。本实用新型通过在开关电源中采用包括电压反馈模块和保护控制模块的保护电路，其结构简单、成本低且功耗小，由电压反馈模块将电感LI的输出电压反馈至保护控制模块，再由保护控制模块根据所获得的电压反馈模块反馈输出的电压判断开关电源的工作状态，且在开关电源的输出端出现短路或开路时对开关电源实施可靠的短路保护或开路保护，解决了现有技术所存在的成本高、功耗大、结构复杂且可靠性低的问题。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种开关电源的保护电路，与开关电源中的整流桥、滤波电容C3、功率管Ql、采样电阻R1、续流二极管D1、电感LI以及滤波电容Cl连接，所述电感LI与所述电容Cl的共接点为所述开关电源的输出端；其特征在于，所述保护电路包括: 输入端连接所述电感LI与所述滤波电容Cl的共接点，对所述电感LI的输出电压进行反馈输出的电压反馈模块； 电源端和电压检测端分别连接所述整流桥的输出端和所述电压反馈模块的输出端，控制端连接所述功率管Ql的栅极，采样端连接所述功率管Ql与所述采样电阻Rl的共接点，接地端连接等电势地，对所述整流桥所输出的直流电进行滤波后获得电源电压，并根据所述电压反馈模块反馈输出的电压判断所述开关电源的工作状态，且在所述开关电源的输出端出现短路或开路时对所述开关电源实施短路保护或开路保护的保护控制模块。
2.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述电压反馈模块包括电阻R2和二极管D2，所述电阻R2的第一端为所述电压反馈模块的输入端，所述电阻R2的第二端连接所述二极管D2的阳极，所述二极管D2的阴极为所述电压反馈模块的输出端。
3.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述保护控制模块包括: 电阻R3、电容C2及驱动控制器Ul ； 所述电阻R3的第一端为所述保护控制模块的电源端，所述电阻R3的第二端与所述电容C2的第一端及所述驱动控制器Ul的电源端的共接点为所述保护控制模块的电压检测端，所述驱动控制器Ul的控制信号端和电流采样端分别为所述保护控制模块的控制端和采样端，所述驱动控制器Ul的地端和电容C2的第二端的共接点为所述保护控制模块的接地端。
4.一种开关电源，其特征在于，所述开关电源包括整流桥、滤波电容C3、功率管Q1、采样电阻R1、续流二极管D1、电感L1、滤波电容Cl以及保护电路，所述保护电路与所述整流桥、所述滤波电容C3、所·述功率管Q1、所述采样电阻R1、所述续流二极管D1、所述电感LI以及所述滤波电容Cl连接，所述电感LI与所述电容Cl的共接点为所述开关电源的输出端； 所述保护电路包括: 输入端连接所述电感LI与所述滤波电容Cl的共接点，对所述电感LI的输出电压进行反馈输出的电压反馈模块； 电源端和电压检测端分别连接所述整流桥的输出端和所述电压反馈模块的输出端，控制端连接所述功率管Ql的栅极，采样端连接所述功率管Ql与所述采样电阻Rl的共接点，接地端连接等电势地，对所述整流桥所输出的直流电进行滤波后获得电源电压，并根据所述电压反馈模块反馈输出的电压判断所述开关电源的工作状态，且在所述开关电源的输出端出现短路或开路时对所述开关电源实施短路保护或开路保护的保护控制模块。
5.如权利要求4所述的开关电源，其特征在于，所述电压反馈模块包括电阻R2和二极管D2，所述电阻R2的第一端为所述电压反馈模块的输入端，所述电阻R2的第二端连接所述二极管D2的阳极，所述二极管D2的阴极为所述电压反馈模块的输出端。
6.如权利要求4所述的开关电源，其特征在于，所述保护控制模块包括: 电阻R3、电容C2及驱动控制器Ul ； 所述电阻R3的第一端为所述保护控制模块的电源端，所述电阻R3的第二端与所述电容C2的第一端及所述驱动控制器Ul的电源端的共接点为所述保护控制模块的电压检测端，所述驱动控制器Ul的控制信号端和电流采样端分别为所述保护控制模块的控制端和采样端，所述驱动控制器Ul的地端和电容C2的第二端的共接点为所述保护控制模块的接地 端。
专利摘要本实用新型提供了一种开关电源及其保护电路。一种开关电源的保护电路，与开关电源中的整流桥、滤波电容C3、功率管Q1、采样电阻R1、续流二极管D1、电感L1以及滤波电容C1连接，所述电感L1与所述电容C1的共接点为所述开关电源的输出端；所述保护电路包括电压反馈模块和保护控制模块。一种开关电源，包括上述保护电路。本实用新型结构简单、成本低且功耗小，解决了现有技术所存在的成本高、功耗大、结构复杂且可靠性低的问题。
文档编号H02H7/125GK203103926SQ201320047779
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月29日 优先权日2013年1月29日
发明者付凌云, 李照华, 林道明, 赵春波, 谢靖, 胡乔 申请人:深圳市明微电子股份有限公司