本发明属于电力电子技术领域，主要涉及一种低功耗短路保护电路。
背景技术：
直流-直流变换器扮演着将一次母线电压变换为二次电压的角色，是航天器内部能量使用者和有效载荷能量提供者的接口单元，其性能和可靠性直接关系到航天器的安全运行。直流-直流变换器作为功率处理单元，是系统可靠性设计的薄弱环节，其中，过流和短路是两种常见的异常工作模式。当直流-直流变换器工作在过流或短路状态时，若不能及时正确处理，不仅会导致直流-直流变换器自身受损，还会危及变换器的前级或后级电路。
目前国内外使用的直流-直流变换器均存在短路功耗大、过流保护点不精切的缺点，interpiont和ir公司的厚膜变换器的短路功耗在1.2w～30w之间(输出功率不同，短路功耗有差异)，国内产品的短路功耗比国外产品稍低一些，但都超过1w。因此，对可靠性要求极高的航天系统中，采用具有高精度、低功耗过流/短路保护电路的直流-直流变换器，有利于提高系统可靠性。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种低功耗短路保护电路，在实现短路保护的同时具备低功耗的特点。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：一种低功耗短路保护电路，包括功率转换部分a和保护电路部分b；其中功率转换部分包括脉宽调制器pwm、金氧半场效晶体管mosfet以及功率变压器t1。
脉宽调制器pwm的参考电压端vref接收输入的参考电压、电压采样端vfb接收输入的电压采样值，依据参考电压对输入的电压采样值进行脉宽调制后，输出宽度可调的方波电压至mosfet。
金氧半场效晶体管mosfet在方波电压的驱动下，处于开关状态，其中在方波电压的高电平时状态为开，在方波电压的低电平时状态为关。
功率变压器t1接收mosfet在开状态下的输出电压，对该输出电压进行功率和电压的转换，得到最终的输出电压。
保护电路b包括电流互感器t2、整流管v4、滤波电容c2、三极管v6、稳压管v5以及第五电阻r5、第七电阻r7；其中t2的初级与t1的次级输出端串联，t2的次级的同名端记为pp端、异名端为pm端，pp端连接整流管v4的阳极，v4的阴极分别连接滤波电容c2的正极和稳压管v5的阴极，c2的负极连接pm端，v5的阳极通过第六电阻r6连接三极管v6的基极，v6的集电极连接至pwm的参考电压端即vref端口，v6的发射级与pwm的vfb端口、c2的负极以及pm端均相连；第五电阻r5并联在t2的次级，作为t2的负载电阻；第七电阻r7连接在v6的基极和发射级之间。
进一步地，稳压管v5为雪崩击穿管，其温度系数为正温度系数。
进一步地，pwm为uc3845、uc3825、uc3525或者uc1846。
进一步地，保护电路b中还包括第六电阻r6，第六电阻r6连接在v6的基极和v5的正极之间，作为限流电阻。
进一步地，脉宽调制器pwm、金氧半场效晶体管mosfet以及功率变压器t1的连接关系为：pwm中电源端口vcc和设定电压端口vc端直接相连后再通过第一电阻r1接至外部电源vin，pwm的输出端口通过第二电阻r2连接mosfet的栅极、mosfet的源级连接电源地ving，mosfet的栅极和源级之间连接第四电阻r4，mosfet的漏级接t1的初级异名端，t1的初级同名端接外部电源vin；t1的次级同名端连接第一二极管v2的阳极，第一二极管v2的阴极连接第二二极管v3的阴极，第二二极管v3的阴极通过电感l1连接至滤波电容c1的正极，第三电阻r3与c1并联，c1负极连接二极管v3的阴极并引出引脚b+，t1的次级异名端引出引脚b－；其中b+和b－作为t1的次级的输出端与t2的初级串联。
有益效果：
1、本发明脉宽调制器pwm电路输出宽度可调的方波驱动三极管的导通和关断时间，通过变压器进行隔离和功率变换后实现输出稳压。电流互感器对输出脉冲电流进行采样，并将电流信号变换成电压信号控制三极管，三极管将电压信号放大后控制脉宽调制器的电压采样端vfb，从而使脉宽调制器输出脉冲变窄，变换器输出电压下降，功耗变小。传统电路中采用射极跟随器的形式进行短路保护，本发明中三极管v6通过其外围电路设计，使其处于高增益放大状态。通过r6阻值设置，调整v6的放大倍数，放大倍数越大，短路功耗越小，经实验验证，可以达到0.9w以下的短路功耗。
2、当短路消除，本发明电路自动恢复速度较快，传统电路采用射极跟随器的形式，采用较大的rc值，导致短路状态解除后恢复时间较长，本发明中三极管v6处于高增益放大状态，采用较小的rc值即可实现，短路消除后，电路可以很快恢复到正常工作状态。
3、本发明中稳压管v5为温度补偿稳压管，应选用大于6v的雪崩击穿管，其温度系数应为正温度系数，用以补偿整流管v4和v6的温度漂移。从而使得本电路温度漂移小，保护精确。
4、本发明电路简单成本低。
5、电流互感器隔离采样，适用于pwm置于初级和次级两种电路；
6、适用于uc3845系列、uc3825、uc3525和uc1846等各种基于pwm调制的芯片。
附图说明
图1为本发明的组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
一种低功耗短路保护电路，包括功率转换部分a和保护电路部分b；其中功率转换部分包括脉宽调制器pwm、金氧半场效晶体管mosfet以及功率变压器t1；其中pwm输出方波驱动mosfet导通，使得mosfet处于开关状态，由并由t1进行功率和电压的转换，得到输出电压。
脉宽调制器pwm的参考电压端vref接收输入的参考电压、电压采样端vfb接收输入的电压采样值，依据参考电压对输入的电压采样值进行脉宽调制后，输出宽度可调的方波电压至mosfet。
金氧半场效晶体管mosfet在方波电压的驱动下，处于开关状态，其中在方波电压的高电平时状态为开，在方波电压的低电平时状态为关。
功率变压器t1接收mosfet在开状态下的输出电压，对该输出电压进行功率和电压的转换，得到最终的输出电压。
保护电路b包括电流互感器t2、整流管v4、滤波电容c2、三极管v6、稳压管v5以及第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7；其中t2的初级与t1的次级输出端串联，t2的次级同名端记为pp端、异名端为pm端，pp端连接整流管v4的阳极，v4的负极分别连接滤波电容c2的正极和稳压管v5的阴极，c2的负极连接pm端，v5的阳极通过第六电阻r6连接三极管v6的基极，v6的集电极连接至pwm的参考电压端即vref端口，v6的发射级与pwm的vfb端口、c2的负极以及pm端均相连；第五电阻r5并联在t2的次级，作为t2的负载电阻；第六电阻连接在v6的基极和v5的正极之间，作为限流电阻；第七电阻r7连接在v6的基极和发射级之间。
本实施例中，稳压管v5为雪崩击穿管，其温度系数为正温度系数。
本实施例中，pwm为uc3845、uc3825、uc3525或者uc1846均可。
本实施例中，脉宽调制器pwm、金氧半场效晶体管mosfet以及功率变压器t1的连接关系为：pwm中电源端口vcc和设定电压端口vc端直接相连后再通过第一电阻r1接至外部电源vin，pwm的输出端口通过第二电阻r2连接mosfet的栅极、mosfet的源级连接电源地ving，mosfet的栅极和源级之间连接第四电阻r4，mosfet的漏级接t1的初级异名端，t1的初级同名端接外部电源vin；t1的次级同名端连接第一二极管v2的阳极，第一二极管v2的阴极连接第二二极管v3的阴极，第二二极管v3的阴极通过电感l1连接至滤波电容c1的正极，第三电阻r3与c1并联，c1负极连接二极管v3的阴极并引出引脚b+，t1的次级异名端引出引脚b－；其中b+和b－分别作为t1的次级输出端与t2的初级串联。
下面对本发明电路的功能进行描述：
参考图1，功率转换部分(a)中：脉宽调制器工作时，输出方波，驱动mosfet导通，使mos管工作于开关状态。变压器完成电压和功率的转换，当负载和输入电压发生变化时，输出电压也会发生变化。此时采样电路将输出电压的变化反馈到pwm的反向输入端，pwm会根据输出电压的变化改变输出脉冲宽度，进而稳定输出电压。
电流互感器t2的初级与功率变压器t1的次级串联，在开关管mosfet导通时次级产生感应电压，感应电压通过二极管v4整流，由电容c2滤波后驱动三极管v6，三极管将放大后的电流信号反馈到pwm时的反向输入端vfb，使反向输入端的电压升高，pwm的输出脉冲变窄，从而使变换器输出电压减小功率降低。
参考图1，保护电路(b)中，电阻r5为电流互感器的负载电阻，r6为三极管基极的限流电阻，稳压管v5为温度补偿稳压管，应选用大于6v的雪崩击穿管，其温度系数应为正温度系数，用以补偿整流管v4和v6的温度漂移。
传统电路中采用射极跟随器的形式，本发明中三极管v6通过其外围电路设计，使其处于高增益放大状态。通过r6阻值设置，调整v6的放大倍数，放大倍数越大，短路功耗越小，经实验验证，可以达到0.9w以下的短路功耗。
综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。