一种适用于双路不平衡负载输出的过流保护电路的制作方法

1.本发明涉及开关电源过流保护技术领域，具体涉及一种适用于双路不平衡负载输出的过流保护电路。


背景技术：

2.开关电源作为重要的电子产品供电设备，除了满足电性能指标要求外，其自身保护非常重要，过流保护电路的作用是在开关电源输出侧发生过流时，能够及时调整pwm占空比，控制开关电源的输出电压，保护自身和输出侧设备不被烧毁。现有的开关电源过流保护多采用对初级电流进行采样和监控，间接来实现对每一路输出电流的监控,这种方法结构简单,但过流保护点受输入电压变化的影响较大，同时对于双路及多路输出电源负载电流相差较大的情况下，难以实现对每一路的精确过流保护。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种适用于双路不平衡负载输出的过流保护电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种适用于双路不平衡负载输出的过流保护电路,包括dc/dc变换单元，所述dc/dc变换单元包括通过变压器t1实现的单端正激双路输出电路，所述单端正激双路输出电路包括分别串联有电感l1和l2的主路输出电路和辅路输出电路，所述过流保护电路包括主路采集及运算放大电路、辅路采集及运算放大电路和反馈控制电路，所述主路采集及运算放大电路和辅路采集及运算放大电路的输入端分别与所述主路输出电路和辅路输出电路的输出端连接，所述反馈控制电路分别将主路采集及运算放大电路和辅路采集及运算放大电路的输出端通过二极管隔离后并联接入pwm控制器。
6.作为本发明进一步的方案：所述变压器t1包括一原边绕组np及两副边绕组ns1、ns2，且所述变压器t1初级线圈所述变压器t1次级线圈的绕向结构相同。
7.作为本发明进一步的方案：所述主路采集及运算放大电路包括主路电流采样电路和主路运算放大电路，所述主路电流采样电路的输出端和主路运算放大电路的输入端连接；所述辅路采集及运算放大电路包括辅路电流采样电路和辅路运算放大电路，所述辅路电流采样电路的输出端和辅路运算放大电路的输入端连接。
8.作为本发明进一步的方案：所述反馈控制电路分别将主路运算放大电路和辅路运算放大电路的输出端通过二极管隔离后并联接入pwm控制器。
9.作为本发明进一步的方案：所述主路电流采样电路包括电流互感器l3，二极管d5，电阻r3、r4、r5，电容c3，所述电流互感器l3为穿心式，所述电流互感器l3进线方向的一端与二极管d5的阳极连接，所述电流互感器l3出线方向的一端与输出地连接，所述电阻r4的一端与二极管d5的阴极连接，其另一端与输出地连接，所述电阻r5的一端接二极管d5的阳极，另一端连接输出地，所述电容c3一端与输出地连接，另一端经过电阻r3后与二极管d5的阴
极连接。
10.作为本发明进一步的方案：所述主路运算放大电路包括运算放大器n1，稳压管二极管d6，电阻r6、r7、r8、r9、r10，电容c4，所述稳压二极管d6的阳极接地，其阴极经电阻r7接运算放大器n1的供电电压vcc、并经电阻r8与r9分压后与运算放大器n1的同相输入端连接；所述运算放大器n1的反相输入端经过电阻r10后与r3和c3连接；所述运算放大器n1的反相输入端经串联的电阻r6和电容c4与其输出端连接。
11.作为本发明进一步的方案：所述辅路运算放大电路包括运算放大器n2，稳压管二极管d7，电阻r13，r14，r15，电容c5，所述的稳压二极管d7的阴极经电阻r13与r14分压后与运算放大器n2的同相输入端连接；所述的运算放大器n2的反相输入端经串联的电阻r15和电容c5与其输出端相连。
12.作为本发明进一步的方案：所述辅路电流采样电路包括采样电阻rs，电阻r11、r12、r16，所述电阻rs的一端接的电感l2的一端、并经过电阻r16与运算放大器n2的反相输入端连接，其另一端与输出地连接，所述稳压二极管d7的阳极接输出地，其阴极经电阻r12接运算放大器n2的供电电压vcc、并经电阻r11与运算放大器n2反相输入端连接。
13.作为本发明进一步的方案：所述反馈控制电路包括二极管d8、d9，所述二极管d8阴极与放大器n1输出端连接，所述二极管d9阴极与放大器n2输出端连接，二极管d8和二极管d9的阳极并联连接后反馈至pwm控制器。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所述的一种适用于双路不平衡负载输出的过流保护电路，利用主路电流采样电路的电流互感器和辅路电流采样电路采样电阻对输出大电流和输出小电流的主路供电电路和主路供电电路采用不同的采样电路，不仅能够精确采样，同时能够降低功率损耗。主路和辅路的运算放大器并联连接，分别对采样的输出电流信号进行比较运算，通过反馈控制电路的二极管隔离后反馈至pwm控制器，实现任意一路出现过流情况，电路进入过流保护状态，待过流状态解除后自动恢复至正常工作状态，非常适用于双路不平衡负载输出电路的过流保护。
附图说明
15.图1为本发明的电路原理图。
16.图中：1-dc/dc变换单元、2-主路采集及运算放大电路、3-辅路采集及运算放大电路、4-反馈控制电路。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.请参阅图1，本发明实施例中，一种适用于双路不平衡负载输出的过流保护电路,,包括dc/dc变换单元1，包括dc/dc变换单元1，所述dc/dc变换单元1包括通过变压器t1实现的单端正激双路输出电路，所述单端正激双路输出电路包括分别串联有电感l1和l2的主路输出电路和辅路输出电路，所述过流保护电路包括主路采集及运算放大电路2、辅路采集及
运算放大电路3和反馈控制电路4，所述主路采集及运算放大电路2和辅路采集及运算放大电路3的输入端分别与所述主路输出电路和辅路输出电路的输出端连接，所述反馈控制电路4分别将主路采集及运算放大电路2和辅路采集及运算放大电路3的输出端通过二极管隔离后并联接入pwm控制器。所述变压器t1包括一原边绕组np及两副边绕组ns1、ns2，且所述变压器t1初级线圈所述变压器t1次级线圈的绕向结构相同。主路采集及运算放大电路2包括主路电流采样电路和主路运算放大电路，所述主路电流采样电路的输出端和主路运算放大电路的输入端连接；所述辅路采集及运算放大电路3包括辅路电流采样电路和辅路运算放大电路，所述辅路电流采样电路的输出端和辅路运算放大电路的输入端连接。
19.主路电流采样电路包括电流互感器l3，二极管d5，电阻r3、r4、r5，电容c3，所述电流互感器l3为穿心式，所述电流互感器l3进线方向的一端与二极管d5的阳极连接，所述电流互感器l3出线方向的一端与输出地连接，所述电阻r4的一端与二极管d5的阴极连接，其另一端与输出地连接，所述电阻r5的一端接二极管d5的阳极，另一端连接输出地，，所述电容c3一端与输出地连接，另一端经过电阻r3后与二极管d5的阴极连接；主路运算放大电路包括运算放大器n1，稳压管二极管d6，电阻r6、r7、r8、r9、r10，电容c4，所述稳压二极管d6的阳极接地，其阴极经电阻r7接运算放大器n1的供电电压vcc、并经电阻r8与r9分压后与运算放大器n1的同相输入端连接；所述运算放大器n1的反相输入端经过电阻r10后与r3和c3连接；所述运算放大器n1的反相输入端经串联的电阻r6和电容c4与其输出端连接。
20.辅路运算放大电路包括运算放大器n2，稳压管二极管d7，电阻r13，r14，r15，电容c5，所述的稳压二极管d7的阴极经电阻r13与r14分压后与运算放大器n2的同相输入端连接；所述的运算放大器n2的反相输入端经串联的电阻r15和电容c5与其输出端相连；辅路电流采样电路包括采样电阻rs，电阻r11、r12、r16，所述电阻rs的一端接的电感l2的一端、并经过电阻r16与运算放大器n2的反相输入端连接，其另一端与输出地连接，所述稳压二极管d7的阳极接输出地，其阴极经电阻r12接运算放大器n2的供电电压vcc、并经电阻r11与运算放大器n2反相输入端连接。
21.反馈控制电路包括二极管d8、d9，所述二极管d8阴极与放大器n1输出端连接，所述二极管d9阴极与放大器n2输出端连接，二极管d8和二极管d9的阳极并联连接后反馈至pwm控制器。
22.本发明在主路输出电路电流较大的情况下，利用采样电阻采样会造成电阻上的功耗过大，降低了开关电源的整体效率。因此本发明采用了穿心式电流互感器l3对主路输出电路电流进行采样，将输出侧交流电路中的大电流转换为一定比例的小电流，经二级管d5和r4转换成电压信号，电阻r3和电容c3整流滤波后转换为直流电压信号，并接入运算放大器n1的反相输入端，为防止电流互感器l3磁芯饱和采用电阻r5进行磁复位，稳压二级管d6经过电阻r8、r9分压后作为主路过流保护的基准电压并接入运算放大器n1的同相输入端，电阻r6和电容c4构成补偿网络来保持运算放大器n1工作的稳定性。主路正常负载情况下运算放大器n1的反相输入端电压小于同相输入端，运算放大器n1输出高电平，二极管d8截止，电路正常工作；当主路输出电路的电流过载时，运算放大器n1的反相输入端电压大于同相输入端电压，运算放大器n1输出低电平，二极管d8导通，电路进入过流保护状态。
23.在辅路输出电路输出电流较小的情况下，采用采样电阻对辅路输出电路的电流进行采样，该电路结构简单，易于设计。因此本发明中采用了电阻rs对辅路输出电路的电流进
行采样，与稳压二极管d7和电阻r16、r11构成的直流偏置电压叠加后接入运算放大器n2的反相输入端，二级管d7经过电阻r13、r14分压后作为主路过流保护的基准电压接入运算放大器n2的同相输入端，电阻r15和电容c5构成补偿网络来保持运算放大器n2工作的稳定性。正常工作情况下运算放大器n2的反向输入端电压小于同相输入端电压，运算放大器n2输出高电平，二极管d9截止，电路正常工作；当辅路输出电流过载时，运算放大器n2的反相输入端电压大于同相输入端电压，运算放大器n2输出低电平，二极管d9导通，电路进入过流保护状态。
24.主路和辅路的运算放大电路通过二极管d8和d9隔离后并联接入pwm控制器，通过二极管隔离后，两路保护电路彼此隔离，不相互影响。当两路均正常负载工作，运算放大器n1和n2均输出高电平，输出信号被二极管d8和d9截止，电路正常工作；当任意一路出现过载现象时，其运算放大器输出低电平，对应的二极管导通，将输出的误差信号反馈至pwm控制器，实现过流保护功能，当过载现象解除后，自动恢复至正常工作状态。
25.虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
26.故以上所述仅为本技术的较佳实施例，并非用来限定本技术的实施范围；即凡依本技术的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本技术权利要求的保护范围。