本實用新型屬于航空電子技術領域,具體涉及一種通用開關電源短路保護電路。
背景技術:
開關電源是電子產品不可或缺的一部分,而開關電源因其具有體積小、重量輕、效率高等特點,更是被廣泛應用于軍事、工業(yè)、民用等領域的各種電子設備中。開關電源一般由用于脈寬調制的控制集成芯片(簡稱IC)、場效應管、功率二極管、變壓器等元器件構成。在開關電源的負載出現(xiàn)故障時,輸出電流會增大,甚至會導致輸出端短路,若不及時關斷開關電源,導致電流過大,燒壞元器件。因此短路保護功能是開關電源重要的功能之一。傳統(tǒng)短路保護電路如圖1所示,一般采用檢測光耦輸出端電壓,當開關電源輸出短路時,光耦5腳電壓增大,使M1導通,將三極管Q1基極電壓拉低,三極管Q1關斷,IC芯片不工作,從而實現(xiàn)短路保護。開關電源輸出恢復正常后,光耦5腳電壓減小,M1斷開,三極管Q1基極電壓增大,三極管Q1導通,IC芯片工作正常。從而實現(xiàn)短路恢復。這種短路保護電路短路保護待機電流大,電阻R2耗能較多,不僅增加了不必要的功耗,而且檢測副邊輸出端電壓,電路復雜,可靠性較低。
技術實現(xiàn)要素:
發(fā)明目的:為了解決上述問題,本實用新型提出了一種基于比較器的通用開關短路保護電路,在開關電源輸出短路的情況下對整個開關電源進行保護,在開關電源輸出恢復正常后,開關電源又可以自動回復正常工作。
技術方案:一種通用開關電源保護電路,包括由第一電壓檢測模塊和第二電壓檢測模塊組成的電壓檢測模塊,由第一電壓比較模塊和第二電壓比較模塊組成的電壓比較模塊,還包括延時保持模塊;所述第一電壓檢測模塊的輸入端檢測通用開關電源上的IC芯片誤差放大腳電壓,輸出端連接到第一電壓比較模塊的輸入正端;第二電壓檢測模塊的輸入端檢測參考電壓,輸出端連接到第二電壓比較模塊的輸入正端;第一電壓比較模塊的輸入負端和通用開關電源上的IC芯片基準電壓腳連接,輸出端與延時保持模塊的輸入端連接,延時保持模塊的輸出端連接到第二電壓比較模塊的輸入負端,第二電壓比較模塊輸入正端與第二電壓檢測模塊連接,第二電壓比較模塊輸出端與通用開關電源上的IC芯片的誤差放大腳連接。
所述第一電壓檢測模塊和第二電壓檢測模塊由分壓電阻組成。
所述第一電壓比較模塊和第二電壓比較模塊由比較器組成,根據所述電壓檢測模塊輸出電壓大小比較得出結果。
所述延時保持模塊由充放電電容和放電電阻組成,延時保持模塊輸入為高電平時,電容充電,輸出高電平;延時保持模塊輸入為低電平時,電容通過放電電阻放電。
有益效果:本實用新型能夠對開關電源進行間歇保護,不僅保證了開關電源在短路情況下的安全,還可以保證開關電源在輸出短路結束后可以快速的回復正常工作,而且電路檢測IC芯片引腳電壓來判斷是否短路,電路簡單,可靠性高;短路保護待機電流小,耗能少,效率高;多路輸出時,只需檢測IC芯片引腳電壓即可實現(xiàn)短路保護,不需要每一路重復增加電路,減少了元器件數量,降低了設計難度,降低了成本,提高了可靠性。
附圖說明
圖1為現(xiàn)有技術電路圖
圖2為本實用新型電路框圖
圖3為本實用新型具體實施方式電路圖
具體實施方式
下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述,請參閱圖1至圖3。
如圖1所示為現(xiàn)有技術電路圖?,F(xiàn)有技術一般采用檢測光耦輸出端電壓,當開關電源輸出短路時,光耦5腳電壓增大,使M1導通,將三極管Q1基極電壓拉低,三極管Q1關斷,IC芯片不工作,從而實現(xiàn)短路保護。開關電源輸出恢復正常后,光耦5腳電壓減小,M1斷開,三極管Q1基極電壓增大,三極管Q1導通,IC芯片工作正常。從而實現(xiàn)短路恢復。這種短路保護電路短路保護待機電流大,電阻R2耗能較多,不僅增加了不必要的功耗,而且檢測副邊輸出端電壓,電路復雜,可靠性較低。
如圖2所示為本實用新型電路框圖。本實用新型通過檢測開關電源中IC芯片誤差放大腳的電壓,開關電源中IC芯片的誤差放大腳與開關電源中反饋電路的光耦輸出腳相連,當開關電源輸出短路時,光耦輸出電壓增大,誤差放大腳的電壓增大。該電壓通過比較器與基準電壓、參考電壓比較后輸出一個低電平,該低電平將誤差放大腳電壓拉低,從而實現(xiàn)短路保護。
具體方案為:一種通用開關電源保護電路,包括由第一電壓檢測模塊和第二電壓檢測模塊組成的電壓檢測模塊,由第一電壓比較模塊和第二電壓比較模塊組成的電壓比較模塊,還包括延時保持模塊;所述第一電壓檢測模塊的輸入端檢測通用開關電源上的IC芯片誤差放大腳電壓,輸出端連接到第一電壓比較模塊的輸入正端;第二電壓檢測模塊的輸入端檢測參考電壓,輸出端連接到第二電壓比較模塊的輸入正端;第一電壓比較模塊的輸入負端和通用開關電源上的IC芯片基準電壓腳連接,輸出端與延時保持模塊的輸入端連接,延時保持模塊的輸出端連接到第二電壓比較模塊的輸入負端,第二電壓比較模塊輸入正端與第二電壓檢測模塊連接,第二電壓比較模塊輸出端與通用開關電源上的IC芯片的誤差放大腳連接。
所述第一電壓檢測模塊和第二電壓檢測模塊由分壓電阻組成。
所述第一電壓比較模塊和第二電壓比較模塊由比較器組成,根據所述電壓檢測模塊輸出電壓大小比較得出結果。
所述延時保持模塊由充放電電容和放電電阻組成,延時保持模塊輸入為高電平時,電容充電,輸出高電平;延時保持模塊輸入為低電平時,電容通過放電電阻放電。
本實用新型工作時,當開關電源輸出短路時,可以使開關電源IC芯片停止工作,保護開關電源器件免受損壞,當開關電源輸出短路結束后,開關電源IC芯片可以快速啟動,開關電源回復正常工作。電路檢測IC芯片引腳電壓來判斷是否短路,電路簡單,可靠性高。
如圖3所示為本實用新型具體實施方式電路圖。檢測IC芯片誤差放大腳電壓,假設經分壓電阻R4和R5分壓后電壓為V1,IC芯片基準電壓腳電壓為V2,開關電源正常工作時,V2>V1,所以第一電壓比較模塊的輸出電壓V3為低電平。由于V3為低電平,則延時保持模塊輸出電壓V4也是低電平,參考電壓ref經分壓電阻R1和R2分壓后得V5。由于V5>V4,所以第二電壓比較模塊的輸出電壓V6為高電平。
當開關電源輸出短路時,IC芯片誤差放大腳電壓增大,使V1>V2,則V3為高電平。高電平V3通過電阻R6向電容C1充電,V4值增大,直到V4>V5時,V6從高電平變?yōu)榈碗娖?。V6為低電平,將IC芯片誤差放大腳的電壓拉低,使IC芯片停止工作。
由于誤差放大腳電壓為低電平,則V1<V2,V3變?yōu)榈碗娖剑娙軨1開始通過電阻R3放電,當釋放到V5>V4時,V6變?yōu)楦唠娖?,誤差放大腳電壓回復,若此時輸出仍處于短路狀態(tài),則短路保護電路繼續(xù)工作,將誤差放大腳電壓重新拉低。
本實用新型能夠對開關電源進行間歇保護,不僅保證了開關電源在短路情況下的安全,還可以保證開關電源在輸出短路結束后可以快速的回復正常工作,而且電路檢測IC芯片引腳電壓來判斷是否短路,電路簡單,可靠性高;短路保護待機電流小,耗能少,效率高;多路輸出時,只需檢測IC芯片引腳電壓即可實現(xiàn)短路保護,不需要每一路重復增加電路,減少了元器件數量,降低了設計難度,降低了成本,提高了可靠性。