一種高精度過流檢測電路及穩(wěn)壓電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高精度過流檢測電路和一種包含該過流檢測電路的穩(wěn)壓電源，利用該過流檢測電路檢測到電源輸出過流后，反饋到穩(wěn)壓電源的控制端，由控制端控制輸出合適的輸出功率，對穩(wěn)壓電源進(jìn)行過流保護(hù)。本發(fā)明的電路簡單，成本低，且精度高。
【專利說明】一種高精度過流檢測電路及穩(wěn)壓電源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及輸出電路的過流檢測領(lǐng)域，特別涉及一種檢測輸出電路的電流的高精 度過流檢測電路及具有過流保護(hù)的穩(wěn)壓電源。

【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的開關(guān)電源如圖1所示，市電或者其它交流電源如發(fā)電機(jī)輸出的交流電流通 過電磁干擾抑制電路后，經(jīng)過整流濾波電路，變壓器轉(zhuǎn)換電路，輸出整流濾波電路輸出直 流，變壓器轉(zhuǎn)換電路通過開關(guān)控制電路控制開關(guān)電流的輸出功率，當(dāng)開關(guān)電流輸出電流超 過要求時，PWM發(fā)生器的檢測電路檢測檢測串在開關(guān)管Q1的源極上電阻R11，R12的電流達(dá) 到設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)時，控制PWM輸出信號的PWM信號占空比，從而通過限制開關(guān)管Q1導(dǎo)通時間，而 限制電源的輸出電流。
[0003] 上述傳統(tǒng)的過流保護(hù)電路存在以下缺陷： 1)因為全電壓范圍輸入90-264Vac，由于高低壓輸入電流不一樣，使得過流保護(hù)點不一 致，差別較大。
[0004] 2)由于變壓器漏感的存在，取樣電阻R11、R12及PWM的控制I⑶1的誤差，以及器 件的溫度特性在相同輸入電壓的情況下過流點的精度也會產(chǎn)生變化不一致。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提出一種輸出信號的高精度的輸出電流檢測電路，當(dāng)檢測到輸出 電路的輸出電流過流后，產(chǎn)生控制信號，并將該過流檢測電路設(shè)置在開關(guān)電源中，檢測到當(dāng) 開關(guān)電源由于短路或者其它原因輸出的電流超過設(shè)定的電流大小后，產(chǎn)生控制信號反饋到 PWM控制器，通過限制輸出的PWM信號的占空比而限制電流的輸出電流，對電流進(jìn)行過流保 護(hù)。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種高精度的過流檢測電路，設(shè)置在輸出電路的輸出端之 間，檢測輸出電路的輸出電流超過設(shè)定值時產(chǎn)生過流信號；包括串接在輸出電路輸出端的 過流采樣電阻R23,還包括一個三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U4、分壓電阻R21、分壓電阻R22、過 流信號輸出開關(guān)；所述的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U4的陽極和陰極的并聯(lián)在所述的輸出電 路的輸出端之間，三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U4的陽極接所述的過流采樣電阻R23的采集端； 所述的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U4的參考端與陰極短接；所述的分壓電阻R21與分壓電阻 R22串連，所述的分壓電阻R22的另一端接所述的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U4的參考端，所述 的分壓電阻R21的另一端接地；所述的分壓電阻R21與分壓電阻R22之間接所述的過流信 號輸出開關(guān)的控制端。
[0007] 本發(fā)明由于采用了一個三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U4將過流采樣電阻R23輸出的信 號轉(zhuǎn)換成過流信號輸出開關(guān)的控制電壓，因為三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U4具有高精度的參 考端輸出電壓，因此，只需要選擇好分壓電阻R21與分壓電阻R22,在過流采樣電阻R23輸出 的信號達(dá)到過流時的值后，就可以控制過流信號輸出開關(guān)閉合，是一種非常高精度的過流 檢測電路，且該電路本身成本很低。通過調(diào)整好分壓電阻R21與分壓電阻R22的值，在過流 采樣電阻R23輸出的信號非常小時，也能很好地產(chǎn)生過流信號，因此，功耗非常小。
[0008] 本發(fā)明的優(yōu)選方案中，還包括分壓電阻R20,所述的分壓電阻R20與所述的三端可 調(diào)分流基準(zhǔn)電源U4串連以后，串接在所述的輸出電路的輸出端之間。過流信號輸出開關(guān)可 為三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U5,三極管Q2,或者場效應(yīng)管。
[0009] 本發(fā)明還提供一種采用上述的過流檢測電路檢測電源的輸出電流，在電源的輸出 電流大于設(shè)定值時產(chǎn)生過流信號，反饋到控制電路中，控制輸出電流在設(shè)定區(qū)域的穩(wěn)壓電 源，該穩(wěn)壓電源包括輸入整流濾波電路、變壓器轉(zhuǎn)換電路、輸出整流濾波電路和開關(guān)控制電 路，所述的輸入整流濾波電路的輸入端接交流電，輸出端接變壓器轉(zhuǎn)換電路的次級端，輸出 整流濾波電路輸出穩(wěn)壓電源，所述的開關(guān)控制電路控制所述的變壓器轉(zhuǎn)換電路的輸出功 率；還包括過流檢測電路，所述的過流檢測電路檢測所述的輸出整流濾波電路的輸出電流， 當(dāng)輸出整流濾波電路的輸出電流超過設(shè)定值時，產(chǎn)生過流信號輸入到所述的開關(guān)控制電 路；這里的過流檢測電路為上述的過流檢測電路，當(dāng)該過流檢測電路檢測到穩(wěn)壓電源的輸 出電流大于設(shè)定值時，產(chǎn)生控制信號控制變壓器輸出功率，以保證安全。
[0010] 本發(fā)明的穩(wěn)壓電源由于采用了一個高精度的電流檢測電路，當(dāng)該過流檢測電路檢 測到輸出整流濾波電路的輸出端的電流大于約定值時，反饋給控制電路讓控制電路控制變 壓器輸出功率，以保證安全。
[0011] 本發(fā)明的穩(wěn)壓電源的優(yōu)選方案中，在交流電源輸入與輸入整流濾波電路之間還設(shè) 置有電磁干擾抑制電路。
[0012] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作較為詳細(xì)的描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為目前穩(wěn)壓電源電路原理圖。
[0014] 圖2為本發(fā)明實施例1的過流檢測電路原理圖。
[0015] 圖3為本發(fā)明實施例2的過流檢測電路原理圖。
[0016] 圖4為本發(fā)明的穩(wěn)壓電源原理框圖。
[0017] 圖5為本發(fā)明實施例1的的穩(wěn)壓電源電路原理圖（一）。
[0018] 圖6為本發(fā)明實施例1的的穩(wěn)壓電源電路原理圖（二）。
[0019] 圖7為本發(fā)明實施例2的的穩(wěn)壓電源電路原理圖（一）。
[0020] 圖8為本發(fā)明實施例2的的穩(wěn)壓電源電路原理圖（二）。
[0021] 圖9為TL431A的符號。

【具體實施方式】
[0022] 實施例1，本實施例是一種穩(wěn)壓電源，這種穩(wěn)壓電源米用了一種如圖2所不的對穩(wěn) 壓電源輸出進(jìn)行過流檢測的高精度的過流檢測電路，通過這個高精度的過流檢測電路檢測 到穩(wěn)壓電源的輸出電流超過設(shè)定電流（過流）時，穩(wěn)壓電源的控制電路關(guān)閉輸出或者限制 輸出功率，以保證安全。本實施例的過流檢測電路如圖2所示，主要用來檢測輸出電路的電 流的，輸出電路不限于電源，也可以是其它輸出電路，如輸出直流信號的信號源或者其它輸 出直流信號的輸出端產(chǎn)品，用來檢測輸出端的輸出電流，當(dāng)這樣的輸出端輸出電流大于設(shè) 定值時，產(chǎn)生一個信號反映該電路由于短路或者其它原因輸出電流大于設(shè)定值，而該電路 的控制部分根據(jù)該信號進(jìn)行應(yīng)對，如切斷輸入電源或者減少輸出功率等。
[0023] 如圖2、4、5、6所不，本實施例的穩(wěn)壓電源，包括輸入和電磁干擾抑制電路、輸入整 流濾波電路、變壓器轉(zhuǎn)換電路、輸出整流濾波電路和開關(guān)控制電路、過流檢測電路、電壓環(huán) 路反饋電路。輸入交流電通過通過保險絲和由VR1組成的電磁干擾抑制電路輸入整流濾波 電路的輸入端，輸入整流濾波電路是相對于輸出整流濾波電路的，該整流濾波電路是目前 使用較頻繁的一種整流濾波電路，其中整流電路是由BD1整流電橋?qū)崿F(xiàn)整流的，濾波電路 是一種由電容C1、電容C2和電感LG1組成的" π "型濾波器。輸入整流濾波電路所產(chǎn)生的 直流電的電壓還是交流電的電壓大小，輸出端接變壓器轉(zhuǎn)換電路的次級端，通過變壓器轉(zhuǎn) 換電路將輸出電壓調(diào)整到合適的電壓，變壓器轉(zhuǎn)換電路在開關(guān)控制電路控制下輸出合適的 輸出功率，本實施例采用PWM信號控制一個開關(guān)管Q1，PWM信號的占空比控制輸出功率。變 壓器轉(zhuǎn)換電路的次級接輸出整流濾波電路，輸出穩(wěn)定的電壓。過流檢測電路檢測輸出整流 濾波電路的輸出電流，當(dāng)輸出整流濾波電路的輸出電流超過設(shè)定值時，產(chǎn)生過流信號通過 光奉禹U2反饋到開關(guān)控制電路。本實施例中的過流檢測電路是一種1?精度的過流檢測電路， 如圖2所示，包括串接在輸出整流濾波電路的輸出負(fù)極的過流采樣電阻R23、一個三端可調(diào) 分流基準(zhǔn)電源U4、分壓電阻R21、分壓電阻R22、一個三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U5 ;三端可調(diào)分 流基準(zhǔn)電源U4的陰極接輸出整流濾波電路的正極，三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U4的陽極接過 流采樣電阻R23的采集端；如圖5、6所示，過流采樣電阻R23的采集端位于輸出整流濾波 電路的輸出端，三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U4的參考端與陰極短接，分壓電阻R21與分壓電阻 R22串連，分壓電阻R22的另一端接三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U4的參考端，分壓電阻R21的另 一端接地；此時，在分壓電阻R21與分壓電阻R22之間輸出一個穩(wěn)定的輸出電壓，本實施例 中采用的型號為TL431，參考端輸出的電壓穩(wěn)定在2. 5V，這樣，通過分壓電阻R21與分壓電 阻R22分壓，輸出過流采樣電阻R23的采集端的電壓加上分壓電阻R22上的電壓，輸出到三 端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U5的參考端，當(dāng)三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U5的參考端的電壓達(dá)到觸發(fā) 電壓后，三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U5的陽極和陰極導(dǎo)通，這樣在輸出整流濾波電路正極、光 耦U2的輸入端陽極、光耦U2的輸入端陰極與地之間形成一個回路，將輸出整流濾波電路輸 出電流過流的信號反饋到開關(guān)控制電路，控制產(chǎn)生合適的PWM信號控制開關(guān)管Q1的開關(guān)時 間，以保證安全。
[0024] 本實施例中采用的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U4和三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U5的型號 都為：TL431A,如圖9所示，其中，A為陽極、K為陰極、R為參考極。
[0025] 實施例2如圖3、4、7、8所示，該實施例與實施例1相似，主要差別在高精度過流保 護(hù)電路，該實施例中的過流保護(hù)電路采用一個NPN三極管Q2代替實施例1中的三端可調(diào)分 流基準(zhǔn)電源U5,同樣，當(dāng)分壓電阻R21與分壓電阻R22之間的電壓大于0. 7V時，三極管導(dǎo) 通，這樣在輸出整流濾波電路正極、光耦U2的輸入端陽極、光耦U2的輸入端陰極與三極管 Q2的集電極、發(fā)射極與地之間形成一個回路。
[0026] 實施例3與上面實施例相似，只是用M0S管代替三極管或者三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電 源U5。
【權(quán)利要求】
1. 一種高精度的過流檢測電路，設(shè)置在輸出電路的輸出端之間，檢測輸出電路的輸出 電流超過設(shè)定值時產(chǎn)生過流信號；包括串接在輸出電路輸出端的過流采樣電阻R23,其特 征在于：還包括一個三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U4、分壓電阻R21、分壓電阻R22、過流信號輸出 開關(guān)； 所述的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U4的陽極和陰極并聯(lián)在所述的輸出電路的輸出端之 間，三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U4的陽極接所述的過流采樣電阻R23的采集端；所述的三端可 調(diào)分流基準(zhǔn)電源U4的參考端與陰極短接；所述的分壓電阻R21與分壓電阻R22串連，所述 的分壓電阻R22的另一端接所述的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U4的參考端，所述的分壓電阻 R21的另一端接地； 所述的分壓電阻R21與分壓電阻R22之間接所述的過流信號輸出開關(guān)的控制端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度的過流檢測電路，其特征在于：還包括分壓電阻R20， 所述的分壓電阻R20與所述的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U4串連以后，并接在所述的輸出電路 的輸出端之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高精度的過流檢測電路，其特征在于：所述的過流信號 輸出開關(guān)為三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U5,所述的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U5的陽極接地，參考 端接所述的分壓電阻R21與分壓電阻R22之間、陰極輸出為過流信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高精度的過流檢測電路，其特征在于：所述的過流信號 輸出開關(guān)為三極管Q2,所述的三極管Q2的基極接所述的分壓電阻R21與分壓電阻R22之 間、發(fā)射極接地，集電極為過流信號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高精度的過流檢測電路，其特征在于：所述的過流信號 輸出開關(guān)為場效應(yīng)管，所述的場效應(yīng)管的柵極接所述的分壓電阻R21與分壓電阻R22之間、 源極接地，漏極為過流信號。
6. -種穩(wěn)壓電源，包括輸入整流濾波電路、變壓器轉(zhuǎn)換電路、輸出整流濾波電路和開關(guān) 控制電路，所述的輸入整流濾波電路的輸入端接交流電，輸出端接變壓器轉(zhuǎn)換電路的次級 端，輸出整流濾波電路輸出穩(wěn)壓電源，所述的開關(guān)控制電路控制所述的變壓器轉(zhuǎn)換電路的 輸出功率；其特征在于：還包括過流檢測電路，所述的過流檢測電路檢測所述的輸出整流 濾波電路的輸出電流，當(dāng)輸出整流濾波電路的輸出電流超過設(shè)定值時，產(chǎn)生過流信號輸入 到所述的開關(guān)控制電路；所述的過流檢測電路包括串接在所述的輸出整流濾波電路的輸出 負(fù)極的過流采樣電阻R23、一個三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U4、分壓電阻R21、分壓電阻R22、過 流信號輸出開關(guān)； 所述的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U4的陰極接輸出整流濾波電路的正極，三端可調(diào)分流 基準(zhǔn)電源U4的陽極接所述的過流采樣電阻R23的采集端；所述的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源 U4的參考端與陰極短接；所述的分壓電阻R21與分壓電阻R22串連，所述的分壓電阻R22的 另一端接所述的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U4的參考端，所述的分壓電阻R21的另一端接地； 所述的分壓電阻R21與分壓電阻R22之間接所述的過流信號輸出開關(guān)的控制端； 還包括一個光耦U2,所述的光耦U2將過流檢測電路檢測的輸出整流濾波電路輸出電 流過流信號耦合到所述的開關(guān)控制電路，所述的光耦U2輸入端的陽極接輸出整流濾波電 路的正極，所述的光耦U2輸入端的陰極通過過流信號輸出開關(guān)接地。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的穩(wěn)壓電源，其特征在于：所述的過流信號輸出開關(guān)為三端可 調(diào)分流基準(zhǔn)電源U5,所述的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U5的陽極接地，參考端接所述的分壓電 阻R21與分壓電阻R22之間、所述的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電源U5的陰極接所述的光耦U2輸 入端的陰極。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的穩(wěn)壓電源，其特征在于：所述的過流信號輸出開關(guān)為三極管 Q2,所述的三極管Q2的基極接所述的分壓電阻R21與分壓電阻R22之間、所述的三極管Q2 的發(fā)射極接地，所述的三極管Q2的集電極接所述的光耦U2輸入端的陰極。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的穩(wěn)壓電源，其特征在于：所述的過流信號輸出開關(guān)為場效應(yīng) 管，所述的場效應(yīng)管的柵極接所述的分壓電阻R21與分壓電阻R22之間、所述的場效應(yīng)管的 源極接地，所述的場效應(yīng)管的漏極接所述的光耦U2輸入端的陰極。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一所述的穩(wěn)壓電源，其特征在于：在交流電源輸入與輸入 整流濾波電路之間還設(shè)置有電磁干擾抑制電路。
【文檔編號】H02M3/335GK104111369SQ201410366772
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】陳堅和, 廖志雄 申請人:深圳市蘭丁科技有限公司