一種減小輸出電壓過沖的開路保護電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種保護電路，具體是一種減小輸出電壓過沖的開路保護電路。
【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)電源是通過利用現(xiàn)代電子技術(shù)，控制開關(guān)管開通時間占空比，維持輸出電壓或電流穩(wěn)定的電源電路。為了提高電源系統(tǒng)的可靠性，輸出需要具有開路保護功能，限制輸出最高電壓，對負載進行過載保護。
[0003]現(xiàn)有的一種保護電路如附圖1所示，具體是一種臨界導(dǎo)通LED驅(qū)動電路，圖中變壓器、開關(guān)管(Q1)、采樣電阻(RC1)和控制芯片構(gòu)成一個恒流控制電路；Lp為變壓器的主繞組，La為變壓器的輔助繞組。采樣電阻(RC1)用于檢測通過變壓器主繞組的電流。開關(guān)管導(dǎo)通后，變壓器主繞組(Lp)上的電流增加，當(dāng)RC1電壓增加到電壓閾值Vref時，開關(guān)管關(guān)斷，變壓器開始消磁并通過二極管(DF1)向負載釋放能量，輔助繞組(La)通過分壓電阻(RA、RB)檢測消磁時間；當(dāng)變壓器消磁結(jié)束后，開關(guān)管導(dǎo)通。輔助繞組(La)通過分壓電阻可檢測反饋檢測端電壓(下文簡稱FB端電壓)，表示為VFB，VFB= (V0UT+VDF1)*Na*RB/(RA+RB)*Np，其中V.為輸出電壓，VDF1為肖特基二極管壓降，Na為變壓器輔助繞組匝數(shù)，Ra和私為分壓電阻，Np為變壓器主繞組匝數(shù)，當(dāng)檢測到FB端電壓超過過壓保護閾值時，RS觸發(fā)器使控制芯片進入輸出開路保護鎖定狀態(tài)，開關(guān)管不再導(dǎo)通，輔助繞組不再為控制芯片的電源VCC供電，VCC端電壓逐漸降低。當(dāng)VCC電壓降低到VCC欠壓保護閾值后，控制芯片重啟并解除輸出開路保護鎖定狀態(tài)。
[0004]如附圖2所示，是附圖1的電路在輸出開路時的控制波形示意圖。該系統(tǒng)只在變壓器消磁時檢測輸出電壓，當(dāng)系統(tǒng)檢測到輸出開路時，進入輸出開路保護狀態(tài)并反復(fù)關(guān)斷并重啟。在每一次芯片重啟時，開關(guān)管至少開啟一次，變壓器在這一次開關(guān)管開啟過程中儲存的能量會傳送到負載。如系統(tǒng)輸出端的假負載(R.)通過的電流小，不能將系統(tǒng)每次關(guān)斷重啟過程中傳送的能量釋放掉，則系統(tǒng)輸出電壓峰值會逐漸增大。
[0005]以上方案存在以下缺點:在輸出開路時，系統(tǒng)的每一次關(guān)斷重啟周期內(nèi)，開關(guān)管至少導(dǎo)通一次，并向負載傳送能量，如果開關(guān)管導(dǎo)通一次傳送的能量較大，則系統(tǒng)輸出電壓峰值會逐漸增大；在輸出電壓較高時，存在燒毀輸出電解電容EC2的風(fēng)險，嚴重狀況下可能引起火災(zāi)；在LED負載熱插拔應(yīng)用中，LED負載也可能被高壓擊穿。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中提到的至少一個技術(shù)問題，提供了一種減小輸出電壓過沖的開路保護電路。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種減小輸出電壓過沖的開路保護電路，包括變壓器、兩分壓電阻、電源欠壓保護模塊、輸出開路檢測模塊、觸發(fā)模塊、比較器、控制驅(qū)動模塊、開關(guān)管和采樣電阻，其特征在于，該電路還包括計數(shù)器和選通器；所述變壓器的輔助繞組與兩分壓電阻并聯(lián)后連接電源欠壓保護模塊的輸入端；所述電源欠壓保護模塊的輸出端與計數(shù)器的輸入端連接，計數(shù)器的輸出端連接觸發(fā)模塊的一輸入端；所述輸出開路檢測模塊的輸入端連接至兩分壓電阻之間，其輸出端連接觸發(fā)模塊的另一輸入端；所述觸發(fā)模塊的輸出一路連接控制驅(qū)動模塊，另一路輸出連接選通器；所述選通器連接至所述比較器的負輸入端；所述比較器的正輸入端連接開關(guān)管的柵極端；所述開關(guān)管的源極端與采樣電阻串接后接地；所述控制驅(qū)動模塊的輸出一路反饋至計數(shù)器，另一路輸出連接開關(guān)管的柵極端；所述開關(guān)管的漏極端連接變壓器的主繞組。
[0008]優(yōu)選的:所述兩分壓電阻串聯(lián)后還與一電容并聯(lián)。
[0009]優(yōu)選的:所述比較器具體是電流比較器。
[0010]進一步優(yōu)選的:所述觸發(fā)模塊具體是RS觸發(fā)器，該RS觸發(fā)器包括一輸入端R端、另一輸入端s端和一輸出端Q端，所述計數(shù)器的輸出端連接R端；所述輸出開路檢測模塊的輸入端連接至兩分壓電阻之間，其輸出端連接S端；所述Q端的一路輸出連接控制驅(qū)動模塊，另一路輸出連接選通器。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:與現(xiàn)有技術(shù)相比，該電路中增加了計數(shù)器和選通器，通過計數(shù)器和選通器在該電路中所起到的作用，可以明顯減小輸出開路時輸出電壓過沖。
[0012]本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)中增加了計數(shù)器和選通器，從而避免了在現(xiàn)有LED驅(qū)動電路的基礎(chǔ)上額外增加整機外圍器件，增加的結(jié)構(gòu)也不會影響系統(tǒng)正常狀態(tài)的工作。
【附圖說明】
[0013]圖1為現(xiàn)有LED驅(qū)動電路的框圖；
圖2為圖1中的電路在輸出開路時的控制波形示意圖；
圖3為本發(fā)明一實施例的電路框圖；
圖4為圖3中的電路在輸出開路時的控制波形示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖以及優(yōu)選的方案對本發(fā)明的工作原理作進一步詳細的說明。
[0015]如附圖3所示，是本發(fā)明的電路框圖，具體是一種減小輸出電壓過沖的開路保護電路圖，該開路保護電路包括變壓器、兩分壓電阻(RA、RB)、電源欠壓保護模塊、輸出開路檢測模塊、觸發(fā)模塊、比較器、控制驅(qū)動模塊、計數(shù)器、選通器、開關(guān)管(Q2)、采樣電阻(RC2);所述變壓器的輔助繞組(La)與兩分壓電阻(RA、RB)并聯(lián)連接；所述電源欠壓保護模塊的輸出端與計數(shù)器的輸入端連接，計數(shù)器的輸出端連接觸發(fā)模塊的一輸入端；所述輸出開路檢測模塊的輸入端連接至兩分壓電阻之間，其輸出端連接觸發(fā)模塊的另一輸入端；所述觸發(fā)模塊的輸出一路連接控制驅(qū)動模塊，另一路輸出連接選通器；所述選通器連接至所述比較器的負輸入端；所述比較器的正輸入端連接開關(guān)管的柵極端；所述開關(guān)管的源極端與采樣電阻串接后接地；所述控制驅(qū)動模塊的輸出一路反饋至計數(shù)器，另一路輸出連接開關(guān)管的柵極端；所述開關(guān)管的漏極端連接變壓器的主繞組(Lp)。
[0016]工作原理:該電路中的電流比較器的輸入基準可選擇選通器的Vrefl或Vref2，其中Vref l>Vref2，由RS觸發(fā)器控制選通器來選擇。輸出開路檢測模塊在變壓器消磁時通過輔助繞組(La)兩端的分壓電阻的FB端檢測輸出電壓，VFB= (V0UT+VDF1) *Na*RB/ (RA+RB) *Np，其中V.為輸出電壓，V DF1為肖特基二極管壓降，Na為變壓器輔助繞組匝數(shù)，R A和RB為分壓電阻，Np為變壓器主繞組匝數(shù)。當(dāng)檢測到FB端電壓超過閾值時，RS觸發(fā)器輸出翻轉(zhuǎn)并鎖定，使控制芯片進入輸出開路保護鎖定狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)不處于輸出開路保護鎖定狀態(tài)時，電流比較器輸入基準為Vrefl ;當(dāng)系統(tǒng)處于輸出開路保護鎖定狀態(tài)時，電流比較器輸入基準變?yōu)閂ref2,限制電感電流峰值。當(dāng)系統(tǒng)處于輸出開路保護鎖定狀態(tài)時，電感電流峰值減小，系統(tǒng)每個開關(guān)周期傳輸?shù)捷敵鲐撦d的能量減少；當(dāng)系統(tǒng)處于輸出開路保護鎖定狀態(tài)時，計數(shù)器對開關(guān)管的開啟次數(shù)進行計數(shù)，計數(shù)器計滿N (根據(jù)實際需要預(yù)先設(shè)定N的數(shù)字)次后，RS觸發(fā)器清零并解除輸出開路保護鎖定狀態(tài)。每一次系統(tǒng)重啟時，電源欠壓保護模塊輸出翻轉(zhuǎn)并對計數(shù)器進行一次清零。
[0017]如附圖4所示，是對應(yīng)附圖3中的電路在輸出開路時的控制波形示意圖。從該示意圖中可以看出:當(dāng)系統(tǒng)處于輸出開路保護鎖定狀態(tài)時，每個開關(guān)周期開關(guān)管導(dǎo)通時間減少，因而傳輸?shù)截撦d的能量減少，從而避免輸出電壓出現(xiàn)較大過沖。
[0018]本發(fā)明可以明顯減小輸出開路時輸出電壓過沖，其電路結(jié)構(gòu)簡單，且不需要在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上額外增加整機外圍器件，不影響系統(tǒng)正常狀態(tài)的工作。
【主權(quán)項】
1.一種減小輸出電壓過沖的開路保護電路，包括變壓器、兩分壓電阻、電源欠壓保護模塊、輸出開路檢測模塊、觸發(fā)模塊、比較器、控制驅(qū)動模塊、開關(guān)管和采樣電阻，其特征是:該電路還包括計數(shù)器和選通器；所述變壓器的輔助繞組與兩分壓電阻并聯(lián)后連接電源欠壓保護模塊的輸入端；所述電源欠壓保護模塊的輸出端與計數(shù)器的輸入端連接，計數(shù)器的輸出端連接觸發(fā)模塊的一輸入端；所述輸出開路檢測模塊的輸入端連接至兩分壓電阻之間，其輸出端連接觸發(fā)模塊的另一輸入端；所述觸發(fā)模塊的輸出一路連接控制驅(qū)動模塊，另一路輸出連接選通器；所述選通器連接至所述比較器的負輸入端；所述比較器的正輸入端連接開關(guān)管的柵極端；所述開關(guān)管的源極端與采樣電阻串接后接地；所述控制驅(qū)動模塊的輸出一路反饋至計數(shù)器，另一路輸出連接開關(guān)管的柵極端；所述開關(guān)管的漏極端連接變壓器的主繞組。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減小輸出電壓過沖的開路保護電路，其特征是:所述兩分壓電阻串聯(lián)后還與一電容并聯(lián)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減小輸出電壓過沖的開路保護電路，其特征是:所述觸發(fā)模塊具體是RS觸發(fā)器，該RS觸發(fā)器包括一輸入端R端、另一輸入端S端和一輸出端Q端，所述計數(shù)器的輸出端連接R端；所述輸出開路檢測模塊的輸入端連接至兩分壓電阻之間，其輸出端連接S端；所述Q端的一路輸出連接控制驅(qū)動模塊，另一路輸出連接選通器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減小輸出電壓過沖的開路保護電路，其特征是:所述比較器具體是電流比較器。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電路，具體是一種減小輸出電壓過沖的開路保護電路，包括變壓器、兩分壓電阻、電源欠壓保護模塊、輸出開路檢測模塊、RS觸發(fā)器、電流比較器、控制驅(qū)動模塊、開關(guān)管、采樣電阻、計數(shù)器和選通器；所述計數(shù)器的輸入端連接電源欠壓保護模塊，其輸出端連接RS觸發(fā)器的R端；所述RS觸發(fā)器的Q端一路連接控制驅(qū)動模塊，另一路連接選通器；所述選通器連接至所述電流比較器的負輸入端；所述電流比較器的正輸入端連接開關(guān)管的源極端。本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)簡單，且不需要額外增加整機外圍器件，不影響系統(tǒng)正常狀態(tài)的工作，避免了輸出開路時輸出電壓過沖。
【IPC分類】H02M1/32
【公開號】CN105356735
【申請?zhí)枴緾N201510663148
【發(fā)明人】夏虎
【申請人】無錫華潤矽科微電子有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月15日