[发明专利]一种非隔离型直流变换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种非隔离型直流变换器，输出短路保护电路，特别涉及一种 带有输出短路保护电路的非隔离型直流变换器。

背景技术

由于非隔离直流变换器要求体积越来越小，功率密度越来越大，因此对输出 短路保护的要求越来越高，在输出短路的情况下要求变换器的内部损耗更小。这 就需要增加外围电路来实现直流变换器的输出短路保护。目前实现这种功能的电 路的某些方案已经比较成熟，但其缺点是外围元件比较多，同时增加了开发成本。 而且，对于小体积的电源变换器来说无疑会大大增加了开发设计的难度。

通常的短路保护电路是在功率主回路上检测电流，当短路发生时，主回路的 电流一定会增大，当电流增大到一定程度时，认定短路发生，则触发保护。而为 了实现短路保护自动恢复，则需要不断地启动电路来“试验”短路情况是否取消， 如果短路情况取消了，则重新启动电路成功；如果短路情况仍然存在，则电路的 电流则还会增大到认定短路发生的强度，再次触发短路保护。这种保护模式俗称 “打嗝”保护模式，其电路复杂，且持续短路发生时功率损耗较大。

在现有的非隔离直流变换器中，在其反馈驱动回路中设有PWM(脉冲宽度调 制)控制模块，通过PWM芯片控制驱动的变换器的工作。现有通用的带使能端的 PWM(脉冲宽度调制)芯片的内部功能框图，如图1所示。通过两个分压电阻对 变换器输出电压Vo采样得到反馈电压FB，反馈电压FB输入芯片内部用于负反 馈的运放，和基准电压进行比较后，从运放输出端Comp脚输出一个信号。Comp 脚通常引出到芯片外，可以用于连接各种补偿环节。Comp脚的输出信号再输入 一个比较器的负端，与比较器正端的内部或外部斜坡信号比较后得到方波信号输 出至驱动电路，最后通过驱动电路后被引出到芯片外作驱动控制。另外，PWM芯 片具有一个使能端，其通过外部高低电平的输入来控制芯片是否输出驱动信号， 间接控制了被该PWM芯片控制的变换器的工作与否。图1所示PWM芯片的使能端 是采用控制驱动电路实现的，也有的是采用控制比较器或者控制运放实现。总之， 能够实现关闭芯片驱动输出的任何地方都可以设置成为使能端。

发明内容

本发明的目的是提供一种非隔离型直流变换器，其短路保护电路外围元件 多，持续短路发生时功率损耗小。

为实现上述目的，本发明可通过以下技术方案来实现，一种非隔离型直流变 换器，其反馈控制驱动回路中设有PWM控制模块，其特征在于，还包含有输出 短路保护电路，所述保护电路的输入端与非隔离型直流变换器的输出电压端连 接，保护电路的输出端连接PWM控制模块中的运放输出端Comp脚或触发使能 端EN脚；所述PWM控制模块的电压采样输入端与非隔离型直流变换器的输出 电压端连接，PWM控制模块的驱动控制信号输出端与非隔离DC/DC变换器的 驱动信号输入端连接。当输出短路时，输出电压被拉低到零，保护电路检测到这 个变化，则通过拉低PWM芯片运放输出端Comp脚或触发使能端EN脚，使PWM 芯片停止输出驱动信号，达到短路保护的功能。

所述保护电路包含PNP型晶体管Q1，电阻R1，环路补偿电容C1；所述运 放输出端Comp脚通过所述电阻R1连接到所述晶体管Q1的发射极，所述晶体 管Q1的基极直接连接变换器的输出电压端，所述晶体管Q1的集电极接地，所 述环路补偿电容C1并联到所述晶体管Q1的集电极和发射极两端。

所述保护电路包含电阻R1，电容C1，二极管D1；所述运放输出端Comp 脚通过所述电阻R1连接到所述二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极与变 换器的输出电压端连接，所述电容C1连接在地和二极管阳极之间。

所述保护电路包括电阻R1，电阻R5，环路补偿电容C1，充电电容C2，二 极管D1以及MOSFET管Q3；所述运放输出端Comp脚通过所述电阻R1串联 所述电容C1后连接到地；所述二极管D1的阳极连接在所述电阻R1与所述电容 C1之间，所述二极管D1阴极与变换器的输出电压端相连；输出端通过所述电 阻R5串联所述电容C2后连接到地；所述MOSFETQ3的栅极连接到所述电阻 R5与所述电容C2之间，MOSFETQ3的源极与变换器的输出电压端相连， MOSFETQ3的漏极与使能端EN脚相连。