[实用新型]一种短路保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种开关电源电路，特别涉及一种开关电源的短路过流保护电路。

背景技术

随着开关电源在各领域、各行业的广泛使用，用户对其可靠性要求也越来越高。这就要求开关电源在各种异常情况下，能够保护自身以及负载设备的安全。在开关电源的各种保护中，短路保护作为其中最重要的保护更加受人们关注。开关电源在短路时，主开关管、输出整流管等功率器件上流过的电流会很大，功率器件发热严重甚至因为温升过高而损坏；输出端电压很小，电压或电流反馈回路不能正常工作。因此，开关电源的短路保护设计是非常重要的。

目前开关电源常用的短路保护电路工作原理是：根据在输出端短路时输入侧功率开关的峰值电流会变大这一现象，直接检测功率开关的峰值电流，当峰值电流超过某一门限时，使占空比减小，输出电压降低，供电电压也随着降低，当低于控制芯片的开启电压时，整个电路关闭，实现短路保护。但是这种短路保护有一些明显的缺点：如果输入电压或者负载变化时，保护动作时的功率随之变化，无法准确设定其保护点，保护动作不可靠；在正激应用时，辅助电压虽然也跟随输出变化，但跟输入电压的关系更大，也很难将参数调整到一个理想的数值，使其达到想要的过流保护点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种对输出短路快速响应的开关电源短路保护电路，保证在不同输入电压，不同负载下都能够对开关电源做出可靠的保护。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种短路保护电路，其特征在于包括PWM控制模块、采样反馈模块、短路保护模块，所述PWM控制模块的第一控制芯片第一管脚分别与采样反馈模块的光电耦合器输出正端和短路保护模块的比较器负相输入端连接，比较器的输出端与第一控制芯片连通，形成闭环反馈控制电路。

所述的比较器的负相输入端与第三二极管的阴极连接，第三二极管的阳极与第三电阻连接，比较器的负相输入端与地之间并联第四电阻和第一电容，第三二极管阴极与并联的第四电阻和第一电容的一端连接；比较器的正相输入端与输出端之间接一正向第一二极管，比较器的正相输入端还与第一电阻和第二电阻的公共点相连接，第一电阻的另一端接地，第二电阻的另一端接第一控制芯片的第八管脚；比较器输出端通过第二二极管与第一控制芯片的第一管脚连接。

本实用新型的PWM控制模块误差放大器的输出信号不受输入电压和带容性负载的影响，第一电容的值可以自由设定，调节电路的延时时间，从而控制电源带容性负载能力的大小，不但提高了全输入电压范围内的带容性负载能力，而且还具有短路功耗小的特点。同时本实用新型线路结构简单，只使用比较器的一路用于电路连接形成闭环反馈控制电路，另外一路用于电源输入欠压保护，这样设计集成度高，电路体积小；应用前景广泛。

附图说明

图1为本实用新型的电路连接示意图。

具体实施方式  

本实用新型电路元件的选择：图1中第一控制芯片U1为UCC3800，光电耦合器U3的型号为PS2703，比较器U2为LM393。第一二极管D1、第二二极管D2和第三二极管D3型号为LL4148。

如图1所示，一种短路保护电路，包括PWM控制模块、采样反馈模块、短路保护模块，所述PWM控制模块的第一控制芯片U1第一管脚分别与采样反馈模块的光电耦合器U3输出正端和短路保护模块的比较器U2负相输入端连接，比较器U2的输出端与第一控制芯片U1连通，形成闭环反馈控制电路。所述的比较器U2的负相输入端与第三二极管D3的阴极连接，第三二极管D3的阳极与第三电阻R3连接，比较器U2的负相输入端与地之间并联第四电阻R4和第一电容C1，第三二极管D3阴极与并联的第四电阻R4和第一电容C1的一端连接；比较器U2的正相输入端与输出端之间接一正向第一二极管D1，比较器U2的正相输入端还与第一电阻R1和第二电阻R2的公共点相连接，第一电阻R1的另一端接地，第二电阻R2的另一端接第一控制芯片U1的第八管脚；比较器U2输出端通过第二二极管D2与第一控制芯片U1的第一管脚连接。

使用中当开关电源短路时，PWM控制芯片的误差放大器的输出电压变高，通过第三电阻R3，使第三二极管D3导通，给第一电容C1充电，当第一电容C1上的充电电压高于正向输入端的参考电压Vref1（由控制芯片U1的参考电压Vref通过第一电阻R1和第二电阻R2分压所得），比较器U2的输出端变为低电平，该低电平通过一反向第二二极管D2将控制芯片U1的误差放大器的输出电压拉低，则第一控制芯片U1停止工作。由于第一二极管D1的存在，使比较器U2的正相输入端电压变低，以锁定这种状态；当开关电源关断后，第一电容C1通过第四电阻R4放电，当第一电容C1上的电压低于参考电压Vref1时，比较器U2的输出端变为高电平，第二二极管D2关断，因而控制芯片U1的误差放大器的输出电压升高，PWM电路开始工作，开关电源恢复输出。此时如果输出还处于短路状态，PWM控制芯片的误差放大器的输出电压再次变高，通过比较器U2和第二二极管D2后，PWM控制芯片的误差放大器的输出电压再次拉低，开关电源再次关断。只要短路情况没有去除，开关电源就重复上述打嗝式保护状态。另外，由于第一电容D1的存在，当短路故障消除后，开关电源可以自恢复，不用重新启动。