[发明专利]开关电源快速可靠的短路保护方法及电路

说明书

 

技术领域

本发明涉及电力电子领域，尤其涉及一种开关电源快速可靠的短路保护方法及电路。

 

背景技术

    随着目前电源行业的日趋成熟，特别是开关电源已经在各个领域的广泛运用。开关电源因体积小、低成本、重量轻及变换效率高等特性而广泛应用于工业控制、通信办公、家庭消费等各种电子设备中。由于开关电源是任何系统不可或缺的一部分，同时影响着整个系统的稳定运行，因此开关电源的各种保护功能，尤其是短路保护作为其中重要的功能更加备受关注。

短路保护的一般做法是在输出端检测电压或电流，当输出电压或电流异常时，切断输入的交流电源或是在电源控制集成块的某一个特定引脚上输入电压或电流来使得电路停止工作。但这种做法存在以下缺陷：1）外围电路元件多，造成电路功耗大成本高；2）当开关电源出现短路后，引脚响应速度不够快，使得电源产品的故障率提高，进而影响电源产品工作的安全性，甚至会对工作人员带来身体危害。

综上所述，有必要设计一种更优化的短路保护方式来快速可靠的保护开关电源。

 

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种开关电源快速可靠的短路保护方法及电路，该电路具有外围元件少、功耗小、成本低、电路结构简单、反应灵敏，能对短路作出快速的响应等优势。

为实现上述目的，本发明提供一种开关电源快速可靠的短路保护方法，包括以下步骤：

步骤1、上电启振工作：开关电源在上电启振时，进入正常工作状态，电源参考电压通过第一电阻给第一电容充电；

步骤2、光耦导通，稳压管不击穿，三极管互锁电路不工作；

步骤3、检测开关电源输出回路电压是否短路；若无短路，则跳转至步骤2，若短路，则跳转步骤4；

步骤4、光耦截止导通，稳压管击穿，三极管互锁电路工作，将电源工作电压拉至低电平；

步骤5、电源工作电压拉低至小于开关电源的启振电压，开关电源停止工作，达到短路保护效果；

步骤6、开关电源输出回路电压短路故障解除，开关电源输出回路电压正常建立，开关电源工作跳转至步骤2。

其中，所述步骤4包括以下具有步骤：

步骤41、光耦的原边立即截止导通，第一电容被第一电阻继续充电电压抬升；

步骤42、达到稳压管的击穿电压，第一三极管的基极电压上升，第一三极管开始微导通，第二三极管的基极电压转为低电平，同时，第二三极管进入导通状态，第一电容的电压继续上升；

步骤43、第一电容的电压上升至电源参考电压，第一三极管和第二三极管逐渐进入饱和导通状态；电源工作电压通过第二电阻和第三电阻放掉，使得该电源工作电压不断拉低。

其中，所述步骤2的具体步骤为：光耦的原边导通，光耦集电极的电压稳定在光耦的副边的饱和压降范围内，稳压管不被击穿，第一三极管的基极电压为低电平，第一三极管和第二三极管均匀不导通。

其中，在步骤6中，二极管给第二电容提供放电回路，使得电源工作电压持续稳定在正常电压范围。

为实现上述目的，本发明还提供一种开关电源快速可靠的短路保护电路，包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第一三极管、第二三极管、光耦、稳压管和二极管；所述第一电容电连接在光耦的副边的集电极与发射极之间，所述光耦的副边的基极悬空，所述第一电阻与二极管并联，且所述第一电阻的一端与二极管的正极均与光耦的副边的集电极电连接，所述第一电阻的另一端与二极管的负极所形成的公共端连接至电源参考电压，电源工作电压通过串联的第二电阻和第三电阻后分别电连接至第一三极管的集电极及第二三极管的基极，所述第一三极管的基极和第二三极管的集电极均与稳压管的正极电连接，所述稳压管的负极与二极管的正极电连接，所述第一三极管的发射极与光耦的副边的发射极电连接，所述第二电阻和第三电阻的公共端通过第四电阻电连接至第二三极管的发射极；所述第二电容电连接在开关电源输出回路电压与光耦的原边之间。

其中，所述第二电容与开关电源输出回路电压之间电连接有第五电阻。

其中，所述第一三极管的基极和第二三极管的集电极均通过第六电阻与稳压管的正极电连接。

其中，所述第二三极管的集电极还通过第七电阻后接地。

与现有技术相比，本发明提供的开关电源快速可靠的短路保护方法及电路，具有以下有益效果：