专利名称：一种开关电源输出过电压保护电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种开关电源输出过电压保护电路。
背景技术：
随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密 切，而电子设备都离不开可靠的电源。开关电源由于其小型轻便的特点相继进入各种电子、 电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了 开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。开关电源是利用现代电力电子技术，控制开 关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。目前，大部分开关电源都采用基于电流型PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽 度调制)芯片的方案，例如采用UC3844芯片，PWM的特点是频率高，效率高，功率密度高，可 靠性高。PWM开关电源的工作过程是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入 电压幅值的脉冲电压来实现的，脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。一旦输入电压 被斩成交流方波，其幅值就可以通过变压器来升高或降低，通过增加变压器的二次绕组数 就可以增加输出的电压组数，最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。该 电源方案具有成本低，结构简单，性能稳定，负载调整率高等优点。但该电源系统在负载变化大和反馈异常情况下响应速度慢，故障下无法及时可靠 地实现保护。当电源系统在负载变化大和反馈异常情况时，开关电源的各路输出电压会出 现一个瞬时高电压，致使负载因过电压而烧毁。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种开关电源输出过电压保护电路，以克服现有技术 中开关电源的输出电压出现瞬时高压，致使负载因过电压而烧毁的缺陷。为达到上述目的，本发明的技术方案提供一种开关电源输出过电压保护电路，所 述电路包括过电压检测单元、保护信号产生单元和脉宽调制单元；所述过电压检测单元，用 于根据所述开关电源的输出采样电压，判断所述开关电源输出是否过压；所述保护信号产 生单元，用于当所述过电压检测单元的判断结果为所述开关电源输出过压时，产生保护信 号；所述脉宽调制单元，用于根据所述保护信号，控制脉冲驱动输出，降低所述开关电源的 输出电压。其中，所述过电压检测单元包括第一电阻Rl、第二电阻R2和稳压二极管D ；所述第 一电阻Rl的一端连接所述开关电源的输出采样点，另一端连接所述稳压二极管D的负极； 所述第二电阻R2的一端接地，另一端连接所述稳压二极管D的正极；所述稳压二极管D的 正极连接到所述保护信号产生单元，用于当所述稳压二极管D的负极电压高于所述稳压二 极管D的稳压值时，所述稳压二极管D击穿导通，在所述稳压二极管D的正极产生高电平。其中，所述保护信号产生单元包括NPN型三极管T和第三电阻R3 ；所述第三电阻 R3的一端连接电源，另一端连接所述三极管T的集电极；所述三极管T的基极连接所述稳压二极管D的正极，发射极接地，集电极连接到所述脉宽调制单元。其中，所述脉宽调制单元为UC3844芯片。其中，所述三极管T的集电极与所述UC3844芯片的第一脚连接。其中，当所述保护信号为低电平时，所述UC3844芯片停止脉冲驱动输出。与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下优点本发明通过过电压检测单元判断开关电源输出是否过压，当开关电源输出过压 时，保护信号产生单元产生保护信号，脉宽调制单元根据保护信号控制脉冲驱动输出，降低 开关电源的输出电压，实现了开关电源的输出过压保护，达到了保护电路动态响应快，控制 精度高、电路保护及时，避免故障扩大化的效果。
图1为本发明的开关电源输出过电压保护电路的结构示意图；图2为本发明实施例的一种开关电源输出过电压保护电路的结构示意图；图3a为采用本发明实施例的开关电源输出过电压保护电路的开关电源的驱动信 号的变化波形图；图北为没有采用过压保护电路的开关电源的驱动信号的变化波形图；图4为应用本发明实施例的开关电源输出过电压保护电路的开关电源在输出电 源短路时的一种保护波形图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。本发明的开关电源输出过电压保护电路如图1所示，包括过电压检测单元、保护 信号产生单元和脉宽调制单元，其中保护信号产生单元分别与过电压检测单元和脉宽调制 单元连接。过电压检测单元用于根据所述开关电源的输出采样电压，判断所述开关电源输出 是否过压；保护信号产生单元用于当所述过电压检测单元的判断结果为所述开关电源输出 过压时，产生保护信号；脉宽调制单元用于根据所述保护信号，控制脉冲驱动输出，降低所 述开关电源的输出电压。实施例一本发明实施例的一种开关电源输出过电压保护电路的结构如图2所示。所述过电 压检测单元包括第一电阻R1、第二电阻R2和稳压二极管D ；所述第一电阻Rl的一端连接所 述开关电源的输出采样点，另一端连接所述稳压二极管D的负极；所述第二电阻R2的一端 接地，另一端连接所述稳压二极管D的正极；所述稳压二极管D的正极连接到所述保护信号 产生单元，用于当所述稳压二极管D的负极电压高于所述稳压二极管D的稳压值时，所述稳 压二极管D击穿导通，在所述稳压二极管D的正极产生高电平。所述保护信号产生单元包括NPN型三极管T和第三电阻R3 ；所述第三电阻R3的 一端连接电源，另一端连接所述三极管T的集电极；所述三极管T的基极连接所述稳压二极 管D的正极，发射极接地，集电极连接到所述脉宽调制单元。
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所述脉宽调制单元为UC3844芯片，所述三极管T的集电极与所述UC3844芯片的 第一脚连接，当所述保护信号为低电平时，所述UC3844芯片停止脉冲驱动输出。在本发明实施例中，开关电源输出过电压保护电路是基于采用电流型PWM芯片 UC3844的开关电源系统而设计，采用高精度稳压管D作为比较标准并与三极管T的基极连 接，利用NPN三极管T的开关特性实现电路快速保护。三极管T的集电极连接UC3844的第 一脚，发射极连接到UC3844电源的GND，利用UC3844第一脚电平不能低于IV的特点实现关 断UC3844的工作。其工作过程如下当开关电源输出电压出现一个瞬时高电压时，开关电源的输出采样点的电压相应 上升，当稳压二极管D的负极电压高于该稳压二极管D的稳压值时，稳压二极管D击穿导 通，三极管T基极得电，先进入放大区，此时三极管T集电极电位开始下降，如电压继续上 升，则三极管快速进入饱和导通，UC3844的第一脚电压(即三极管T集电极)被拉低到GND， UC3844停止脉冲驱动输出，开关电源的输出电压降低。当开关电源输出电压下降至正常水 平后，稳压二极管D恢复，三极管T截止，开关电源恢复工作。在负载突变短路时，对采用本发明实施例的开关电源输出过电压保护电路和没有 采用过压保护电路的开关电源，分别在8. 5V、+15V、-15V*VCC(11V)几个测试点的瞬间电 压进行测试，得到的电压值如表1所示表 权利要求
1.一种开关电源输出过电压保护电路，其特征在于，所述电路包括过电压检测单元、保 护信号产生单元和脉宽调制单元；所述过电压检测单元，用于根据所述开关电源的输出采样电压，判断所述开关电源输 出是否过压；所述保护信号产生单元，用于当所述过电压检测单元的判断结果为所述开关电源输出 过压时，产生保护信号；所述脉宽调制单元，用于根据所述保护信号，控制脉冲驱动输出，降低所述开关电源的 输出电压。
2.如权利要求1所述的开关电源输出过电压保护电路，其特征在于，所述过电压检测 单元包括第一电阻Rl、第二电阻R2和稳压二极管D ；所述第一电阻Rl的一端连接所述开关电源的输出采样点，另一端连接所述稳压二极 管D的负极；所述第二电阻R2的一端接地，另一端连接所述稳压二极管D的正极；所述稳压二极管D的正极连接到所述保护信号产生单元，用于当所述稳压二极管D的 负极电压高于所述稳压二极管D的稳压值时，所述稳压二极管D击穿导通，在所述稳压二极 管D的正极产生高电平。
3.如权利要求2所述的开关电源输出过电压保护电路，其特征在于，所述保护信号产 生单元包括NPN型三极管T和第三电阻R3 ；所述第三电阻R3的一端连接电源，另一端连接所述三极管T的集电极；所述三极管T的基极连接所述稳压二极管D的正极，发射极接地，集电极连接到所述脉 宽调制单元。
4.如权利要求3所述的开关电源输出过电压保护电路，其特征在于，所述脉宽调制单 元为UC3844芯片。
5.如权利要求4所述的开关电源输出过电压保护电路，其特征在于，所述三极管T的集 电极与所述UC3844芯片的第一脚连接。
6.如权利要求5所述的开关电源输出过电压保护电路，其特征在于，当所述保护信号 为低电平时，所述UC3844芯片停止脉冲驱动输出。
全文摘要
本发明公开了一种开关电源输出过电压保护电路，所述电路包括过电压检测单元，用于根据所述开关电源的输出采样电压，判断所述开关电源输出是否过压；保护信号产生单元，用于当所述过电压检测单元的判断结果为所述开关电源输出过压时，产生保护信号；脉宽调制单元，用于根据所述保护信号，控制脉冲驱动输出，降低所述开关电源的输出电压。本发明通过过电压检测单元判断开关电源输出是否过压，当开关电源输出过压时，保护信号产生单元产生保护信号，脉宽调制单元根据保护信号控制脉冲驱动输出，降低开关电源的输出电压，实现了开关电源的输出过压保护，达到了保护电路动态响应快，控制精度高、电路保护及时，避免故障扩大化的效果。
文档编号H02M1/32GK102064681SQ201010510539
公开日2011年5月18日 申请日期2010年10月15日 优先权日2010年10月15日
发明者贾飞, 骆鹏 申请人:深圳市伟创电气有限公司