一种高精度过流检测电路的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及开关电源领域，特别涉及一种高精度过流检测电路。
【背景技术】
[0002] 随着电力电子技术的发展，DC/DC开关电源在工业设备、通信设备、电力设备等领 域已经逐步取代了线性电源，获得了广泛的应用。开关电源的功率管工作在高频导通和关 断的状态，将输入直流电压斩波成脉冲电压，控制器通过调节PWM脉冲信号的占空比以稳 定输出电压。和线性电源相比，开关电源具有转换效率高、体积小、重量轻等优点。
[0003] 开关电源在设计中必须考虑过流、过压等保护电路，使电路的实际工作参数与设 计参数相匹配。当电路出现故障时，如输出端出现短路或开路现象，需要保护电路来中止开 关电源的工作，以保护电源内部的功率器件。如果保护电路设计不好，则电路故障将导致开 关电源的烧毁，损坏电源输出端连接的设备，甚至发生触电或失火等危险现象。因此，保护 电路的设计非常重要，直接影响电源工作的可靠性。
[0004] 常用的过流保护电路如图1所示。开关电源初级的功率MOSFET管Q1串接限流电 阻R1。电源工作时，通过限流电阻两端的电压来检测电源初级的工作电流。一旦电阻R1的 端电压超过设定值，驱动晶体管Q2导通。晶体管Q2的集电极连接PWM电源管理芯片的振荡 器端口，Q2导通则拉低振荡器端口，关闭电源的输出。该保护电路结构简单，但是过流检测 精度低。电流检测的精度受到电阻精度、晶体管基极阀值电压等因素的影响，而且电流限流 值固定，无法调整。如何提高过流保护电路的检测精度，同时考虑可调整的电流限流参数， 本专利技术就是基于这样的背景展开研宄的。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是设计一种高精度过流检测电路。
[0006] 为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种高精度过流检测电路，包括一信号 放大电路、一比较器电路和一开关控制电路，其中：
[0007] 所述信号放大电路包括运算放大器Ul、MOSFET管Q2和电阻R2。
[0008] 所述比较器电路包括运算放大器U2和电阻R3。
[0009] 所述开关控制电路包括三极管Q3和电阻R4。
[0010] 进一步，所述运放U1的同相输入端接电阻R2的一端；所述运放U1的反相输入端 接地。
[0011] 进一步，所述MOSFET管Q2的栅极接运放U1的输出端；所述MOSFET管Q2的漏极 接运放U1的同相输入端；所述MOSFET管Q2的源极接电阻R3的一端。
[0012] 进一步，所述运放U2的同相输入端接MOSFET管Q2的源极；所述运放U2的反相输 入端接基准电压。
[0013] 进一步，所述晶体管Q3的基极接电阻R4的一端；所述电阻R4的另一端接运放U2 的输出端；所述晶体管Q3的集电极接PWM控制器的振荡器端口。
[0014] 进一步，所述MOSFET管Q2采用N沟道MOSFET管。
[0015] 进一步，所述三极管Q3采用NPN型三极管。
[0016] 本发明实施例提供了一种高精度过流检测电路。电路实现了工作电流值的高精度 检测，同时通过改变基准电压值可以方便地调整电源工作电流的限流值。和现有技术相比， 过流保护电路检测精度高，反应速度更快，可以实现限流最大值的灵活调整。
【附图说明】
[0017] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进 一步的详细描述，其中：
[0018] 图1为现有技术过流保护电路的原理图；
[0019] 图2为本发明高精度过流检测电路的原理图。
【具体实施方式】
[0020] 以下结合附图，对本发明所述的方法做进一步的详细说明。
[0021] 图2为本发明实施例提供的高精度过流检测电路的原理图。如图所示，本发明实 施例提供了一种高精度过流检测电路，包括一信号放大电路、一比较器电路和一开关控制 电路，其中：
[0022] 所述信号放大电路包括运算放大器Ul、MOSFET管Q2和电阻R2。
[0023] 所述比较器电路包括运算放大器U2和电阻R3。
[0024] 所述开关控制电路包括三极管Q3和电阻R4。
[0025] 进一步，所述运放U1的同相输入端接电阻R2的一端；所述运放U1的反相输入端 接地。
[0026] 进一步，所述MOSFET管Q2的栅极接运放U1的输出端；所述MOSFET管Q2的漏极 接运放U1的同相输入端；所述MOSFET管Q2的源极接电阻R3的一端。
[0027] 进一步，所述运放U2的同相输入端接MOSFET管Q2的源极；所述运放U2的反相输 入端接基准电压。
[0028] 进一步，所述晶体管Q3的基极接电阻R4的一端；所述电阻R4的另一端接运放U2 的输出端；所述晶体管Q3的集电极接PWM控制器的振荡器端口。
[0029] 进一步，所述MOSFET管Q2采用N沟道MOSFET管。
[0030] 进一步，所述三极管Q3采用NPN型三极管。
[0031] 本发明实施例中的过流检测电路由信号放大电路、比较器电路和开关控制电路组 成。运放U1使电阻R2两端的电压和电阻R1两端的电压相等。流过电阻R2的电流也会流 经电阻R3,在R3两端生成的电压为：
[0032]
[0033] 其中Iin为电源初级电流。
[0034] 比较器U2检测电阻R3的端电压，和基准电压值U,ef比较。当电阻R3两端的电压 小于基准电压，比较器关闭，输出低电平；一旦电阻R3的端电压大于基准电压，比较器输出 高电平，驱动晶体管Q3导通。晶体管Q3的集电极连接开关电源PWM控制器的振荡器端口。 晶体管Q3导通后，振荡器引脚的时钟信号电平被拉低，PWM控制器停止工作，开关电源的输 出关闭，完成了过流保护。可见，过流保护比较器开启的条件为：
[0035] UES=Uref
[0036] 输入运放U2反相输入端的基准电压决定了初级工作电流的最大值：
[0037]
[0038] 针对不同的过流保护参数的要求，通过改变输入运放U3同相端的基准电压，可以 对初级电流的最大限流值进行调整。
[0039] 以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人 员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的 这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些 改动和变型在内。
【主权项】
1. 一种高精度过流检测电路，其特征在于：包括一信号放大电路、一比较器电路和一 开关控制电路；所述信号放大电路包括运算放大器Ul、MOSFET管Q2和电阻R2 ;所述比较器 电路包括运算放大器U2和电阻R3 ;所述开关控制电路包括三极管Q3和电阻R4。2. 根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于：所述运放Ul的同相输入端接电阻R2 的一端；所述运放Ul的反相输入端接地。3. 根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于：所述MOSFET管Q2的栅极接运放Ul 的输出端；所述MOSFET管Q2的漏极接运放Ul的同相输入端；所述MOSFET管Q2的源极接 电阻R3的一端。4. 根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于：所述运放U2的同相输入端接MOSFET 管Q2的源极；所述运放U2的反相输入端接基准电压。5. 根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于：所述晶体管Q3的基极接电阻R4的 一端；所述电阻R4的另一端接运放U2的输出端；所述晶体管Q3的集电极接PWM控制器的 振荡器端口。6. 根据权利要求1至3任一权利要求所述的驱动电路，其特征在于：所述MOSFET管Q2 采用N沟道MOSFET管。7. 根据权利要求1至5任一权利要求所述的驱动电路，其特征在于：所述三极管Q3采 用NPN型三极管。
【专利摘要】本发明公开了一种高精度过流检测电路，其特点是，包括一信号放大电路、一比较器电路和一开关控制电路；所述信号放大电路包括运算放大器U1、MOSFET管Q2和电阻R2；所述比较器电路包括运算放大器U2和电阻R3；所述开关控制电路包括三极管Q3和电阻R4；所述运放U1的同相输入端接电流检测电阻R1的输出端；所述MOSFET管Q2的栅极接运放U1的输出端；所述MOSFET管Q2的漏极接运放U1的同相输入端；所述运放U2的同相输入端接MOSFET管Q2的源极；所述运放U2的反相输入端接基准电压；所述晶体管Q3的集电极接PWM控制器的振荡器端口。本发明提出的过流检测电路电流检测精度高，过流保护反应速度快，同时能够灵活调整工作电流的限流参数。
【IPC分类】H02H7/12, G01R19/165
【公开号】CN104882856
【申请号】CN201510274541
【发明人】王斌, 叶云波
【申请人】重庆大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月25日