一种减小输出电压过冲的开路保护电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种保护电路，具体是一种减小输出电压过冲的开路保护电路。
【背景技术】
[0002]开关电源是通过利用现代电子技术，控制开关管开通时间占空比，维持输出电压或电流稳定的电源电路。为了提高电源系统的可靠性，输出需要具有开路保护功能，限制输出最高电压，对负载进行过载保护。
[0003]现有的一种保护电路如附图1所示，具体是一种临界导通LED驱动电路，图中变压器、开关管(Q1)、采样电阻(RC1)和控制芯片构成一个恒流控制电路；Lp为变压器的主绕组，La为变压器的辅助绕组。采样电阻(RC1)用于检测通过变压器主绕组的电流。开关管导通后，变压器主绕组(Lp)上的电流增加，当RC1电压增加到电压阈值Vref时，开关管关断，变压器开始消磁并通过二极管(DF1)向负载释放能量，辅助绕组(La)通过分压电阻(RA、RB)检测消磁时间；当变压器消磁结束后，开关管导通。辅助绕组(La)通过分压电阻可检测反馈检测端电压(下文简称FB端电压)，表示为VFB，VFB= (V0UT+VDF1)*Na*RB/(RA+RB)*Np，其中V.为输出电压，VDF1为肖特基二极管压降，Na为变压器辅助绕组匝数，Ra和私为分压电阻，Np为变压器主绕组匝数，当检测到FB端电压超过过压保护阈值时，RS触发器使控制芯片进入输出开路保护锁定状态，开关管不再导通，辅助绕组不再为控制芯片的电源VCC供电，VCC端电压逐渐降低。当VCC电压降低到VCC欠压保护阈值后，控制芯片重启并解除输出开路保护锁定状态。
[0004]如附图2所示，是附图1的电路在输出开路时的控制波形示意图。该系统只在变压器消磁时检测输出电压，当系统检测到输出开路时，进入输出开路保护状态并反复关断并重启。在每一次芯片重启时，开关管至少开启一次，变压器在这一次开关管开启过程中储存的能量会传送到负载。如系统输出端的假负载(R.)通过的电流小，不能将系统每次关断重启过程中传送的能量释放掉，则系统输出电压峰值会逐渐增大。
[0005]以上方案存在以下缺点:在输出开路时，系统的每一次关断重启周期内，开关管至少导通一次，并向负载传送能量，如果开关管导通一次传送的能量较大，则系统输出电压峰值会逐渐增大；在输出电压较高时，存在烧毁输出电解电容EC2的风险，严重状况下可能引起火灾；在LED负载热插拔应用中，LED负载也可能被高压击穿。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是为了解决现有技术中提到的至少一个技术问题，提供了一种减小输出电压过冲的开路保护电路。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:一种减小输出电压过冲的开路保护电路，包括变压器、两分压电阻、电源欠压保护模块、输出开路检测模块、触发模块、比较器、控制驱动模块、开关管和采样电阻，其特征在于，该电路还包括计数器和选通器；所述变压器的辅助绕组与两分压电阻并联后连接电源欠压保护模块的输入端；所述电源欠压保护模块的输出端与计数器的输入端连接，计数器的输出端连接触发模块的一输入端；所述输出开路检测模块的输入端连接至两分压电阻之间，其输出端连接触发模块的另一输入端；所述触发模块的输出一路连接控制驱动模块，另一路输出连接选通器；所述选通器连接至所述比较器的负输入端；所述比较器的正输入端连接开关管的栅极端；所述开关管的源极端与采样电阻串接后接地；所述控制驱动模块的输出一路反馈至计数器，另一路输出连接开关管的栅极端；所述开关管的漏极端连接变压器的主绕组。
[0008]优选的:所述两分压电阻串联后还与一电容并联。
[0009]优选的:所述比较器具体是电流比较器。
[0010]进一步优选的:所述触发模块具体是RS触发器，该RS触发器包括一输入端R端、另一输入端s端和一输出端Q端，所述计数器的输出端连接R端；所述输出开路检测模块的输入端连接至两分压电阻之间，其输出端连接S端；所述Q端的一路输出连接控制驱动模块，另一路输出连接选通器。
[0011]本发明的有益效果是:与现有技术相比，该电路中增加了计数器和选通器，通过计数器和选通器在该电路中所起到的作用，可以明显减小输出开路时输出电压过冲。
[0012]本发明的电路结构中增加了计数器和选通器，从而避免了在现有LED驱动电路的基础上额外增加整机外围器件，增加的结构也不会影响系统正常状态的工作。
【附图说明】
[0013]图1为现有LED驱动电路的框图；
图2为图1中的电路在输出开路时的控制波形示意图；
图3为本发明一实施例的电路框图；
图4为图3中的电路在输出开路时的控制波形示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图以及优选的方案对本发明的工作原理作进一步详细的说明。
[0015]如附图3所示，是本发明的电路框图，具体是一种减小输出电压过冲的开路保护电路图，该开路保护电路包括变压器、两分压电阻(RA、RB)、电源欠压保护模块、输出开路检测模块、触发模块、比较器、控制驱动模块、计数器、选通器、开关管(Q2)、采样电阻(RC2);所述变压器的辅助绕组(La)与两分压电阻(RA、RB)并联连接；所述电源欠压保护模块的输出端与计数器的输入端连接，计数器的输出端连接触发模块的一输入端；所述输出开路检测模块的输入端连接至两分压电阻之间，其输出端连接触发模块的另一输入端；所述触发模块的输出一路连接控制驱动模块，另一路输出连接选通器；所述选通器连接至所述比较器的负输入端；所述比较器的正输入端连接开关管的栅极端；所述开关管的源极端与采样电阻串接后接地；所述控制驱动模块的输出一路反馈至计数器，另一路输出连接开关管的栅极端；所述开关管的漏极端连接变压器的主绕组(Lp)。
[0016]工作原理:该电路中的电流比较器的输入基准可选择选通器的Vrefl或Vref2，其中Vref l>Vref2，由RS触发器控制选通器来选择。输出开路检测模块在变压器消磁时通过辅助绕组(La)两端的分压电阻的FB端检测输出电压，VFB= (V0UT+VDF1) *Na*RB/ (RA+RB) *Np，其中V.为输出电压，V DF1为肖特基二极管压降，Na为变压器辅助绕组匝数，R A和RB为分压电阻，Np为变压器主绕组匝数。当检测到FB端电压超过阈值时，RS触发器输出翻转并锁定，使控制芯片进入输出开路保护锁定状态。当系统不处于输出开路保护锁定状态时，电流比较器输入基准为Vrefl ;当系统处于输出开路保护锁定状态时，电流比较器输入基准变为Vref2,限制电感电流峰值。当系统处于输出开路保护锁定状态时，电感电流峰值减小，系统每个开关周期传输到输出负载的能量减少；当系统处于输出开路保护锁定状态时，计数器对开关管的开启次数进行计数，计数器计满N (根据实际需要预先设定N的数字)次后，RS触发器清零并解除输出开路保护锁定状态。每一次系统重启时，电源欠压保护模块输出翻转并对计数器进行一次清零。
[0017]如附图4所示，是对应附图3中的电路在输出开路时的控制波形示意图。从该示意图中可以看出:当系统处于输出开路保护锁定状态时，每个开关周期开关管导通时间减少，因而传输到负载的能量减少，从而避免输出电压出现较大过冲。
[0018]本发明可以明显减小输出开路时输出电压过冲，其电路结构简单，且不需要在现有技术的基础上额外增加整机外围器件，不影响系统正常状态的工作。
【主权项】
1.一种减小输出电压过冲的开路保护电路，包括变压器、两分压电阻、电源欠压保护模块、输出开路检测模块、触发模块、比较器、控制驱动模块、开关管和采样电阻，其特征是:该电路还包括计数器和选通器；所述变压器的辅助绕组与两分压电阻并联后连接电源欠压保护模块的输入端；所述电源欠压保护模块的输出端与计数器的输入端连接，计数器的输出端连接触发模块的一输入端；所述输出开路检测模块的输入端连接至两分压电阻之间，其输出端连接触发模块的另一输入端；所述触发模块的输出一路连接控制驱动模块，另一路输出连接选通器；所述选通器连接至所述比较器的负输入端；所述比较器的正输入端连接开关管的栅极端；所述开关管的源极端与采样电阻串接后接地；所述控制驱动模块的输出一路反馈至计数器，另一路输出连接开关管的栅极端；所述开关管的漏极端连接变压器的主绕组。2.根据权利要求1所述的减小输出电压过冲的开路保护电路，其特征是:所述两分压电阻串联后还与一电容并联。3.根据权利要求1所述的减小输出电压过冲的开路保护电路，其特征是:所述触发模块具体是RS触发器，该RS触发器包括一输入端R端、另一输入端S端和一输出端Q端，所述计数器的输出端连接R端；所述输出开路检测模块的输入端连接至两分压电阻之间，其输出端连接S端；所述Q端的一路输出连接控制驱动模块，另一路输出连接选通器。4.根据权利要求1所述的减小输出电压过冲的开路保护电路，其特征是:所述比较器具体是电流比较器。
【专利摘要】本发明涉及一种电路，具体是一种减小输出电压过冲的开路保护电路，包括变压器、两分压电阻、电源欠压保护模块、输出开路检测模块、RS触发器、电流比较器、控制驱动模块、开关管、采样电阻、计数器和选通器；所述计数器的输入端连接电源欠压保护模块，其输出端连接RS触发器的R端；所述RS触发器的Q端一路连接控制驱动模块，另一路连接选通器；所述选通器连接至所述电流比较器的负输入端；所述电流比较器的正输入端连接开关管的源极端。本发明的电路结构简单，且不需要额外增加整机外围器件，不影响系统正常状态的工作，避免了输出开路时输出电压过冲。
【IPC分类】H02M1/32
【公开号】CN105356735
【申请号】CN201510663148
【发明人】夏虎
【申请人】无锡华润矽科微电子有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月15日