专利名称：一种开关电源中过流过压保护电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种过流过压保护电路，尤其是一种可集成在开关电源控制芯片中的 过流过压保护电路。
背景技术：
开关电源已经广泛地使用在各个领域，为各类设备提供工作电压。现有的开关电 源技术一般包括控制芯片、驱动电路、开关电路、整流和滤波电路等。通常来说，控制芯片里 面包含基准电路、电源管理电路、振荡电路以及各种保护电路等等。其中保护电路一般包含 有过压保护、欠压保护、过流保护和过温保护等。本专利主要涉及保护电路中的过流和过压 保护，并提供一种可以集成到控制芯片中的实用的电路结构，过流过压保护电路在开关电 源中的应用如图1所示。
在开关电源在工作时，由于上电或掉电，以及外围器件的老化等原因会使电压和 电流的大小不稳定，当超过设计容许范围时会导致输出不满足设计要求，甚至有可能造成 器件烧坏，带来巨大的经济损失。因此，我们在设计开关电源的时候通常会加入过流过压保 护电路，一旦开关电源内部的电流或者电压超过其允许的最大和最小值时，将停止内部电 路的工作，为整个开关电源提供自身的保护，同时也保护了开关电源所供电的整机电路免 遭破坏。而当电源内部电压和电流恢复到允许工作的范围时，又能重新激活开关电源使之 正常工作。
通常来说，更多功能的加入，会使得系统更加复杂，不管芯片面积的增加还是板上 电路的增加，都会导致面积的增大和成本的增加。所以作为一个必不可少的功能电路，怎样 让其小型化、简单化而又不失精确度将是研究的重点方向。发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种过流过压保护电路，旨在 解决现有的过流过压保护电路保护点变化大，保护动作不可靠的问题。
按照本发明提供的技术方案，所述开关电源中过流过压保护电路包括外部电源 连接在第十PNP管、第十一 PNP管、第十二 PNP管、第十三PNP管的发射极端，同时外部电源 连接第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻的一端，第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四 电阻另一端分别连接第一PNP管发射极、第二PNP管发射极、第三PNP管发射极、第四PNP管 发射极，第四电阻另一端同时还连接第七电阻的一端；偏置电压连接第一 PNP管基极、第二 PNP管基极、第三PNP管基极、第四PNP管基极，第一 PNP管基极与第二 PNP管基极相连，第 一 PNP管集电极与第二 PNP管的集电极相连并连接第五电阻的一端，所述第五电阻的一端 还连接第八NPN管的基极，第五电阻另一端连接第五PNP管发射极；第三PNP管基极与第四 PNP管的基极相连，第三PNP管集电极与第四PNP管的集电极相连并连接第九NPN管基极 以及第六电阻的一端，所述第六电阻的一端还连接第九NPN管基极，第六电阻另一端连接 第六PNP管发射极；第五PNP管基极与过流过压采样信号相连，第五PNP管集电极接地 ’第六PNP管基极与基准电压相连，第六PNP管集电极接地；第十PNP管基极与第十一 PNP管的 基极相连，第十一 PNP管基极与自身的集电极相连，第十一 PNP管集电极与第九NPN管集电 极相连；第十PNP管集电极与第八NPN管的集电极及第十二 PNP管的集电极相连，第八NPN 管发射极与第十四NPN管集电极相连，第九NPN管发射极与第十四NPN管的集电极相连，第 十四NPN管发射极接地，第十四NPN管基极与第十五NPN管的基极相连；第十二 PNP管基 极与第十三PNP管的基极和自身的集电极相连，第十三PNP管集电极与第八电阻和第九电 阻的一端相连，并且与输出端相连，第八电阻另一端接地，第九电阻另一端与第七NPN管的 基极相连；第七电阻的另一端与第七NPN管的集电极相连，第七NPN管发射极接地；第十五 NPN管发射极接地，第十五NPN管集电极与基准电流源相连。
本发明的优点是本发明所提供的电路，可以用简单的电路结构，提供精确的、具 有迟滞功能、可集成的过流过压保护解决方案。
图1为过流过压保护电路在开关电源中的应用图。
图2为本发明过流过压保护电路结构图。
图3为图1中过流过压采样电路结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图2所示，本发明所述的过流过压保护电路包括(1)由电阻Rl、R2、R5、PNP管 Ql、Q2、Q5组成的电压输入第一支路；由电阻R3、R4、R6、PNP管Q3、Q4、Q6组成的电压输入 第二支路；由 NPN 管 Q8、Q9、PNP 管 Q10、Ql 1、Q12、Q13、NPN 管 Q14、Q15、电阻 R8 组成的比 较器电路；由电阻R7、R9、NPN管Q7组成的迟滞电路；VDD为外部提供的电源，连接在Q10、 Q11、Q12、Q13的发射极端，R1、R2、R3、R4的一端与VDD相连；Vref为外部提供的基准电压， 连接在Q6的基极端；Vi为过流过压保护电路的输入信号正端，连接在Q5的基极端；Vout为 输出电压，连接在R2与Q13的集电极之间。Iref为外部输入的基准电流源，与Q15的集电 极相连。gnd为地端，与Q15、Q5、Q6、Q7、Q14的集电极和R8 一端相连。
(2)Rl为电阻，其一端与VDD相连；另一端连接Ql的发射极。
(3) R2为电阻，其一端与VDD相连；另一端连接Q2的发射极。
(4) R3为电阻，其一端与VDD相连；另一端连接Q3的发射极。
(5) R4为电阻，其一端与VDD相连；另一端连接Q4的发射极，并且还与R7相连。
(6) Ql为PNP管，其发射极与Rl相连；其基极与偏置电压Vb和Q2的基极相连；其 集电极与Q2的集电极及R5的一端相连。
(7)Q2为PNP管，其发射极与R2相连；其基极与偏置电压Vb和Ql的基极相连；其 集电极与Ql的集电极及R5的一端相连。
(8)R5为电阻，其一端与Ql的集电极及Q2的集电极相连，并且与Q8的基极相连； 另一端连接Q5的发射极。
(9)Q5为PNP管，其发射极与R5相连；其基极与过流过压采样信号Vi相连；其集 电极gnd端相连。
(10) Q3为PNP管，其发射极与R3相连；其基极与偏置电压Vb和Q4的基极相连； 其集电极与Q4的集电极及R6的一端相连。
(11) Q4为PNP管，其发射极与R4相连；其基极与偏置电压Vb和Q3的基极相连； 其集电极与Q3的集电极及R6的一端相连。
(12) R6为电阻，其一端与Q3的集电极及Q4的集电极相连，并且与Q9的基极相连； 另一端连接Q6的发射极。
(13) Q6为PNP管，其发射极与R6相连；其基极与基准电压Vref相连；其集电极 gnd端相连。
(14) QlO为PNP管，其发射极与VDD相连；其基极与Qll的基极相连；其集电极与 Q8的集电极及Q12的集电极相连。
(15)Q11为PNP管，其发射极与VDD相连；其基极与QlO的基极和自身的集电极相 连；其集电极与Q9的集电极相连。
(16) Q8为NPN管，其发射极与Q14的集电极相连；其基极与Ql和Q2的集电极和 R5的一端相连；其集电极与QlO和Q12的集电极相连。
(17) Q9为NPN管，其发射极与Q14的集电极相连；其基极与Q3和Q4的集电极和 R6的一端相连；其集电极与Qll的集电极相连。
(18)Q14为NPN管，其发射极与gnd端相连；其基极与Q15的基极相连；其集电极 与Q8和Q9的集电极相连。
(19)Q12为PNP管，其发射极与VDD相连；其基极与Q13的基极和自身的集电极相 连；其集电极与QlO和Q8的集电极相连。
(20)Q13为PNP管，其发射极与VDD相连；其基极与Q12的基极相连；其集电极与 R8和R9的一端相连，并且与输出端Vout相连。
R8为电阻，其一端与Q13的集电极及输出端Vout相连；另一端连接gnd端。
Q》R9为电阻，其一端与输出端Vout相连；另一端与Q7的基极相连。
为电阻，其一端与Q4的发射极及R4的一端相连；另一端与Q7的集电极相连。
(24) Q7为NPN管，其发射极与gnd端相连；其基极与R9的一端相连；其集电极与 R7的一端相连。
(25)Q15为NPN管，其发射极与gnd端相连；其基极与Q14的基极相连；其集电极 与基准电流源Iref相连。
本发明所提供的过流过压保护电路可以应用于开关电源等需要过流过压保护的 电路及设备中，该电路模块用来检测系统的输入电压和输出电流是否在芯片正常工作范围 内，当电压或电流超过系统正常工作时，该模块输出一个过流过压保护信号。当系统温度再 次恢复正常工作所设计的电流和电压时，该模块输出一个正常的过流过压信号。
该过流过压保护电路其基本原理是当采样到的过压或过流信号使正向输入端 Vi值低于负向输入端的基准电压Vref的值时，该电路输出为低电平，表明输入电压和输 出电流在正常范围内。当采样到的过压或过流信号使正向输入端Vi值高于负向输入端的 Vref时，该电路输出高电平，表明输入电压和输出电流在超出正常范围，此高电平将使电源 模块停止工作。
1、电路输入/输出信号功能描述
其输入/输出信号功能如下表所示。
权利要求
1. 一种开关电源中过流过压保护电路，其特征是包括外部电源(VDD)连接在第十PNP管(QlO)、第—^一 PNP管(Qll)、第十二 PNP管(Q12)、 第十三PNP管0^13)的发射极端，同时外部电源(VDD)连接第一电阻(Rl)、第二电阻(R2)、 第三电阻(R3)、第四电阻(R4)的一端，第一电阻(Rl)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四 电阻(R4)另一端分别连接第一 PNP管Oil)发射极、第二 PNP管发射极、第三PNP管 (Q3)发射极、第四PNP管OH)发射极，第四电阻(R4)另一端同时还连接第七电阻(R7)的 一端；偏置电压(Vb)连接第一 PNP管Oil)基极、第二 PNP管基极、第三PNP管0^3) 基极、第四PNP管^!4)基极，第一 PNP管0)1)基极与第二 PNP管⑴幻基极相连，第一 PNP 管Oil)集电极与第二 PNP管0^2)的集电极相连并连接第五电阻(R5)的一端，所述第五 电阻(R5)的一端还连接第八NPN管0^8)的基极，第五电阻(R5)另一端连接第五PNP管 (Q5)发射极；第三PNP管0^3)基极与第四PNP管OH)的基极相连，第三PNP管0^3)集电 极与第四PNP管OH)的集电极相连并连接第九NPN管0^9)基极以及第六电阻(R6)的一 端，所述第六电阻(R6)的一端还连接第九NPN管0^9)基极，第六电阻(R6)另一端连接第 六PNP管0^6)发射极；第五PNP管基极与过流过压采样信号(Vi)相连，第五PNP管 (Q5)集电极接地(gnd)；第六PNP管(Q6)基极与基准电压(Vref)相连，第六PNP管(Q6) 集电极接地(gnd)；第十PNP管(QlO)基极与第十一 PNP管0)11)的基极相连，第十一 PNP 管oai)基极与自身的集电极相连，第十一PNP管oai)集电极与第九NPN管集电极 相连；第十PNP管(QlO)集电极与第八NPN管^!8)的集电极及第十二 PNP管0)12)的集 电极相连，第八NPN管0^8)发射极与第十四NPN管(Q14)集电极相连，第九NPN管0^9)发 射极与第十四NPN管0^14)的集电极相连，第十四NPN管(Q14)发射极接地(gnd)，第十四 NPN管(Q14)基极与第十五NPN管0)15)的基极相连；第十二 PNP管(QU)基极与第十三 PNP管0^13)的基极和自身的集电极相连，第十三PNP管0^13)集电极与第八电阻(R8)和 第九电阻(R9)的一端相连，并且与输出端(Vout)相连，第八电阻(R8)另一端接地(gnd)， 第九电阻(R9)另一端与第七NPN管0^7)的基极相连；第七电阻(R7)的另一端与第七NPN 管0^7)的集电极相连，第七NPN管0^7)发射极接地(gnd)；第十五NPN管0^15)发射极接 地(gnd)，第十五NPN管(Q15)集电极与基准电流源(Iref)相连。
全文摘要
本发明涉及一种过流过压保护电路，特别是开关电源中的过流过压保护电路。该电路用来检测系统的输入电流和电压是否在芯片正常工作范围内，当电流或者电压超过系统正常工作范围时，该模块输出一个过流过压保护信号。当系统温度再次恢复正常工作电压电流范围时，该模块输出一个正常的过流过压信号。该保护电路可以集成在控制芯片中，以实现用最小的电路规模，提供可靠的保护结构。
文档编号H02H7/10GK102035181SQ201010554938
公开日2011年4月27日 申请日期2010年11月16日 优先权日2010年11月16日
发明者吴旭, 张又丹, 易峰, 虞志国 申请人:中国电子科技集团公司第五十八研究所