一种具有多路输出的电源的过流保护电路的制作方法

本发明属于电路技术领域，特别涉及一种电源的过流保护电路。

背景技术：

目前，直接连接到交流电网的ac-dc(交流输入直流输出)多路输出电源广泛应用在各种电子产品中，例如电视机、dvd、机顶盒等产品。在传统的多路输出电源中，一个变压器可提供多路输出，在不同状态下，各路输出功率差别较大，为了保证多路输出电压的稳定性，通常将每路输出的采样电压反馈至输入回路，以控制各输出支路输出电压的稳定性。

电源作为电子产品的供电设备，除了性能要满足后级用电设备的要求外，其自身的保护措施也非常重要，如过流保护。目前电子产品内对于短路问题都是侦测其输出的电压变化，当电压值变低或者变高时才会保护，并不会对其电流进行侦测，这样将导致在电源工作过程中，当其中某一路或多路输出电流因输出短路或其他原因出现问题时，并不能实时发现此问题，若电源一直工作就会导致电源被烧坏，甚至引起火灾等问题的出现。

现有的多路输出电源电路(如两路输出)，其包括交流电输入保护模块、桥式整流模块、滤波模块、变压器模块、控制模块、开关检测单元、第一路输出电路、第二路输出电路和反馈单元；控制模块通过开关检测单元与变压器模块连接，并通过控制模块控制开关检测单元的通断来控制变压器模块的通断；反馈单元的一端连接在第一路输出电路上，另一端与控制模块相连接；交流电从交流电输入保护模块输入，经桥式整流模块进行整流处理变为脉动的直流电，再经滤波模块处理滤去其中的杂波，获得平缓的脉动直流电，供给变压器模块使用，再由变压器进行输出脉动的直流电给第一输出电路和第二输出电路。

其中，变压器模块包括变压器，第一路输出电路和第二路输出电路分别与第一变压器副边和第二变压器副边连接，第一变压器副边和第二变压器副边都耦合在变压器的原边上。当第一路输出电路上的电压升高，反馈单元反馈信息给控制模块，由控制模块控制开关检测单元断开，从而使变压器模块停止输出，进而控制电源停止工作。

现有技术能够进行过电压保护，但是其不能对输出的各路电路进行过流保护，这样会存在如下缺点：当其中某一路或多路输出电流因输出短路或其他原因出现过流问题时，并不能实时发现此问题，若电源一直工作就会导致电源被烧坏，甚至引发安全事故(如火灾)。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种具有多路输出的电源的过流保护电路，其通过在每一路输出电路上设置过流检测电路，能够对输出的各路电路进行过流保护，且当其中某一路或多路输出电流因输出短路或其他原因出现过流问题时，能够及时发现此问题，并做出反应，关断电源，提高安全性能，降低安全事故的发生概率。

本发明的另一个目的在于提供一种具有多路输出的电源的过流保护电路，通过将过流检测电阻连接在输出电路的正极，使得各路输出在共地的基础上可以不受彼此的干扰，该过流保护电路在各路输出共地时依然可以正常工作，同时也降低了电路布线的难度和复杂度。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下:

一种具有多路输出的电源的过流保护电路，连接在电源输出端和负载用电输入端之间，过流保护电路包括：至少一路用来输出电流的输出电路；至少一个过流检测电路，其用于检测输出电流并比较输出电流是否大于预定值，从而产生相应的比较结果；过流检测电路连接在对应的一路输出电路上；至少一个初级触发电路，初级触发电路与对应的过流检测电路连接，来接收对应的过流检测电路所输出的比较结果，当任意一路的过流检测电路所输出的比较结果表示其所对应的输出电流大于预定值时，初级触发电路导通；公共触发电路，与每一个初级触发电路连接，当初级触发电路导通时，公共触发电路导通，并且公共触发电路发出关断触发信号；主控电路，与公共触发电路连接，且用于控制电源所输出的电流，当主控电路接收到公共触发电路所输出的关断触发信号时，主控电路控制电源停止工作。

在本发明中，通过在每一路输出电路上设置过流检测电路，并且通过过流检测电路检测每一路中的输出电流，并产生比较结果，当比较结果表示其所对应的输出电流大于预定值时，初级触发电路、公共触发电路依次导通，并且公共触发电路发出关断触发信号给主控电路，主控电路控制电源停止工作，能够对输出的各路电路进行过流保护，且当其中某一路或多路输出电流因输出短路或其他原因出现过流问题时，能够及时发现此问题，并做出反应，关断电源，提高安全性能，降低安全事故的发生概率。

具体地，过流检测电路包括过流检测电阻、第一分压电阻、第二分压电阻、运算放大器；过流检测电阻的一端连接在输出电路的正极上，另一端与第一分压电阻的一端连接；分压电阻的另一端与运算放大器的同相输入端连接；第二分压电阻的一端与输出电路的输出正极连接，另一端与运算放大器的反相输入端连接；运算放大器的输出端与对应的初级触发电路连接；运算放大器用来比较运算放大器的同相输入端与运算放大器的反相输入端上的电压从而产生比较结果以使运算放大器的输出端进行输出。

通过将过流检测电阻连接在输出电路的正极，使得各路输出在共地的基础上可以不受彼此的干扰，该过流保护电路在各路输出共地时依然可以正常工作，同时也降低了电路布线的难度和复杂度。

具体地，初级触发电路包括初级触发三级管、初级触发电阻、第一电阻、第二电阻和初级二极管，第一电阻的一端与运算放大器的输出端连接，另一端与初级触发三级管的基极连接；初级触发电阻的两端分别连接初级触发三级管的基极和初级触发三级管的发射极，初级触发三级管的发射极还与输出电路连接；第二电阻的一端与初级触发三级管的集电极连接，另一端与初级二级管连接，初级二极管的一端接地；初级触发三级管接收运算放大器输出的比较结果，且当比较结果表示其所对应的输出电流大于预定值时，初级触发三级管导通。

初级触发电阻的设置为了使初级触发三级管能够正常工作。

具体地，当运算放大器的同相输入端的电压小于运算放大器的反向输入端的电压，则运算放大器的输出端输出的比较结果表示其所对应的输出电流大于预定值。令运算运算放大器的同相输入端的电压为u1，运算放大器的反向输入端的电压为u3，当输出电路的输出电流大于预定值时，u3＞u1，那么运算放大器输出低电平给初级触发三级管(其属于pnp型三级管)，使初级触发三级管导通。

具体地，公共触发电路包括第一触发三级管、第二触发三级管、第一触发电阻、第二触发电阻、光耦合器中的发光元件；第一触发三级管的基极与初级触发电阻的集电极连接，第一触发三级管的发射极接地，第一触发电阻的两端分别与第一触发三级管的基极和发射极连接；第二触发电阻的两端分别与第二触发三级管的基极和发射极连接；第二触发三级管基极与第一触发三级管的集电极连接，第二触发三级管的集电极接地，第二触发三级管的发射极与光耦合器中的发光元件连接；当初级触发三级管导通时，第一触发三级管和第二触发三级管分别导通，使光耦合器中的发光元件发光而产生关断触发信号。第一触发电阻和第二触发电阻的设置也是为了分别使第一触发三级管和第二触发三级管正常工作。

具体地，主控电路包括控制芯片、光耦合器中的受光元件、mos管、第一检测单元和第二检测单元；控制芯片的gate引脚与mos管的栅极连接，mos管的漏极连接电源，mos管的源极与第一检测单元的一端连接，第一检测单元的另一端接地；控制芯片的sense引脚与第二检测单元的一端连接，第二检测单元的另一端也与mos管的源极连接；光耦合器中的受光元件的一端与控制芯片的fb引脚连接，另一端接地；控制芯片的vdd引脚连接电源；当光耦合器中的受光元件接收到关断触发信号，光耦合器中的受光元件导通，使控制芯片控制mos管断开从而控制电源停止工作。

当初级触发三级管导通时，初级触发三级管的集电极的电平被拉高，会输出高电平给第一触发三级管(其属于npn型三级管)，使第一触发三级管导通，第一触发三级管的集电极的电平被拉低，第一触发三级管输出低电平给第二触发三级管，第二触发三级管导通，第二触发三级管的发射极的电平被拉低，最后输出低电平，将光耦合器中的受光元件拉入低电平，加强光耦合器中的受光元件的导通，同时光耦合器中的发光元件发光产生关断触发信号，从而使光耦合器中的受光元件的电流加大，进入保护状态，此时控制芯片输出信号控制mos管断开，从而使电源停止工作，达到各路保护的作用。

具体地，第一检测单元包括第一检测电阻、第二检测电阻、第三检测电阻和第四检测电阻，第一检测电阻、第二检测电阻、第三检测电阻和第四检测电阻依次串接，且第一检测电阻的输入端与mos管的源极连接，第四检测电阻的输出端接地；第一检测单元包括第五检测电阻，第五检测电阻的一端与mos管的源极连接，另一端连接控制芯片的sense引脚；通过检测控制芯片的sense引脚的电流来检测电源电流。

其中，控制芯片的型号为ob2273或ld7750。

本发明的优势在于：

相比于现有技术，本发明的具有多路输出的电源的过流保护电路，其通过在每一路输出电路上设置过流检测电路，能够对输出的各路电路进行过流保护，且当其中某一路或多路输出电流因输出短路或其他原因出现过流问题时，能够及时发现此问题，并做出反应，关断电源，提高安全性能，降低安全事故的发生概率。

该过流保护电路通过将过流检测电阻连接在输出电路的正极，使得各路输出在共地的基础上可以不受彼此的干扰，该过流保护电路在各路输出共地时依然可以正常工作，同时也降低了电路布线的难度和复杂度。

附图说明

图1是本发明所实施的具有多路输出的电源的过流保护电路的结构示意图。

图2是图1中a部分电路的结构示意图。

图3是图1中b部分电路的结构示意图。

图4是现有技术中与图1中a部分对应电路的结构示意图。

图5是表示出了图2和图4区别电路的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的技术方案如下：

如图1-5，本发明所实施的具有多路输出的电源的过流保护电路，其连接在电源输出端和负载用电输入端之间，过流保护电路包括：

至少一路用来输出电流的输出电路1；

至少一个过流检测电路2，其用于检测输出电流并比较输出电流是否大于预定值，从而产生相应的比较结果；过流检测电路2连接在对应的一路输出电路1上；

至少一个初级触发电路3，初级触发电路3与对应的过流检测电路2连接，来接收对应的过流检测电路2所输出的比较结果，当任意一路的过流检测电路2所输出的比较结果表示其所对应的输出电流大于预定值时，初级触发电路3导通；

公共触发电路4，与每一个初级触发电路3连接，当初级触发电路3导通时，公共触发电路4导通，并且公共触发电路4发出关断触发信号；

主控电路5，与公共触发电路4连接，且用于控制电源所输出的电流，当主控电路5接收到公共触发电路4所输出的关断触发信号时，主控电路5控制电源停止工作。

在本发明中，通过在每一路输出电路1上设置过流检测电路2，并且通过过流检测电路2检测每一路中的输出电流，并产生比较结果，当比较结果表示其所对应的输出电流大于预定值时，初级触发电路3、公共触发电路4依次导通，并且公共触发电路4发出关断触发信号给主控电路5，主控电路5控制电源停止工作，能够对输出的各路电路进行过流保护，且当其中某一路或多路输出电流因输出短路或其他原因出现过流问题时，能够及时发现此问题，并做出反应，关断电源，提高安全性能，降低安全事故的发生概率。

在本实施例中，输出电路1可包括两路输出电路，分别是第一路输出电路11和第二路输出电路12；该过流保护电路2可以应用在包括有交流电输入保护模块01、桥式整流模块02、滤波模块03、变压器保护模块04和变压器05的电路中，来进行过流保护。

交流电从交流电输入保护模块01输入，经桥式整流模块02进行整流处理变为脉动的直流电，再经滤波模块03处理滤去其中的杂波，获得平缓的脉动直流电，途经变压器保护模块04供给变压器05使用；变压器保护模块04与变压器05的原边连接，对变压器05进行过电流保护，避免电流过大而击穿变压器05。

第一路输出电路11和第二路输出电路12分别与第一变压器副边和第二变压器副边连接，第一变压器副边和第二变压器副边都耦合在变压器05的原边上。

在第一路输出电路11上通常会连接有肖特基二极管d11，对第一路输出电路11进行保护，当电路中有反向电流流过肖特基二极管d11时，会击穿肖特基二极管d11，使电路停止工作，待更换新的肖特基二极管d11，电路可以恢复工作，提高电路的安全性能。又由于从变压器05的原边过来的脉动的直流电中可能还掺有杂波，所以通常会在肖特基二极管d11的输出端连接由滤波电容ec7、ec8组成的滤波保护单元06，滤去其中的杂波。同理，第二路输出电路12也可以如上述设置相应的肖特基二极管d12和滤波保护单元。

在本实施例中，过流检测电路2包括第一过流检测电路21和第二过流检测电路22，二者分别连接在第一路输出电路11和第二路输出电路12的输出端上；初级触发电路3包括第一初级触发电路31和第二初级触发电路32。

在本实施例中，第一过流检测电路21包括第一过流检测电阻d11-k、第一分压电阻r65、第二分压电阻r50和第一运算放大器ic4；第一过流检测电阻d11-k的一端连接在第一输出电路11的正极上，另一端与第一分压电阻r65的一端连接；第一分压电阻r65的另一端与第一运算放大器ic4的同相输入端连接；第二分压电阻r50的一端与第一输出电路11的输出正极连接，另一端与第一运算放大器ic4的反相输入端连接；第一运算放大器ic4的输出端与第一初级触发电路31连接；第一运算放大器ic4用来比较第一运算放大器ic4的同相输入端与运算放大器ic4的反相输入端上的电压从而产生比较结果以使第一运算放大器ic4的输出端进行输出。

在本实施例中，第一初级触发电路31包括第一初级触发三级管q7、第一初级触发电阻r52、第一电阻r53和第二电阻r54，第一电阻r53的一端与第一运算放大器ic4的输出端连接，另一端与第一初级触发三级管q7的基极连接；第一初级触发电阻r52的两端分别连接第一初级触发三级管q7的基极和第一初级触发三级管q7的发射极，第一初级触发三级管q7的发射极还与第一输出电路11连接；第二电阻r54的一端与第一初级触发三级管q7的集电极连接，另一端接地；第一初级触发三级管q7接收第一运算放大器ic4输出的比较结果，且当比较结果表示其所对应的输出电流大于预定值时，第一初级触发三级管q7导通。第一初级触发电阻r52的设置是为了使第一初级触发三级管q7能够正常工作。

当第一运算放大器ic4的同相输入端的电压小于第一运算放大器ic4的反向输入端的电压，则第一运算放大器ic4的输出端输出的比较结果表示其所对应的输出电流大于预定值。令第一运算运算放大器ic4的同相输入端的电压为u1，第一运算放大器ic4的反向输入端的电压为u3，当第一输出电路11的输出电流大于预定值时，u3＞u1，那么第一运算放大器ic4输出低电平给第一初级触发三级管q7(其属于pnp型三级管)，使第一初级触发三级管q7导通。

同理，第二过流检测电路21包括第二过流检测电阻r75、第三分压电阻r68、第四分压电阻r78和第二运算放大器ic8；第二过流检测电阻r75的一端连接在第二输出电路12的正极上，另一端与第三分压电阻r68的一端连接；第三分压电阻r68的另一端与第二运算放大器ic8的同相输入端连接；第三分压电阻r68的一端与第二输出电路12的输出正极连接，另一端与第二运算放大器ic8的反相输入端连接；第二运算放大器ic8的输出端与第二初级触发电路32连接；第二运算放大器ic8用来比较第二运算放大器ic8的同相输入端与第二运算放大器ic8的反相输入端上的电压从而产生比较结果以使第二运算放大器ic8的输出端进行输出。

同理，在本实施例中，第二初级触发电路32包括第二初级触发三级管q10、第二初级触发电阻r80、第三电阻r81、第四电阻r82和第一初级二极管d21，第三电阻r81的一端与第二运算放大器ic8的输出端连接，另一端与第二初级触发三级管q10的基极连接；第二初级触发电阻r80的两端分别连接第二初级触发三级管q10的基极和第二初级触发三级管q10的发射极，第二初级触发三级管q10的发射极还与第二输出电路12连接；第四电阻r82的一端与第二初级触发三级管q10的集电极连接，另一端与第一初级二级管d21连接，第一初级二极管d21的一端接地；第二初级触发三级管q10接收第二运算放大器ic8输出的比较结果，且当比较结果表示其所对应的输出电流大于预定值时，第二初级触发三级管q10导通。第二初级触发电阻r80的设置是为了使第二初级触发三级管q10能够正常工作。

第二过流检测电路22和第二初级触发电路32的工作原理同第一过流检测电路21和第一初级触发电路31；通过在第一输出电路11的正极连接第一过流检测电阻d11-k，以及在第二路输出电路12的正极连接第二过流检测电阻r75，使得各路输出在共地的基础上可以不受彼此的干扰，该过流保护电路在各路输出共地时依然可以正常工作，同时也降低了电路布线的难度和复杂度。

在本实施例中，公共触发电路4包括第一触发三级管q16、第二触发三级管q15、第一触发电阻r55、第二触发电阻r64、光耦合器中的发光元件pc1a；第一触发三级管q16的基极与初级触发电阻的集电极连接，第一触发三级管q16的发射极接地，第一触发电阻r55的两端分别与第一触发三级管q16的基极和发射极连接；第二触发电阻r64的两端分别与第二触发三级管q15的基极和发射极连接；第二触发三级管q15基极与第一触发三级管q16的集电极连接，第二触发三级管q15的集电极接地，第二触发三级管q15的发射极与光耦合器中的发光元件连接；当第一初级触发三级管q7或第二初级触发三级管q10导通时，第一触发三级管q16和第二触发三级管q15分别导通，使光耦合器中的发光元件pc1a发光而产生关断触发信号。第一触发电阻r55和第二触发电阻r64的设置也是为了分别使第一触发三级管q16和第二触发三级管q15正常工作，使本实施例能实现。

在本实施例中，主控电路4包括控制芯片u101、光耦合器中的受光元件pc1b、mos管q101、第一检测单元41和第二检测单元42；控制芯片u101的gate引脚与mos管q101的栅极连接，mos管q101的漏极连接在变压器05的原边上，mos管q101的源极与第一检测单元41的一端连接，第一检测单元41的另一端接地；控制芯片u101的sense引脚与第二检测单元42的一端连接，第二检测单元42的另一端也与mos管q101的源极连接；光耦合器中的受光元件pc1b的一端与控制芯片u101的fb引脚连接，另一端接地；控制芯片u101的vdd引脚连接交流电输入保护模块01；当光耦合器中的受光元件pc1b接收到关断触发信号，光耦合器中的受光元件pc1b导通，使控制芯片u101控制mos管q101断开从而控制电源停止工作。

以第一初级触发三级管q7导通时的工作过程为例说明：当第一初级触发三级管q7导通时，第一初级触发三级管q7的集电极的电平被拉高，会输出高电平给第一触发三级管q16(其属于npn型三级管)，使第一触发三级管q16导通，第一触发三级管q16的集电极的电平被拉低，第一触发三级管q16输出低电平给第二触发三级管q15，第二触发三级管q15导通，第二触发三级管q15的发射极的电平被拉低，最后输出低电平，将光耦合器中的受光元件pc1a拉入低电平，加强光耦合器中的受光元件pc1b的导通，同时光耦合器中的发光元件pc1a发光产生关断触发信号，从而使光耦合器中的受光元件pc1b的电流加大，进入保护状态，此时控制芯片u101输出信号控制mos管q101断开，从而使变压器05停止工作，达到各路保护的作用。

在本实施例中，第一检测单元41包括第一检测电阻r109、第二检测电阻r114、第三检测电阻r117和第四检测电阻r118，第一检测电阻r109、第二检测电阻r114、第三检测电阻r117和第四检测电阻r118依次串接，且第一检测电阻r109的输入端与mos管q101的源极连接，第四检测电阻r118的输出端接地；第一检测单元41包括第五检测电阻r111，第五检测电阻r111的一端与mos管q101的源极连接，另一端连接控制芯片u101的sense引脚；通过检测控制芯片u101的sense引脚的电流来检测电源电流。

其中，控制芯片u101的型号为ob2273或ld7750。

本发明的优势在于：

相比于现有技术，本发明所实施的具有多路输出的电源的过流保护电路，其通过在每一路输出电路上设置过流检测电路，能够对输出的各路电路进行过流保护，且当其中某一路或多路输出电流因输出短路或其他原因出现过流问题时，能够及时发现此问题，并做出反应，关断电源，提高安全性能，降低安全事故的发生概率。

该过流保护电路通过将过流检测电阻连接在输出电路的正极，使得各路输出在共地的基础上可以不受彼此的干扰，该过流保护电路在各路输出共地时依然可以正常工作，同时也降低了电路布线的难度和复杂度。

以上列举了本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。