一种基于脉宽调制器的短路保护电路以及软启动电路的制作方法

本实用新型涉及电路领域，尤其涉及一种基于脉宽调制器的短路保护电路以及软启动电路。

背景技术：

对于电路上的空间应用，一般以uc1843脉宽调制器为核心组建开关电源，由于uc1843本身不具有短路保护功能以及软启动功能，为了使电源更加可靠因此需要在外围搭建短路保护电路以及软启动电路。现在的短路保护一般通过lm193搭建外围电路，利用uc1843的comp脚进行触发短路保护，而且软启动电路一般是独立的，触发短路保护后不会进行下一次的软启动。由于uc1843是基于双极性工艺制造的，因此开关频率不高，最大为500khz，而且逐周期保护延时时间较长，当在较高的开关频率下进行短路，comp电压升高需要较长的时间，而由于逐周期保护延时时间很长，逐周期保护基本不起作用，因此电源在comp脚到达短路保护阀值前的时间内电源处于高损耗运行，在短路恢复时间很短的要求下，留给电源暂停工作的时间非常短，因此短路功耗非常大。另一方面由于软启动电路3一般是独立的，触发短路保护后不会进行下一次的软启动，因此短路后起机很容易使变压器饱和或者产生较大的过冲。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提出的一种基于脉宽调制器的短路保护电路以及软启动电路是通过互感器取样电流进行触发的，反应十分迅速，因此在有很短的短路恢复时间要求下短路功耗也可以做的很低。

本实用新型通过以下技术方案实现的：

本实用新型提出一种基于脉宽调制器的短路保护电路以及软启动电路，所述基于脉宽调制器的短路保护电路以及软启动电路包括短路保护电路、软启动电路和电流取样电路；所述电流取样电路和所述短路保护电路电连接，所述软启动电路和所述短路保护电路电连接，所述软启动电路与脉宽调制器的comp脚进行电连接，所述电流取样电路与脉宽调制器的cs脚电连接，所述短路保护电路与脉宽调制器的vref脚和vcc脚电连接；

所述短路保护电路包括电压跟随器u1a，vcc脚电压给所述电压跟随器u1a进行供电；

所述短路保护电路通过所述电流取样电路进行触发，当输出短路时，所述软启动电路连接的comp脚电压升高从而使得所述电流取样电路触发所述短路保护电路，使得的所述短路保护电路进入保护状态，此时电源停止工作。

进一步的，所述脉宽调制器的型号为uc1843，所述电压跟随器u1a的型号为lm158。

进一步的，所述短路保护电路还包括电阻r1、稳压管z1、电容c1，所述稳压管z1和所述电容c1并联在所述电压跟随器u1a的两侧，所述电容c1的一端与所述电阻r1、所述稳压管z1负极和所述电压跟随器u1a上的8脚连接，所述电阻r1的另一端和所述脉宽调节器的vcc脚连接，所述电容c1的另一端与所述稳压管z1的正极、所述电压跟随器u1a的4脚连接，电阻r2、电阻r7、电阻r8、所述电压跟随器u1a上的脚1与所述电阻r7的一端连接，所述电阻r7另一端与所述电阻r8、所述电阻r2连接，所述电压跟随器u1a上的脚3与所述电阻r7另一端、所述电阻r8和所述电阻r2连接，所述电阻r2的另一端与所述脉宽调制器的vref脚连接，所述电阻r8另一端接地，所述电压跟随器u1a上的4脚接地。

进一步的，所述短路保护电路还包括二极管d1、电阻r3、电阻r4、电容r2，所述电压跟随器u1a上的2脚与所述r3的一端连接，所述电阻r3的另一端与所述二极管d1的负极连接，所述电阻r4的一端与所述电压跟随器u1a上的4脚连接，所述电阻r4的另一端接地，所述电容c2的一端与所述电压跟随器u1a的4脚连接，另一端与所述电阻r4连接。

进一步的，所述软启动电路包括三极管q1、电容c3、电阻r6、二极管d2、电阻r5，所述三极管q1的发射极与所述脉宽调制器的comp脚电连接，所述三极管q1的集电极接地，所述三极管q1的基极与所述电阻r6的一端、所述二极管d2的正极、所述电容c3连接，所述电容c3的另一端与所述三极管q1的集电极连接，所述二极管d2的负极与所述电阻r5连接，所述电阻r6的另一端与所述电阻r5连接。

进一步的，所述电压跟随器u1a的1脚与所述电阻r5和所述电阻r6连接。

进一步的，所述电流取样电路2包括互感器t1，所述互感器t1与所述二极管d1的正极连接，从而使所述短路保护电路与所述电流取样电路电连接。

进一步的，所述电流取样电路还包括电阻r9、电阻r10、电阻r11、电容c4、二极管d3，所述电阻r10的一端与所述二极管d1和所述二极管d2的正极连接，所述电阻r10的另一端与所述互感器远离所述二极管d1正极的一端连接，所述电阻r11的一端与所述二极管d3的负极、所述电阻r9连接，所述电阻r11的另一端接地并与所述电容c4连接，所述电容c4远离所述电阻r11的一端与所述电阻r9连接并与所述脉宽调制器的cs脚连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提出的一种基于脉宽调制器的短路保护电路以及软启动电路中短路保护电路是通过互感器t1取样电流进行触发的，反应十分迅速，因此在有很短的短路恢复时间要求下短路功耗也可以做的很低，同时由于短路保护电路是直接控制软启动电路的，因此每次进行短路恢复时都可以进行软启动开机；本实用新型用型号为lm158的电压跟随器取代型号为lm193的电压跟随器，用脉宽调制器的cs脚触发取代comp脚触发，电路没有增加任何复杂度的情况下让短路功耗大大降低，并实现短路保护后实现软启动起机。

附图说明

图1为本实用新型的基于脉宽调制器的短路保护电路以及软启动电路的电路图。

具体实施方式

为了更加清楚、完整的说明本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

请参考图1，本实用新型提出一种基于脉宽调制器的短路保护电路1以及软启动电路3，所述基于脉宽调制器的短路保护电路1以及软启动电路3包括短路保护电路1、软启动电路3和电流取样电路2；所述电流取样电路2和所述短路保护电路1电连接，所述软启动电路3和所述短路保护电路1电连接，所述软启动电路3与型号为uc1843的脉宽调制器的comp脚进行电连接，所述短路保护电路1包括电压跟随器u1a，所述电压跟随器u1a的型号为lm158。

在本实施方式中，相比传统的技术来书用型号为lm158的电压跟随器取代型号为lm193的电压跟随器，用脉宽调制器的cs脚触发取代comp脚触发，电路没有增加任何复杂度的情况下让短路功耗大大降低，并实现短路保护后实现软启动起机。

进一步的，所述短路保护电路1还包括电阻r1、电阻r2、电阻r7、电阻r8、稳压管z1、电容c1，所述电压跟随器u1a上的脚1与所述电阻r7的一端连接，所述电阻r7另一端与所述电阻r8、所述电阻r2连接，所述电压跟随器u1a上的脚3与所述电阻r7另一端、所述电阻r8和所述电阻r2连接，所述电阻r2的另一端与所述脉宽调制器的vref脚连接，所述电阻r8另一端接地，所述电压跟随器u1a上的4脚接地，所述电容c1的一端与所述电阻r1、所述稳压管z1负极和所述电压跟随器u1a上的8脚连接，所述电阻r1的另一端和所述脉宽调节器的vcc脚连接，所述电容c1的另一端与所述稳压管的正极、所述电压跟随器u1a的4脚连接。所述短路保护电路1还包括二极管d1、电阻r3、电阻r4、电容r2，所述电压跟随器u1a上的2脚与所述r3的一端连接，所述电阻r3的另一端与所述二极管d1的负极连接，所述电阻r4的一端与所述电压跟随器u1a上的4脚连接，所述电阻r4的另一端接地，所述电容c2的一端与所述电压跟随器u1a的4脚连接，另一端与所述电阻r4连接。所述软启动电路3包括三极管q1、电容c3、电阻r6、二极管d2、电阻r5，所述三极管q1的发射极与所述脉宽调制器的comp脚电连接，所述三极管q1的集电极接地，所述三极管q1的基极与所述电阻r6的一端、所述二极管d2的正极、所述电容c3连接，所述电容c3的另一端与所述三极管q1的集电极连接，所述二极管d2的负极与所述电阻r5连接，所述电阻r6的另一端与所述电阻r5连接。所述电压跟随器u1a的1脚与所述电阻r5和所述电阻r6连接。所述电流取样电路2包括互感器t1，所述互感器t1与所述二极管d1的正极连接，从而使所述短路保护电路1与所述电流取样电路2电连接。所述电流取样电路2还包括电阻r9、电阻r10、电阻r11、电容c4、二极管d3，所述电阻r10的一端与所述二极管d1和所述二极管d2的正极连接，所述电阻r10的另一端与所述互感器远离所述二极管d1正极的一端连接，所述电阻r11的一端与所述二极管d3的负极、所述电阻r9连接，所述电阻r11的另一端接地并与所述电容c4连接，所述电容c4远离所述电阻r11的一端与所述电阻r9连接并与所述脉宽调制器的cs脚连接。

在本实施方式中，当电源开机时，vcc电压通过所述电阻r1限流、所述电容c1滤波、所述稳压管z1稳压后给所述电压跟随器u1a供电，所述电压跟随器u1a开始工作，由于所述c2电压一开始为0v，即所述电压跟随器u1a反向输入端为0v，而所述电阻r2和所述电阻r8通过分压到所述电压跟随器u1a的正向输入端，因此所述电压跟随器u1a输出一个高电平，并通过正反馈所述电阻r7将正向输入端的电压抬高，所述电压跟随器u1a通过所述电阻r6给所述电容c3缓慢供电，comp脚电压跟随所述电容c3缓慢上升，完成软启动过程。由于comp脚缓慢上升，cs也跟随comp脚提高，由于此时所述电阻r11的电压较低，由于所述电阻r3阻值远大于所述电阻r11，所述互感器t1的一小部分电流通过所述电阻r3给所述电容c2充电，因此所述电容c2的电压也处于一个较低的水平，因此所述电压跟随器u1a的反向输入端也为一个较低的电压。因此在起机时反向输入端的电压不足以触发运放输出低电平，所述短路保护电路1不起作用，电源能正常软启动开机。

当输出短路时，环路失控，comp脚电流开始升高，变压器趋向饱和，原边电流的斜率变得非常大，而且每周期电源开关管开通时间非常短，由于型号为uc1843脉宽调制器反应速度比较慢，来不及进行逐周期保护，因此原边电流非常大，所述互感器t1的电流也非常大，所述互感器t1大部分电流通过所述电阻r11，一部分电流通过所述电阻r3给所述电容c2充电，所述电容c2电压迅速上升并达到所述电压跟随器u1a正向输入端的阀值电压，此时所述电压跟随器u1a迅速输出低电平，并通过所述电阻r5，所述二极管d2将所述电容c3电压释放掉，comp脚的电压也跟随释放掉，此时电源停止工作，进入保护状态。由于所述电压跟随器u1a输出变为低电平，因此所述电压跟随器u1a的正向输入端电压也降低，所述电容c2通过所述电阻r4缓慢释放，当反向输入端电压降到正向输入端电压阀值的时候，所述电压跟随器u1a又输出高电平，并对所述软启动电路3进行充电，电源进行软启动起机。

当然，本实用新型还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。