专利名称：具有过流保护功能的开关电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电源技术，更具体地说，涉及一种采用光耦反馈的具有过流保护功能的电流控制型开关电源。
现有的电流控制型开关电源当检测到过流时，只会限制输出电压，即电流越大，输出电压越低，实行总功率限制，而不能实现振荡式自恢复保护，在这种情况下，控制芯片的辅助电源与主电源从同一个变压器中取出，只有当输出电流非常大时，输出电压非常低，使得辅助电源电压很低，跌至欠压保护点时，才能实现自恢复保护，但如果变压器漏感大，辅助电源电压即使在短路时，也不会下跌，在这种情况下，过流保护无法实现振荡式自恢复保护。如使用外加辅助电源，则必须采用其它的技术(如输出欠压保护)，才能实现过流的截止式保护。总而言之，要使电源进入振荡保护或截止保护状态，输出端的平均电流会远远大于正常工作的输出电流，一但电源供给的设备发生故障，使得电源进入过流保护状态，由于此时开关管、整流管的功耗远远大于正常工作时的功耗，开关管、整流管上的电压、电流尖峰亦远远大于正常工作时的电压、电流尖端。在设计时，需选用较大的散热器及较大电压、电流参数器件，以确保电源不会产生过高的温升及电压电流过大而损坏器件，这就会增加成本及电源的体积，同时在UL等安规测试时有类似要求，将输出端的负载加至即将进入保护前的状态，测量器件的温升，要确保电源在整个允许的工作温度内不会发生燃烧，其结果同供给的设备发生故障，使得电源进入保护状态的结果一样，需选用较大的散热器，较大的电压电流耐量的器件。
本实用新型的目的在于提供一种具有过流保护功能的开关电源，可以克服现有技术的缺点，改善过流保护性能，使开关电源整机体积减小、重量降低。
本实用新型的目的是这样实现的构造一种具有过流保护功能的开关电源包括连接输入端6的整流滤波单元1、输入端连接整流滤波单元1输出端而输出端为开关电源输出端7的DC/DC变换单元2，以及连接在开关电源输出端7与DC/DC变换单元2控制端之间的反馈回路，所述反馈回路包括由反馈及过压保护单元3、光耦合单元4以及PWM(脉宽调制)控制单元5组成的串联回路。
按照本实用新型提供的具有过流保护功能的开关电源，其特征在于，所述输入整流滤波单元1包括桥式整流器(BD1)。
按照本实用新型提供的具有过流保护功能的开关电源，其特征在于，所述光耦合单元4包括光耦合元件PC817C(PC1)。
按照本实用新型提供的具有过流保护功能的开关电源，其特征在于，所述PWM(脉宽调制)控制单元5包括电流控制型PWM芯片(IC1)，它可以是UC3842A、UC3804N、UC3825、UC3846等型号的IC。
实施本实用新型提供的具有过流保护功能的开关电源，在工作过程中，一旦在电流端检测到过流保护，如辅助电源与主电源从同一变压器取出，马上进入过流自恢复保护状态。如辅助电源外加，即可进入截止保护状态。如设计成正常工作时的电流检测端接近过流保护，稍加大一点电流即可进入过流保护，此时输出端的平均电流远远小于背景技术中所提到的电流，即可以采用较少的散热器及较小电压电流耐量的器件，有利于减小体积，降低成本，易于通过安规测试。
结合附图和实施例，进一步说明本实用新型的特点，附图中
图1是本实用新型提供的具有过流保护功能的开关电源的逻辑方框图；图2是本实用新型提供的具有过流保护功能的开关电源的电路原理图。
如图1所示，在本实用新型提供的具有过流保护功能的开关电源中，主要包括连接开关电源输入端6的整流滤波单元1、输入端连接整流滤波单元1输出端而输出端为开关电源输出端7的DC/DC变换单元2，以及连接在开关电源输出端7与DC/DC变换单元2控制端之间的反馈回路，该反馈回路包括反馈及过压保护单元3、光耦合单元4以及PWM(脉宽调制)控制单元5组成的串连回路。
图2示出了本实用新型提供的具有过流保护功能的开关电源的电路原理图。其中，图1中输入整流滤波单元1在图2中由F1、R22、R1、R1-1、ZN1、L1、C1、C2、C3、C4、C7、C5、C6Z组成；图1中的DC/DC变换单元2在图2中包括R4、C8、D1、R9、C9、R6、D9、R19、C18、C20、C21、L2、R24、D16、C22、R28、D4、R10、C10等，构成图1中反馈回路的反馈及过压保护单元3在图2中包括R29-R33、R25、R34、C28、C29、Q3、IC4等，图1中的光耦合单元4对应于图2中的PC1，图1中的PWM(脉宽调制)控制单元5包括图2中的R2、R2-2、R3、R3-3、R5、R7、D2、D3、R8、D5、D7、Q2、Q4、IC1、C11-C15、C17、R11-R18、R37等。其中IC1为电源技术领域常用的电流控制型PWM芯片，它可以是UC3842A、UC3804N、UC3825、UC3846等；IC4为内置有2。5V基准的运算放大器，它可以是TL431C，此处用作反馈，也可以考虑采用常规运放代替，如LM328、LM324等；PC1为光耦PC817C。
进一步说明工作过程如下IC1的3脚为电流反馈端，此点电压一旦达至1V，就进入过流保护。IC1的8脚为5V基准，7脚为辅助电源Vcc，当Vcc达到16V时，整个IC即可正常工作，一但正常工作后，只要Vcc不低于10V，即可保持正常，一旦Vcc低于10V，该IC1便进入截止状态，在其输出端没有输出。当IC1的电流反馈端3脚到达1V，检测到过流时，此时输出电压低于正常电压，一但输出电压低于正常电压，IC4的A点是一个高阻的OC门，在这种情况下，没有电流流过光偶PC1的二极管端，而光偶PC1的三极管端电感应不到电流而处于截止状态，当三极管端处于截止状态时，C点对原边地的电压为0，这样三极管Q2截止，(正常工作时，C点对原边地的电压约为2.5V左右)。一旦Q2截止，IC1的3脚的电压进一步升高(R16、D7、R5将8脚5V基准分压)，迫使IC1的6脚输出为0(6脚为MOSFET驱动)，而6脚输出为0，使得整个电源停止工作。
如IC1的Vcc是外接的，则IC1的8脚5V电位永远存在，通过R16、D17、R7的分压，使得IC1的3脚永远大于1V，使得整个电源进入截止式保护状态。如采用如图2所示辅助电源与主电源共用一个变压器的形式，则当IC16脚为0时，由于电源不工作，电容C10(即辅助电源Vcc)的电压会逐步下降(此时IC1仍正常工作)。当Vcc跌至10V时，IC1停止工作，此时Vcc在R2和R2上的充电下，逐渐上升，当升至16V时，IC1正常工作，开始正常输出，一旦IC1的3脚又检测到过流又重复进行上述状态。在这种情况下，保护后输出的平均电流与正常工作时的输出平均电流比较接近。在正常工作时，图2中C点电压约为2.5V，确保Q2导通，使得IC1的5V基准通过R16、Q2接地，而不会影响3脚的正常工作。Q4、C17、R37、D5、R15的作用是在输入刚接通，IC1的5V基准产生后，由于此时输出V0低于正常电压，使得Q2截止，通过C17的充电作用，使得Q4导通，以确保在输入刚接通时，IC1的5V基准不会通过R16、D7对IC1的3脚产生保护作用。D5的作用是在IC1截止时给C17快速放电。
本实用新型以常规反激电源来作说明，同时也可应用于正激式、推挽半桥、全桥等各种拓扑中。
权利要求1.一种具有过流保护功能的开关电源包括连接输入端6的整流滤波单元1、输入端连接整流滤波单元1输出端而输出端为开关电源输出端7的DC/DC变换单元2，以及连接在开关电源输出端7与DC/DC变换单元2控制端之间的反馈回路，所述反馈回路包括由反馈及过压保护单元3、光耦合单元4以及PWM(脉宽调制)控制单元5组成的串联回路。
2.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述输入整流滤波单元1包括桥式整流器(BD1)。
3.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述光耦合单元4包括光耦合元件PC817C(PC1)。
4.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述脉宽调制控制单元5包括电流控制型PWM芯片，它可以是UC3842A、UC3804N、UC3825、UC3846等型号的IC。
专利摘要本实用新型公开了一种具有过流保护功能的开关电源，包括整流滤波单元1、DC/DC变换单元2，以及连接在开关电源输出端7与DC/DC变换单元2控制端之间的反馈回路，该反馈回路由反馈及过压保护单元3、光耦合单元4以及脉宽调制控制单元5串联而成。这种开关电源，一旦检测到过流保护，马上进入过流自恢复保护状态。如辅助电源外加，即可进入截止保护状态，并用较少散热器，可降低对器件的要求，有利于减小体积，降低成本，易于通过安规测试。
文档编号H02M3/24GK2355496SQ98249750
公开日1999年12月22日 申请日期1998年12月15日 优先权日1998年12月15日
发明者王跃斌 申请人:深圳永达辉科技有限公司