一種輸出過壓保護(hù)電路及開關(guān)電源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種輸出過壓保護(hù)電路及開關(guān)電源，輸出過壓保護(hù)電路包括待保護(hù)芯片，所述待保護(hù)芯片的第二引腳及第八引腳之間連接有電阻，所述第二引腳還通過電容接地，所述電容與開關(guān)管并聯(lián)，開關(guān)管與光耦的次級相連，光耦的次級與待保護(hù)芯片的第一引腳相連。本實(shí)用新型無需更換方案，可在原電路的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，縮短開發(fā)周期。
【專利說明】
-種輸出過壓保護(hù)電路及開關(guān)電源
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及開關(guān)電源領(lǐng)域，具體設(shè)及一種輸出過壓保護(hù)電路及開關(guān)電源。
【背景技術(shù)】
[0002] 在小型輔助電源領(lǐng)域里，已經(jīng)出現(xiàn)了很多種自帶輸出過壓保護(hù)的忍片。但由于 UC3842系列應(yīng)用廣泛、價(jià)格便宜、技術(shù)成熟、采購方便等優(yōu)勢在未來依然會(huì)有很大的市場份 額?，F(xiàn)在有越來越多的場合對電源提出了更高的要求，外國市場要求在人可能接觸到的電 路在任何情況下電壓不得超過42.4V，在測試時(shí)會(huì)將反饋環(huán)路切掉測試，在運(yùn)種情況下無法 靠負(fù)反饋來實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù)，而單靠3842忍片自帶的引腳功能又很難實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)有最相近的方 案是直接更換帶有過壓保護(hù)功能的忍片重新設(shè)計(jì)電路。
[0003] 若為了達(dá)到輸出過壓保護(hù)的目的，可能需要使用新的忍片W及新的方案，運(yùn)樣使 得開發(fā)周期及成本都會(huì)上升，從而不能滿足現(xiàn)有的發(fā)展需求。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型公開了一種輸出過壓保護(hù)電路及開關(guān)電 源，本方案目的是針對類似于3842運(yùn)種本身忍片無過壓保護(hù)的電路實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù)，方法簡 單可靠，無需長時(shí)間的實(shí)驗(yàn)。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的具體方案如下：
[0006] -種輸出過壓保護(hù)電路，包括待保護(hù)忍片，所述待保護(hù)忍片的第二引腳及第八引 腳之間連接有電阻，所述第二引腳還通過電容接地，所述電容與開關(guān)管并聯(lián)，開關(guān)管與光禪 的次級相連，光禪的次級與待保護(hù)忍片的第一引腳相連；
[0007] 在正常工作時(shí)，該待保護(hù)忍片第一引腳會(huì)持續(xù)開通開關(guān)管，將第二引腳電壓拉低， 電路正常工作；
[000引一旦過壓或切掉反饋環(huán)路，光禪截止，開關(guān)管截止，待保護(hù)忍片的第八引腳通過所 述電阻給所述電容充電，當(dāng)充到設(shè)定電壓時(shí)拉低待保護(hù)忍片的第一引腳電壓，使占空比為 0。
[0009] 進(jìn)一步的，所述待保護(hù)忍片為UC3842。
[0010] 進(jìn)一步的，所述待保護(hù)忍片的第八引腳通過電容接地，所述電容與相串聯(lián)的電容 及電阻相并聯(lián)。
[0011] 進(jìn)一步的，所述待保護(hù)忍片的第一引腳及第Ξ引腳分別通過各自相應(yīng)的電容接 地。
[0012] 進(jìn)一步的，開關(guān)電源，包括輸出過壓保護(hù)電路，所述待保護(hù)忍片的第屯引腳與前級 整流濾波電路相連，所述前級整流濾波電路與啟動(dòng)充電電路相連，所述待保護(hù)忍片的第六 引腳及第二引腳均與開關(guān)電源主回路相連，開關(guān)電源主回路與次級輸出電路相連，所述次 級輸出電路通過電阻與光禪的初級相連。
[0013] 進(jìn)一步的，所述前級整流濾波電路包括由熱敏電阻及壓敏電阻組成的保護(hù)電路及 與該保護(hù)電路相連的差共模吸收電路相連，所述差共模吸收電路依次與整流電路及濾波電 路相連，整流電路及濾波電路之間還連接有啟動(dòng)充電電路。
[0014] 進(jìn)一步的，所述差共模吸收電路包括相并聯(lián)的第一電容、電感及第二電容，所述整 流電路為四個(gè)二極管組成的橋式電路，所述濾波電路由多個(gè)電容相并聯(lián)組成。
[0015] 進(jìn)一步的，所述啟動(dòng)充電電路包括相并聯(lián)的兩個(gè)電容，兩個(gè)電容的公共端與多個(gè) 相串聯(lián)的電阻電路相連，所述兩個(gè)電容的公共端為VCC端接到待保護(hù)忍片的第屯引腳，用于 為待保護(hù)忍片的啟動(dòng)提供電流。
[0016] 進(jìn)一步的，所述開關(guān)電源主回路包括M0S管，所述M0S管的一端通過RCD吸收電路與 變壓器的第一原邊線圈相連，所述M0S管另一端通過電阻接地，所述M0S管第Ξ端分兩路，一 路通過電阻接地，另一路通過電阻與待保護(hù)忍片的輸出端相連，變壓器的第二原邊線圈并 聯(lián)有極性電容、電容及第一二極管，變壓器的第二原邊線圈與極性電容之間還連接有第二 二極管。
[0017] 進(jìn)一步的，所述次級輸出電路包括輔助繞組，輔助繞組依次與Ξ個(gè)電容相并聯(lián)，第 一個(gè)電容與輔助繞組之間連接有二極管，第二個(gè)電容與第Ξ個(gè)電容之間連接有電感，第一 個(gè)電容的為極性電容，該極性電容的正極端通過電阻與光禪的初級相連，用于為光禪供電。
[0018] 開關(guān)電源的保護(hù)方法，包括：
[0019] 光禪的次級短接后，光禪無法導(dǎo)通因此開關(guān)管也截止，運(yùn)時(shí)待保護(hù)忍片的第八引 腳會(huì)通過電阻持續(xù)的給電容充電從而抬高第二引腳的電壓；
[0020] 由于第二引腳為待保護(hù)忍片內(nèi)部的運(yùn)放反向輸入端，與內(nèi)部的設(shè)定電壓進(jìn)行比 較，當(dāng)?shù)诙_電平達(dá)到設(shè)定電壓時(shí)會(huì)迅速將第一引腳電平拉低，使占空比為0從而阻止電 壓繼續(xù)升高.
[0021] 第一引腳電平拉低后第二引腳的電平會(huì)保持一設(shè)定時(shí)間，在運(yùn)期間次級輸出電路 的次級輸出電壓和輔助繞組電壓也會(huì)持續(xù)降低；
[0022] 當(dāng)輔助繞組的電壓低于待保護(hù)忍片的維持電壓后忍片關(guān)斷，第八引腳電平為0,第 二引腳電平通過電容放電，電源重新啟動(dòng)，此時(shí)的電路會(huì)在此狀態(tài)不斷循環(huán)，進(jìn)入打嗎模 式。
[0023] 本實(shí)用新型的有益效果：
[0024] 本實(shí)用新型無需更換方案，可在原電路的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，縮短開發(fā)周期。3842作 為一種通用型忍片依然有著巨大的市場，因此采購方便而且價(jià)格上也有很大的優(yōu)勢。
【附圖說明】

[0025] 圖1是本實(shí)用新型前級整流和啟動(dòng)充電電路圖；
[0026] 圖2是本實(shí)用新型開關(guān)電源主回路和次級輸出電路圖；
[0027] 圖3是本實(shí)用新型PWM控制及采樣電路的原理圖。
【具體實(shí)施方式】：
[0028] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明：
[0029] 本電路為小功率的反激電源，圖1為電路的輸入整流濾波電路和啟動(dòng)電路，其中R1 熱敏電阻、R2壓敏電阻，分別起到防止上電沖擊電流和防輸入雷擊浪涌的作用。C1、C2、L1起 到吸收差共模干擾的作用。VCC接到UC3842的7腳，為3842的啟動(dòng)提供電流。
[0030] 圖2為電路的主回路部分和次級輸出部分，其中C20、R7、D2構(gòu)成RCD吸收電路，主要 吸收M0S管關(guān)斷瞬間的尖峰。M0S的驅(qū)動(dòng)由3842的6腳提供，次級輸出15V，輔助繞組輸出15V 給3842供電。
[0031] 圖3為電路忍片的外圍電路W及反饋控制部分。與一般電路相比，本電路增加了 C13、Q2、R12運(yùn)幾個(gè)器件來實(shí)現(xiàn)輸出過壓保護(hù)的功能。當(dāng)電路正常工作時(shí)，TL43U圖3的U32) 的1腳為2.5V左右，TL431的2腳導(dǎo)通，光禪初級導(dǎo)通。3842的1腳電流經(jīng)過光禪的次級和Q2到 地，經(jīng)過Q2的放大作用可將3842的2腳電平拉到0V。2腳的電平不會(huì)影響到1腳電平，此時(shí)電 路正常運(yùn)行。
[0032] 若不加運(yùn)幾個(gè)器件，一旦將反饋環(huán)路給切掉，如將光禪的1、2腳短接，光禪無法導(dǎo) 通，3842的1腳電平會(huì)持續(xù)地上升，而占空比又與1腳的電平相關(guān)，隨著1腳電平的不斷升高 占空比也會(huì)越來越大，輸出電壓也會(huì)隨著越來越高直至突破42.4V。
[0033] 下面分析一下增加此電路的作用，將光禪的1、2腳短接后(此時(shí)相當(dāng)于電壓反饋環(huán) 路失效）；或者輸出電壓過壓(輸出大于設(shè)定的15V后化431的基準(zhǔn)電壓1腳大于2.5V則化431 的2腳會(huì)截止，此時(shí)沒有電流流經(jīng)光禪的1、2腳，與光禪的1、2腳短接情況比較類似）電路開 始進(jìn)入保護(hù)動(dòng)作:光禪無法導(dǎo)通因此Q2也截止，運(yùn)時(shí)3842的8腳會(huì)通過R12持續(xù)的給C13充電 從而抬高2腳的電壓。由于2腳為3842內(nèi)部的運(yùn)放反向輸入端，與內(nèi)部的2.5V進(jìn)行比較，當(dāng)2 腳電平達(dá)到2.5V時(shí)會(huì)迅速將1腳電平拉低為0,使占空比為0(3、6腳電平恒為0V)從而阻止電 壓繼續(xù)升高。1腳電平拉低后2腳的電平會(huì)保持一段時(shí)間，在運(yùn)期間次級輸出電壓和輔助繞 組電壓也會(huì)持續(xù)降低。當(dāng)輔助繞組的電壓低于3842的維持電壓后忍片關(guān)斷(7腳電壓降低）， 忍片關(guān)斷后8腳電平掉到0V，因此2腳電平可通過R105從3842的8腳放電放到0V，當(dāng)2的電平 掉到0V后保護(hù)動(dòng)作結(jié)束，此時(shí)3842忍片的各個(gè)管腳的電壓為0,相當(dāng)于忍片進(jìn)行了一次復(fù)位 動(dòng)作，隨后3842的7腳重新通過啟動(dòng)電阻R4、貼啟動(dòng)。若故障排除，則整個(gè)系統(tǒng)會(huì)開始正常工 作，若反饋環(huán)路依然失效，則此時(shí)的電路會(huì)重新進(jìn)入上述的保護(hù)動(dòng)作，周而復(fù)始直至故障排 除。
[0034] 電源正常工作時(shí)，3842的1腳會(huì)持續(xù)開通Q2,將2腳電壓拉低，電路正常工作。一旦 輸出過壓或切掉反饋環(huán)路，TL431截止，光禪截止，因此Q2截止，3842的8腳通過電阻R12給電 容C13充電，當(dāng)充到2.5V時(shí)拉低3842的1腳電壓，使占空比為0,從而阻止了輸出電壓繼續(xù)升 高。其中，切掉反饋環(huán)路即為光禪1、2腳短接。
[0035] 其中選擇C13與R12的RC時(shí)間常數(shù)需要根據(jù)具體的電路來確定，其選擇的原則是輸 出空載時(shí)3842的2腳電壓上升到2.5V所用的時(shí)間要小于輸出端電容上升到42.4V的時(shí)間。
[0036] 下面W-個(gè)輸出30W的電源為例，其中工作頻率為ιοοωζ，變壓器的初級感量為 ImH，電流采樣電阻為1歐姆，輸出電容C17為lOOOuF，電路設(shè)計(jì)為斷續(xù)工作模式。由于3842的 3腳電壓不能超過IV，到達(dá)IV后就會(huì)關(guān)斷mos管，因此初級的最大電流為1A，假設(shè)去掉了反饋 環(huán)路則每次開關(guān)周期3腳電壓都達(dá)到IV后關(guān)斷，則此時(shí)的最大功率為f 1=日0W，其中 L為ImH，I為lA，f為lOOkHz。電容上的電壓從15V上升到42.4V所需要的能量為 宴.X C;乂韻…IX C X鱗％沒渴，其中C為lOOOuF，U1為15V，U2為42.4V。則充電時(shí)間為0.8今50 = 公： A 160ms。選擇的RC需在160ms內(nèi)通過8腳的5V充到2.5V，因此根據(jù)仿真計(jì)算可W取值4化和 4.7uF可在150ms充到2.5V，從而保證過壓保護(hù)。
[0037]上述雖然結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對本實(shí)用新 型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng) 域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍W內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種輸出過壓保護(hù)電路，其特征是，包括待保護(hù)芯片，所述待保護(hù)芯片的第二引腳及 第八引腳之間連接有電阻，所述第二引腳還通過電容接地，所述電容與開關(guān)管并聯(lián)，開關(guān)管 與光耦的次級相連，光耦的次級與待保護(hù)芯片的第一引腳相連。2. 如權(quán)利要求1所述的一種輸出過壓保護(hù)電路，其特征是，所述待保護(hù)芯片的第八引腳 通過電容接地，所述電容與相串聯(lián)的電容及電阻相并聯(lián)。3. 如權(quán)利要求1所述的一種輸出過壓保護(hù)電路，其特征是，所述待保護(hù)芯片的第一引腳 及第三引腳分別通過各自相應(yīng)的電容接地。4. 一種開關(guān)電源，包括上述權(quán)利要求1-3任一所述的輸出過壓保護(hù)電路，其特征是，所 述待保護(hù)芯片的第七引腳與前級整流濾波電路相連，所述前級整流濾波電路與啟動(dòng)充電電 路相連，所述待保護(hù)芯片的第六引腳及第二引腳均與開關(guān)電源主回路相連，開關(guān)電源主回 路與次級輸出電路相連，所述次級輸出電路通過電阻與光耦的初級相連。5. 如權(quán)利要求4所述的一種開關(guān)電源，其特征是，所述前級整流濾波電路包括由熱敏電 阻及壓敏電阻組成的保護(hù)電路及與該保護(hù)電路相連的差共模吸收電路相連，所述差共模吸 收電路依次與整流電路及濾波電路相連，整流電路及濾波電路之間還連接有啟動(dòng)充電電 路。6. 如權(quán)利要求5所述的一種開關(guān)電源，其特征是，所述差共模吸收電路包括相并聯(lián)的第 一電容、電感及第二電容，所述整流電路為四個(gè)二極管組成的橋式電路，所述濾波電路由多 個(gè)電容相并聯(lián)組成。7. 如權(quán)利要求5所述的一種開關(guān)電源，其特征是，所述啟動(dòng)充電電路包括相并聯(lián)的兩個(gè) 電容，兩個(gè)電容的公共端與多個(gè)相串聯(lián)的電阻電路相連，所述兩個(gè)電容的公共端為VCC端接 到待保護(hù)芯片的第七引腳，用于為待保護(hù)芯片的啟動(dòng)提供電流。8. 如權(quán)利要求4所述的一種開關(guān)電源，其特征是，所述開關(guān)電源主回路包括MOS管，所述 MOS管的一端通過RCD吸收電路與變壓器的第一原邊線圈相連，所述MOS管另一端通過電阻 接地，所述MOS管第三端分兩路，一路通過電阻接地，另一路通過電阻與待保護(hù)芯片的輸出 端相連，變壓器的第二原邊線圈并聯(lián)有極性電容、電容及第一二極管，變壓器的第二原邊線 圈與極性電容之間還連接有第二二極管。9. 如權(quán)利要求4所述的一種開關(guān)電源，其特征是，所述次級輸出電路包括輔助繞組，輔 助繞組依次與三個(gè)電容相并聯(lián)，第一個(gè)電容與輔助繞組之間連接有二極管，第二個(gè)電容與 第三個(gè)電容之間連接有電感，第一個(gè)電容為極性電容，該極性電容的正極端通過電阻與光 耦的初級相連，用于為光耦供電。
【文檔編號(hào)】H02M1/32GK205693558SQ201620479477
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年5月24日 公開號(hào)201620479477.7, CN 201620479477, CN 205693558 U, CN 205693558U, CN-U-205693558, CN201620479477, CN201620479477.7, CN205693558 U, CN205693558U
【發(fā)明人】譚春曉, 劉愛忠, 李勇, 孫永亮, 黃厚城
【申請人】山東魯能智能技術(shù)有限公司