CN103475191A - 一种开关电源控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开关电源控制电路，属于开关电源过流保护技术领域；包括稳压电路、延时电路、调节电路和检测电路；延时电路分别连接稳压电路和调节电路；调节电路连接检测电路；稳压电路连接开关电源的电压输出端；稳压电路用于将开关电源的输出电压钳制在一预设的电压值；延时电路通过调整电压来控制调节电路的通断；调节电路通过自身通断来使检测电路工作在高阻值状态或低阻值状态；检测电路包括电流产生部件；电流产生部件根据开关电源的输出电流产生相应的检测电流；检测电路输出检测电压。上述技术方案的有益效果是：使得开关电源在满足提高带容性负载能力的同时，不降低过流保护能力。上述技术方案实现简单，实现成本较低。

Description

一种开关电源控制电路

技术领域

本发明涉及开关电源过流保护技术领域，尤其涉及一种开关电源控制电路。

背景技术

随着电子产品的集成度越来越高，一款电子产品上可以包括了好几个甚至数十个功能模块，这样就需要电源适配器提供好几安培甚至十几安培的电流。往往在这种情况下，需要在电源适配器的输出端外接大容量的负载电容，以防止输出电压在负载变化时引起电压跳变，上述外接电容的电容量通常为好几千微法（μF）。此外，现有技术中的一些网通产品例如DSL（DigitalSubscriber Line，数字用户专线）产品，是按时间计费的，这就需要在这些网通产品上加装Dying gasp功能。所谓Dying gasp，是指在***的输入电压无法满足***的正常工作时，会自动发送状态信息通知头端的功能。实现上述Dying gasp功能亦需要在电源适配器的输出端外接大容量的负载电容，在这种情况下外接的负载电容，其电容量往往高达6000μF以上。因此，在开关电源上外接大容量的负载电容是十分常见的。

同样的，很多电子产品在设计时，会添加一个过流保护功能。所谓过流保护，是指设定了电子产品工作时的一个最大电流，若工作电流超过该最大电流，则有可能会烧坏设备。因此，在电子产品工作时，添加过流保护功能，以当工作电流超过最大电流时自动断电，起到保护设备的作用。

具体而言，开关电源进入过流保护状态的条件是电源的输出电流超过某个预设的门限值。通常情况下，会把开关电源的电流检测采样门限值设定为开关电源额定电流的120%，即当输出电流超过额定电流的120%时，电源进入过流保护状态，从而避免因为输出电流超过额定值而使电源收到损坏。

但是，当外接大容量的负载电容时，由于此时开关电源满载启动，其电流信号本身就处于约80%的电流门限值，同时由于开关电源启动时大容量负载电容往往处于低阻抗状态，此时的开关电流很轻易就会超过额定电流的120%，这样就会导致开关电源由于检测到的电流信号超过门限值而进入到过流保护状态，从而影响到带有大容量负载电容的开关电源的正常开启。

中国专利（CN203056555U）公开了一种过流保护器，超过阈值电流时，能够自动控制切断配电线路的电子装置。包括了电源转换模块、信号调理模块、比较电路模块、逻辑控制电路模块和继电器输出模块；电源转换模块将输入电压转换为过流保护器工作范围内的电压，为信号调理模块、比较电路模块、逻辑控制电路模块和继电器输出模块供电；信号调理模块与电流传感器连接，对电流传感器输出的电压信号进行滤波和电压跟随处理，并发送处理后的电压信号。上述技术方案仅介绍了过流保护器的构成，并未涉及对于大容量负载的过流保护，无法解决现有技术中的问题。

中国专利（CN2638353）公开了一种通信机房设备总配线架上用的过流保护单元。其结构是过流保护单元串接在电话线a、a’和b、b’之间，过流保护单元中的热敏电阻R0和R3分别与串接在一起的限流电阻R1、发光二极管D1和串接在一起的限流电阻R2、发光二极管D2相并接。上述技术方案同样仅公开了过流保护单元的构成，无法解决现有技术中的问题。

发明内容

根据现有技术中存在的缺陷，现提供一种开关电源控制电路，具体包括：

一种开关电源控制电路，适用于开关电源；其中，包括稳压电路、延时电路、调节电路和检测电路；

所述延时电路分别连接所述稳压电路和所述调节电路；所述调节电路连接所述检测电路；

所述稳压电路连接所述开关电源的电压输出端；所述稳压电路用于将所述开关电源的输出电压钳制在一预设的电压值；

所述延时电路通过调整所述稳压电路输入的电压进而调整输出至所述调节电路的电压，以控制所述调节电路的通断；

所述调节电路通过自身通断来使所述检测电路工作在高阻值状态或低阻值状态；

所述检测电路包括一电流产生部件；所述电流产生部件的输入端连接所述开关电源的电流输出端；所述电流产生部件根据所述开关电源的输出电流产生相应的检测电流；所述检测电路根据所述检测电流，输出相应的检测电压。

优选的，该开关电源控制电路，其中，所述稳压电路包括第一电阻和第一二极管；

所述第一电阻分别连接所述电压输出端，以及所述第一二极管的负极；所述第一二极管的正极通过一接地点接地。

优选的，该开关电源控制电路，其中，所述第一二极管是稳压二极管。

优选的，该开关电源控制电路，其中，所述延时电路包括电容和第二电阻；

所述电容分别连接所述第一电阻未连接所述电压输出端的一端，以及所述调节电路；

所述第二电阻连接至所述电容与所述调节电路连接的一端，以及所述接地点之间；所述电容通过所述第二电阻连接至所述接地点。

优选的，该开关电源控制电路，其中，所述调节电路包括三极管和第三电阻；

所述三极管的基极分别连接所述电容和所述第二电阻；所述三极管的基极通过所述第二电阻连接至所述接地点；

所述三极管的发射极通过所述接地点接地；

所述三极管的集电极通过所述第三电阻连接至所述检测电路的输出端。

优选的，该开关电源控制电路，其中，所述电压输出端输出交流电。

优选的，该开关电源控制电路，其中，所述预设的电压值为所述三极管的导通电压值。

优选的，该开关电源控制电路，其中，所述三极管为NMOS三极管。

优选的，该开关电源控制电路，其中，所述检测电路的所述电流产生部件包括电流输入部和电流产生部；

所述电流输入部的输入端作为所述检测电路的输入端，以从所述输入端获取所述输出电流；所述电流输入部的输出端接地；

所述电流产生部根据所述输出电流产生相应的检测电流。

优选的，该开关电源控制电路，其中，所述检测电路还包括第二二极管和第四电阻；

所述第二二极管的正极连接所述电流产生部的一端；所述第二二极管的负极接入所述检测电路的输出端；所述电流产生部未连接所述第二二极管的正极的一端通过所述接地点接地；

所述第四电阻连接至所述检测电路的输出端与所述接地点之间；所述第四电阻与所述第三电阻并联。

优选的，该开关电源控制电路，其中，

当所述三极管导通时，所述第三电阻与所述第四电阻并联导致所述检测电路工作在所述低阻值状态；

当所述三极管截止时，所述第三电阻与所述第四电阻无法并联，导致所述检测电路工作在所述高阻值状态。

优选的，该开关电源控制电路，其中，所述电流产生部件为电流转换变压器。

上述技术方案的有益效果是：使得开关电源在满足提高带容性负载能力的同时，不降低过流保护能力。上述技术方案实现简单，实现成本较低。

附图说明

图1是本发明的实施例中，一种开关控制电路的电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

如图1所示，本发明的较佳的实施例中，一种开关电源控制电路包括了稳压电路1，延时电路2，调节电路3以及检测电路4；延时电路2分别连接稳压电路1和调节电路3；调节电路3连接检测电路4；

稳压电路1用于对延时电路2进行充电，从而使延时电路2能够控制调节电路3的通断；调节电路3根据自身通断，可以控制检测电路4工作在高阻值状态或者低阻值状态，从而使检测电路4的输出端输出的检测电压增大或者减小。

稳压电路1的输入端接入开关电源的电压输出端Vout，即本发明的较佳的实施例中，开关电源的电压输出端Vout作为该开关电源控制电路的电压输入端。

上述检测电路4包括一电流产生部件T1；该电流产生部件T1包括了两个部分：电流输入部T11和电流产生部T12；电流输入部的输入端接入开关电源的电流输入端Iout，即本发明的较佳的实施例中，将开关电源的电流输入端Iout作为检测电路4的电流输入端。

电流输入部T11获取经由开关电源的电流输入端Iout输入的电流；随后电流产生部T12根据电流输入部T11获取的电流，产生相应的检测电流。

本发明的较佳的实施例中，上述电流产生部件T1为电流转换变压器，该电流转换变压器的作用在于把大电流信号按照变压器的变比（N:1）转换成一个小电流信号，以减小检测电流耗损在电阻上的功率。

同时，电流转换变压器作为一个隔离部件，可以将本发明的较佳的实施例中所述的开关电源控制电路与外部的开关电源电路隔离，从而避免由于开关电源控制电路中检测电流的变化导致开关电源内部电流发生变化。

本发明的其他实施例中，上述电流产生部不仅仅限制于电流转换变压器，可以是其他任何根据输入电流自适应产生相应检测电流的部件。

如图1所示，本发明的较佳的实施例中，上述稳压电路1具体包括第一电阻R1和第一二极管D1；

第一电阻R1连接电压输出端Vout；第一二极管D1的负极连接R1未接入Vout的一端，D1的正极接入一接地点G，接地点G接地。

本发明的较佳的实施例中，上述第一二极管D1为稳压二极管。

同样如图1所示，本发明的较佳的实施例中，上述延时电路2具体包括电容C1和第二电阻R2；

C1连接于R1未连接Vout的一端，以及调节电路3之间；本发明的较佳的实施例中，R2连接至C1连接调节电路3的一端，以及接地点G之间；即C1通过R2连接至接地点G，进而接地。

本发明的较佳的实施例中，输入至C1中的电流为交流电，即开关电源在启动瞬间输出交流电，换言之，从Vout输入至该开关电源控制电路的为交流电。因此C1不会隔断整个开关电源控制电路。

同样如图1所示，本发明的较佳的实施例中，上述调节电路3具体包括三极管Q1和第三电阻R3。Q1的基极B分别与C1和R2连接，Q1的发射极E通过接地点G接地，Q1的集电极C连接R3。R3未连接Q1的一端接入检测电路4的输出端A。本发明的较佳的实施例中，Q1的基极B通过R3连接至接地点G，进而接地。

同样如图1所示，本发明的较佳的实施例中，上述检测电路4包括了上述电流产生部件T1，第二二极管D2以及第四电阻R4。其中电流产生部T11的一端连接至D2的正极，另一端通过接地点G接地。

D2的负极接入检测电路的输出端A，R4连接在上述输出端A和接地点G之间。

上述为本发明的较佳的实施例中，对于开关电源控制电路的具体描述。于上述技术方案的基础上，任何可选择的或者在可实现发明目的的范畴内做的基于上述技术方案的任意修改，均包含在本发明的保护范围内。

对于上述开关电源控制电路，其能够实现调整检测电路中的并联阻值，进而调整输出至过流保护模块的检测电压，从而达到调整过流保护能力的目的，具体如下：

当开关电源外接一个大容量的负载电容时，其启动电流较大，很有可能超过了预设的电流门限值的120%，从而导致进入过流保护状态。采用本发明的实施例中所述的开关电源控制电路，从Vout输入开关电源的输出电压V至开关电源控制电路，输出电压V₀经过稳压电路1中的R1和D1，其被钳制在一个预设的电压上。本发明的较佳的实施例中，该预设的电压为V_th，即为三极管Q1基极端的导通电压。经由稳压电路1的电流为C1充电，由于电容的特性，C1两端的电压具有不可突变性，因此在C1充满电之前，Q1基极端的电压即为V_th，因此Q1导通。

当Q1导通时，R3和R4之间形成并联，R3和R4之间的总阻值减小，流过R3和R4的电流增大。因此，由输出端A输出的电流比例减小，由输出端A输出的检测电压就相应减小，将该检测电压送入外部的过流保护模块中以进行过流保护判定。本发明的较佳的实施例中，可以通过调节R3的阻值大小，以使从输出端A输出的检测电压低于门限值的120%，换言之，使输出的检测电压无法引发过流保护。

当为C1充电一段时间后，C1充分充电，此时Q1基极端的电压降低至导通电压以下，Q1截止。此时R3、Q1的串联电路与R4之间的并联线路断开，即R3与R4之间不再并联，检测电路中的阻值恢复正常。此时，相应的，由检测电路4的输出端A输出的电流比例恢复正常，所输出的检测电压恢复正常。此时，整个电路的过流保护能力恢复正常。

本发明的较佳的实施例中，可以通过调节电容C1的电容量，来调节C1的充电时间，从而调节延时电路的延时时间，进而调节从开关电源开启到过流保护能力恢复正常之间的持续时间。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (12)

1.一种开关电源控制电路，适用于开关电源；其特征在于，包括稳压电路、延时电路、调节电路和检测电路；

所述延时电路分别连接所述稳压电路和所述调节电路；所述调节电路连接所述检测电路；

所述稳压电路连接所述开关电源的电压输出端；所述稳压电路用于将所述开关电源的输出电压钳制在一预设的电压值；

所述延时电路通过调整所述稳压电路输入的电压进而调整输出至所述调节电路的电压，以控制所述调节电路的通断；

所述调节电路通过自身通断来使所述检测电路工作在高阻值状态或低阻值状态；

所述检测电路包括一电流产生部件；所述电流产生部件的输入端连接所述开关电源的电流输出端；所述电流产生部件根据所述开关电源的输出电流产生相应的检测电流；所述检测电路根据所述检测电流，输出相应的检测电压。

2.如权利要求1所述的开关电源控制电路，其特征在于，所述稳压电路包括第一电阻和第一二极管；

所述第一电阻分别连接所述电压输出端，以及所述第一二极管的负极；所述第一二极管的正极通过一接地点接地。

3.如权利要求2所述的开关电源控制电路，其特征在于，所述第一二极管是稳压二极管。

4.如权利要求2所述的开关电源控制电路，其特征在于，所述延时电路包括电容和第二电阻；

所述电容分别连接所述第一电阻未连接所述电压输出端的一端，以及所述调节电路；

所述第二电阻连接至所述电容与所述调节电路连接的一端，以及所述接地点之间；所述电容通过所述第二电阻连接至所述接地点。

5.如权利要求4所述的开关电源控制电路，其特征在于，所述调节电路包括三极管和第三电阻；

所述三极管的基极分别连接所述电容和所述第二电阻；所述三极管的基极通过所述第二电阻连接至所述接地点；

所述三极管的发射极通过所述接地点接地；

所述三极管的集电极通过所述第三电阻连接至所述检测电路的输出端。

6.如权利要求5所述的开关电源控制电路，其特征在于，所述电压输出端输出交流电。

7.如权利要求6所述的开关电源控制电路，其特征在于，所述预设的电压值为所述三极管的导通电压值。

8.如权利要求5所述的开关电源控制电路，其特征在于，所述三极管为NMOS三极管。

9.如权利要求5所述的开关电源控制电路，其特征在于，所述检测电路的所述电流产生部件包括电流输入部和电流产生部；

所述电流输入部的输入端作为所述检测电路的输入端，以从所述输入端获取所述输出电流；所述电流输入部的输出端接地；

所述电流产生部根据所述输出电流产生相应的检测电流。

10.如权利要求9所述的开关电源控制电路，其特征在于，所述检测电路还包括第二二极管和第四电阻；

所述第二二极管的正极连接所述电流产生部的一端；所述第二二极管的负极接入所述检测电路的输出端；所述电流产生部未连接所述第二二极管的正极的一端通过所述接地点接地；

所述第四电阻连接至所述检测电路的输出端与所述接地点之间；所述第四电阻与所述第三电阻并联。

11.如权利要求10所述的开关电源控制电路，其特征在于，

当所述三极管导通时，所述第三电阻与所述第四电阻并联导致所述检测电路工作在所述低阻值状态；

当所述三极管截止时，所述第三电阻与所述第四电阻无法并联，导致所述检测电路工作在所述高阻值状态。

12.如权利要求9所述的开关电源控制电路，其特征在于，所述电流产生部件为电流转换变压器。

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