CN109149523B - 一种自恢复型过流保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自恢复型过流保护电路，包括功率开关管Q1,三极管V4、V5，二极管V1、D2,稳压电路及电流采样电路，所述功率开关管Q1的漏级为电路的输出端，功率开关管Q1的源极与电流采样电路的输入端连接，功率开关管Q1的栅极经电阻R6与三极管V5的集电极连接，三极管V5的基极经电阻R4与二极管V1的阳极连接，所述三极管V5的发射极经电阻R5与其基极连接，二极管V1的阴极与稳压电路连接，二极管D2的阳极经电阻R12与稳压电路连接，二极管D2的阴极与三极管V5的集电极连接。本发明所述的自恢复型过流保护电路，电路原理简单、成本低廉、性能可靠且精确度高。
Description
技术领域
本发明涉及开关电源电路技术领域，具体涉及一种自恢复型过流保护电路。
背景技术
随着开关电源的应用越来越广泛，其完善的控制保护功能方面的要求也越来越高。开关电源的输出过流保护是电源诸多保护功能中必不可缺的一项，输出过流保护可起到对电源自身的保护。当前应用的标准砖式DC-DC变换器都具备输出过流保护功能，但大多变换器的输出过流保护为锁死型保护而不是打嗝式型保护。此外，标准砖式DC-DC变换器的输出过流保护点都是在模块内部设定好的，在模块外部无法进行调整。因此，当用电设备要求电源的输出过流保护为自恢复型或当要求的输出过流保护点与所用DC-DC变换器的过流保护点有偏差时，就不可避免需要外加输出过流保护电路。
实现输出电流过流检测的方法有多种，如采用滞环比较器进行输出过流的自恢复型保护。然而，标准砖式的DC-DC变换器大多采用原边控制模式，即电源管理芯片与原边共地。这就要求采用比较器进行输出过流保护时，还要提供与原边隔离为比较器供电的辅助电源电路。从而增加了电源控制的复杂性，同时也增加了电源的成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简单可靠、精度高，且价格便宜的自恢复型过流保护电路。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种自恢复型过流保护电路，包括功率开关管Q1，三极管V4、V5，二极管V1、D2，稳压电路及电流采样电路，所述功率开关管Q1的漏级为电路的输出端，功率开关管Q1的源极与电流采样电路的输入端连接，功率开关管Q1的栅极经电阻R6与三极管V5的集电极连接，三极管V5的基极经电阻R4与二极管V1的阳极连接，所述三极管V5的发射极经电阻R5与其基极连接，二极管V1的阴极与稳压电路连接，二极管D2的阳极经电阻R12与稳压电路连接，二极管D2的阴极与三极管V5的集电极连接。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述稳压电路包括精密可调稳压器N1， 二极管D1，电阻R3、R9、R10，所述精密可调稳压器N1的阴极与电阻R3的第一端连接，电阻R3的第二端与电路输入端连接，精密可调稳压器N1的阳极依次经电阻R10 、R9与二极管D1的阳极连接，且精密可调稳压器N1的阳极接地，精密可调稳压器N1的参考端经电阻R12与二极管D2的阳极连接，且该参考端经电阻R11连接在电阻R9与电阻R10之间的节点处。
所述电流采样电路包括三极管V3，电阻R1、电阻R7、电阻R8，所述三极管V3 的发射极与功率开关管Q1的源极连接，三极管V3的集电极与三极管V4的基极连接，所述三极管V3的基极经电阻R8接地，该基极并经电阻R7与其集电极连接，所述电阻R1的第一端与功率开关管Q1的源极连接，电阻R1的第二端为电路的输入端。
还包括电容C1，所述电容C1并联在电阻R10的两端。
由上述技术方案可知，本发明所述的自恢复型过流保护电路，电路原理简单、成本低廉、性能可靠且精确度高，输出过流保护电路的输出电流检测部分不需要辅助供电，且通过检测电阻R1实现电流采样。在输出过流后变换器关断输出，当输出过流解除后，Q1依旧处于开通状态，从而实现输出过流保护自恢复的目的。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示，、本实施例的自恢复型过流保护电路，包括功率开关管Q1，三极管V4、V5，二极管V1、D2，稳压电路及电流采样电路，功率开关管Q1的漏级为电路的输出端，功率开关管Q1的源极与电流采样电路的输入端连接，功率开关管Q1的栅极经电阻R6与三极管V5的集电极连接，三极管V5的基极经电阻R4与二极管V1的阳极连接，三极管V5的发射极经电阻R5与其基极连接，二极管V1的阴极与稳压电路连接，二极管D2的阳极经电阻R12与稳压电路连接，二极管D2的阴极与三极管V5的集电极连接。
稳压电路包括精密可调稳压器N1，二极管D1，电阻R3、R9、R10，精密可调稳压器N1的阴极与电阻R3的第一端连接，电阻R3的第二端与电路输入端连接，精密可调稳压器N1的阳极依次经电阻R10 、R9与二极管D1的阳极连接，且精密可调稳压器N1的阳极接地，精密可调稳压器N1的参考端经电阻R12与二极管D2的阳极连接，且该参考端经电阻R11连接在电阻R9与电阻R10之间的节点处，在电阻R10的两端并联有电容C1，电容C1与电阻R10组成充放电电路。本实施例的精密可调稳压器N1采用型号为LM431的芯片。
电流采样电路包括三极管V3，电阻R1、电阻R7、电阻R8，三极管V3的发射极与功率开关管Q1的源极连接，三极管V3的集电极与三极管V4的基极连接，三极管V3的基极经电阻R8接地，该基极并经电阻R7与其集电极连接，电阻R1的第一端与功率开关管Q1的源极连接，电阻R1的第二端为电路的输入端。
电路工作原理如下：
当输出电流I0过流或短路时，电路中电流的流向为输入电压VIN经过电阻R3，齐纳二极管V1，电阻R4和R5分压使得NPN三极管V5进入导通状态，电阻R2和电阻R6分压使得功率开关管Q1导通，由于输出过流或短路，直流母线上有电流流过，在取样电阻R1两端产生压降，节点VF电压近似等于0.5V左右,给PNP三极管V3的导通创造了条件，从而使PNP三极管V3进入导通状态，三极管V3的导通促使PNP三极管V4导通。三极管V4的导通通过电阻R9对C1电容进行充电，C1电容上电充满时，由于V5是导通状态，电阻R11和R12分压使得型号为LM431的精密可调稳压器N1由截止变为齐纳导通状态，此时齐纳二极管V1由导通状态变成截止状态，齐纳二极管V1截止，从而使NPN三极管V5不导通，NPN三极管V5的截止，使功率开关管Q1由导通状态变成截止状态，功率开关管Q1切断直流母线，从而实现保护后级电路的作用。小信号二极管D1、D2的作用是防止电流倒灌对电容C1进行充电；NPN三极管V5和功率开关管Q1都截止的状态下，从而使PNP三极管V4由导通状态变成截止状态，PNP三极管V4截止，电容C1通过电阻R10放电，LM431的精密可调稳压器N1的参考端电压低于2.5V时，精密可调稳压器N1由导通状态变成截止状态。此时的电流流向为输入电压VIN经过电阻R3，齐纳二极管V1导通。若后级电路仍处于过流或短路状态，将持续的打嗝式工作下去。
当输出电流IO在正常范围内，电路中电流的流向为输入电压VIN经过电阻R3，齐纳二极管V1，电阻R4和R5分压使得NPN三极管V5进入导通状态，电阻R2和R6分压使得功率开关管Q1导通，直流母线上有电流流过，在取样电阻R1两端产生压降，节点VF电压近似等于输入电压VIN，给PNP三极管V3的导通创造了条件，从而使PNP三极管V3进入导通状态，由于节点VF处电压近似等于输入电压VIN，所以三极管V4不能饱和导通，V4不导通，电容C1没有充电回路进行充电，所以精密可调稳压器N1的基准参考端无导通电压，迫使精密可调稳压器N1不能导通，齐纳二极管V1将一直导通，三极管V5，功率管Q1将一直导通，为后级电路提供能量。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (2)
1.一种自恢复型过流保护电路，其特征在于：包括功率开关管Q1，三极管V4、V5，二极管V1、D2，稳压电路及电流采样电路，所述功率开关管Q1的漏极为电路的输出端，功率开关管Q1的源极与电流采样电路的输入端连接，功率开关管Q1的栅极经电阻R6与三极管V5的集电极连接，三极管V5的基极经电阻R4与二极管V1的阳极连接，所述三极管V5的发射极经电阻R5与其基极连接，三极管V5的发射极接地；二极管V1的阴极与稳压电路连接，二极管D2的阳极经电阻R12与稳压电路连接，二极管D2的阴极与三极管V5的集电极连接；
所述稳压电路包括精密可调稳压器N1，二极管D1，电阻R3、R9、R10，所述精密可调稳压器N1的阴极与电阻R3的第一端连接，电阻R3的第二端与电路输入端连接，精密可调稳压器N1的阳极依次经电阻R10、R9与二极管D1的阳极连接，且精密可调稳压器N1的阳极接地，精密可调稳压器N1的参考端经电阻R12与二极管D2的阳极连接，且该参考端经电阻R11连接在电阻R9与电阻R10之间的节点处；二极管D1的阴极与功率开关管Q1的栅极连接；
所述电流采样电路包括三极管V3，电阻R1、电阻R7、电阻R8，所述三极管V3的发射极与功率开关管Q1的源极连接，三极管V3的集电极与三极管V4的基极连接，所述三极管V3的基极经电阻R8接地，该基极并经电阻R7与其集电极连接，所述电阻R1的第一端与功率开关管Q1的源极连接，电阻R1的第二端为电路的输入端；所述三极管V4的发射极与电路输入端连接，三极管V4的集电极与二极管D1的阳极连接。
2.根据权利要求1所述的自恢复型过流保护电路，其特征在于：所述稳压电路还包括电容C1，所述电容C1并联在电阻R10的两端。
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