CN111614062A - 多路输出电源的短路保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多路输出电源的短路保护电路，包括第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和充电电容；第一三极管的基极通过第一电阻与多路输出电源的第一电压端连接，第一三极管的集电极通过第二电阻与第二三极管的基极连接且通过第三电阻与第二三极管的发射极连接，第一三极管的发射极通过充电电容接地，充电电容与多路输出电源的第二电压端连接；第二三极管的集电极与多路输出电源的PWM输出控制端连接且发射极接地；第一三极管和第二三极管在多路输出电源的第一电压端受输出端短路影响而降低时由截止状态转换为导通状态；本发明在多路输出电源的任一输出端短路的时候，都能对多路输出电源进行有效的保护。

Description

多路输出电源的短路保护电路

技术领域

本发明涉及电路保护技术领域，特别涉及一种多路输出电源的短路保护电路。

背景技术

典型的反激电源如图5所示，反激电源由启动电路、电源管理芯片、反馈电路和耦合变压器构成，其中反馈电路由光电耦合器和TL431器件组成，多路输出电源中的主输出绕组经反馈电路检测输出电压，与电源管理芯片形成电压环路控制，当主输出绕组短路或者轻重载的时候，通过反馈电路形成闭环控制，达到稳定电源保护电路作用。传统的多路输出反激电路，在理想条件下，如果其中一路输出端短路，其他绕组将按实际匝数比例进行缩放，辅助绕组同样将会降低电压，当达到欠压点时，电源芯片将会重新启动，从而达到输出端短路保护作用，直到短路消失。但是实际情况下，由于各绕组之间的线路阻抗及漏感等因素在里面，所有输出端短路并不是按照匝数比进行缩放，这就会产生以下问题：可能其中一路短路，电源还在工作，直到输出端烧毁。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供了一种多路输出电源的短路保护电路，以在多路输出电源的任一输出端短路的时候，都能对多路输出电源进行有效的保护。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

多路输出电源的短路保护电路，包括第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和充电电容；

所述第一三极管的基极通过所述第一电阻与多路输出电源的第一电压端连接，所述第一三极管的集电极通过所述第二电阻与所述第二三极管的基极连接且通过所述第三电阻与所述第二三极管的发射极连接，所述第一三极管的发射极通过所述充电电容接地，所述充电电容与所述多路输出电源的第二电压端连接；

所述第二三极管的集电极与所述多路输出电源的PWM输出控制端连接且发射极接地；

所述第一三极管为PNP三极管，所述第二三极管为NPN三极管；

所述第一三极管和所述第二三极管在所述多路输出电源的第一电压端受输出端短路影响而降低时由截止状态转换为导通状态。

本发明的有益效果在于：多路输出电源的短路保护电路，在多路输出电源正常工作时，由多路输出电源的第二电压端对充电电容进行充电，直到达到稳定电压；当多路输出电源的任一输出端短路的时候，多路输出电源的第一电压端发生变化，使得第一三极管由截止状态转换为导通状态，此时，由于第一三极管为PNP三极管，因此，与第一三极管的发射极连接的充电电容开始放电，在充电电容的电压和第三电阻的驱动下，第二二极管开始导通，使得与第二三极管的集电极连接的多路输出电源的PWM输出控制端开始对地放电，以使得PWM输出控制端的电压开始下降，从而切断PWM输出端的输出，以对多路输出电源进行有效的保护。即本发明通过低成本搭建电路，解决了变压器各绕组间漏感以及等效电阻等不同因数对输出短路的影响，从而在多路输出电源的任一输出端短路的时候，都能对多路输出电源进行有效的保护。

附图说明

图1为本发明实施例的多路输出电源的短路保护电路与多路输出电源的配合连接示意图；

图2为本发明实施例的多路输出电源的短路保护电路与多路输出电源的启动电路、电源管理芯片、反馈电路之间配合连接的具体电路示意图；

图3为本发明另一实施例的多路输出电源的短路保护电路与多路输出电源的配合连接示意图；

图4为本发明另一实施例的多路输出电源的短路保护电路与多路输出电源的启动电路、电源管理芯片、反馈电路之间配合连接的具体电路示意图；

图5为现有技术中的多路输出电源的电路示意图。

标号说明：

C1-C5均为电容，其中，C1、第一电容；C2、充电电容；

D1-D6均为二极管，其中，D1、第一二极管；D2/D4、第二二极管；D3、第三二极管；

Q1、第一三极管；Q2、第二三极管；

R1-R19均为电阻，其中，R1/R9、第一电阻；R2、第二电阻、R3、第三电阻；R4、第四电阻；R5、第五电阻；R6、第六电阻；R7、第七电阻；R8、第八电阻；

U1、光电耦合器；U2、TL431器件；U3、电源管理芯片；

V1/V2、多路输出电源的支路输出端；V3、多路输出电源的主输出端；Vcc、供电电压；Vin、输入直流高压。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1至图4，多路输出电源的短路保护电路，包括第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和充电电容；

所述第一三极管的基极通过所述第一电阻与多路输出电源的第一电压端连接，所述第一三极管的集电极通过所述第二电阻与所述第二三极管的基极连接且通过所述第三电阻与所述第二三极管的发射极连接，所述第一三极管的发射极通过所述充电电容接地，所述充电电容与所述多路输出电源的第二电压端连接；

所述第二三极管的集电极与所述多路输出电源的PWM输出控制端连接且发射极接地；

所述第一三极管为PNP三极管，所述第二三极管为NPN三极管；

所述第一三极管和所述第二三极管在所述多路输出电源的第一电压端受输出端短路影响而降低时由截止状态转换为导通状态。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：在多路输出电源正常工作时，由多路输出电源的第二电压端对充电电容进行充电，直到达到稳定电压；当多路输出电源的任一输出端短路的时候，多路输出电源的第一电压端发生变化，使得第一三极管由截止状态转换为导通状态，此时，由于第一三极管为PNP三极管，因此，与第一三极管的发射极连接的充电电容开始放电，在充电电容的电压和第三电阻的驱动下，第二二极管开始导通，使得与第二三极管的集电极连接的多路输出电源的PWM输出控制端开始对地放电，以使得PWM输出控制端的电压开始下降，从而切断PWM输出端的输出，以对多路输出电源进行有效的保护。即本发明通过低成本搭建电路，解决了变压器各绕组间漏感以及等效电阻等不同因数对输出短路的影响，从而在多路输出电源的任一输出端短路的时候，都能对多路输出电源进行有效的保护。

进一步地，还包括第一二极管、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第一电压端和所述PWM输出控制端均为所述多路输出电源的供电电压端；

所述第二三极管的集电极与所述多路输出电源的供电电压端之间连接有所述第四电阻；

所述第一三极管的发射极通过所述充电电容接地，所述充电电容与所述多路输出电源的第二电压端连接具体为：

所述第一三极管的发射极同时与所述充电电容的一端、所述第五电阻的一端连接，所述充电电容的另一端接地且通过所述第六电阻与所述第一三极管的基极连接，所述第五电阻的另一端与所述第一二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极与所述多路输出电源的电源管理芯片的基准电压端连接；

所述充电电容的稳态电压小于所述第六电阻在所述多路输出电源的正常状态下的两端电压且大于所述第六电阻在所述多路输出电源的输出端短路的两端电压。

从上述描述可知，当对充电电容进行充电到稳态电压后，由于小于第六电阻在多路输出电源的正常状态下的两端电压，而第六电阻设置在第一三极管的基极，因此，对于PNP三极管来说，在多路输出电源正常工作时，第一三极管处于截止状态。当任一输出端短路的时候，按照匝数比等效电压计算，多路输出电源的供电电压端的供电电压会被拉低，但是由于各输出端存在漏感及等效阻抗等问题，不能保证所有输出端短路时，供电电压都能拉低到欠电压保护点；此时，供电电压开始拉低，使得第六电阻的两端电压开始下降，由于充电电容的稳态电压大于第六电阻在多路输出电源的输出端短路的两端电压，即使得第一三极管导通，由充电电容开始放电，在充电电容的电压和第三电阻的驱动下，第二二极管开始导通，使得与第二三极管的集电极连接的供电电压端开始对地迅速放电，其中，多路输出电源的电源管理芯片的驱动电压端连接供电电压端，以使得供电电压端的电压触发电源管理芯片的驱动电压端的欠压保护点，从而切断PWM输出端的输出，以对多路输出电源进行有效的保护。

进一步地，所述第一电阻和所述第六电阻的阻值比为X，所述充电电容的稳态电压小于所述多路输出电源在正常状态下的供电电压/(X+1)且大于所述多路输出电源在任何一路输出电源短路时的供电电压/(X+1)。

从上述描述可知，当限制充电电容的稳态电压小于多路输出电源在正常状态下的供电电压/(X+1)且大于多路输出电源在任何一路输出电源短路时的供电电压/(X+1)，即假设多路输出电源在正常状态下的供电电压为16V，在任何一路输出电源短路时的供电电压为12V，第一电阻和第六电阻的阻值比为2，则充电电容的稳态电压小于5.33V大于4V，以保证在任何一路输出电源短路，第一三极管的基极和发射极的电压发生变化，以将第一三极管由截止状态转换为导通状态。

进一步地，所述多路输出电源的供电电压端还连接有第一电容，所述充电电容、所述第二电阻和所述第三电阻之间形成的放电常数大于所述第一电容和所述第四电阻之间形成的放电常数的10倍。

从上述描述可知，通过对放电常数的限制，使得充电电容的两端电压通过第一三极管、第二电阻和第三电阻对地放电的速度要慢于供电电压通过第四电阻对地放电到电压触发电源管理芯片的驱动电压端的欠压保护点，以保证供电电压端的供电电压能触发电源管理芯片的驱动电压端的欠压保护点。

进一步地，还包括与所述多路输出电源的辅助供电支路的数量对应的第二二极管、第七电阻和第八电阻，所述PWM输出控制端为所述多路输出电源的光耦检测输出电压端；

所述第一三极管的基极通过所述第一电阻与多路输出电源的第一电压端连接具体为：

所述第一三极管的基极与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端同时与多个所述第二二极管的阳极连接，每一个所述第二二极管的阴极分别与所述多路输出电源的一个辅助供电支路的支路输出端连接；

所述第一三极管的发射极通过所述充电电容接地，所述充电电容与所述多路输出电源的第二电压端连接具体为：

所述第一三极管的发射极同时与所述充电电容的一端、所述第七电阻的一端、所述第八电阻的一端连接，所述充电电容的另一端与所述第七电阻的另一端同时接地，所述第八电阻的另一端与所述多路输出电源的主输出端连接；

所述充电电容的稳态电压大于a且小于a+b，所述a为所述第一三极管上发射极和基极之间的导通电压，所述b为所述多路输出电源的所有辅助供电支路的正常电压的最低值。

从上述描述可知，限制充电电容的稳态电压，使得在多路输出电源的正常状态下，第一三极管的发射极与基极之间的电压差小于导通电压而处于截止状态。当任一输出端短路的时候，其中一个第二二极管导通，使得第一二极管的基极电压迅速下降，由于充电电容的稳态电压大于第一三极管上发射极和基极之间的导通电压，则此时第一二极管导通，使得第二二极管的基极电压迅速上升，之后第二二极管导通，以使得光电耦合器饱和导通，将原本的电源管理芯片的PWM输出端关段。随后，多路输出电源的主输出端迅速下降，由充电电容对第一电阻、第二电阻和第三电阻进行放电，来维持对第二二极管的导通，因此辅电会关闭一段时间；而当充电电容的电压下降到无法使得第一三极管导通时，辅电重启，如果多路输出电源的短路情况仍然存在，则会将充电电容充电至第一三极管的导通电压以上时，再次将电源管理芯片的PWM输出端关闭，电源再次进行进入重启状态，后续并反复重启，电源进入“打嗝”保护模式；而当多路输出电源的短路情况已经消除的情况下，电源重启，由于充电延时，充电电容的电压充电至第一三极管的导通电压以上时，支路电压已经上升，使得第一二极管和第二二极管保持关段，辅电能正常启动并工作。

进一步地，所述第九电阻大于所述第八电阻。

从上述描述可知，这样充电电容和第九电阻之间的放电常数大于充电电容和第八电阻的充电常数，以减慢充电电容的放电速度。

进一步地，还包括第三二极管，所述第一三极管的发射极同时与所述充电电容的一端、所述第七电阻的一端、所述第八电阻的一端连接具体为：

所述第一三极管的发射极同时与所述充电电容的一端、所述第三二极管的阴极连接，所述第三二极管的阳极同时与所述第七电阻的一端、所述第八电阻的一端连接。

从上述描述可知，在主输出端断电后，通过第三二极管隔断充电电容的一条放电通道，以减缓充电电容的放电速度。

进一步地，所述充电电容的稳态电压大于a+c且小于a+b+c，所述c为所述第三二极管的导通电压。

从上述描述可知，当增加第三二极管时，则需要考虑到二极管的导通电压，来使得第一三极管的状态变化。

进一步地，所述充电电容的稳态电压大于a+0.4b+c且小于a+0.6b+c。

从上述描述可知，当将充电电容的稳态电压大于a+0.4b+c且小于a+0.6b+c，可在短路故障时使得第一三极管快速导通。

进一步地，所述充电电容与所述第九电阻之间形成的放电常数在0.1秒至10秒之间。

从上述描述可知，选择合理的充电电容和第九电阻进行配合，使得充电电容的放电速度较慢，以维持合理的打嗝时间，减少损耗。

针对PWM输出控制端的连接位置的不同，提供以下两个实施例。

请参照图1至图2，本发明的实施例一为：

多路输出电源的短路保护电路，即对应图1中的第一保护电路，其中，本实施例的第一保护电路与电源管理芯片U3连接，通过监测电源管理芯片U3的供电电压Vcc来实现对电路的保护。

如图2所示，第一保护电路包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、充电电容C2、第一二极管D1、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6；第一三极管Q1的基极通过第一电阻R1与多路输出电源的供电电压端连接，第一三极管Q1的集电极通过第二电阻R2与第二三极管Q2的基极连接且通过第三电阻R3与第二三极管Q2的发射极连接，第一三极管Q1的发射极同时与充电电容C2的一端、第五电阻R5的一端连接，充电电容C2的另一端接地且通过第六电阻R6与第一三极管Q1的基极连接，第五电阻R5的另一端与第一二极管D1的阴极连接，第一二极管D1的阳极与多路输出电源的电源管理芯片U3的基准电压端VREF连接；其中，第二三极管Q2的集电极通过第四电阻R4与多路输出电源的供电电压端连接且发射极接地；第一三极管Q1在多路输出电源的供电电压端受输出端短路影响而降低时由截止状态转换为导通状态。

即在本实施例中，第一三极管Q1为PNP三极管，第二三极管Q2为NPN三极管，第一电压端和PWM输出控制端均为多路输出电源的供电电压端，即对应图2的供电电压Vcc；第二电压端为多路输出电源的电源管理芯片U3的基准电压端VREF。

通过图2并结合上述描述可知，在上电瞬间，由输入直流高压Vin通过电阻R15-R17(200k/3W)给第一电容C1(100uF/50V)充电，达到电源启动电压，反激电源启动工作，在本实施例中，输入直流高压Vin为固定电压16V，多路输出电源的电源管理芯片U3(UC2845BD)的基准电压端VREF通过第一二极管D1(150mA/100V)、第五电阻R5(10k/0603)给充电电容C2(10uF/16V)充电，直到充电电容C2的两端电压为5V；同时，第一电阻R1(150k/0603)和第六电阻R6(75k/0603)设置的比例为2:1；此时第六电阻R6的两端电压为5.33V，第一三极管Q1(0.6A/-60V)处于截止状态。当任一输出端短路的时候，按照匝数比等效电压计算，供电电压Vcc会被拉低，但是由于各输出端存在漏感及等效阻抗等问题，不能保证所有输出短路时，供电电压Vcc都能拉低到欠电压保护点。这里以最差一路为例，当供电电压Vcc拉低到12V，在第六电阻R6的两端电压为4V，第一三极管Q1将会导通，此时第二三极管Q2(0.6A/60V)在充电电容C2的电压和第二电阻R2(5k/0603)的驱动下也将会导通，供电电压Vcc将会通过第四电阻R4(100Ω/0805)和第二三极管Q2对地迅速放电，其中，充电电容C2、第二电阻R2和第三电阻R3之间形成的放电常数大于第一电容C1和第四电阻R4之间形成的放电常数的10倍，使得充电电容C2的两端电压通过第一三极管Q1和第三电阻R3对地放电的速度要慢于供电电压Vcc通过第四电阻R4对地放电到电压触发电源管理芯片U3的驱动电压端VI的欠压保护点，以保证供电电压端的供电电压Vcc能触发电源管理芯片U3的驱动电压端VI的欠压保护点，从而切断PWM输出端OUTPUT的输出，以对多路输出电源进行有效的保护。

在本实施例中，将第一电阻R1和第六电阻R6的阻值比为2，且充电电容C2的稳态电压为5V，供电电压Vcc在正常状态下为16V，载短路状态下为12V。而在其他等同实施例中，当第一电阻R1和第六电阻R6的阻值比为X时，充电电容C2的稳态电压小于多路输出电源在正常状态下的供电电压Vcc/(X+1)且大于多路输出电源在任何一路输出电源短路时的供电电压Vcc/(X+1)即可。

请参照图3至图4，本发明的实施例二为：

多路输出电源的短路保护电路，即对应图3中的第二保护电路，其中，本实施例的第二保护电路与光电耦合器U1连接，通过监测光电耦合器U1的输出端电压来实现对电路的保护。

如图4所示，第二保护电路包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一电阻R9、第二电阻R2、第三电阻R3、充电电容C2、与多路输出电源的辅助供电支路的数量对应的第二二极管D2/D4、第七电阻R7、第八电阻R8和第三二极管D3；第一三极管Q1的基极与第一电阻R9的一端连接，第一电阻R9的另一端同时与多个第二二极管D2/D4的阳极连接，每一个第二二极管D2/D4的阴极分别与多路输出电源的一个辅助供电支路的支路输出端V1/V2连接；第一三极管Q1的集电极通过第二电阻R2与第二三极管Q2的基极连接且通过第三电阻R3与第二三极管Q2的发射极连接，第一三极管Q1的发射极同时与充电电容C2的一端、第三二极管D3的阴极连接，第三二极管D3的阳极同时与第七电阻R7的一端、第八电阻R8的一端连接，充电电容C2的另一端与第七电阻R7的另一端同时接地，第八电阻R8的另一端与多路输出电源的主输出端V3连接；第二三极管Q2的集电极与多路输出电源的光耦检测输出电压端连接且发射极接地；

即在本实施例中，第一三极管Q1为PNP三极管，第二三极管Q2为NPN三极管，PWM输出控制端为多路输出电源的光耦检测输出电压端，即图4中的光电耦合器U1的第四端；第一电压端为多路输出电源的一个辅助供电支路的支路输出端V1/V2；第二电压端为多路输出电源的主输出端V3。

通过图4并结合上述描述可知，在本实施例中，假设多路输出电源的主输出端V3的正常电压为12V，多路输出电源的所有辅助供电支路的正常电压的最低值b为5V，比如图4中的支路输出端V2的正常电压为b＝5V，支路输出端V1的正常电压为9V。第一三极管Q1(0.6A/-60V)上发射极和基极之间的导通电压a一般为0.7V，第三二极管D3(150mA/100V)的导通电压c一般为0.7V。

此时，通过第八电阻R8(2k/0603)和第七电阻R7(1.5k/0603)分压，将充电电容C2的电压限定在6.4V以下，在其他实施例中，充电电容C2的电压高于a+c，即高于1.4V，实际可能设置在2V以上，以便两个辅助供电支路短路时，第一三极管Q1能导通。

在正常情况下，第一三极管Q1的发射极电压低于基极电压，第一三极管Q1的集电极-发射极两端保持关段状态，第二三极管Q2(0.6A/60V)的集电极-发射极两端也保持关段状态，使得保护电路对光电耦合器U1不产生影响。

当辅助供电支路任何一个短路时，第二二极管D2(150mA/100V)或D4(150mA/100V)导通，第一三极管Q1的基极电压迅速下降，导致第一三极管Q1开通，第二三极管Q2的基极电压迅速上升后，第二三极管Q2导通，然后光电耦合器U1(K1010-4C-1)饱和导通，将原本的电源管理芯片U3(UC2845BD)的PWM输出端OUTPUT关段。随后主输出端V3的电压迅速下降，但充电电容C2(22uF/16V)对第二电阻R2(15k/0603)、第三电阻R3(100k/0603)、第一电阻R9(49.9k/0603)放电较慢，可以维持对第二三极管Q2的导通，因此辅电会关闭一段时间，其中，通过第三二极管D3隔断充电电容C2的一条放电通道，以减缓充电电容C2的放电速度。

而当充电电容C2的电压下降到无法使得第一三极管Q1导通时，比如下降到1V以下，辅电重启，如果多路输出电源的短路情况仍然存在，则会将充电电容C2充电至1.4V以上时，再次将电源管理芯片U3的PWM输出端OUTPUT关闭，电源再次进行进入重启状态，后续并反复重启，电源进入“打嗝”保护模式；

而当多路输出电源的短路情况已经消除的情况下，电源重启，充电电容C2的电压在第八电阻R8的限制下，逐渐充电至1.4V以上时，支路电压端V1和V2的电压已经上升，使得第一二极管D1和第二二极管D2/D4保持关段，辅电能正常启动并工作。

其中，在本实施例中，b＝5V，a＝c＝0.7V，则充电电容的稳态电压进一步限制在大于3.4V至4.4之间，比如取3.9V左右，以保证第一三极管Q1在短路故障时能快速导通，从而快速实现对电路的保护。

其中，在本实施例中，充电电容C2的容量为22uF，第一电阻R9、第二电阻R2和第三电阻R3的阻值分别为49.9k、15k和100k。在其他等同实施例中，充电电容C2的容量取值较大，第一电阻R9和第八电阻R8之间的电阻差别较大，由此，充电电容C2与第一电阻R9、第二电阻R2和第三电阻R3之间形成的放电常数在0.1秒至10秒之间(如0.25s左右)，即在秒级，而此时，充电电容C2与第八电阻R8的充电常数则控制在数十毫秒(如50ms左右)；如本实施例中第一电阻R9和第二电阻R2分别为49.9k和15k时，第八电阻R8取2k，第七电阻R7取1.5k。由此通过对充电电容C2以及第一电阻R9、第二电阻R2、第三电阻R3、第七电阻R7和第八电阻R8的合理选择，以减慢充电电容C2的放电速度，维持合理的打嗝时间，减少损耗；同时避免充电过快而造成辅电无法重启。

其中，如图2所示，为了便于理解本发明，将图2中涉及到由电源管理芯片U3组成的PWM电路以及由光电耦合器U1和TL431器件U2组成的电压输出电路进行说明。

其中，PWM电路包括电阻R10(10kΩ/0603)、电阻R11(470Ω/0603)、电容C3(1uF/0603)、二极管D5(150mA/150V)、二极管D6(150mA/150V)和电源管理芯片U3(UC2845BD)，电源管理芯片U3的第一引脚分别与二极管D6的阳极和光电耦合器U1的第一端电连接，电源管理芯片U3的第八引脚分别与电阻R10的一端和二极管D5(的阴极电连接，二极管D5(的阳极分别与电阻R10的另一端、电容C3的一端和二极管D6的阴极电连接，电容C3的另一端与电阻R11的一端电连接且电容C3的另一端和电阻R11的一端均接地，电阻R11的另一端与光电耦合器U1的第二端电连接。当光电耦合器U1的第一端和第二端等效电阻较大时，电源管理芯片U3的第一引脚保持较高电平，使得电源管理芯片U3的第六引脚输出占空比较大的PWM控制信号，主输出端V3的电压持续上升；当主输出端V3的电压上升到预定值附近时，光电耦合器U1的第一端和第二端等效电阻变小，电源管理芯片U3的第一引脚电平下降，使得电源管理芯片U3的第六引脚输出的PWM信号的占空比变小，从而使主输出端V3的电压稳定在预设值。

其中，电压输出电路包括光电耦合器U1、电阻R19(10kΩ/0603)、电阻R18(38kΩ/0603)、电阻R12(10kΩ/0603)、电阻R14(1kΩ/1206)、电阻R13(100kΩ/0603)、电容C4(220pF/0603)、电容C5(0.1uF/0603)和TL431器件U2(TL431/SOT-89)，TL431器件U2的第一引脚与电阻R19的一端电连接且TL431器件U2的第一引脚和电阻R19的一端均接地，TL431器件U2的第二引脚分别与电阻R19的另一端、电阻R18的一端、电容C4的一端和电容C5的一端电连接，电容C5的另一端与电阻R13的一端电连接，电阻R13的另一端分别与电容C4的另一端、电阻R12的一端、TL431器件U2的第三引脚、第二三极管Q2的集电极和光电耦合器U1的第四端电连接，电阻R18的另一端分别与电阻R12的另一端、电阻R14的一端和主输出端V3电连接，电阻R14的另一端与光电耦合器U1的第三端电连接。当电源启动后，主输出端V3的电压上升至预定值之前，TL431器件U2的第二引脚电压通过电阻R18和R19的分压小于2.5V，U2的第二引脚输出较高电压，使得光电耦合器U1的第三端和第四端间的电流很小，光电耦合器U1的第一端和第二端保持较高的等效电阻；当主输出端V3上升至预定值时，TL431器件U2的第二引脚电压通过电阻R18和R19的分压接近2.5V，U2的第二引脚输出电压降低，使得光电耦合器U1的第三端和第四端间的电流很变大，光电耦合器U1的第一端和第二端等效电阻变小。

综上所述，本发明提供的多路输出电源的短路保护电路，在多路输出电源正常工作时，由多路输出电源的第二电压端对充电电容进行充电，直到达到稳定电压；当多路输出电源的任一输出端短路的时候，多路输出电源的第一电压端发生变化，使得第一三极管由截止状态转换为导通状态，此时，由于第一三极管为PNP三极管，因此，与第一三极管的发射极连接的充电电容开始放电，在充电电容的电压和第三电阻的驱动下，第二二极管开始导通，使得与第二三极管的集电极连接的多路输出电源的PWM输出控制端开始对地放电，以使得PWM输出控制端的电压开始下降，从而切断PWM输出端的输出，以对多路输出电源进行有效的保护。即本发明通过低成本搭建电路，解决了变压器各绕组间漏感以及等效电阻等不同因数对输出短路的影响，从而在多路输出电源的任一输出端短路的时候，都能对多路输出电源进行有效的保护。其中，提供了供电电压检测保护电路的实施例一和输出电压检测保护电路的实施例二。对于实施例一来说，通过选取合适的充电电容、第一电阻、第六电阻、第三电阻、第四电阻来保证其保护效果。对于实施例二来说，选择合理的充电电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第七电阻和第八电阻，使得充电电容的放电速度较慢，以维持合理的打嗝时间，减少损耗；同时避免充电过快所导致辅电无法重启的问题；另外，在主输出端断电后，通过第三二极管隔断充电电容的一条放电通道，以减缓充电电容的放电速度。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.多路输出电源的短路保护电路，其特征在于：包括第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和充电电容；

所述第一三极管的基极通过所述第一电阻与多路输出电源的第一电压端连接，所述第一三极管的集电极通过所述第二电阻与所述第二三极管的基极连接且通过所述第三电阻与所述第二三极管的发射极连接，所述第一三极管的发射极通过所述充电电容接地，所述充电电容与所述多路输出电源的第二电压端连接；

所述第二三极管的集电极与所述多路输出电源的PWM输出控制端连接且发射极接地；

所述第一三极管为PNP三极管，所述第二三极管为NPN三极管；

所述第一三极管和所述第二三极管在所述多路输出电源的第一电压端受输出端短路影响而降低时由截止状态转换为导通状态。

2.根据权利要求1所述的多路输出电源的短路保护电路，其特征在于：还包括第一二极管、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第一电压端和所述PWM输出控制端均为所述多路输出电源的供电电压端；

所述第二三极管的集电极与所述多路输出电源的供电电压端之间连接有所述第四电阻；

所述第一三极管的发射极通过所述充电电容接地，所述充电电容与所述多路输出电源的第二电压端连接具体为：

所述第一三极管的发射极同时与所述充电电容的一端、所述第五电阻的一端连接，所述充电电容的另一端接地且通过所述第六电阻与所述第一三极管的基极连接，所述第五电阻的另一端与所述第一二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极与所述多路输出电源的电源管理芯片的基准电压端连接；

所述充电电容的稳态电压小于所述第六电阻在所述多路输出电源的正常状态下的两端电压且大于所述第六电阻在所述多路输出电源的输出端短路的两端电压。

3.根据权利要求2所述的多路输出电源的短路保护电路，其特征在于：所述第一电阻和所述第六电阻的阻值比为X，所述充电电容的稳态电压小于所述多路输出电源在正常状态下的供电电压/(X+1)且大于所述多路输出电源在任何一路输出电源短路时的供电电压/(X+1)。

4.根据权利要求2所述的多路输出电源的短路保护电路，其特征在于：所述多路输出电源的供电电压端还连接有第一电容，所述充电电容、所述第二电阻和所述第三电阻之间形成的放电常数大于所述第一电容和所述第四电阻之间形成的放电常数的10倍。

5.根据权利要求1所述的多路输出电源的短路保护电路，其特征在于：还包括与所述多路输出电源的辅助供电支路的数量对应的第二二极管、第七电阻和第八电阻，所述PWM输出控制端为所述多路输出电源的光耦检测输出电压端；

所述第一三极管的基极通过所述第一电阻与多路输出电源的第一电压端连接具体为：

所述第一三极管的基极与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端同时与多个所述第二二极管的阳极连接，每一个所述第二二极管的阴极分别与所述多路输出电源的一个辅助供电支路的支路输出端连接；

所述第一三极管的发射极通过所述充电电容接地，所述充电电容与所述多路输出电源的第二电压端连接具体为：

所述第一三极管的发射极同时与所述充电电容的一端、所述第七电阻的一端、所述第八电阻的一端连接，所述充电电容的另一端与所述第七电阻的另一端同时接地，所述第八电阻的另一端与所述多路输出电源的主输出端连接；

所述充电电容的稳态电压大于a且小于a+b，所述a为所述第一三极管上发射极和基极之间的导通电压，所述b为所述多路输出电源的所有辅助供电支路的正常电压的最低值。

6.根据权利要求5所述的多路输出电源的短路保护电路，其特征在于：所述第九电阻大于所述第八电阻。

7.根据权利要求5所述的多路输出电源的短路保护电路，其特征在于：还包括第三二极管，所述第一三极管的发射极同时与所述充电电容的一端、所述第七电阻的一端、所述第八电阻的一端连接具体为：

所述第一三极管的发射极同时与所述充电电容的一端、所述第三二极管的阴极连接，所述第三二极管的阳极同时与所述第七电阻的一端、所述第八电阻的一端连接。

8.根据权利要求7所述的多路输出电源的短路保护电路，其特征在于：所述充电电容的稳态电压大于a+c且小于a+b+c，所述c为所述第三二极管的导通电压。

9.根据权利要求8所述的多路输出电源的短路保护电路，其特征在于：所述充电电容的稳态电压大于a+0.4b+c且小于a+0.6b+c。

10.根据权利要求1至9任一所述的多路输出电源的短路保护电路，其特征在于：所述充电电容与所述第九电阻之间形成的放电常数在0.1秒至10秒之间。

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