CN204696663U - 一种高效输出短路保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种高效输出短路保护电路，包括：第一分压电路、第二分压电路、基准电压电路和比较器，所述第一分压电路和第二分压电路的输出端连接开关电源输出电压，所述第一分压电路的输出端连接比较器的正极输入端，所述第二分压电路的输出端连接所述比较器的负极输入端，所述比较器的输出端连接PWM控制器，所述比较器的正极输入端设置偏置电阻，所述偏置电阻与所述基准电压电路连接，所述基准电压电路与所述比较器的输出端连接。本实用新型实现快速、高效检测输出短路状态，极大地缩短保护反应时间，确保设备在短路状态下不会损坏，保证设备的安全运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种保护电路，具体涉及一种高效输出短路保护电路，适应于开关电源的输出电压高、电流大、功率达到几百瓦甚至到几十个千瓦的电路输出短路保护。
背景技术
在工业自动控制等领域，开关电源因其具有效率高，重量轻，体积小等优势得到广泛的使用。开关电源的稳定性和可靠性尤其重要，同时要求故障率极低。在大功率的开关电源中就必须有几种保护电路用于提高开关电源的稳定性和可靠性。特别是在通信，电力***中的充电模块等领域，例如电动汽车及充电桩，开关电源的输出短路(过流)保护是保障电子产品安全可靠性的一项极其重要功能。如果开关电源在输出短路(过流)时，对半导体功率器件将会产生巨大的电流，从而烧坏功率器件。
传统的对于开关电源的过流、输出短路保护方式，如图1和图2所示。通过设置电流互感器T1，检测由三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、变压器T2等元件组成的全桥工作方式中通过的电流。经电流互感器T1的A、B点输出一个输出短路(过流)保护控制信号，对开关电源进行保护，避免烧坏功率器件。
上述传统的开关电源保护方式由于反应时间过长，不能实时有效地进行保护，同时不能精准地选定保护点电压值，选取小了会产生误保护，选取大了又不能有效的起到保护作用，对电子产品保护性差。
实用新型内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种高效输出短路保护电路，解决上述现有技术由于反应时间过长、不能精准的选定保护电压值的问题，实现快速、高效检测输出短路状态，极大地缩短保护反应时间，确保设备在短路状态下不会损坏，保证设备的安全运行。
本实用新型的技术方案是：一种高效输出短路保护电路，包括：第一分压电路、第二分压电路、基准电压电路和比较器，所述第一分压电路和第二分压电路的输出端连接开关电源输出电压，所述第一分压电路的输出端连接比较器的正极输入端，所述第二分压电路的输出端连接所述比较器的负极输入端，所述比较器的输出端连接PWM控制器，所述比较器的正极输入端设置偏置电阻，所述偏置电阻与所述基准电压电路连接，所述基准电压电路与所述比较器的输出端连接。
进一步地，所述第一分压电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R7和电容C1，所述电阻R1、电阻R2和电阻R3串联接入到所述比较器的正极输入端，所述电阻R7和电容C1并联后一端与所述比较器的正极输入端连接，另一端接地；所述第二分压电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R8和电容C2，所述电阻R4、电阻R5和电阻R6串联接入到所述比较器的负极输入端，所述电阻R8和电容C2并联后一端与所述比较器的负极输入端连接，另一端接地。
进一步地，所述电阻R1与电阻R4相等，电阻R2与电阻R5相等，电阻R3与电阻R6相等，电阻R7与电阻R8相等，所述电容C1的电容值至少小于电容C2的电容值的1/10。
进一步地，所述基准电压电路包括稳压管D1和电阻R10，所述稳压管D1的负极连接到电容C1的接地端，所述稳压管D1的正极连接电阻R10的一端，所述电阻R10的另一端连接上拉电阻R11的一端，所述上拉电阻R11的另一端连接所述比较器的输出端。
进一步地，所述偏置电阻R9的一端连接所述比较器的正极输入端，另一端连接稳压管D1的正极。
进一步地，所述比较器采用LM293比较器。
本实用新型的有益效果为：本实用新型提供的短路保护电路实现快速、高效检测输出短路状态，极大地缩短保护反应时间，从而有效的保护了功率器件和电子产品，确保设备在短路状态下不会损坏，保证设备的安全运行。
附图说明
图1为本实用新型所述的传统的输出短路保护电路的一种结构图；
图2为本实用新型所述的传统的输出短路保护电路的另一种结构图；
图3为本实用新型提出的一种高效输出短路保护电路结构框图；
图4为本实用新型提出的一种高效输出短路保护电路结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细的说明。
参见图3和图4，其中图3为本实用新型提出的一种高效输出短路保护电路结构框图；图4为本实用新型提出的一种高效输出短路保护电路结构图。
如图3和图4所示，一种高效输出短路保护电路，包括：第一分压电路、第二分压电路、基准电压电路和比较器，所述第一分压电路和第二分压电路的输出端连接开关电源输出电压，所述第一分压电路的输出端连接比较器的正极输入端，所述第二分压电路的输出端连接所述比较器的负极输入端，所述比较器的输出端连接PWM控制器，所述比较器的正极输入端设置偏置电阻，所述偏置电阻与所述基准电压电路连接，所述基准电压电路与所述比较器的输出端连接。
进一步地，所述第一分压电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R7和电容C1，所述电阻R1、电阻R2和电阻R3串联接入到所述比较器的正极输入端，所述电阻R7和电容C1并联后一端与所述比较器的正极输入端连接，另一端接地；所述第二分压电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R8和电容C2，所述电阻R4、电阻R5和电阻R6串联接入到所述比较器的负极输入端，所述电阻R8和电容C2并联后一端与所述比较器的负极输入端连接，另一端接地。
进一步地，所述电阻R1与电阻R4相等，电阻R2与电阻R5相等，电阻R3与电阻R6相等，电阻R7与电阻R8相等，所述电容C1的电容值至少小于电容C2的电容值的1/10。
进一步地，所述基准电压电路包括稳压管D1和电阻R10，所述稳压管D1的负极连接到电容C1的接地端，所述稳压管D1的正极连接电阻R10的一端，所述电阻R10的另一端连接上拉电阻R11的一端，所述上拉电阻R11的另一端连接所述比较器的输出端。
进一步地，所述偏置电阻R9的一端连接所述比较器的正极输入端，另一端连接稳压管D1的正极。
进一步地，所述比较器采用LM293比较器。
本实用新型实施例中，所述偏置电阻R9阻值根据输出时在短路瞬间电压下降的电压值选定，可以精准的选定保护电压值，控制精度高，避免了误保护或保护不到位的问题。
本实用新型实施例中，VCC+为开关电源的输出电压，VDD为保护电路的工作电压，通过比较器的输出端的上拉电阻R11获得，基准电压为5.1V，比较器U1的输出端输出信号给控制电路用于关闭PWM。开关电源的输出电压通过第一分压电路供给比较器U1的正极输入端，通过第二分压电路供给比较器U1的负极输入端，通过设置比较器的正极输入端的偏置电阻R9使得比较器的正极输入端电压大于比较器的负极输入端电压，此时比较器U1的输出端输出高电平。当开关电源的输出有短路时，开关电源的输出电压就有一个下降电压值，此时比较器U1的正极输入端的电压就有一个突变的下降电压值，由于电容C2的电容值远大于电容C1的电容值，在开关电源的输出电压下降瞬间，电容C1上的电压值下降的大小远大于电容C2上的电压，此时比较器的正极输入端的电压低于比较器的负极输入端的电压，比较器U1的输出端输出一个低电平信号给控制部分关闭PWM。
本实用新型提供的短路保护电路实现快速、高效检测输出短路状态，极大地缩短保护反应时间，从而有效的保护了功率器件和电子产品，确保设备在短路状态下不会损坏，保证设备的安全运行。
以上对本实用新型进行了详细介绍，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。
Claims (6)
1.一种高效输出短路保护电路，其特征在于，包括：第一分压电路、第二分压电路、基准电压电路和比较器，所述第一分压电路和第二分压电路的输出端连接开关电源输出电压，所述第一分压电路的输出端连接比较器的正极输入端，所述第二分压电路的输出端连接所述比较器的负极输入端，所述比较器的输出端连接PWM控制器，所述比较器的正极输入端设置偏置电阻，所述偏置电阻与所述基准电压电路连接，所述基准电压电路与所述比较器的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的一种高效输出短路保护电路，其特征在于，所述第一分压电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R7和电容C1，所述电阻R1、电阻R2和电阻R3串联接入到所述比较器的正极输入端，所述电阻R7和电容C1并联后一端与所述比较器的正极输入端连接，另一端接地；所述第二分压电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R8和电容C2，所述电阻R4、电阻R5和电阻R6串联接入到所述比较器的负极输入端，所述电阻R8和电容C2并联后一端与所述比较器的负极输入端连接，另一端接地。
3.根据权利要求2所述的一种高效输出短路保护电路，其特征在于，所述电阻R1与电阻R4相等，电阻R2与电阻R5相等，电阻R3与电阻R6相等，电阻R7与电阻R8相等，所述电容C1的电容值至少小于电容C2的电容值的1/10。
4.根据权利要求2所述的一种高效输出短路保护电路，其特征在于，所述基准电压电路包括稳压管D1和电阻R10，所述稳压管D1的负极连接到电容C1的接地端，所述稳压管D1的正极连接电阻R10的一端，所述电阻R10的另一端连接上拉电阻R11的一端，所述上拉电阻R11的另一端连接所述比较器的输出端。
5.根据权利要求4所述的一种高效输出短路保护电路，其特征在于，所述偏置电阻R9的一端连接所述比较器的正极输入端，另一端连接稳压管D1的正极。
6.根据权利要求5所述的一种高效输出短路保护电路，其特征在于，所述比较器采用LM293比较器。
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