CN210092865U - 一种开关电源过温保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的开关电源过温保护电路，将热敏电阻、第一电阻和第二电阻串联组成分压取样电路，采集第一电阻和第二电阻公共节点处的输出电压信号；当开关电源内部温度升高，热敏电阻的阻值随升高，所述输出电压信号增大；当开关电源内部温度持续升高到预设最大值，电源控制电路检测到的所述输出电压达到预设值，则控制受控开关电源停止工作。采用本实用新型方案，使用热敏电阻进行温度侦测，不仅侦测灵敏，同时通过合理设置分压取样电路的各电阻以及热敏电阻的阻值、数量，可实现对宽输出电压范围的开关电源各输出电压的过温保护。本实用新型适用于开关电源的过温保护，以及电源适配器，充电器等产品的过温保护。

Description

一种开关电源过温保护电路

技术领域

本实用新型涉及过温保护电路，具体涉及一种开关电源过温保护电路。

背景技术

在开关电源应用中，由于功率器件的大量发热，导致开关电源的温度非常高，如果器件的温度高于器件的极限温度值，就会造成开关电源的损坏，所以过温保护是开关电源的必备功能之一。

目前应用中实现过温保护功能，主要有以下三种电路方案：（1）在输入或输出等电路中串接温度保险丝；（2）在输入电路中串接热敏电阻；（3）追加专门的温度保护电路。

但上述三种过温保护电路方案，都存在一定的缺陷：方案（1），具有不可恢复性，当产品发生过温时，温度保险丝熔断，需要重新更换元件才能恢复产品功能；方案（2），温度保持特性不稳定，过温保护精度不高；方案（3）大幅增加产品成本，难以适应输出电压范围很宽的产品。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种开关电源过温保护电路。

本实用新型的目的可通过以下的技术措施来实现：

本实用新型一种开关电源过温保护电路，包括：由热敏电阻和第一电阻、第二电阻串联组成的分压取样电路，以及与受控开关电源相连的电源控制电路；电源控制电路具有输出控制端、检测端和接地端；电源控制电路的接地端与分压取样电路的第一端相连，电源控制电路的输出控制端与受控开关电源相连，电源控制电路的检测端与第一电阻和第二电阻的公共节点相连；分压取样电路的第二端与受控开关电源内部变压器的辅助绕组相连。

优选的，热敏电阻包括第一热敏电阻和第二热敏电阻；第一热敏电阻的第一端为分压取样电路的第一端，第一热敏电阻的第二端与第二热敏电阻的第一端相连；第二热敏电阻的第二端与第一电阻的第一端相连；第一电阻的第二端与第二电阻的第一端相连，第二电阻的第二端为分压取样电路1的第二端。

优选的，热敏电阻布置在至少一个发热源位置附近。

优选的，热敏电阻为正温度系数热敏电阻。

优选的，开关电源PWM控制器的DMG/FB脚为电源控制电路的检测端，开关电源PWM控制器的GND脚为所述电源控制电路的接地端；开关管的漏极为电源控制电路的输出控制端，开关管的栅级与开关电源PWM控制器的OUT脚相连，开关管的源级接地。

优选的，热敏电阻布置在开关电源内部变压器和/或开关管附近。

本实用新型提供的开关电源过温保护电路，将热敏电阻、第一电阻和第二电阻串联组成分压取样电路，采集第一电阻和第二电阻公共节点处的输出电压信号；当开关电源内部温度升高，热敏电阻的阻值随之升高，所述输出电压信号增大；当开关电源内部温度持续升高到预设最大值，电源控制电路检测到的所述输出电压达到预设值，则控制受控开关电源停止工作。采用本实用新型方案，使用热敏电阻进行温度侦测，不仅侦测灵敏，同时通过合理设置分压取样电路的各电阻以及热敏电阻的阻值、数量，可实现对宽输出电压范围的开关电源各输出电压的过温保护。

附图说明

图1是本实用新型提供的开关电源过温保护电路的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对本实用新型的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本实用新型具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。

参见图1，本实用新型提供的一种开关电源过温保护电路的一个实施例的结构示意图。

本实施例中，开关电源过温保护电路，包括：由热敏电阻和第一电阻R1、第二电阻R2串联组成的分压取样电路1，以及与受控开关电源相连的电源控制电路2；电源控制电路2具有输出控制端、检测端和接地端；电源控制电路2的接地端与分压取样电路1的第一端相连，电源控制电路2的输出控制端与受控开关电源相连，电源控制电路2的检测端与第一电阻R1和第二电阻R2的公共节点相连；分压取样电路1的第二端与受控开关电源内部变压器的辅助绕组T1相连。

通过将热敏电阻、第一电阻和第二电阻串联组成分压取样电路，采集第一电阻和第二电阻公共节点处的输出电压信号；当开关电源内部温度升高，热敏电阻的阻值随之升高，所述输出电压信号增大；当开关电源内部温度持续升高到预设最大值，电源控制电路检测到的所述输出电压达到预设值，则控制受控开关电源停止工作。采用本实用新型方案，使用热敏电阻进行温度侦测，不仅侦测灵敏，同时通过合理设置分压取样电路的各电阻和热敏电阻的阻值、数量，可实现对宽输出电压范围的开关电源各输出电压的过温保护。

需要说明的是，第一电阻R1可以为单个电阻也可以为多个电阻串联或并联组成的电阻网络；第二电阻R2可以为单个电阻也可以为多个电阻串联或并联组成的电阻网络；热敏电阻为小功率高温度特性、高精准度的热敏电阻；以及，与分压取样电路1相连的受控开关电源内部变压器的辅助绕组，为分压取样电路起到提供信号源作用。

进一步的，热敏电阻的数量可以是2个及以上，本实施例中，热敏电阻的数量是2个，包括第一热敏电阻PH1和第二热敏电阻PH2；第一热敏电阻PH1和第二热敏电阻PH2均为正温度系数热敏电阻。

第一热敏电阻PH1的第一端为分压取样电路1的第一端，第一热敏电阻PH1的第二端与第二热敏电阻PH2的第一端相连；第二热敏电阻PH2的第二端与第一电阻R1的第一端相连；第二电阻R2的第一端与第一电阻R1的第二端相连，第二电阻R2的第二端为分压取样电路1的第二端。

通过采用2个热敏电阻串接的方式进行温度侦测，提升了温度取样电路温度对阻值特性斜率，使得对温度变化的侦测更加灵敏，实现更有效的过温保护。

进一步的，电源控制电路2包括开关电源PWM控制器IC1和开关管Q1。开关电源PWM控制器IC1的DMG/FB脚为电源控制电路2的检测端；开关管Q1的漏极为电源控制电路2的输出控制端，开关管Q1的栅级与开关电源PWM控制器IC1的输出端OUT相连，开关管Q1的源级接地。

由开关电源PWM控制器IC1和开关管Q1组成电源控制电路，当开关电源PWM控制器IC1的DMG/FB脚检测到第一电阻R1和第二电阻R2公共节点处的电压高于内部比较器的参考电压Vref，即达到预设值时，内部比较器输出翻转（由输出低电平变为输出高电平），开关电源PWM控制器IC1停止输出，开关管Q1停止工作,开关电源停止输出。利用开关电源PWM控制器IC1的电压侦测功能实现过温保护，可有效提高过温保护的精度，经实验证明，可实现±5～10℃左右的公差。

进一步的，热敏电阻布置在发热源开关电源内部变压器和/或开关管Q1附近。具体的，第一热敏电阻PH1和第二热敏电阻PH2布置在开关电源内部变压器和开关管Q1附近。可以理解的是，热敏电阻可以都布置在开关电源内部变压器或开关管Q1附近，又或者是开关电源变压器和开关管Q1附近各布置一个。

通过将热敏电阻布置在一个或多个发热源位置附近，从而可以更加直接地侦测到温度变化。

本实施例提供的开关电源过温保护电路的工作原理如下：

当开关电源在常温下工作时，正温度系数热敏电阻第一热敏电阻PH1和第二热敏电阻PH2阻值很低，根据电阻串联分压原理，电阻上的电压与其阻值成正比，因此，开关电源PWM控制器IC1的DMG/FB脚检测到第一电阻R1和第二电阻R2公共节点出的电压远低于内部控制器的参考电压值Vref，内部比较器输出低电位，开关电源正常工作。随着开关电源工作时间增加，开关电源内部各元件因存在正常的功率损耗会发热，开关电源内部的温度随之升高，第一热敏电阻PH1和第二热敏电阻PH2的阻值随之升高，开关电源PWM控制器IC1的DMG/FB脚检测到的电压值也随之升高，但尚未达到预设电压值时（预设电压值的大小基于开关电源内部温度过温保护的最大温度值确定，并通过对分压取样电路中各电阻的阻值进行合理设定实现），则开关电源继续正常工作。当开关电源在温度过高的环境中长时间工作导致开关电源内部温度达到预设最大值时，第一热敏电阻PH1和第二热敏电阻PH2的阻值持续快速升高，开关电源PWM控制器的DMG/FB脚检测到的电压值也随之持续升高，直到该电压值超过内部比较器的参考电压Vref，即超过预设电压值时，开关电源PWM控制器IC1内部比较器输出翻转（由输出低电平变为输出高电平），开关电源PWM控制器IC1停止输出，开关管Q1停止工作，开关电源停止输出，开关电源实现过温保护功能并由控制器锁定保护状态。过温状态解除后，只要将开关电源的交流输入重新开关一次，开关电源PWM控制器IC1就会解除保护锁定，开关电源重新进入正常工作状态。

同时，利用开关电源PWM控制器的DMG/FB脚，并在开关电源内部变压器的辅助绕组T1为分压取样电路1提供合理信号源下，可实现输入欠压保护、输出过压保护等功能，且互不受影响。

与现有技术相比，本实用新型提供的开关电源过温保护电路，通过在开关电源电压取样电路中增加1个及以上的小功率高温度特性、高精准度的热敏电阻，利用热敏电阻对温度升高的电阻变化，配合开关电源PWM控制器的电压侦测，实现过温保护，不仅显著提高了过温保护效果，而且不需要增加额外电路和元器件，也不需要使用成本较高的温度保险丝和大功率的热敏电阻，从而降低了产品成本。同时，通过合理设置分压取样电路的各电阻和热敏电阻的阻值、数量，可实现对宽输出电压范围的开关电源各输出电压的过温保护。

需要说明的是，本实用新型技术方案不仅适用于开关电源的过温保护，也适用于电源适配器、充电器等产品的过温保护。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种开关电源过温保护电路，其特征在于，包括：由热敏电阻和第一电阻、第二电阻串联组成的分压取样电路，以及与受控开关电源相连的电源控制电路；

所述电源控制电路具有输出控制端、检测端和接地端；

所述电源控制电路的接地端与分压取样电路的第一端相连，所述电源控制电路的输出控制端与受控开关电源相连，所述电源控制电路的检测端与第一电阻和第二电阻的公共节点相连；所述分压取样电路的第二端与受控开关电源内部变压器的辅助绕组相连。

2.根据权利要求1所述的开关电源过温保护电路，其特征在于，所述热敏电阻包括第一热敏电阻和第二热敏电阻；

所述第一热敏电阻的第一端为所述分压取样电路的第一端，所述第一热敏电阻的第二端与第二热敏电阻的第一端相连；所述第二热敏电阻的第二端与第一电阻的第一端相连；所述第一电阻的第二端与第二电阻的第一端相连；

所述第二电阻的第二端为分压取样电路的第二端。

3.根据权利要求1或2所述的开关电源过温保护电路，其特征在于，所述热敏电阻布置在至少一个发热源位置附近。

4.根据权利要求3所述的开关电源过温保护电路，其特征在于，所述热敏电阻为正温度系数热敏电阻。

5.根据权利要求3所述的开关电源过温保护电路，其特征在于，所述电源控制电路包括开关电源PWM控制器和开关管；

所述开关电源PWM控制器的DMG/FB脚为所述电源控制电路的检测端，所述开关电源PWM控制器的GND脚为所述电源控制电路的接地端；

所述开关管的漏极为电源控制电路的输出控制端，所述开关管的栅级与开关电源PWM控制器的OUT脚相连，所述开关管的源级接地。

6.根据权利要求5所述的开关电源过温保护电路，其特征在于：所述热敏电阻布置在开关电源内部变压器和/或开关管附近。

Images