[實(shí)用新型]大功率開關(guān)電源保護(hù)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920190966.0
• 申請(qǐng)日: 2009-08-06
• 公開（公告）號(hào): CN201556931U
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳校波;李成峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李成峰;陳校波
• 主分類號(hào): H02H7/10
• 分類號(hào): H02H7/10
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務(wù)所 33230
• 代理人: 陳輝

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種開關(guān)電源，特別是一種電源系統(tǒng)中含多功能保護(hù)裝置的大功率開關(guān)電源，屬于開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，開關(guān)電源以其高效率、小體積、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，獲得廣泛的應(yīng)用。產(chǎn)品主要適用于電力、通訊、儀器儀表、醫(yī)療用電設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化，軍工等領(lǐng)域。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，開關(guān)電源日益向模塊化方向發(fā)展，采用模塊電源組建電源系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)周期短、可靠性高、容易進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)等特點(diǎn)。隨著半導(dǎo)體工藝、封裝技術(shù)和高頻軟開關(guān)技術(shù)的大量使用，模塊電源轉(zhuǎn)換效率越來(lái)越高，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。

目前，現(xiàn)有的38系列控制的開關(guān)電源電路主要由橋式整流電路，高頻變壓器，MOS功率管以及電流型脈寬調(diào)制芯片構(gòu)成。其工作原理為：220V的交流電經(jīng)過(guò)橋式整流濾波電路后，得到大約+300V的直流高壓，這一直流電壓被MOS功率管斬波并通過(guò)高頻變壓器降壓，變成頻率為幾十kHz的矩形波電壓，再經(jīng)過(guò)輸出整流濾波，就得到了穩(wěn)定的直流輸出電壓。其中高頻變壓器的自饋線圈中感應(yīng)的電壓，經(jīng)整流后所得到的直流電壓被反饋到38系列控制器內(nèi)部的誤差放大器并和基準(zhǔn)電壓比較得到誤差電壓，同時(shí)在取樣電阻上建立的直流電壓也被反饋到38系列控制器電流測(cè)定比較器的同柑輸入端，這個(gè)檢測(cè)電壓和誤差電壓相比較，產(chǎn)生脈沖寬度可調(diào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，用來(lái)控制開關(guān)功率管的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間，以決定高頻變壓器的通斷狀態(tài)，從而達(dá)到輸出穩(wěn)壓的目的。當(dāng)電源過(guò)載或輸出短路時(shí)，38系列控制器的保護(hù)電路動(dòng)作，使輸出脈沖的占空比減小，輸出電壓降低，38系列控制器的供電電壓也跟著降低，當(dāng)?shù)偷?8系列控制器不能工作時(shí)，整個(gè)電路關(guān)閉，然后通過(guò)啟動(dòng)電阻開始下一次啟動(dòng)過(guò)程。這種保護(hù)被稱為“打嗝”式(hiccup)保護(hù)。在這種保護(hù)狀態(tài)下，電源只工作幾個(gè)開關(guān)周期，然后進(jìn)入很長(zhǎng)時(shí)間(幾百ms到幾s)的啟動(dòng)過(guò)程，因此，它的平均功率很低。

但是，由于變壓器存在漏感等原因，有的開關(guān)電源在每個(gè)開關(guān)周期都有很高的開關(guān)尖峰電壓，即使在占空比很小的情況下，輔助供電電壓也不能降到足夠低，所以不能實(shí)現(xiàn)理想的保護(hù)功能。僅適用于小功率單端反激方式電路；在電網(wǎng)電壓高輸入端容易失效；對(duì)芯片外圍器件的公差要求高，適應(yīng)外部環(huán)境溫度的能力差，對(duì)大的容性負(fù)載帶載能力也不理想，對(duì)開關(guān)電源頻率設(shè)置及MOSFET管的選擇都有苛刻的要求，在大批量生產(chǎn)情況下容易出現(xiàn)較高的不良率。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服上述缺點(diǎn)提供一種不僅功率大，而且有多重的可靠保護(hù)裝置，從而確保其使用安全可靠性的大功率開關(guān)電源。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型是按如下的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的：本實(shí)用新型所述的大功率開關(guān)電源保護(hù)電路由EMI、整流、欠壓及失壓保護(hù)電路、過(guò)載及短路保護(hù)電路、過(guò)壓及過(guò)流保護(hù)電路和大功率負(fù)載電路組成。欠壓及失壓保護(hù)電路由電阻R1，電阻R2，電阻R8，比較電路U2構(gòu)成，電阻R1一端接經(jīng)過(guò)EMI和整流的電源輸入，另一端與電阻R2串聯(lián)，接入U(xiǎn)2比較電路1IN+，1IN-直接接入38系列控制器8管腳，電阻R2另一端接地，R8為反饋電阻，并接于U2比較電路1IN+與U2比較電路1OUT之間；過(guò)壓保護(hù)電路由電阻R10構(gòu)成，電阻R10一端接電源輸入，另一端與38系列控制器的3管腳相連接；過(guò)流保護(hù)電路由電阻R9構(gòu)成，電阻R9一端接38系列控制器8管腳，另一端接38系列控制器的3管腳；過(guò)載及短路保護(hù)電路由電阻R3，電阻R6，電阻R7，電阻R4，電阻R5，二極管D5，D6，電容C2，比較電路U2構(gòu)成，電阻R3一端接38系列控制器的1管腳端，另一端與D6串聯(lián)后接入U(xiǎn)2比較電路2IN-，電阻R7與電容C2并聯(lián)后與R6串聯(lián)，電阻R6一端接38系列控制器1管腳端，另一端與電阻R7與電容C2連接后接入U(xiǎn)2比較電路2IN-，電阻R7與電容C2另一端接地，U2比較電路2IN+通過(guò)電阻R5接入38系列控制器8管腳端，電阻R4與二極管D5組成反饋電路，并接于U2比較電路2IN+與U2比較電路2OUT之間；38系列控制器的1管腳端接于光耦U3的C腳，光耦U3E腳接地。

所述欠壓及失壓保護(hù)電路由電阻R1，R2，R8，U2比較電路構(gòu)成，電阻R1一端接電源輸入，另一端與電阻R2串聯(lián)，接入U(xiǎn)2比較電路1IN+，1IN-直接接入38系列控制器的8管腳，電阻R2另一端接地，R8為反饋電阻，并接于U2比較電路1IN+與U2比較電路U21OUT之間。