[發明專利]一種基于CS短路保護電路的恒流開關電源

有效

• 申請號: 201410117408.7
• 申請日: 2014-03-26
• 公開（公告）號: CN103944355A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 黃沖;朱建培
• 申請（專利權）人: 輝芒微電子(深圳)有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02H7/12
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛

技術領域

本發明涉及電源設備領域，更具體地說，涉及一種基于CS短路保護電路的恒流開關電源。

背景技術

圖1是現有技術中由三極管驅動的恒流開關電源的原理圖。圖2是現有技術中由三極管驅動的恒流開關電源中CS短路保護電路的原理圖。如圖1和圖2所示，現有技術中CS短路保護工作原理如下：

Vref1用來設定正常工作時的電感峰值電流，Vref2用來設定采樣電阻Rcs短路保護時的閾值電壓，通常留有一定裕度。現有技術在正常工作時關鍵信號波形如圖3所示，第一邏輯電路的輸出電壓Vout驅動第一MOS開關管M1，當Vout為高電平時，第一MOS開關管M1導通，Vcs和Vtp電壓同步上升，當Vcs達到最大值Vref1時，第一比較器U1輸出電壓Vp1為高電平，觸發Vout轉換成低電平，關斷第一MOS開關管M1，此時三極管發射極輸出的電壓Vtp還未達到Rcs短路保護時的閾值電壓Vref2，第二比較器U2的輸出電壓Vp為低電平，直到脈沖頻率調制模塊檢測到輸出二極管D1的放電時間之后，第一MOS開關管M1再次打開，之后每個周期第一MOS開關管M1將重復之前的開關動作。

當采樣電阻Rcs發生短路時，關鍵信號波形如圖4所示，脈沖頻率調制模塊輸出信號觸發Vout為高時，Rcs短路，Vcs電壓很低，第一比較器U1輸出電壓Vp1為低電平。對于理想的三極管電流增益無限大，很容易檢測到Rcs短路（如圖中虛線所示），但實際上由于三極管的電流增益有限的特性，對于給定的基極電流，其集電極最大電流為基極電流的電流增益倍數。對于不同電流增益的三極管其集電極上的電流達到最大值時將可能會飽和，那么通過變壓器的副邊的電感電流IL將不會再上升，因此其發射極的輸出電壓Vtp最終上升到一穩定值后保持不變，但仍小于采樣電阻Rcs短路保護時的閾值電壓Vref2，導致第二運算放大器的輸出電壓VP仍然為低電平，無法觸發Vout轉換為低電平，因此Vout會一直保持為高電平，如果第一MOS開關管M1的導通時間過長，將會損壞第一MOS開關管M1以及恒流開關電源內部的芯片；此外，如果第一MOS開關管M1的導通阻抗Rds很小，可以忽略不計，要保證該保護功能不能影響正常工作，則需選取Vref2>2Verf1，但實際上第一MOS開關管M1的導通阻抗Rds不可能忽略不計，因此現有技術中Rcs短路保護一般選取Vref2≈（3～4）*Vref1，這樣進一步加大了CS短路保護功能的安全風險，甚至可能會導致檢測不到采樣電阻Rcs發生短路的情況，無法進行CS短路保護，會引起恒流開關源內部芯片的損壞，從而引發安全事故。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述現有技術中可能會檢測不到采樣電阻Rcs發生短路的情況，導致無法進行CS短路保護，引起恒流開關電源內部芯片損壞，從而引發安全事故的缺陷，提供一種基于CS短路保護電路的恒流開關電源。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是，構造一種基于CS短路保護電路的恒流開關電源，包括變壓器、電感放電檢測電路、脈沖頻率調制模塊、采樣電阻Rcs、第一比較器U1、第一邏輯電路、第一MOS開關管M1、CS短路保護電路、低電壓鎖定模塊，所述脈沖頻率調制模塊在電感放電檢測電路檢測到變壓器副邊電流下降到零時控制第一邏輯電路開啟第一MOS開關管M1、在所述第一比較器U1檢測到變壓器原邊電流達到設定值時控制第一邏輯電路關閉第一MOS開關管；所述CS短路保護電路檢測采樣電阻Rcs是否發生短路，在所述采樣電阻Rcs發生短路時觸發所述第一邏輯電路執行復位操作，使所述恒流開關電源進入保護狀態；

所述電感放電檢測電路包括三極管、電流源、第二MOS開關管M2，所述電流源的正極連接到電源電壓，負極連接到所述三極管的基極，還連接到所述第二MOS開關管M2的漏極，所述三極管的集電極與所述變壓器的原邊的輸出端相連，所述三極管的發射極連接到所述脈沖頻率調制模塊的輸入端、所述CS短路保護電路的輸入端并輸出電壓Vtp，還連接到所述第一MOS開關管M1的漏極，所述第二MOS開關管M2的柵極連接到所述第一邏輯電路的驅動端，所述第二MOS開關管M2的源極連接到所述采樣電阻Rcs的電壓輸入端，并且接地；

其中：

所述CS短路保護電路包括：

Vtp檢測電路，用于檢測所述電壓Vtp的電壓值，判斷所述電壓Vtp是否大于第一預設電壓；

Vcs檢測電路，用于檢測所述采樣電阻Rcs兩端的電壓Vcs，判斷所述電壓Vcs是否小于第二預設電壓；