[發(fā)明專利]具有自恢復(fù)功能的限流保護與短路保護電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410151350.8
• 申請日: 2014-04-16
• 公開（公告）號: CN103904621B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹華;柴漢冬;曾軼哲;鄒華昌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第二十四研究所
• 主分類號: H02H7/12
• 分類號: H02H7/12;H02M1/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開關(guān)電源領(lǐng)域，尤其涉及一種具有自恢復(fù)功能的限流保護與短路保護電路。它直接應(yīng)用于峰值電流型控制的開關(guān)電源領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，開關(guān)電源廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域，要求開關(guān)電源的可靠性越來越高，體積越來越小。為了保證開關(guān)電源在不同的環(huán)境中穩(wěn)定可靠地工作，需要設(shè)計各種保護功能，其中，限流保護功能和短路保護功能是設(shè)計中優(yōu)先考慮的功能，主要作用是在過載或者短路狀態(tài)時，避免開關(guān)電源由于內(nèi)部功耗大而燒毀或者損壞負載。目前，一般將限流保護功能和短路保護功能設(shè)計成自動恢復(fù)模式，保證開關(guān)電源穩(wěn)定連續(xù)工作，即故障狀態(tài)消除后，開關(guān)電源自動恢復(fù)正常輸出。實現(xiàn)上述保護功能最常用的方法是通過檢測開關(guān)電源初級側(cè)功率回路的電流值，將電流信號變換處理后，對整個電路實現(xiàn)連續(xù)或者間歇的保護。

峰值電流型控制是現(xiàn)在開關(guān)電源設(shè)計時，應(yīng)用比較多的一種控制方法，在這一控制方法基礎(chǔ)上，常用的自恢復(fù)限流保護設(shè)計方法一般是采用比較電路，將檢測到的電流脈沖信號和預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進行比較，對功率回路每個周期電流最大值的大小進行判斷，當(dāng)電流脈沖幅度達到基準(zhǔn)電壓后，比較電路狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，開關(guān)電源主開關(guān)管斷開，電流不再繼續(xù)增大，由于此時比較電路狀態(tài)翻轉(zhuǎn)受基準(zhǔn)電壓控制而不是反饋誤差信號控制，使占空比無法增大，輸出電壓隨負載電流的增大而降低，實現(xiàn)將電路總功率限制在一定范圍內(nèi)，達到限流保護的目的。

常規(guī)的短路保護控制電路的電路圖如圖1所示。常規(guī)自恢復(fù)短路保護電路一般是將檢測到的電流脈沖信號先進行濾波獲得直流信號，再將此直流信號和預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓進行比較，對直流電流大小進行判斷，當(dāng)直流電流幅度達到預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓后，比較電路狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，啟動控制電路，控制電路一般設(shè)計成遲滯方式，實現(xiàn)降低短路功耗的目的。但該電路需要采用兩個比較器、兩個比較基準(zhǔn)電壓、濾波電路和延遲電路，元件數(shù)量多，電容容量大，不利于小型化和降低設(shè)計成本。

專利文獻1“一種具有自恢復(fù)功能的短路保護電路”（CN1829031A），如圖2所示。該電路主要針對自恢復(fù)短路保護進行設(shè)計，主要特點是通過檢測誤差放大器輸出電壓幅度，判斷電路是否處于短路狀態(tài)，然后通過積分或者單穩(wěn)態(tài)電路實現(xiàn)自恢復(fù)功能，它的優(yōu)點是省略電流檢測電路，但是無法實現(xiàn)限流保護功能；同時，它的電路元件數(shù)量多，在小型化和低成本設(shè)計中不具有優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述傳統(tǒng)電路元件數(shù)量多、線路復(fù)雜且無法兼顧限流保護功能的問題，本發(fā)明提出一種具有自恢復(fù)功能的限流保護與短路保護電路，較好解決開關(guān)電源限流保護與短路保護問題，特別適合應(yīng)用在峰值電流型控制方式中，并且電路簡潔，便于使用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具有自恢復(fù)功能的限流保護與短路保護電路，包括：

一個電流檢測電路，其輸入端I_in與開關(guān)電源功率回路電流相連，輸出與功率回路電流波形相同的電壓脈沖信號；

一個整流電路，其輸入端與所述電流檢測電路的輸出端相連，它對電壓脈沖信號進行單向傳遞，輸出兩路相同的電壓脈沖信號；

一個電流脈沖幅度控制電路，其輸入端與所述整流電路的一路輸出相連，它用于控制電壓脈沖信號幅度，輸出波形不變、幅度可調(diào)的電壓脈沖信號；

一個電流尖鋒屏蔽電路，其輸入端與所述電流脈沖幅度控制電路的輸出端相連，它用于屏蔽電壓脈沖信號中形成的電壓尖峰，輸出有效的電壓脈沖信號；

一個比較電路，其輸入端與所述電流尖鋒屏蔽電路的輸出端相連，它對電流脈沖信號和基準(zhǔn)電壓V_ref進行比較，若電流脈沖信號大于基準(zhǔn)電壓，則輸出脈寬控制電路開關(guān)信號，實現(xiàn)開關(guān)電源的自恢復(fù)限流保護；

一個電平移位濾波電路，其輸入端與所述整流電路的另一路輸出相連，它用于調(diào)整整流后的電壓脈沖信號幅度，輸出上升時間可控的電壓直流信號；

一個短路控制電路，其輸入端與所述電平移位濾波電路的輸出端相連，它在檢測到短路工作狀態(tài)時，發(fā)生轉(zhuǎn)換，輸出短路保護控制信號，實現(xiàn)開關(guān)電源的自恢復(fù)短路保護。