[實用新型]一種開關電源保護控制電路

有效

• 申請號: 201520921651.4
• 申請日: 2015-11-18
• 公開（公告）號: CN205248776U
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 開秋月;金若愚;朱培鴻
• 申請（專利權）人: 廣州金升陽科技有限公司
• 主分類號: H02H7/12
• 分類號: H02H7/12;H02M1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及開關電源保護控制電路，特別涉及開關電源的輔助電源在開關電源出現 過壓保護，欠壓保護，短路保護，過溫保護等保護時的控制電路。

背景技術

隨著電力電子行業的發展，傳統的線性電源逐漸被具有開關特性的開關電源所替代，開 關電源具有效率高，可靠性高等優點。經過多年發展，開關電源出現了不同的電路拓撲，其 中包括正激拓撲、反激拓撲等，以及由正激拓撲演變出來的推挽拓撲、橋式拓撲等，不同的 拓撲具有各自的優勢。同時隨著開關電源的不斷發展，現代開關電源對可靠性的要求也越來 越高，現有的開關電源一般都具有欠壓保護、過壓保護、短路保護、過載保護和過溫保護等 功能。這些保護功能的實現，都需要輔助電源供電電路為其提供電壓VCC，現有的輔助電源 供電電路如圖1所示：包括啟動電路和輔助供電電容C1，其中啟動電路包括第一電阻R1、 第二電阻R2、第一穩壓管Z1、第一三極管TR1和第一二極管D1；輸入端VIN依次經第一 電阻R1、第一穩壓管Z1的陰極、第一穩壓管Z1的陽極后與地連接；輸入端VIN還依次經 第二電阻R2、第一三極管TR1的集電極、第一三極管TR1的發射極、第一二極管D1的陽 極、第一二極管D1的陰極后至輸出端VCC；第一三極管TR1的基極連接至第一穩壓管Z1 的陽極；輔助供電電容C1連接于地和輸出端VCC之間。

近些年隨著開關電源行業發展也逐漸出現了一些數字控制開關電源，其特點是通過數字 芯片，利用軟件對電源實現控制和管理，但是目前的模塊電源大多還是基于模擬芯片進行電 源控制和管理，特別是對于功率較小的模塊電源，如果使用數字芯片控制，其開發成本和生 產成本較高，目前大多數廠商還無法接受。

對于采用模擬控制芯片設計的開關電源，其內部電路都是模擬電路，一些功能不能像數 字芯片控制那樣非常精確和可控。關于如何提高模擬開關電源產品的可靠性一直是開關電源 開發者非常關心的問題，特別是如何完善開關電源保護以及保護的可靠性，都是開關電源的 開發的關鍵問題。

目前關于開關電源的保護，如欠壓保護，過壓保護，過流保護等一些保護，大多數開發 者選擇的保護模式都為打嗝式保護模式，該保護模式實現方式為：當模塊進入保護模式后， 主控制芯片關斷輸出驅動信號，電源模塊關斷輸出，開關電源內置輔助電源停止工作，輔助 電源電壓開始下降，當輔助電源電壓下降到啟動電路工作電壓時，啟動電路工作并維持輔助 電源電壓穩定工作，該穩定電壓大于芯片的工作電壓，經過一段時間t后(該時間t由控制芯 片內部決定)，芯片重新啟動，檢測電路是否還處于異常狀態，若繼續處于異常狀態，則主控 制芯片繼續關斷驅動，進入保護狀態，若保護狀態消失，則芯片繼續啟動并正常工作。打嗝 式保護模式一般存在以下一些風險：如在過壓保護模式下，在輸入電壓較高的情況下，如果 產品工作則可能損壞功率器件，導致產品失效。在短路保護模式下，如果芯片的打嗝保護模 式設計的打嗝時間t不合理，則可能出現部分功率器件發熱異常導致器件失效，引起產品異 常。另外由于打嗝式保護模式始終要求輔助電源電壓高于控制芯片的啟動電壓，一方面會由 于過高的輔助電源電壓，在電路中產生較大損耗電流，而此電流是由啟動電路提供，所以會 在啟動電路上產生很大的損耗，例如一個開關電源內置模塊的輔助電源正常的供電電壓為 22V，當進入保護模式后，啟動電路的供電電壓最低為18V，而此時電路中的等效阻抗近似 等于2000歐姆，那么此時電路將產生9毫安的損耗電流，而此部分電流由啟動電路提供，假 設產品的工作電壓范圍為200伏至600伏，則啟動電路在200伏輸入時將產生1.8瓦的功耗， 在600伏輸入時將產生5.4瓦的功耗，為了保證產品安全可靠工作，則啟動電路需要留足比 較大的設計余量，才能保證產品正常工作。特別對于現有的光伏應用的電源，其輸入電壓范 圍為200-1500伏，其高壓端的啟動電路的功耗將達到低壓端功耗的7.5倍。