[發明專利]一種短路保護電路和包含該電路的開關電源

在審

• 申請號: 201810995074.1
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN109245052A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 張志成;陳聰;王國云
• 申請（專利權）人: 廣州金升陽科技有限公司
• 主分類號: H02H7/10
• 分類號: H02H7/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種短路保護電路，短路保護電路包括第一輸入端口、第二輸入端口、輸出端口、開關電路和復位電路；第一輸入端口和第二輸入端口均用于輸入PWM信號，第一輸入端口輸入高電平延時第一時間后第二輸入端口才輸入高電平，第一輸入端口翻轉為低電平延時第二時間后第二輸入短路端口才翻轉為低電平；當第一輸入端口的輸入翻轉為低電平的時刻開關電路能夠直接拉低輸出端口的電平，使得輸出端口無需延時第二時間即可輸出低電平的控制信號；短路保護電路用于開關電源后，將其輸出端口與功率變換電路中主功率開關管的驅動端連接，能實現實現開關電源功率變換電路中的主功率開關管快速關斷。

技術領域：

本發明公開一種短路保護電路及包含該電路的開關電源，特別涉及使用隔離驅動芯片的開關電源的短路保護。

背景技術：

現有模塊電源中，大功率的產品一般都會使用雙管反激、推挽、半橋和全橋等較為復雜的電路拓撲，由于這些電路拓撲包含兩個及以上的開關管需要控制，部分拓撲需要隔離驅動，如雙管反激、全橋，因此無法直接用脈沖寬度調制芯片 (下文簡稱脈沖寬度調制為“PWM”)進行控制，這類拓撲需要使用隔離驅動芯片，將PWM芯片的控制信號傳輸到功率開關管，進而控制功率電路中的開關管。

現有隔離驅動芯片，均存在較長的導通以及關斷延時，全橋電路隔離驅動芯片的關斷延時為100ns左右，而半橋電路隔離驅動芯片則達到了200ns。現有 PWM芯片一般集成了單周期峰值電流保護功能，當輸出短路時，主功率電流迅速增大，當原邊電流峰值達到保護設定值后，PWM芯片關斷驅動信號，但由于隔離驅動芯片存在關斷延時，原邊功率開關管將導通關斷延時的時長后才關斷，這段時間內，原邊主功率的電流將繼續上升。在大多數短路的條件下，主功率的短路電流會使得變壓器磁芯的飽和，變壓器磁芯飽和后，感量會急劇下降。由電感電流公式可知，在輸入電壓Vin為160V、原邊變壓器的感量Lp下降為0.5μH 時，導通時間Ton為200ns時對應的短路電流大小為：

因此，隔離驅動芯片的關斷延遲時間較長會導致短路電流增大，從而要求主功率器件需滿足較大的電流應力規格，影響器件的選型。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題是提供一種短路保護電路和包含該電路的開關電源，解決現有使用隔離驅動芯片的開關電源在高壓短路狀態下，短路電流過大的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供的一種短路保護電路，包括：

第一輸入端口、第二輸入端口、輸出端口、開關電路和復位電路；

開關電路設有第一輸入端口、第二輸入端口和輸出端口，復位電路連接開關電路；

第一輸入端口輸入的為PWM信號；

當第一輸入端口輸入的電平為高電平時，開關電路不工作，第二輸入端口延時第一時間后輸入第二高電平，開關電路接收第二高電平并輸出第三高電平到輸出端口；

當第一輸入端口輸入的電平翻轉為低電平時，開關電路工作，并拉低輸出端口的電壓，第二輸入端口延時第二時間后輸入第二低電平，開關電路停止工作，復位電路開始工作，并且在第一輸入端口再次翻轉為高電平前停止工作。

作為開關電路的一種具體的實施方式，包括：第一電容、第一二極管、第一電阻、第二電阻、第一PNP三極管，第一電容的一端與第二輸入端口相連，第一電容的另一端與第一電阻的一端相連后與第一PNP三極管的發射極相連，第一電阻的另一端與輸出端口相連，第二電阻的一端與第一輸入端口相連，第二電阻的另一端與第一二極管的陰極相連，第一二極管的陽極與第一PNP三極管的基極相連，第一PNP三極管的集電極接地。

作為復位電路的一種具體的實施方式，包括：第二二極管，第二二極管的陰極與第一PNP三極管的發射極相連，第二二極管的陽極接地。