一種開關電源的輸出短路保護電路的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及開關電源，特別涉及開關電源的輸出短路保護電路。
【背景技術】
[0002] 隨著電力電子技術的進步，開關電源不斷的向高功率密度、高效率、高可靠性發 展，開關電源的輸出短路保護已經成為了可靠性的一項重要指標。目前實現開關電源輸出 短路的技術，都是通過控制IC檢測主功率電路上的電流來實現，如圖1所示。當開關電源輸 出短路時，變壓器繞組的電感值將急劇下降，在主功率電路開關管導通時，主功率電路上的 電流將急劇增大，控制IC通過主功率電路電流檢測電路將檢測到一個很大的電流，然后控 制IC通過內部邏輯電路，進行判斷并控制。一般的控制電路是使驅動主功率開關管的PffM驅 動電平間歇性輸出，業界內稱為打嗝式保護，降低開關電源輸出短路時的功耗。但是，在開 關電源輸出短路時，輔助繞組供電電路無法再給控制IC供電，此時控制IC的供電將全部由 啟動電路供電。在鐵路、光伏等高輸入電壓應用場合時，啟動電路的功耗將很大。假設輸入 電壓為1000VDC，開關電源輸出短路時控制IC消耗總的電流為20mA，控制IC工作打壓為10V， 那么啟動電路消耗的功率將為：（1000-10) X0.02 = 19.8W。這意味著啟動電路將需要很大 功率的器件，基本很難滿足高功率密度、高可靠性的要求。因此現有技術實現開關電源輸出 短路保護主要存在以下缺點：
[0003] (1)在高輸入電壓應用場合，開關電源輸出短路時，啟動電路功耗很大。
[0004] (2)在高輸入電壓應用場合，開關電源輸出短路時，難以兼容高功率密度和高可靠 性要求。 【實用新型內容】
[0005] 有鑒如此，本實用新型要解決的技術問題是:克服現有技術中在高輸入電壓應用 場合，開關電源輸出短路時，啟動電路功耗大，難以兼容高功率密度和高可靠性要求等缺 點，提供一種開關電源輸出短路保護電路，所述的開關電源輸出短路保護電路既可以降低 短路功耗，又可以降低短路時啟動電路的功耗，提高了產品的功率密度和可靠性。
[0006] 本實用新型為解決上述技術問題提供的技術方案是：
[0007] -種開關電源的輸出短路保護電路:包括啟動電路、變壓器輔助繞組供電電路、電 壓采樣和延遲電路、保護時長設定電路、啟動電路關斷電路、控制IC工作電壓Vcc端口、輸入 電壓端口 Vin;所述的啟動電路包括一輸入端、一輸出端、一控制端;所述的變壓器輔助繞組 供電電路包括一繞組、一輸出端;所述的電壓米樣和延遲電路包括一輸入端、一輸出端;所 述的保護時長設定電路包括一輸入端、一輸出端;所述的啟動電路關斷電路包括一輸入端、 一輸出端。所述的啟動電路的輸入端連接所述的輸入電壓端口 Vin，所述的啟動電路的輸出 端連接所述的控制IC工作電壓Vcc端口；所述的變壓器輔助繞組供電電路的繞組耦合主變 壓器的輸出繞組，所述的變壓器輔助繞組供電電路的輸出端連接所述的控制IC工作電壓 Vcc端口；所述的電壓采樣和延遲電路的輸入端連接所述的控制IC工作電壓Vcc端口，所述 的電壓采樣和延遲電路的輸出端連接所述的保護時長設定電路的輸入端;所述的保護時長 設定電路的輸出端連接所述的啟動電路關斷電路的輸入端;所述的啟動電路關斷電路的輸 出端連接所述的啟動電路的控制端；
[0008] 所述的啟動電路給所述的控制IC工作電壓Vcc端口供電，使開關電源進入正常工 作；啟動完成后，由所述的變壓器輔助繞組供電電路給所述的控制IC工作電壓Vcc端口供 電；所述的電壓采樣和延遲電路在所述的啟動電路啟動過程中對所述的控制IC工作電壓 Vcc端口的電壓進行檢測，確定所述的控制IC工作電壓Vcc端口的電壓正常并延遲一段時間 后，輸出一信號控制所述的保護時長設定電路的充電；所述的保護時長設定電路充滿電后 將輸出一信號給所述的啟動電路關斷電路;所述的啟動電路關斷電路接收到所述的保護時 長設定電路的信號后將所述的啟動電路關斷；當開關電源輸出短路時所述的控制IC工作電 壓Vcc端口電壓將迅速降低，所述的控制IC停止工作，若開關電源輸出持續短路，開關電源 將循環以上步驟；當開關電源輸出短路消除，同時所述的保護時長設定電路保護時間結束 后，開關電源將重新從啟動過程進入正常狀態。
[0009] 優選的，所述的啟動電路包括第一限流電阻，第二限流電阻，第一三極管，第一穩 壓二極管，第一二極管。所述的第一限流電阻的一端連接電源輸入端和所述的第二限流電 阻的一端，所述的第一限流電阻的另一端連接所述的第一三極管的集電極;所述的第二限 流電阻的另一端連接所述的第一三極管的基極和所述的第一穩壓二極管的陰極;所述的第 一穩壓二極管的陽極連接到參考地;所述的第一三極管的基極連接所述的啟動電路關斷電 路的輸出端，所述的第一三極管的發射極連接所述的第一二極管的陽極;所述的第一三極 管為NPN型三極管;所述的第一二極管的陰極連接所述的控制IC工作電壓Vcc端口；
[0010]優選的，所述的變壓器輔助繞組供電電路包括第一繞組，第三限流電阻，第二二極 管，第一濾波電容。所述的第一繞組耦合主變壓器的輸出繞組電壓，所述的第一繞組的一端 連接參考地，所述的第一繞組的另一端連接所述的第二二極管的陽極;所述的第二二極管 的陰極連接所述的第一濾波電容的一端和連接所述的控制IC工作電壓Vcc端口；所述的的 第一濾波電容的另一端連接參考地；
[0011] 優選的，所述的電壓采樣和延遲電路包括第一分壓電阻，第二分壓電阻，第一延遲 電容，第三分壓電阻，第四分壓電阻，第一運算放大器，第三二極管。所述的第一分壓電阻的 一端連接所述的控制IC工作電壓Vcc端口，所述的第一分壓電阻的另一端連接所述的第二 分壓電阻的一端和連接所述的第一延遲電容的一端;所述的第一延遲電容的另一端連接到 參考地;所述的第二分壓電阻的另一端連接到參考地;所述的第一分壓電阻和所述的第二 分壓電阻的串聯結點連接到所述的第一運算放大器的同相輸入端;所述的第三分壓電阻的 一端連接所述的控制IC工作電壓Vcc端口，所述的第三分壓電阻的另一端連接所述的第四 分壓電阻的一端;所述的第四分壓電阻的另一端連接到參考地;所述的第三分壓電阻和所 述的第四分壓電阻的串聯結點連接到所述的第一運算放大器的反相輸入端;所述的第一運 算放大器的電源正端連接所述的控制IC工作電壓Vcc端口，所述的第一運算放大器的電源 負端連接到參考地，所述的第一運算放大器的輸出端連接所述的第三二極管的陽極;所述 的第三二極管的陰極作為所述的電壓采樣和延遲電路的輸出端，連接所述的保護時長設定 電路的輸入端。
[0012] 優選的，所述的電壓采樣和延遲電路包括第一分壓電阻，第二分壓電阻，第一延遲 電容，第三分壓電阻，第二穩壓二極管，第一運算放大器，第三二極管。所述的第一分壓電阻 的一端連接所述的控制IC工作電壓Vcc端口，所述的第一分壓電阻的另一端連接所述的第 二分壓電阻的一端和連接所述的第一延遲電容的一端;所述的第一延遲電容的另一端連接 到參考地;所述的第二分壓電阻的另一端連接到參考地;所述的第一分壓電阻和所述的第 二分壓電阻的串聯結點連接到所述的第一運算放大器的同相輸入端;所述的第三分