專利名稱：具有輸入過流和掉電保護(hù)的雙端反激式開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種開關(guān)電源，具體地說是具有輸入過流和掉電保護(hù)的雙端反激式開關(guān)電源。
背景技術(shù)：
反激式電路在開關(guān)電源中應(yīng)用廣泛，與常用的單端式變換電路相比，雙端反激式電路其開關(guān)管承受電壓較低，反激過程中變壓器原邊繞組的漏電感能量可通過二極管反饋到直流輸入端，提高電能轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)省去了能量反饋繞組，增加了電路可靠性。但如果發(fā)生直流輸入電流過流，開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號將發(fā)生畸變，將危害開關(guān)管及電源的安全?？刂齐娐分械母鱾€(gè)芯片的工作電壓均有一個(gè)正常的工作電壓范圍，當(dāng)工作電壓低于正常工作電壓范圍時(shí)，芯片就處于一種非正常工作狀態(tài)，輸出的各個(gè)電量信號會出現(xiàn)畸變，尤其是控制電路中的脈寬調(diào)制電路，當(dāng)脈寬調(diào)制電路的輸出脈沖驅(qū)動(dòng)信號出現(xiàn)畸變的時(shí)，對主電路中的功率開關(guān)管的影響非常大，經(jīng)常會造成功率開關(guān)管在非正常驅(qū)動(dòng)脈沖信號情況下的損壞。
發(fā)明內(nèi)容為了解決背景技術(shù)中所提到的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種具有輸入過流和掉電保護(hù)的雙端反激式開關(guān)電源，該種雙端反激式開關(guān)電源采用雙端反激式電路結(jié)構(gòu)且具有輸入電流過流保護(hù)和掉電保護(hù)功能，可實(shí)現(xiàn)對電源電路在非正常工作狀態(tài)下的安全保障。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:該種具有輸入過流和掉電保護(hù)的雙端反激式開關(guān)電源，包括用作濾波的EMI電路、整流電路和控制驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述開關(guān)電源還包括一個(gè)雙端反激式變換電路、輸入電流過流保護(hù)電路和掉電保護(hù)電路；所述雙端反激式變換電路由I號穩(wěn)壓電容、I號續(xù)流二極管、2號續(xù)流二極管、I號開關(guān)MOS管、2號開關(guān)MOS管、反激變壓器、整流二極管以及2號穩(wěn)壓電容連接后構(gòu)成；其中，I號續(xù)流二極管和2號續(xù)流二極管反向并聯(lián)，I號穩(wěn)壓電容的兩端連接所述整流電路的輸出端，由I號開關(guān)MOS管、2號開關(guān)MOS管和反激變壓器的原邊以及I號續(xù)流二極管和2號續(xù)流二極管構(gòu)成反激輸入單元，反激變壓器的副邊、整流二極管和2號穩(wěn)壓電容構(gòu)成輸出單元；所述I號開關(guān)MOS管和2號開關(guān)MOS管的控制信號輸入端分別連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路的MOS管觸發(fā)控制信號輸出端。所述輸入電流過流保護(hù)電路由滑線變阻器、LM311型電壓比較器、I號555定時(shí)器、過流警示燈以及外圍配合元件連接后構(gòu)成；所述滑線變阻器的變阻輸入端連接至LM311型電壓比較器的2號管腳，LM311型電壓比較器的3號管腳作為檢測電壓的間接輸入端；1號555定時(shí)器的3號管腳作為過流觸發(fā)報(bào)警電壓的輸出端；所述過流觸發(fā)報(bào)警電壓的輸出端連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路中脈沖調(diào)制電路內(nèi)UC3843模塊的3號管腳。所述掉電保護(hù)電路由I號三極管、2號三極管、2號555定時(shí)器、放電電容、掉電警示燈以及外圍配合元件連接后構(gòu)成；所述I號三極管的基極連接上拉電阻后作為高紋波系數(shù)電壓輸入端，2號555定時(shí)器的4號、8號管腳短接后作為低紋波系數(shù)電壓輸入端；所述高紋波系數(shù)電壓輸入端連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路中的高紋波系數(shù)電壓輸出端，低紋波系數(shù)電壓輸入端連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路中的低紋波系數(shù)電壓輸出端；2號555定時(shí)器的3號管腳作為掉電觸發(fā)報(bào)警電壓的輸出端；所述掉電觸發(fā)報(bào)警電壓的輸出端連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路中脈沖調(diào)制電路內(nèi)UC3843模塊的3號管腳。本實(shí)用新型具有如下有益效果:該種具有輸入過流和掉電保護(hù)的雙端反激式開關(guān)電源，包括EMI電路、整流電路、雙端反激式變換電路、控制驅(qū)動(dòng)電路、輸入電流過流保護(hù)電路和掉電保護(hù)電路等組成單元，由于主電路采用了雙端反激式電路結(jié)構(gòu)，由反激式隔離變壓器及其原邊2個(gè)功率場效應(yīng)開關(guān)管和二極管構(gòu)成，兩個(gè)開關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷；脈沖變換環(huán)節(jié)使用高頻反激式隔離變壓器，同時(shí)可以作為隔離變壓器使用，其開關(guān)頻率遠(yuǎn)大于電網(wǎng)的工作頻率，大幅減小隔離變壓器的體積和重量。輸入電流過流保護(hù)電路主要由LM311和555定時(shí)器構(gòu)成，當(dāng)變換電路輸入電流過流時(shí)封鎖開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號以對電源進(jìn)行保護(hù)；系統(tǒng)掉電保護(hù)電路由555定時(shí)器構(gòu)成，當(dāng)系統(tǒng)電壓低于設(shè)定值或掉電時(shí)封鎖開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號以對電源進(jìn)行保護(hù)。與單端式相比，雙端反激式電路其開關(guān)管承壓較低；脈沖變換環(huán)節(jié)使用高頻反激式隔離變壓器，同時(shí)可以作為隔離變壓器使用，其開關(guān)頻率遠(yuǎn)大于電網(wǎng)的工作頻率，可大幅減小電源整機(jī)的體積和重量；反激過程中變壓器原邊繞組的漏電感能量可通過二極管反饋到直流輸入端，提高效率的同時(shí)省去了能量反饋繞組，增加了可靠性；輸入電流過流保護(hù)電路和系統(tǒng)掉電保護(hù)電路在變換電路輸入電流過流和系統(tǒng)電壓低于設(shè)定值或掉電時(shí)封鎖開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號以對電源進(jìn)行保護(hù)。
:圖1是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實(shí)用新型所述輸入電流過流保護(hù)電路的電路圖。圖3是本實(shí)用新型所述掉電保護(hù)電路的電路圖。
具體實(shí)施方式
:
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:由圖1所示，該種具有輸入過流和掉電保護(hù)的雙端反激式開關(guān)電源，包括用作濾波的EMI電路、整流電路和控制驅(qū)動(dòng)電路，其獨(dú)特之處在于:所述開關(guān)電源還包括一個(gè)雙端反激式變換電路、輸入電流過流保護(hù)電路和掉電保護(hù)電路。其中，所述雙端反激式變換電路由I號穩(wěn)壓電容Cl、l號續(xù)流二極管Dl、2號續(xù)流二極管D2、I號開關(guān)MOS管S1、2號開關(guān)MOS管S2、反激變壓器T、整流二極管D 3以及2號穩(wěn)壓電容C2連接后構(gòu)成。其中，I號續(xù)流二極管Dl和2號續(xù)流二極管D2反向并聯(lián)，I號穩(wěn)壓電容Cl的兩端連接所述整流電路的輸出端，由I號開關(guān)MOS管Sl、2號開關(guān)MOS管S2和反激變壓器T的原邊以及I號續(xù)流二極管Dl和2號續(xù)流二極管D2構(gòu)成反激輸入單元。反激變壓器T的副邊、整流二極管D 3和2號穩(wěn)壓電容C2構(gòu)成輸出單元；所述I號開關(guān)MOS管SI和2號開關(guān)MOS管S2的控制信號輸入端分別連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路的MOS管觸發(fā)控制信號輸出端。所述輸入電流過流保護(hù)電路由滑線變阻器Wl、LM311型電壓比較器Ul、I號555定時(shí)器U2、過流警不燈LEDl以及外圍配合兀件I號電阻Rl、2號電阻R2、3號電阻R3、4號電阻R4、5號電阻R5、3號電容C3、4號電容C4、5號電容C5、6號電容C6連接后構(gòu)成。所述滑線變阻器Wl的變阻輸入端連接至LM311型電壓比較器Ul的2號管腳，LM311型電壓比較器Ul的3號管腳作為檢測電壓Ui的間接輸入端；1號555定時(shí)器U2的3號管腳作為過流觸發(fā)報(bào)警電壓UOl的輸出端；所述過流觸發(fā)報(bào)警電壓UOl的輸出端連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路中脈沖調(diào)制電路內(nèi)UC3843模塊的3號管腳。所述掉電保護(hù)電路由I號三極管Tl、2號三極管T2、2號555定時(shí)器U3、放電電容C8、掉電警示燈LED2以及外圍配合元件即上拉電阻R6、7號電阻R7、8號電阻R8、9號電阻R9、10號電阻RlOUl號電阻Rll和12號電阻R12、7號電容C7、9號電容C9和10號電容ClO連接后構(gòu)成。所述I號三極管Tl的基極連接上拉電阻R6后作為高紋波系數(shù)電壓輸入端E，2號555定時(shí)器U3的4號、8號管腳短接后作為低紋波系數(shù)電壓輸入端Vcc ;所述高紋波系數(shù)電壓輸入端E連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路中的高紋波系數(shù)電壓輸出端，低紋波系數(shù)電壓輸入端Vcc連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路中的低紋波系數(shù)電壓輸出端；2號555定時(shí)器U3的3號管腳作為掉電觸發(fā)報(bào)警電壓U02的輸出端；所述掉電觸發(fā)報(bào)警電壓U02的輸出端連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路中脈沖調(diào)制電路內(nèi)UC3843模塊的3號管腳。具體工作時(shí)，工頻交流電經(jīng)EMI濾波電路和整流電路進(jìn)行濾波整流后，在電容Cl上得到直流電壓；在控制電路的作用下，功率開關(guān)管周期性的導(dǎo)通與斷開。開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，輸入直流電壓全部加在變壓器原邊上，變壓器原邊電流線性增加。此時(shí)變壓器副邊電壓為負(fù)，D3承受反向電壓截止，變壓器副邊電流為0，輸入能量存儲在變壓器的磁路中；當(dāng)開關(guān)管斷開時(shí)，變壓器副邊D3續(xù)流導(dǎo)通，磁能轉(zhuǎn)換為電能輸出到負(fù)載，變壓器副邊電流和電源輸出電流減小。輸入端續(xù)流二極管Dl、D2的接法可以把過剩的反激能量反饋回直流側(cè)，同時(shí)可以把開關(guān)管承受的峰值電壓和原邊繞組的反激電壓都鉗制在直流電壓值，保護(hù)開關(guān)管正常工作。過流保護(hù)電路能夠?qū)崿F(xiàn)在反激式變換器的輸入電流超過預(yù)定值時(shí)，輸出過流保護(hù)信號，封鎖脈沖調(diào)制電路所產(chǎn)生的脈沖驅(qū)動(dòng)信號，從而使主電路停止工作。在過流保護(hù)電路中，Ui與反激式變換電路輸入電流成正比，通過調(diào)整滑線變阻器Wl即可調(diào)整預(yù)設(shè)參考電壓值。由Ul、U2構(gòu)成的是一個(gè)過流報(bào)警指示電路，當(dāng)輸出電流超過預(yù)設(shè)值時(shí)，比較器Ul輸出一個(gè)低電平的電壓值加到555定時(shí)的2腳觸發(fā)電平端，此時(shí)U2的3腳為高電平，輸出過流保護(hù)信號UOl，接入控制驅(qū)動(dòng)電路中脈沖調(diào)制電路UC3843的3腳，封鎖UC3843所產(chǎn)生的脈沖驅(qū)動(dòng)信號，從而使主電路開關(guān)管斷開，同時(shí)發(fā)光二極管LEDl報(bào)警指示。掉電保護(hù)電路當(dāng)出現(xiàn)電源電壓跌落或者是掉電情況時(shí)，E的電壓變化速度要快于Vcc的速度，因此在出現(xiàn)控制電源電壓跌落或者是掉電情況時(shí)，三極管T1和T2導(dǎo)通，CS迅速放電，555定時(shí)器U3的2腳觸發(fā)電平端為低電平，此時(shí)3腳輸出高電平U02，與過流保護(hù)電路的輸出UOl分別經(jīng)鉗位二極管共同作用于控制驅(qū)動(dòng)電路中脈沖調(diào)制電路中的UC3843的
3腳，當(dāng)過流或掉電時(shí)封鎖脈沖調(diào)制電路所產(chǎn)生的脈沖驅(qū)動(dòng)信號，同時(shí)發(fā)光二極管LED2報(bào)
m
目O
權(quán)利要求1.一種具有輸入過流和掉電保護(hù)的雙端反激式開關(guān)電源，包括用作濾波的EMI電路、整流電路和控制驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述開關(guān)電源還包括一個(gè)雙端反激式變換電路、輸入電流過流保護(hù)電路和掉電保護(hù)電路； 所述雙端反激式變換電路由I號穩(wěn)壓電容(Cl)、l號續(xù)流二極管(Dl)、2號續(xù)流二極管(D2)、l號開關(guān)MOS管(Sl)、2號開關(guān)MOS管(S2)、反激變壓器(T)、整流二極管(D 3)以及2號穩(wěn)壓電容(C2)連接后構(gòu)成；其中，I號續(xù)流二極管(Dl)和2號續(xù)流二極管(D2)反向并聯(lián)，I號穩(wěn)壓電容(Cl)的兩端連接所述整流電路的輸出端，由I號開關(guān)MOS管(Sl)、2號開關(guān)MOS管(S2)和反激變壓器(T)的原邊以及I號續(xù)流二極管(Dl)和2號續(xù)流二極管(D2)構(gòu)成反激輸入單元，反激變壓器(T)的副邊、整流二極管(D 3)和2號穩(wěn)壓電容(C2)構(gòu)成輸出單元；所述I號開關(guān)MOS管(SI)和2號開關(guān)MOS管(S2)的控制信號輸入端分別連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路的MOS管觸發(fā)控制信號輸出端； 所述輸入電流過流保護(hù)電路由滑線變阻器(W1)、LM311型電壓比較器(Ul)、l號555定時(shí)器(U2)、過流警示燈(LEDl)以及外圍配合元件連接后構(gòu)成；所述滑線變阻器(Wl)的變阻輸入端連接至LM311型電壓比較器(Ul)的2號管腳，LM311型電壓比較器(Ul)的3號管腳作為檢測電壓(Ui )的間接輸入端；1號555定時(shí)器(U2)的3號管腳作為過流觸發(fā)報(bào)警電壓(UOl)的輸出端；所述過流觸發(fā)報(bào)警電壓(UOl)的輸出端連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路中脈沖調(diào)制電路內(nèi)UC3843模塊的3號管腳； 所述掉電保護(hù)電路由I號三極管(Tl)、2號三極管(T2)、2號555定時(shí)器(U3)、放電電容(CS)、掉電警示燈(LED2)以及外圍配合元件連接后構(gòu)成；所述I號三極管(Tl)的基極連接上拉電阻(R6)后作為高紋波系數(shù)電壓輸入端(E), 2號555定時(shí)器(U3)的4號、8號管腳短接后作為低紋波系數(shù)電壓輸入端(Vcc);所述高紋波系數(shù)電壓輸入端(E)連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路中的高紋波系數(shù)電壓輸出端，低紋波系數(shù)電壓輸入端(Vcc)連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路中的低紋波系數(shù)電壓輸出端；2號555定時(shí)器(U3)的3號管腳作為掉電觸發(fā)報(bào)警電壓(U02)的輸出端；所述掉電觸發(fā)報(bào)警電壓(U02)的輸出端連接至所述控制驅(qū)動(dòng)電路中脈沖調(diào)制電路內(nèi)UC3843模塊的3號管腳。
專利摘要一種具有輸入過流和掉電保護(hù)的雙端反激式開關(guān)電源，主要為了解決因開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號畸變而導(dǎo)致開關(guān)電源輸出電壓不安全以及開關(guān)管損壞的問題。其特征在于由反激式隔離變壓器及其原邊2個(gè)功率場效應(yīng)開關(guān)管和二極管構(gòu)成雙端反激式電路，兩個(gè)開關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷；脈沖變換環(huán)節(jié)使用高頻反激式隔離變壓器，同時(shí)作為隔離變壓器使用；輸入電流過流保護(hù)電路主要由LM311和555定時(shí)器構(gòu)成，當(dāng)變換電路輸入電流過流時(shí)封鎖開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號以對電源進(jìn)行保護(hù)；系統(tǒng)掉電保護(hù)電路由555定時(shí)器構(gòu)成。本種電源采用雙端反激式電路結(jié)構(gòu)且具有輸入電流過流保護(hù)和掉電保護(hù)功能，可實(shí)現(xiàn)對電源電路在非正常工作狀態(tài)下的安全保障。
文檔編號H02M7/217GK202997964SQ201320024168
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者趙玉峰, 高金蘭, 姚建紅, 王金玉, 陶國彬 申請人:東北石油大學(xué)