开关电源的制作方法

开关电源的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及保护电路，尤其涉及开关电源。
【背景技术】
[0002]现有的小功率开关电源多使用集成单芯片来驱动，大多数集成芯片都带有短路和过载检测引脚，当该引脚电压高于一定值时，芯片控制PWM输出的脉宽变小，使输出电压降低。
[0003]请参阅图1，以芯片UC3842为例的开关电源，现有技术的开关电源的过载和短路保护，一般是通过在MOS管的源极串一个电阻，把电流信号转换为电压信号送到芯片UC3842的3脚来实现保护的。当电源过载时或短路时，流过MOS管的电流增大，电阻R4 ’上的电压升高，芯片UC3842的3脚电位上升，6脚输出的PWM信号脉宽变窄，输出电压降低，辅助电源给UC3842的供电电压Vcc也跟着降低，直到芯片不能工作，然后靠电阻开始下一次启动过程。
[0004]上述方案是使用最常见的电路，然而这个保护电路时依靠芯片检测短路状态而控制PWM脉冲宽度变窄的，工作时开关单元的MOS管仍会承受很短时间的短路电流冲击，打嗝保护下，如果开关单元的MOS管的散热设计不合理，在故障状态持续一段时间后，开关单元的MOS管很容易损坏。

【发明内容】

[0005]本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，而提出一种开关电源，其能够解决现有技术中由于短路电流的冲击对开关单元造成损坏的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提出一种开关电源，其包括:一开关电源芯片，其具有一控制输出端口和一保护监测输入端口 ；一受控开关，其具有第一控制端、第一开关端和第二开关端，该第一控制端与该控制输出端口相连；一开关变压器，其具有一主线圈，该主线圈的一端连接一输入电压、另一端与该第一开关端相连；一检测电阻，其串接在该第二开关端与地之间；其中，该第二开关端与该保护监测输入端口相连，以给该开关电源提供过载和短路保护；还包括:一保护开关，其具有第二控制端、第三开关端和第四开关端，该第二控制端与该第二开关端相连，该第三开关端与第一控制端相连，该第四开关端接地。
[0007]优选地，该受控开关为MOS管，该MOS管的栅极为该受控开关的第一控制端，该MOS管的源极为该受控开关的第一开关端，该MOS管的漏极为该受控开关的第二开关端。
[0008]优选地，该保护开关包括三极管，该三极管的基极为该保护开关的第二控制端，该三极管的集电极为该保护开关的第三开关端，该三极管的发射极为该保护开关的第四开关端。
[0009]优选地，该开关电源还包括一阻容滤波单元，其串设在该第二开关端与该保护监测输入端口之间。
[0010]优选地，该阻容滤波单元包括第一限流电阻以及第一滤波电容，该第一限流电阻串设在该第二开关端以及该保护监测输入端口之间，该第一滤波电容连接在该保护监测输入端口与地之间。
[0011]优选地，该开关电源还包括一电阻分压单元，其串设在该控制输出端口与该第一控制端之间。
[0012]优选地，该电阻分压单元包括第二限流电阻以及第三限流电阻，该第二限流电阻串设在该控制输出端口与该第一控制端之间，该第三限流电阻串设在该第一控制端与地之间。
[0013]优选地，该开关变压器还包括一副线圈，该副线圈为该开关电源芯片供电。
[0014]优选地，该开关变压器还包括二极管、第四限流电阻以及第二滤波电容，二极管的阴极以及第四限流电阻的一端均连接电源，二极管的阳极连接副线圈的一端，第四限流电阻的另一端连接第四限流电阻后连接副线圈的另一端，第四限流电阻与第二滤波电容的连接处连接该开关电源芯片的电源输入端。
[0015]优选地，该开关电源芯片为UC3842。
[0016]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:本发明的开关电源，通过增加一个保护单元用于开关管的附加保护，当短路电流流经该开关管时，能够分流短路电流，避免开关单元的开关管因为大电流的热积累而损坏，并且成本低，在实际应用中具有价值。
【附图说明】
[0017]图1为现有技术的开关电源的电路图。
[0018]图2为本发明的开关电源的电路图。
[0019]附图标记说明:开关电源芯片Ul受控开关I MOS管Ql开关变压器Tl主线圈Tll副线圈T12 二极管Dl第四限流电阻R4第二滤波电容C2 检测电阻R5保护开关2三极管Q2阻容滤波单元3第一限流电阻Rl第一滤波电容Cl电阻分压单元4 第二限流电阻R2第三限流电阻R3。
【具体实施方式】
[0020]为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
[0021]开关电源实施例
请参阅图2，一种开关电源，其包括:一开关电源芯片U1、一受控开关1、一开关变压器Tl、一检测电阻R5、一保护开关2、一阻容滤波单兀3、一电阻分压单兀4。
[0022]开关电源芯片U1，其具有一控制输出端口和一保护监测输入端口。受控开关1，其具有第一控制端、第一开关端和第二开关端，该第一控制端与该控制输出端口相连。开关变压器Tl，其具有一主线圈T11，该主线圈Tll的一端连接一输入电压、另一端与该第一开关端相连。检测电阻R5，其串接在该第二开关端与地之间；其中，该第二开关端与该保护监测输入端口相连，以给该开关电源提供过载和短路保护。保护开关2，其具有第二控制端、第三开关端和第四开关端，该第二控制端与该第二开关端相连，该第三开关端与第一控制端相连，该第四开关端接地。阻容滤波单元3，其串设在该第二开关端与该保护监测输入端口之间。电阻分压单元4，其串设在该控制输出端口与该第一控制端之间。该开关电源芯片Ul为脉宽调制芯片。该脉宽调制芯片的型号为UC3842。
[0023]该受控开关I为MOS管Ql，该MOS管Ql的栅极为该受控开关I的第一控制端，该MOS管Ql的源极为该受控开关I的第一开关端，该MOS管Ql的漏极为该受控开关I的第二开关端。
[0024]该开关变压器Tl还包括一副线圈T12、二极管D1、第四限流电阻R4以及第二滤波电容C2。
[0025]该副线圈T12为该开关电源芯片Ul供电，该尖峰滤 波单元串设在该副线圈T12的两端。二极管Dl的阴极以及第四限流电阻R4的一端均连接电源，二极管Dl的阳极连接副线圈T12的一端，第四限流电阻R4的另一端连接第四限流电阻R4后连接副线圈T12的另一端，第四限流电阻R4与第二滤波电容C2的连接处连接该开关电源芯片Ul的电源输入端。
[0026]这样设置的原因是在脉宽调制芯片Ul进入保护状态后，使电源只工作几个开关周期，然后进入很长时间(几百ms到几s)的启动过程，平均功率很低，即使长时间输出短路也不会导致电源的损坏，很多开关电源在每个开关周期都有尖峰脉冲出现，即使脉冲宽度很小，辅助电压Vcc也不能降到足够低。通过在辅助电源的二极管Dl上串连第四限流电阻R4和第二滤波电容C2形成RC滤波，滤掉这个尖峰，使辅助电源输出稳定，调整第四限流电阻R4的阻值，可以使这个保护电路可靠工作。
[0027]该保护开关2包括三极管Q2，该三极管Q2的基极为该保护开关2的第二控制端，该三极管Q2的集电极为该保护开关2的第三开关端，该三极管Q2的发射极为该保护开关2的第四开关端。在其它实施例中，也可以用MOS管来代替。
[0028]该阻容滤波单元3包括第一限流电阻Rl以及第一滤波电容Cl。该第一限流电阻Rl串设在该第二开关端以及该保护监测输入端口之间，该第一滤波电容Cl连接在该保护监测输入端口与地之间。
[0029]该电阻分压单元4包括第二限流电阻R2以及第三限流电阻R3。该第二限流电阻R2串设在该控制输出端口与该第一控制端之间，该第三限流电阻R3串设在该第一控制端与地之间。
[0030]下面结合图2来详细说明本发明的工作原理。
[0031]本发明的方案是在开关管驱动电路中增加短路、过载锁定功能，当短路电流流过MOS管Ql时，检测电阻R5上的电压让三极管Q2导通，MOS管Ql的栅极电压降低，MOS管Ql进入放大工作状态。此后在很短的时间内，开关电源芯片Ul检测到短路存在减小输出脉宽并锁定驱动电压输出，MOS管Ql仅承受了三极管Q2和脉宽调制芯片Ul动作时间差内的恒流功率损耗，安全性得到了很大提高，MOS管Ql有冗余的保护功能，使电源可靠性提高。
[0032]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:本发明的开关电源，通过增加一个保护单元用于开关管的附加保护，当短路电流流经该开关管时，能够分流短路电流，避免开关单元的开关管因为大电流的热积累而损坏，并且成本低，在实际应用中具有价值。
[0033]以上仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种开关电源，其包括: 一开关电源芯片，其具有一控制输出端口和一保护监测输入端口 ； 一受控开关，其具有第一控制端、第一开关端和第二开关端，该第一控制端与该控制输出端口相连； 一开关变压器，其具有一主线圈，该主线圈的一端连接一输入电压、另一端与该第一开关端相连； 一检测电阻，其串接在该第二开关端与地之间；其中，该第二开关端与该保护监测输入端口相连，以给该开关电源提供过载和短路保护； 其特征在于，还包括: 一保护开关，其具有第二控制端、第三开关端和第四开关端，该第二控制端与该第二开关端相连，该第三开关端与第一控制端相连，该第四开关端接地。2.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，该受控开关为MOS管，该MOS管的栅极为该受控开关的第一控制端，该MOS管的源极为该受控开关的第一开关端，该MOS管的漏极为该受控开关的第二开关端。3.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，该保护开关包括三极管，该三极管的基极为该保护开关的第二控制端，该三极管的集电极为该保护开关的第三开关端，该三极管的发射极为该保护开关的第四开关端。4.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，该开关电源还包括一阻容滤波单元，其串设在该第二开关端与该保护监测输入端口之间。5.如权利要求4所述的开关电源，其特征在于，该阻容滤波单元包括第一限流电阻以及第一滤波电容，该第一限流电阻串设在该第二开关端以及该保护监测输入端口之间，该第一滤波电容连接在该保护监测输入端口与地之间。6.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，该开关电源还包括一电阻分压单元，其串设在该控制输出端口与该第一控制端之间。7.如权利要求6所述的开关电源，其特征在于，该电阻分压单元包括第二限流电阻以及第三限流电阻，该第二限流电阻串设在该控制输出端口与该第一控制端之间，该第三限流电阻串设在该第一控制端与地之间。8.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，该开关变压器还包括一副线圈，该副线圈为该开关电源芯片供电。9.如权利要求8所述的开关电源，其特征在于，该开关变压器还包括二极管、第四限流电阻以及第二滤波电容，二极管的阴极以及第四限流电阻的一端均连接电源，二极管的阳极连接副线圈的一端，第四限流电阻的另一端连接第四限流电阻后连接副线圈的另一端，第四限流电阻与第二滤波电容的连接处连接该开关电源芯片的电源输入端。10.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，该开关电源芯片为UC3842。
【专利摘要】开关电源，其包括：一开关电源芯片，其具有一控制输出端口和一保护监测输入端口；一受控开关，其具有第一控制端、第一开关端和第二开关端，该第一控制端与该控制输出端口相连；一开关变压器，其具有一主线圈，该主线圈的一端连接一输入电压、另一端与该第一开关端相连；一检测电阻，其串接在该第二开关端与地之间；其中，该第二开关端与该保护监测输入端口相连，以给该开关电源提供过载和短路保护；还包括：一保护开关，其具有第二控制端、第三开关端和第四开关端，该第二控制端与该第二开关端相连，该第三开关端与第一控制端相连，该第四开关端接地。本发明能够避免开关电源的开关单元因为短路电流冲击而受到损害。
【IPC分类】H02M1/32
【公开号】CN104883043
【申请号】CN201410072084
【发明人】周明杰, 张飞
【申请人】深圳市海洋王照明工程有限公司, 海洋王照明科技股份有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年2月28日