一種輸出過壓保護電路及開關電源的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種輸出過壓保護電路及開關電源，輸出過壓保護電路包括待保護芯片，所述待保護芯片的第二引腳及第八引腳之間連接有電阻，所述第二引腳還通過電容接地，所述電容與開關管并聯，開關管與光耦的次級相連，光耦的次級與待保護芯片的第一引腳相連。本實用新型無需更換方案，可在原電路的基礎上進行修改，縮短開發周期。
【專利說明】
-種輸出過壓保護電路及開關電源
技術領域
[0001] 本實用新型設及開關電源領域，具體設及一種輸出過壓保護電路及開關電源。
【背景技術】
[0002] 在小型輔助電源領域里，已經出現了很多種自帶輸出過壓保護的忍片。但由于 UC3842系列應用廣泛、價格便宜、技術成熟、采購方便等優勢在未來依然會有很大的市場份 額。現在有越來越多的場合對電源提出了更高的要求，外國市場要求在人可能接觸到的電 路在任何情況下電壓不得超過42.4V，在測試時會將反饋環路切掉測試，在運種情況下無法 靠負反饋來實現過壓保護，而單靠3842忍片自帶的引腳功能又很難實現。現有最相近的方 案是直接更換帶有過壓保護功能的忍片重新設計電路。
[0003] 若為了達到輸出過壓保護的目的，可能需要使用新的忍片W及新的方案，運樣使 得開發周期及成本都會上升，從而不能滿足現有的發展需求。 【實用新型內容】
[0004] 為解決現有技術存在的不足，本實用新型公開了一種輸出過壓保護電路及開關電 源，本方案目的是針對類似于3842運種本身忍片無過壓保護的電路實現過壓保護，方法簡 單可靠，無需長時間的實驗。
[0005] 為實現上述目的，本實用新型的具體方案如下：
[0006] -種輸出過壓保護電路，包括待保護忍片，所述待保護忍片的第二引腳及第八引 腳之間連接有電阻，所述第二引腳還通過電容接地，所述電容與開關管并聯，開關管與光禪 的次級相連，光禪的次級與待保護忍片的第一引腳相連；
[0007] 在正常工作時，該待保護忍片第一引腳會持續開通開關管，將第二引腳電壓拉低， 電路正常工作；
[000引一旦過壓或切掉反饋環路，光禪截止，開關管截止，待保護忍片的第八引腳通過所 述電阻給所述電容充電，當充到設定電壓時拉低待保護忍片的第一引腳電壓，使占空比為 0。
[0009] 進一步的，所述待保護忍片為UC3842。
[0010] 進一步的，所述待保護忍片的第八引腳通過電容接地，所述電容與相串聯的電容 及電阻相并聯。
[0011] 進一步的，所述待保護忍片的第一引腳及第Ξ引腳分別通過各自相應的電容接 地。
[0012] 進一步的，開關電源，包括輸出過壓保護電路，所述待保護忍片的第屯引腳與前級 整流濾波電路相連，所述前級整流濾波電路與啟動充電電路相連，所述待保護忍片的第六 引腳及第二引腳均與開關電源主回路相連，開關電源主回路與次級輸出電路相連，所述次 級輸出電路通過電阻與光禪的初級相連。
[0013] 進一步的，所述前級整流濾波電路包括由熱敏電阻及壓敏電阻組成的保護電路及 與該保護電路相連的差共模吸收電路相連，所述差共模吸收電路依次與整流電路及濾波電 路相連，整流電路及濾波電路之間還連接有啟動充電電路。
[0014] 進一步的，所述差共模吸收電路包括相并聯的第一電容、電感及第二電容，所述整 流電路為四個二極管組成的橋式電路，所述濾波電路由多個電容相并聯組成。
[0015] 進一步的，所述啟動充電電路包括相并聯的兩個電容，兩個電容的公共端與多個 相串聯的電阻電路相連，所述兩個電容的公共端為VCC端接到待保護忍片的第屯引腳，用于 為待保護忍片的啟動提供電流。
[0016] 進一步的，所述開關電源主回路包括M0S管，所述M0S管的一端通過RCD吸收電路與 變壓器的第一原邊線圈相連，所述M0S管另一端通過電阻接地，所述M0S管第Ξ端分兩路，一 路通過電阻接地，另一路通過電阻與待保護忍片的輸出端相連，變壓器的第二原邊線圈并 聯有極性電容、電容及第一二極管，變壓器的第二原邊線圈與極性電容之間還連接有第二 二極管。
[0017] 進一步的，所述次級輸出電路包括輔助繞組，輔助繞組依次與Ξ個電容相并聯，第 一個電容與輔助繞組之間連接有二極管，第二個電容與第Ξ個電容之間連接有電感，第一 個電容的為極性電容，該極性電容的正極端通過電阻與光禪的初級相連，用于為光禪供電。
[0018] 開關電源的保護方法，包括：
[0019] 光禪的次級短接后，光禪無法導通因此開關管也截止，運時待保護忍片的第八引 腳會通過電阻持續的給電容充電從而抬高第二引腳的電壓；
[0020] 由于第二引腳為待保護忍片內部的運放反向輸入端，與內部的設定電壓進行比 較，當第二引腳電平達到設定電壓時會迅速將第一引腳電平拉低，使占空比為0從而阻止電 壓繼續升高.
[0021] 第一引腳電平拉低后第二引腳的電平會保持一設定時間，在運期間次級輸出電路 的次級輸出電壓和輔助繞組電壓也會持續降低；
[0022] 當輔助繞組的電壓低于待保護忍片的維持電壓后忍片關斷，第八引腳電平為0,第 二引腳電平通過電容放電，電源重新啟動，此時的電路會在此狀態不斷循環，進入打嗎模 式。
[0023] 本實用新型的有益效果：
[0024] 本實用新型無需更換方案，可在原電路的基礎上進行修改，縮短開發周期。3842作 為一種通用型忍片依然有著巨大的市場，因此采購方便而且價格上也有很大的優勢。
【附圖說明】

[0025] 圖1是本實用新型前級整流和啟動充電電路圖；
[0026] 圖2是本實用新型開關電源主回路和次級輸出電路圖；
[0027] 圖3是本實用新型PWM控制及采樣電路的原理圖。
【具體實施方式】：
[0028] 下面結合附圖對本實用新型進行詳細說明：
[0029] 本電路為小功率的反激電源，圖1為電路的輸入整流濾波電路和啟動電路，其中R1 熱敏電阻、R2壓敏電阻，分別起到防止上電沖擊電流和防輸入雷擊浪涌的作用。C1、C2、L1起 到吸收差共模干擾的作用。VCC接到UC3842的7腳，為3842的啟動提供電流。
[0030] 圖2為電路的主回路部分和次級輸出部分，其中C20、R7、D2構成RCD吸收電路，主要 吸收M0S管關斷瞬間的尖峰。M0S的驅動由3842的6腳提供，次級輸出15V，輔助繞組輸出15V 給3842供電。
[0031] 圖3為電路忍片的外圍電路W及反饋控制部分。與一般電路相比，本電路增加了 C13、Q2、R12運幾個器件來實現輸出過壓保護的功能。當電路正常工作時，TL43U圖3的U32) 的1腳為2.5V左右，TL431的2腳導通，光禪初級導通。3842的1腳電流經過光禪的次級和Q2到 地，經過Q2的放大作用可將3842的2腳電平拉到0V。2腳的電平不會影響到1腳電平，此時電 路正常運行。
[0032] 若不加運幾個器件，一旦將反饋環路給切掉，如將光禪的1、2腳短接，光禪無法導 通，3842的1腳電平會持續地上升，而占空比又與1腳的電平相關，隨著1腳電平的不斷升高 占空比也會越來越大，輸出電壓也會隨著越來越高直至突破42.4V。
[0033] 下面分析一下增加此電路的作用，將光禪的1、2腳短接后(此時相當于電壓反饋環 路失效）；或者輸出電壓過壓(輸出大于設定的15V后化431的基準電壓1腳大于2.5V則化431 的2腳會截止，此時沒有電流流經光禪的1、2腳，與光禪的1、2腳短接情況比較類似）電路開 始進入保護動作:光禪無法導通因此Q2也截止，運時3842的8腳會通過R12持續的給C13充電 從而抬高2腳的電壓。由于2腳為3842內部的運放反向輸入端，與內部的2.5V進行比較，當2 腳電平達到2.5V時會迅速將1腳電平拉低為0,使占空比為0(3、6腳電平恒為0V)從而阻止電 壓繼續升高。1腳電平拉低后2腳的電平會保持一段時間，在運期間次級輸出電壓和輔助繞 組電壓也會持續降低。當輔助繞組的電壓低于3842的維持電壓后忍片關斷(7腳電壓降低）， 忍片關斷后8腳電平掉到0V，因此2腳電平可通過R105從3842的8腳放電放到0V，當2的電平 掉到0V后保護動作結束，此時3842忍片的各個管腳的電壓為0,相當于忍片進行了一次復位 動作，隨后3842的7腳重新通過啟動電阻R4、貼啟動。若故障排除，則整個系統會開始正常工 作，若反饋環路依然失效，則此時的電路會重新進入上述的保護動作，周而復始直至故障排 除。
[0034] 電源正常工作時，3842的1腳會持續開通Q2,將2腳電壓拉低，電路正常工作。一旦 輸出過壓或切掉反饋環路，TL431截止，光禪截止，因此Q2截止，3842的8腳通過電阻R12給電 容C13充電，當充到2.5V時拉低3842的1腳電壓，使占空比為0,從而阻止了輸出電壓繼續升 高。其中，切掉反饋環路即為光禪1、2腳短接。
[0035] 其中選擇C13與R12的RC時間常數需要根據具體的電路來確定，其選擇的原則是輸 出空載時3842的2腳電壓上升到2.5V所用的時間要小于輸出端電容上升到42.4V的時間。
[0036] 下面W-個輸出30W的電源為例，其中工作頻率為ιοοωζ，變壓器的初級感量為 ImH，電流采樣電阻為1歐姆，輸出電容C17為lOOOuF，電路設計為斷續工作模式。由于3842的 3腳電壓不能超過IV，到達IV后就會關斷mos管，因此初級的最大電流為1A，假設去掉了反饋 環路則每次開關周期3腳電壓都達到IV后關斷，則此時的最大功率為f 1=日0W，其中 L為ImH，I為lA，f為lOOkHz。電容上的電壓從15V上升到42.4V所需要的能量為 宴.X C;乂韻…IX C X鱗％沒渴，其中C為lOOOuF，U1為15V，U2為42.4V。則充電時間為0.8今50 = 公： A 160ms。選擇的RC需在160ms內通過8腳的5V充到2.5V，因此根據仿真計算可W取值4化和 4.7uF可在150ms充到2.5V，從而保證過壓保護。
[0037]上述雖然結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本實用新 型保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領 域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范 圍W內。
【主權項】
1. 一種輸出過壓保護電路，其特征是，包括待保護芯片，所述待保護芯片的第二引腳及 第八引腳之間連接有電阻，所述第二引腳還通過電容接地，所述電容與開關管并聯，開關管 與光耦的次級相連，光耦的次級與待保護芯片的第一引腳相連。2. 如權利要求1所述的一種輸出過壓保護電路，其特征是，所述待保護芯片的第八引腳 通過電容接地，所述電容與相串聯的電容及電阻相并聯。3. 如權利要求1所述的一種輸出過壓保護電路，其特征是，所述待保護芯片的第一引腳 及第三引腳分別通過各自相應的電容接地。4. 一種開關電源，包括上述權利要求1-3任一所述的輸出過壓保護電路，其特征是，所 述待保護芯片的第七引腳與前級整流濾波電路相連，所述前級整流濾波電路與啟動充電電 路相連，所述待保護芯片的第六引腳及第二引腳均與開關電源主回路相連，開關電源主回 路與次級輸出電路相連，所述次級輸出電路通過電阻與光耦的初級相連。5. 如權利要求4所述的一種開關電源，其特征是，所述前級整流濾波電路包括由熱敏電 阻及壓敏電阻組成的保護電路及與該保護電路相連的差共模吸收電路相連，所述差共模吸 收電路依次與整流電路及濾波電路相連，整流電路及濾波電路之間還連接有啟動充電電 路。6. 如權利要求5所述的一種開關電源，其特征是，所述差共模吸收電路包括相并聯的第 一電容、電感及第二電容，所述整流電路為四個二極管組成的橋式電路，所述濾波電路由多 個電容相并聯組成。7. 如權利要求5所述的一種開關電源，其特征是，所述啟動充電電路包括相并聯的兩個 電容，兩個電容的公共端與多個相串聯的電阻電路相連，所述兩個電容的公共端為VCC端接 到待保護芯片的第七引腳，用于為待保護芯片的啟動提供電流。8. 如權利要求4所述的一種開關電源，其特征是，所述開關電源主回路包括MOS管，所述 MOS管的一端通過RCD吸收電路與變壓器的第一原邊線圈相連，所述MOS管另一端通過電阻 接地，所述MOS管第三端分兩路，一路通過電阻接地，另一路通過電阻與待保護芯片的輸出 端相連，變壓器的第二原邊線圈并聯有極性電容、電容及第一二極管，變壓器的第二原邊線 圈與極性電容之間還連接有第二二極管。9. 如權利要求4所述的一種開關電源，其特征是，所述次級輸出電路包括輔助繞組，輔 助繞組依次與三個電容相并聯，第一個電容與輔助繞組之間連接有二極管，第二個電容與 第三個電容之間連接有電感，第一個電容為極性電容，該極性電容的正極端通過電阻與光 耦的初級相連，用于為光耦供電。
【文檔編號】H02M1/32GK205693558SQ201620479477
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年5月24日 公開號201620479477.7, CN 201620479477, CN 205693558 U, CN 205693558U, CN-U-205693558, CN201620479477, CN201620479477.7, CN205693558 U, CN205693558U
【發明人】譚春曉, 劉愛忠, 李勇, 孫永亮, 黃厚城
【申請人】山東魯能智能技術有限公司