一种DC/DC变换器用短路保护电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种DC/DC变换器用短路保护电路，包括：运算放大器U1和三极管P1；所述的运算放大器U1的参考端连接电阻R1、电阻R2和电容C1，电阻R2和电容C1的另一端接地，电阻R1的另一端接前级采样端口，运算放大器U1的输出端连接三极管P1的b极和电阻R3，三极管P1的c极接地，三极管P1的e极和电阻R3的另一端接使能端或前级禁止端。本实用新型专利技术解决现有短路保护电路线路结构复杂、组装空间大等问题，是一种新型短路保护电路，优点是线路简单、易于组装。

【技术实现步骤摘要】

本技术设计DC/DC变换器
，特别涉及一种DC/DC用短路保护采样及控制电路。
技术介绍
DC/DC变换器中的短路保护电路有很多种，按采样方式不同，可以分为电压采样和电流采样两类。电压采样短路保护的典型结构是在变压器上增加一个辅助绕组，即电压感应绕组进行采样，如图1中所示的绕组T1。当电路出现短路时，输出功率变大，输入电流增加，采样绕组T1感应电压更负。电路通过D8和C13对感应电压进行整流滤波。电阻R27和R28对其进行分压后输入到误差放大器U2B的负输入端，此时误差放大器的输出为高电平。该高电平通过D12接到迟滞比较器U2A的正输入端，使其输出高电平，MOS管Q4导通，将U2B的正输入端拉到地，即U2B输出为低电平，电路停止工作。电容C20起到保持电压的作用。当电路停止工作后，C20通过电阻R18缓慢放电。当电压低于U2A的下门限电压时，其输出为低电平，MOS管Q4关闭，U2B恢复正常，电路重新启动。每间隔一段时间，电路恢复输出，如果输出还处于短路状态，电路将很快又进入保护，直至检测到电路输出正常为止。这种保护也称为“打嗝”保护。这时电路仅处于恢复保护过程和检测过程，故电路平均功耗很小。电流采样短路保护电路典型线路如图2所示。通过采样电阻RS1，将输出电流转化为电压进行采样。电路的输出端短路时，输出电流增大，RS1两端的电压增大，即误差放大器U1的负输入端变大，其输出端为低电平，二极管D1导通，反馈信号通过光耦PC1传递到前级，使PWM控制器的反馈补偿端(COMP端)电压升高，输出端(OUT端)输出为低电平，即开关管Q1不导通，电路进入保护模式。这种保护电路采样的是输出电流，所以可以精确设置过流保护点，例如，输出电流为2.4A，可以将输出电流的限流点设置为2.6A。现有DC/DC变换器中短路保护电路在性能上各有优缺点，但它们都有一个共同的缺点，即线路结构复杂，在混合集成电路组装中占用空间较大。当DC/DC变换器组装空间有限时，现有短路保护电路就不适用了。
技术实现思路
为解决现有短路保护电路线路结构复杂、元器件数量多等问题，本技术提供了一种新型短路保护电路，优点是线路简单、元器件数量少。本技术是通过以下技术方案来实现的：一种DC/DC变换器用短路保护电路，包括：运算放大器U1和三极管P1；所述的运算放大器U1的参考端连接电阻R1、电阻R2和电容C1，电阻R2和电容C1的另一端接地，电阻R1的另一端接前级采样端口，运算放大器U1的输出端连接三极管P1的b极和电阻R3，三极管P1的c极接地，三极管P1的e极和电阻R3的另一端接使能端或前级禁止端。所述的运算放大器U1为TL431型运算放大器。所述的采样端口与DC/DC变换器中的PWM控制器的反馈补偿端连接。所述的DC/DC变换器包括：PWM控制器、输入滤波电路、输出滤波电路、反馈运算放大电路、变压器；变压器T1的初级线圈一端通过输入滤波电路与直流电源连接，另一端通过VDMOS管连接到地，PWM控制器的输出端连接到VDMOS管的栅极，变压器T1的次级线圈输出电压经二极管整流后再经滤波电路输出，输出电压经采样误差放大后、再经隔离传输到PWM控制器，控制VDMOS管驱动脉冲的占空比；变压器T2的初级线圈一端与PWM控制器的反馈端连接，变压器T2的次级线圈经反馈运算放大电路与DC/DC变换器的输出端连接；所述的短路保护电路与PWM控制器的反馈补偿端连接。所述的DC/DC变换器为单端拓扑结构，具有前级禁止功能。所述的PWM控制器为UC1843芯片。PWM控制器具备反馈补偿端，通过该引出端可采集DC/DC输出短路、过流信号。相对于现有技术，本技术具有以下优点：本技术是一种线路结构简单的短路保护电路，相对于现有的复杂电路结构，本技术仅由6个元器件构成，具有结构简单且占组装面积少等特点，并可实现电路的采样、比较和保护等功能。本技术通过在DC/DC变换器中的应用，结果表明能够实现DC/DC变换器电路的短路保护。达到了现有的短路保护电路的效果。【附图说明】图1现有技术的电压采样短路保护电路；图2现有技术的电流采样短路保护电路；图3本技术短路保护电路的结构图；图4本技术短路保护电路的在DC/DC变换器中的应用实例图。【具体实施方式】下面结合附图，对本技术的具体实施方式进行详细阐述，但本技术不限于该实施例。为了使公众对本技术有彻底的了解，在以下本技术优选施例中详细说明具体的细节。本技术涉及用于PWM(脉冲宽度调制)控制器UC1843的短路保护电路的设计。本技术的一种DC/DC变换器用短路保护电路，如图3所示，包括运算放大器TL431(U1)、电阻(R1、R2、R3)、电容(C1)和PNP三极管(P1)。运算放大器U1的8脚接电阻R1、R2和C1。电阻R2和C1的另一端接地，电阻R1的另一端接01端口。U1的输出端接P1的b极和电阻R3。P1的c极接地。P1的e极和电阻R3的另一端接02端口。01端口为前级采样端，02端口为使能端或前级禁止端。具体保护方式为：采样端01通过电阻R1和R2进行分压后接到U1的参考端(8脚)。DC/DC变换器正常工作时，该点的电压小于2.5V，运算放大器U1的输出端1脚为高电平，P1截止，对使能端或前级禁止端02不起作用。当DC/DC变换器的输出端短路时，01端口的电压升高，即U1的8脚电压高于2.5V，使得U1的输出(1脚)为低电平，P1导通，02端拉低为低电平，使电路停止工作，实现保护。U1输出的低电平使P1导通，形成使能端的放电回路，防止U1有大电流通过，导致烧坏。其中当电路禁止保护后，整个电路停止工作，其中C1的电容通过R2放电，当C1的电压放电至低于2.5V时，U1的1脚输出高电平，P1截止，02端口恢复正常电压，电路又开始工作，由于电路依旧处于短路状态，检测到短路，电路又禁止，电路这样进入了“打嗝”保护的状态。电容C1可以调整电路的保护周期。R3是U1的限流电阻。本技术实际应用的具体线路如图4所示，本技术的一种DC/DC变换器，包括：PWM控制器、输入滤波电路、输出滤波电路、反馈运算放大电路、变压器及权利要求1至3任一项所述的短路保护电路；变压器T1的初级线圈一端通过输入滤波电路与直流电源连接，另一端通过VDMOS管连接到地，PWM控制器的输出端连接到VDMOS的栅极，变压器T1的次级线圈输出电压经二极管整流后再经滤波电路输出。输出电压经采样误差放大后、再经隔离传输到PWM控制器，控制VDMOS管驱动脉冲的占空比，从而实现输出电压稳定。变压器T2的初级线圈一端与PWM控制器的反馈端连接，变压器T2的次级线圈经反馈运算放大电路与DC/DC变换器的输出端连接；所述的短路保护电路与PWM控制器的反馈补偿端连接。该保护电路应用于输入电压100V，输出电压5V，输出功率为5W的DC/DC变换器中。采样端01端口接PWM控制器的反馈补偿端，DC/DC变换器正常工作时，采样点的电压为2.5V，经电阻R1和R2分压后，U1的参考端电压(8脚)为2.42V，小于基准电压2.5V。U1的阴极(1脚)为高电平10.8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种DC/DC变换器用短路保护电路，其特征在于，包括：运算放大器U1和三极管P1；所述的运算放大器U1的参考端连接电阻R1、电阻R2和电容C1，电阻R2和电容C1的另一端接地，电阻R1的另一端接前级采样端口，运算放大器U1的输出端连接三极管P1的b极和电阻R3，三极管P1的c极接地，三极管P1的e极和电阻R3的另一端接使能端或前级禁止端。

【技术特征摘要】
1.一种DC/DC变换器用短路保护电路，其特征在于，包括：运算放大器U1和三极管P1；所述的运算放大器U1的参考端连接电阻R1、电阻R2和电容C1，电阻R2和电容C1的另一端接地，电阻R1的另一端接前级采样端口，运算放大器U1的输出端连接三极管P1的b极和电阻R3，三极管P1的c极接地，三极管P1的e极和电阻R3的另一端接使能端或前级禁止端。2.根据权利要求1所述的一种DC/DC变换器用短路保护电路，其特征在于，所述的运算放大器U1为TL431型运算放大器。3.根据权利要求1所述的一种DC/DC变换器用短路保护电路，其特征在于，所述的采样端口与DC/DC变换器中的PWM控制器的反馈补偿端连接。4.根据权利要求3所述的一种DC/DC...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘红霞，王俊峰，王英武，曹鹏辉，王凯，熊国兴，
申请(专利权)人：西安微电子技术研究所，
类型：新型
国别省市：陕西;61