一种单稳态比较器装置制造方法及图纸

一种单稳态比较器装置，涉及开关电源的过流保护或短路保护。包括：基准电压电路，为运算放大器或比较器提供参考电平；单向隔离电路，用于电平信号的隔离，保证电流只能流向过流检测电路，防止从过流检测电流反馈过来的能量被泄放；运算放大器或比较器电路，当输入脉冲信号高于基准电压时产生高电平的输出信号；储能、反馈网络，由电容或其他器件来实现，实现正反馈，加速比较器电路的反转；同时储能，与放电电路一起实现比较器电路输出高电平信号的延时；放电电路是储能、反馈网络的能量泄放通路，保证比较器的输出高电平信号在延时一段时间后再反转为低电平。本发明专利技术提高了电源装置的可靠性，可以使电源自动恢复正常工作。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关电源的过流保护或短路保护。图1是一个典型的开关电源PWM控制芯片内部的关断电路原理图，其中SS-SOFT和POWERSHUT是芯片的两个引脚，SS-SOFT是软启动脚，外接一个电容C101对地，电源刚启动工作时，芯片内部有一个电流源给C101充电，电容的电压由零开始慢慢上升，而开关电源的最大工作脉宽与电容C101上的电压成正比，当电容C101的电压为零时，最大脉宽也为零。而输出电压与开关电源的脉宽成正比，因此当电源刚启动时，开关电源的输出电压是从零慢慢升高的。目前过流保护的实现如图2、图3所示图2中电阻R201、R202、R203和D201组成一个比较器，R202接电流采样信号，R201接基准，当输出电流超过基准所设定的值时，比较器的输出为高电平，该高电平加到图1中芯片的SHUTDOWN脚，关断电源，从而实现过流保护的功能。由于电源关断后，输出电流迅速降低，这时图2的比较器的输出又变为低电平，因此比较器的输出是一个尖脉冲信号，时间非常短，使得图1中芯片SS-SOFT引脚的外接电容的电荷不能完全放完，这时电源又重新恢复工作，但由于SS-SOFT脚电容的电荷没有放完，电源重新工作的起始输出电压不为零，如果电源的输出为短路状态，将导致对开关管、整流管的大电流冲击，经过多次冲击后，开关管和整流管的温度急剧上升，当开关管和整流管的温度达到一定程度是就会损坏。图3的比较器为自锁比较器，当电源出现过流或短路时，通过二极管的反馈，将D301的输出锁定在高电平输出，使电源一直处于关断状态，过载或短路消失时，电源不能自行恢复工作，需要断掉开关电源的输入电压，再重新启动，电源才能重新启动工作，因此对电源的使用造成很大不便。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的缺点，提出一种具有延时特性的比较器电路，在实现比较器电路功能同时，将输入的脉冲信号展宽，使开关电源在短路状态时，频繁启动的时间间隔拉长，降低启动的频率，大大减小了开关管和输出整流管的平均电流，使开关管和输出整流管的功耗和温度都大大降低，达到保护电源的目的。本专利技术的技术方案包括基准电压电路，用于为运算放大器或比较器提供参考电平；单向隔离电路，用于电平信号的隔离，保证电流只能流向过流检测电路，防止从过流检测电流反馈过来的能量被泄放；运算放大器或比较器电路，当输入脉冲信号高于基准电压时产生高电平的输出信号；储能、反馈网络，由电容或其他器件来实现，实现正反馈，加速比较器电路的反转；同时储能，与放电电路一起实现比较器电路输出高电平信号的延时；放电电路是储能、反馈网络的能量泄放通路，保证比较器的输出高电平信号在延时一段时间后再反转为低电平。采用本专利技术所提供的装置，与
技术介绍
部分提到的依靠脉宽调制芯片内部的电流峰值限制电路来进行短路保护的方案相比，由于该比较电路具有延时作用，大大降低了短路保护时开关电源重新启动的频率，减小了开关管和整流管的功耗，提高了电源装置的可靠性，同时当短路撤消时，可以使电源自动恢复正常工作。附图说明图1是典型的开关电源PWM控制芯片内部的关断电路原理图。图2是一个带滞回的比较器。图3是自锁比较器示意图。图4是本专利技术的原理框图。图5是实现专利技术的具体电路。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。图1、2、3在
技术介绍
部分已做说明。图4是本专利技术的原理框图，当用做开关电源的短路保护时，图4中的输入接PWM开关电源主功率回路电流取样信号，输出端接图1中的SHUTDOWN端。如用做延时或脉冲展宽时，输入接窄脉冲信号，输出就是经过延时和展宽了的信号。图5所示的为实现本专利技术的一个具体电路，图中脉冲输入信号通过单向导电特性的二极管VD501送到比较器D501的正向输入端，这里比较器为检测电路，R503和VD502组成基准电压电路，产生一个基准电压，通过R501送到比较器D501的反向输入端，R502、C501组成延时电路。当有高于基准电压的脉冲输入时，比较器的输出端输出高电平，同时C501的的正反馈作用，使比较器正向输入端的电平被迅速抬高至输出电平，由于电容C501具有储能作用和VD501的反向隔离作用，该电平在输入高电平脉冲消失后继续保持，同时C501的电荷只能通过电阻R502慢慢放电，比较器的正向输入端的电平慢慢降低，当比较器的正向输入端的电平低于基准电压时，比较器输出低电平，比较器的输出就是一个被展宽的脉冲电平，被展宽的时间由C501的容量和放电电阻R502的阻抗所决定，与输入的电流脉冲信号I-SENSE的宽度无关。可见，本专利技术可以方便的实现脉冲信号的展宽，用在开关电源的短路保护时，可以是开关电源重复启动的频率大大降低，从而大大减小开关管的损耗，有效的保护开关电源在短路状态时不被损坏。在图5中，取R502为100KΩ，C501为0.47μF时，D501输出高电平的宽度大约为50mS。适当选取R502、C501的值，使图1中的电容C501的电荷在所设定的时间内放完，就可以保证电源重新启动的电压从0V开始上升，即使电源的输出短路，也不会对开关管、整流管造成冲击，同时使开关电源在输出短路状态下反复启动的频率大大降低，大大减小开关管的损耗，保证电源在过载和短路时的安全，同时当输出过载或短路消失时，电源能自动转入正常工作，不需要人工参与。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单稳态比较器装置，包括：基准电压电路，用于为运算放大器或比较器提供参考电平；单向隔离电路，用于电平信号的隔离，保证电流只能流向过流检测电路，防止从过流检测电流反馈过来的能量被泄放；运算放大器或比较器电路，当输入脉冲信号高于基 准电压时产生高电平的输出信号；储能、反馈网络，由电容或其他器件来实现，实现正反馈，加速比较器电路的反转；同时储能，与放电电路一起实现比较器电路输出高电平信号的延时；放电电路，是储能、反馈网络的能量泄放通路，保证比较器的输出高电平信号 在延时一段时间后再反转为低电平。

【技术特征摘要】
1.一种单稳态比较器装置，包括基准电压电路，用于为运算放大器或比较器提供参考电平；单向隔离电路，用于电平信号的隔离，保证电流只能流向过流检测电路，防止从过流检测电流反馈过来的能量被泄放；运算放大器或比较器电路，当输入脉冲信号高于基准电压时产生高电...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭宇，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]