一种开关电源的输出短路保护电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种开关电源的输出短路保护电路，包括电压采样电路、快速充电电路、供电电压源端VCC、恒流充电端SS，所述的电压采样电路采用误差放大器TL431，通过两个电阻串联分压，对恒流充电端SS的电压信号进行采样，所述的快速充电电路采用三极管，通过偏置电阻连接到电压采样电路，根据电压采样电路的输出信号，来控制对SS端电容的充电，当开关电源的输出出现短路时，SS脚电压先通过IC内部的恒流源对SS端口电容缓慢充电，当电容电压被充到设定的值时，快速充电电路将提供一个很大的电流，使产品快速进入短路保护状态，起到降低短路功耗的作用。

【技术实现步骤摘要】

本技术设及开关电源电路，特别设及开关电源的输出短路保护电路。
技术介绍
在开关电源应用中，一些控制IC是通过W下方式进行短路保护的：当产品输出短 路时，控制IC的电流采样脚就会检测到一个很高的峰值电压，此时恒流充电端SS连接的电 容上的电压将通过控制IC内部直接被释放到零，控制IC内部恒流源对恒流充电端SS连接 的电容重新开始充电，此时控制IC停止驱动输出，直到恒流充电端SS连接的电容被充到控 制IC内部设定的一个电压值，然后控制IC再一次输出占空比，控制IC内部恒流源对恒流 充电端SS连接的电容仍持续充电，当恒流充电端SS连接的电容被充到IC设定的另一个更 高的阀值电压时，恒流充电端SS连接的电容上的电压将再一次被释放到零，产品输出短路 状态将重复前面的过程，直到产品输出短路被解除。 W上的工作过程如图2所示，其中D为产品输出短路时，计算公式为：单个短路打 嗎周期内控制IC输出驱动的时间t。。和短路打嗎周期T的比值，tW为控制IC停止驱动输 出的时间，T= 后文都将D定义为短路打嗎占空时间比例，即巧=^，将单个短路 打嗎周期内控制IC输出驱动的时间定义为t。。，将短路打嗎周期定义为T。 目前应用中实现输出短路保护的电路如图1所示，控制IC内部恒流源通过SS端 口接一个电容Cl到参考地，由控制IC内部恒流源对该电容Cl进行充电，短路打嗎周期T 由电容Cl的大小决定，由于控制IC内部是一个恒流源充电，所W短路打嗎占空时间比例D 是固定的。采用目前该电路实现短路保护主要存在W下缺点： (1)无法调节短路打嗎占空时间比例D，无法控制短路功耗。一般降低短路功耗的 主要方法是，降低产品输出短路时的短路打嗎占空时间比例D，目前的电路通过增大SS端 口的电容Cl的容值可W增大短路打嗎周期T，但是IC内部是一个恒流源，增大电容Cl的容 值虽然增大了打嗎周期T，但是产品工作和停止工作的时间同比例增大，所有短路打嗎占空 时间比例D不变，平均短路功耗仍无法减小。 似现有的电路无法调节短路打嗎占空时间比例D，只适用于功率比较小的产品 上，当产品功率大时，短路功耗将变得很大，产品输出短路时很容易损坏 (3)现有的电路由于IC内部恒流源电流很小，产品进入短路保护状态缓慢。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是，克服现有技术中短路功耗大等缺点，提供一种 开关电源的短路保护电路，所述的短路保护电路短路打嗎占空时间比例D和短路打嗎周期 T可调，可W控制产品输出短路时的功耗，且产品输出短路时能够快速进入短路保护状态， 保证了产品的可靠性，适用于小功率及中大功率产品的短路保护功能。 为解决上述技术问题，本技术提供一种开关电源的输出短路保护电路：包括 电压采样电路、快速充电电路、供电电压源端vcc、恒流充电端SS;所述的电压采样电路包 括第一输入端、第二输入端、输出端；所述的快速充电电路包括第一输入端、第二输入端、输 出端；所述的恒流充电端SS通过电容连接到参考地；所述的电压采样电路的第一输入端 连接所述的恒流充电端SS，所述的电压采样电路的第二输入端连接到供电电压源端VCC， 所述的电压采样电路的输出端连接所述的快速充电电路的第二输入端，所述的电压采样电 路通过采样恒流充电端SS的电压来控制快速充电电路的开通；所述的快速充电电路的第 一输入端连接到供电电压源端VCC，所述的快速充电电路的输出端连接所述的恒流充电端 SS，对SS端电容快速充电，在产品输出短路时，使产品快速进入短路保护状态，降低短路功 耗，保证产品的可靠性。 优选的，所述的电压采样电路包括第一采样电阻、第二采样电阻、误差放大器、第 一偏置电阻；第一采样电阻一端连接到恒流充电端SS和连接到快速充电电路的输出端，第 一采样电阻的另一端连接到第二采样电阻的一端，第二采样电阻的另一端连接到参考地， 第一采样电阻和第二采样电阻的串联结点连接到误差放大器的电压取样脚，误差放大器的 阳极连接到参考地，误差放大器的阴极连接到快速充电电路的第二输入端和连接到第一偏 置电阻的一端，第一偏置电阻的另一端连接到供电电压源端VCC。 优选的，所述的快速充电电路包括第二偏置电阻、第=偏置电阻、第一=极管，第 二偏置电阻的一端连接到供电电压源端VCC，第二偏置电阻的另一端连接到第一S极管的 发射极；第一=极管的集电极连接到恒流充电端SS，第一=极管的基极连接到第=偏置电 阻的一端，第=偏置电阻的另一端连接到电压采样电路的输出端。 优选的，所述的误差放大器为忍片化431。本技术技术的解决思想是，通过电压采样电路对恒流充电端SS的电压信号 进行采样，快速充电电路根据电压采样电路的输出信号来控制对SS端电容的充电，当开关 电源的输出出现短路时，恒流充电端SS的电压先通过IC内部的恒流源对SS端口电容缓慢 充电，当电容电压被充到设定的值时，快速充电电路将提供一个很大的电流，使产品快速 进入短路保护状态，减少产品输出短路时工作的时间，起到降低短路功耗的作用，详细的工 作原理分析详见实施例，在此不寶述。与现有技术相比，本技术具有W下突出的优点：[001引 （1)产品输出短路功耗小，短路保护速度快，短路保护可靠性高。 似短路打嗎周期T和短路打嗎占空时间比例D可调节。 (3)短路保护电路适用的产品功率等级宽。【附图说明】 阳01引图1为现有技术的产品输出短路保护电路原理图； 图2为现有技术产品输出短路控制部分的波形； 图3为本技术实施例一的电路图； 图4为本技术在开关电源应用中的电路图； 图5为应用本技术产品输出短路控制部分的波形。【具体实施方式】 图3为本技术的电路图，其包括电压采样电路I、快速充电电路2、供电电压源 端VCC、恒流充电端SS;电压采样电路1的第一输入端连接恒流充电端SS，电压采样电路1 的第二输入端连接到供电电压源端VCC，电压采样电路1的输出端连接快速充电电路2的第 二输入端，电压采样电路1通过采样恒流充电端SS的电压来控制快速充电电路的开通；快 速充电电路2的第一输入端连接到供电电压源端VCC，快速充电电路的输出端连接恒流充 电端SS，对SS端电容快速充电，在产品输出短路时，能快速进入短路保护状态，降低短路功 耗，保证产品的可靠性；恒流充电端SS连接电容Cl到参考地。 电压采样电路1包括第一采样电阻R4、第二采样电阻R5、误差放大器Ul、第一偏 置电阻R3 ;第一采样电阻R4的一端连接到恒流充电端SS和连接到快速充电电路2的输出 端，第一采样电阻R4的另一端连接到第二采样电阻R5的一端，第二采样电阻R5的另一端 连接到参考地，第一采样电阻R4和第二采样电阻R5的串联结点连接到误差放大器Ul的电 压取样脚，误差放大器Ul的阳极连接到参考地，误差放大器Ul的阴极连接到快速充电电路 2的第二输入端和连接到第一偏置电阻R3的一端，第一偏置电阻R3的另一端连接到供电电 压源端VCC。 阳0巧]快速充电电路2包括第二偏置电阻RU第=偏置电阻R2、第一=极管Ql;第二偏 置电阻Rl的一端连接到供电电压源端VCC，第二偏置电阻Rl的另一端连接到第一S极管 Ql的发射极；第一=极管Ql的集电极连接到恒流充电端SS，第一=极管Ql的基极连接到 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源的输出短路保护电路，其特征在于：包括电压采样电路、快速充电电路、供电电压源端VCC、恒流充电端SS；所述的电压采样电路包括第一输入端、第二输入端、输出端；所述的快速充电电路包括第一输入端、第二输入端、输出端；所述的恒流充电端SS通过电容连接到参考地；所述的电压采样电路的第一输入端连接所述的恒流充电端SS，所述的电压采样电路的第二输入端连接到供电电压源端VCC，所述的电压采样电路的输出端连接所述的快速充电电路的第二输入端，所述的电压采样电路通过采样恒流充电端SS的电压来控制快速充电电路的开通；所述的快速充电电路的第一输入端连接到供电电压源端VCC，所述的快速充电电路的输出端连接所述的恒流充电端SS，对所述的恒流充电端SS连接的电容快速充电，在产品输出短路时，使产品快速进入短路保护状态，降低短路功耗，保证产品的可靠性。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝东升，李绍兵，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44