具有过压输出保护电路的稳压开关电源及电子设备制造技术

一种与稳压开关电源电连接的过压输出保护器，所述稳压开关电源包括将通过平滑从ＡＣ电源提供的ＡＣ电压获得的ＤＣ电压转换为周期脉冲信号的开关晶体管。在过压输出保护器中，过压监视器判决周期脉冲信号的电位是否为预定值或更大。在过压监视器判决周期脉冲信号的电位为预定值或更大的情况下，失效器关断开关晶体管。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有过压输出保护电路的稳压开关电源，以及涉及一种具有过压保护电路的电子设备。
技术介绍
由于开关晶体管只重复ON-OFF开关操作，所以稳压开关电源很少从晶体管来的热能产生不必要的功率。稳压开关电源采用紧密的、低损耗的高频变压器。这样稳压开关电源的优势是可以使整个电路的功率损耗很小。图3是示出相关技术的稳压开关电源的示例的电路图。包括整流桥DB1和电容C11的平滑滤波器1平滑由AC电源提供的AC电压Vin，并将AC电压转换为DC电压。DC电压由开关晶体管(场效应晶体管)Q1进行切换，并被转换为高频脉冲。由高频变压器T1转换高频脉冲，然后由高频整流器2再次转换为DC电压，并通过Vout端和GND端输出。在输出电压中存在变化的情况下，电压比较器/检测器3检测在电压中的变化，并通过光电耦合器PC1将这个变化通知到占空比控制器4。占空比控制器4改变开关晶体管Q1的ON-OFF间隔来控制高频脉冲的占空比。高频脉冲的平均电压变为DC输出电压，占空比控制输出电压。如下来进行高频脉冲的占空比的控制，当DC输出电压较高时，将减少ON工作时间，当DC输出电压较低时，将增加ON工作时间。在这种结构的相关技术的稳压开关电源中，平滑滤波器1将由AC电压提供的AC电压转换为DC电压，以及DC电压引起电流流过触发电阻R1，这样提升开关晶体管Q1的栅极电压。这样接通开关晶体管Q1，并产生在高频变压器T1的第一初级线圈上的电压和对应于接通的第二初级线圈P2的数目的反相电压。在第二初级线圈中产生的电压通过电容C1和电阻R2将正反馈加在开关晶体管Q1的栅极上。由反馈在DC输出电压中的变化的光电耦合器PC1的耦合器电流和流经稳压二极管ZD1的电流对晶体管Q2的基极进行充电。当电流流经第一初级线圈P1时，电流试图流经高频变压器T1的次级线路S1。二极管D1阻塞电流使得在高频变压器T1中存储相应的能量。当晶体管Q1的基极电压达到ON电压时，开关三极管Q1关断，引起从次级线路S1传输能量。在第二初级线圈P2上施加反偏压，这样引起晶体管Q2的基极放电。当从第二线路S1产生所有存储在高频变压器T1中的能量时，以反电动势再次开始接通开关晶体管Q1。通过重复上面的操作产生高频脉冲。然后由反馈在DC输出电压中的变化的光电耦合器PC1的耦合器电流控制晶体管Q2 ON-OFF。这引起控制高频脉冲的占空比的晶体管Q1的ON-OFF控制。这样，在DC输出接线端Vout稳定地输出由稳压二极管ZD2规定的电压。过压检测器26检测由稳压二极管ZD3限定的DC输出电压是否过压，并通过光电耦合器PC2将检测到的过压传输到开关晶体管失效器5。在过压检测器26中，当DC输出电压变为过压时，接通在过压检测器26中的光电耦合器PC2以通过开关晶体管失效器5中的光电耦合器PC2的耦合器电流来操作开关晶体管失效器5。开关晶体管失效器5将开关晶体管Q1关断，从而停止开关晶体管Q1的开关操作。因此，例如，当电压比较器/检测器3的光电耦合器PC1被击穿，使得稳压控制失去作用而DC输出电压异常上升到过压时，过压检测器26能够检测过压并停止稳压开关电压的操作，从而防止由于过压而产生的热量。但是，电压比较器/检测器3和过压检测器26具有依赖于通过高频变压器T1的初级和次级侧提供的光电耦合器的电路结构。由于这个原因，当由连接于高频变压器T1的次级侧的负载的击穿在高频变压器T1的次级侧发生一些异常时，存在光电耦合器PC1和光电耦合器PC2可能同时被击穿的顾虑。因此，存在的顾虑是在高频变压器T1的初级侧的占空比控制器4和开关晶体管失效器5都不起作用，而且使开关晶体管Q1的控制完全无效以引起DC输出过压。对于另一相关技术，在日本专利公开号为8-256474A的专利中公开了过压保护电路。此过压保护电路涉及自激型开关电源，而且具有从由电源的击穿引起的输出电压异常上升中保护负载的目的。过压保护电路提供有用于限制开关晶体管的ON周期的ON周期限制器；用于从开关变压器的反馈线圈得到负电压的负整流器；以及用于检测负整流器的输出电压是否为预定值或更小的检测器。这样配置过压保护电路使得当输出电压上升时，负整流器的输出电压也成比例地下降，以及在输出电压变为预定值或更小的情况下，从检测器向ON周期限制器传输检测信号，从而限制开关晶体管的ON周期。同样在这个过压保护电路中，可能发生如上所述的过压问题。在包括如稳压开关电源等的电源器件的通常的电子设备或具有其中并不提供电源器件而从如AC适配器等外部电源器件提供电源的结构的电子设备中，当异常发生在电源器件上而且比额定电压高得多的电源作用于电子设备中的电路时，过流可能流到部分电路而损坏它们，以及部分电路可能产生热量而具有很高的温度。因此，通常的电源器件都提供有用于防止输出电压变为过压的输出过压保护电路。另一方面，也存在这样的顾虑即使正常操作电源器件，由电子设备中的电路发生的异常也可能在电子设备中的部分电路中产生过压。同样在这样的情况下，类似地，存在过流可能流到部分电路而损坏它们，以及部分电路可能产生热量而具有很高的温度的顾虑。因此，在通常的电子设备中，与电源器件的输出过压保护电路分开提供用于防止电子设备中的电路电压为预定值或更高的过压保护电路。例如，日本专利公开号为2001-5576A的专利公开了通过稳压二极管来防止过流流到电子设备中的部分电路，从而防止电路击穿，并防止在电子设备中的电路中引起的热量产生，用于钳制电子设备中的电路电压的过压保护电路。在这样的结构中，由于从电源器件连续提供电源，过压由稳压二极管钳制，从而大电流可能连续流过稳压二极管而产生热量。在比额定电流更大的电流流过稳压二极管的情况下，稳压二极管将被击穿。在许多情况下，由这样的过流引起的稳压二极管的击穿带来短路击穿，即，短路状态。因此，在电源器件侧检测到输出过流，从而停止电源器件，以及防止电源器件和电子设备过压。但是，在稳压二极管引起开路击穿的情况下，有在电子设备中的电压不能被钳制而产生过压，使得过流可能流到部分电路的顾虑。因此，电路可能被击穿，而且此时，部分电路可能产生热量而具有很高的温度。此外，很多通常的电子设备具有由如DC-DC转换器等电压输出电路依赖于电子设备中的每个电路转换从电源器件提供的DC电压的结构。例如，日本专利公开号为2003-72057A的专利公开了用于ON/OFF控制DC-DC转换器的输出电压的电路。在这样的结构中，OFF控制如DC-DC转换器等电压输出电路的输出电压以防止过流流到电子设备中的部分电路，从而防止电路被击穿，以及防止在电子设备中的电路中引起热量产生。但是，由于在以如上所述相同的方式在电子设备中检测过压后，仍然从电源器件连续地提供电源，在如DC-DC转换器等电压输出电路中发生异常的情况下，存在过流可能流到部分电路从而电路可能被击穿，以及同时，部分电路可能产生热量而具有很高温度的顾虑。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是当在稳压开关电源电路的高频变压器的次级侧发生一些异常时，防止开关晶体管的控制失效而引起DC输出电压变为过压。同样，本专利技术的另一个目的是防止引起额外热量产生的由于电子设备中的过压引起的过流流到部分电路。为了获得上面的目的，按照本专利技术，提供一种稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稳压开关电源，包括：平滑滤波器，将ＡＣ电源提供的ＡＣ电压转换为第一ＤＣ电压；开关晶体管，将第一ＤＣ电压转换为第一循环脉冲信号；变压器，变压第一循环脉冲信号，以获得第二循环脉冲信号；过压监视器，判决第一循环脉冲信号的电位是 否为预定值或更大；以及失效器，在过压监视器判决第一循环脉冲信号的电位为预定比值或更高的情况下，关断开关晶体管。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：高松清司，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]