短路保护模块、开关电源短路保护系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种短路保护模块、开关电源短路保护系统及方法。本发明专利技术先通过开关电源输出反馈模块采集开关电源原副边模块的输出电压，并根据输出电压生成反馈信号；然后通过短路保护模块在工作状态为短路状态时，生成第一方波信号，并将第一方波信号传输至PWM控制模块的使能端，以使PWM控制模块基于第一方波信号对开关电源进行短路保护。本发明专利技术通过短路保护模块在工作状态为短路状态时，生成第一方波信号，该第一方波信号可控制开关电源的工作状态，从而能够对开关电源进行短路打嗝保护。不需要额外占用辅助绕组，简化了电路结构。并且能够通过识别开关电源的工作状态控制PWM控制模块的发波使能，有效提高了开关电源短路保护的可靠性。的可靠性。的可靠性。

Short circuit protection module, switching power supply short circuit protection system and method

【技术实现步骤摘要】
短路保护模块、开关电源短路保护系统及方法


[0001]本专利技术涉及开关电源
，尤其涉及一种短路保护模块、开关电源短路保护系统及方法。

技术介绍

[0002]在开关电源的应用中，短路保护是开关电源系统必不可少的功能，常用的有短路恒流、短路关断等保护方法。短路恒流保护，是检测到输出短路时，限定输出电流，使其工作在恒流输出状态，该方式会产生较大的短路损耗，外围器件会产生较大温升；短路关断保护，是检测到输出短路时直接关闭输出，该方式一般要电源系统先启动，才能加负载，因为带载上电时，启动瞬间会产生较大电流，系统可能会认为处于短路状态而停止启动；打嗝短路保护，即当输出短路时，系统依次重复工作在休眠阶段和复位阶段，并在短路故障排除后，开关电源恢复正常工作，是短路保护最常用的方法。
[0003]但是现有的打嗝短路保护电路中的元器件参数选型麻烦，并且需要额外占用一个辅助绕组，在多电源输出应用场景下会浪费变压器资源。因此，如何在不额外占用辅助绕组情况下确保开关电源短路保护的可靠性，成为一个亟待解决的技术问题。
[0004]上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提出一种短路保护模块、开关电源短路保护系统及方法，旨在解决如何在不额外占用辅助绕组情况下确保开关电源短路保护的可靠性的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提出一种短路保护模块，应用于开关电源，所述开关电源包括：开关电源输出反馈模块、开关电源原副边模块以及PWM控制模块；
[0007]所述开关电源输出反馈模块的输出端与所述短路保护模块的一端连接，所述短路保护模块的另一端与所述PWM控制模块的使能端连接；
[0008]所述开关电源输出反馈模块，用于采集所述开关电源原副边模块的输出电压，并根据所述输出电压生成反馈信号，所述反馈信号用于表征所述开关电源的工作状态；
[0009]所述短路保护模块，用于在所述工作状态为短路状态时，生成第一方波信号，并将所述第一方波信号传输至所述PWM控制模块的使能端，以使所述PWM控制模块基于所述第一方波信号对所述开关电源进行短路保护。
[0010]可选地，所述短路保护模块包括：短路检测单元、充放电单元以及多谐振荡保护单元；
[0011]所述多谐振荡保护单元的一端与所述外部电源连接，所述短路检测单元的一端与所述开关电源输出反馈模块的输出端连接，所述短路检测单元的另一端与所述充放电单元的一端连接，所述充放电单元的另一端与所述多谐振荡保护单元的另一端连接，所述多谐振荡保护单元的另一端与所述PWM控制模块的使能端连接；
[0012]所述短路检测单元，用于在所述反馈信号为空时，生成低电平信号，将所述低电平信号传输至所述充放电单元；
[0013]所述充放电单元，用于在接收到所述低电平信号时，进入充电状态，并根据充电状态生成电压信号；
[0014]所述充放电单元，还用于在所述电压信号满足预设电压条件时，进入放电状态；
[0015]所述多谐振荡保护单元，用于根据所述充放电单元的充电状态或放电状态生成第一方波信号，并将所述第一方波信号传输至所述PWM控制模块的使能端。
[0016]可选地，所述多谐振荡保护单元包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电压比较器、第一三极管、第二电压比较器、第二三极管以及第五电阻；
[0017]所述第一电阻的第一端分别与所述外部电源、所述第四电阻的第一端以及所述第五电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第一电压比较器的正向输入端、所述第三电阻的第一端以及所述第二电压比较器的反向输入端连接，所述第三电阻的第二端分别与所述第二电压比较器的第一端、所述第四电阻的第二端以及所述第一三极管的集电极连接，所述第一电压比较器的反向输入端与所述充放电单元的一端连接，所述第一电压比较器的输出端与所述第一三极管的基极连接，所述第二电压比较器的输出端与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的集电极与所述PWM控制模块的使能端连接，所述第五电阻的第二端分别与所述开关电源输出反馈模块的第一输出端和所述PWM控制模块的放大器输出端连接。
[0018]可选地，所述充放电单元包括：第一二极管、第六电阻、第七电阻以及第一电容；
[0019]所述第一二极管的阳极与所述多谐振荡保护单元的一端和所述第七电阻的第一端连接，所述第一二极管的阴极与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端分别与所述多谐振荡保护单元的一端、所述第七电阻的第二端、所述第一电容的正极以及所述短路检测单元的一端连接。
[0020]可选地，所述短路检测单元包括：第三三极管和第八电阻；
[0021]所述第三三极管的集电极与所述充放电单元的一端连接，所述第三三极管的基极分别与所述第八电阻的第一端和所述开关电源输出反馈模块的第二输出端连接。
[0022]为实现上述目的，本专利技术还提出一种开关电源短路保护系统，所述开关电源保护系统包括：开关电源和如上文所述的短路保护模块；
[0023]所述开关电源包括：开关电源输出反馈模块、开关电源原副边模块以及PWM控制模块；所述开关电源原副边模块的输入端分别与外部电源和所述PWM控制模块的一端连接，所述开关电源原副边模块的输出端与所述开关电源输出反馈模块的输入端连接；
[0024]所述PWM控制模块，用于接收所述短路保护模块输出的第一方波信号，并在所述第一方波信号为高电平时生成第二方波信号，以对所述开关电源进行短路保护。
[0025]可选地，所述开关电源输出反馈模块包括：输出反馈单元和光耦；
[0026]所述输出反馈单元的输入端与所述开关电源原副边模块的输出端连接，所述输出反馈单元的输出端与所述光耦的输入端连接，所述光耦的第一输出端与所述PWM控制模块的补偿端连接，所述光耦的第二输出端与所述短路保护模块的一端连接；
[0027]所述输出反馈单元，用于采集所述开关电源原副边模块的输出电压，并将所述输出电压传输至所述光耦；
[0028]所述光耦，用于在接收到所述输出电压时导通，将所述输出电压作为所述反馈信号传输至所述PWM控制模块的补偿端，以实现所述开关电源电压反馈闭环控制；
[0029]所述光耦，还用于在未接收到所述输出电压时关断，以使所述光耦输出至所述短路保护模块的反馈信号为空。
[0030]可选地，所述PWM控制模块包括：PWM控制芯片、第九电阻、第十电阻、第十一电阻以及第十二电阻；
[0031]所述PWM控制芯片的输入端和供电端与所述外部电源连接，所述PWM控制芯片的定时输入端与所述第九电阻的第一端连接，所述PWM控制芯片的第一输出端与所述第十电阻的第一端连接，所述第十电阻的第二端与所述开关电源原副边模块的一端连接，所述PWM控制芯片的第二输出端与所述第十一电阻的第一端连接，所述第十一电阻的第二端与所述开关电源原副边模块的另一端连接，所述PWM控制芯片的电流输入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种短路保护模块，应用于开关电源，其特征在于，所述开关电源包括：开关电源输出反馈模块、开关电源原副边模块以及PWM控制模块；所述开关电源输出反馈模块的输出端与所述短路保护模块的一端连接，所述短路保护模块的另一端与所述PWM控制模块的使能端连接；所述开关电源输出反馈模块，用于采集所述开关电源原副边模块的输出电压，并根据所述输出电压生成反馈信号，所述反馈信号用于表征所述开关电源的工作状态；所述短路保护模块，用于在所述工作状态为短路状态时，生成第一方波信号，并将所述第一方波信号传输至所述PWM控制模块的使能端，以使所述PWM控制模块基于所述第一方波信号对所述开关电源进行短路保护。2.如权利要求1所述的短路保护模块，其特征在于，所述短路保护模块包括：短路检测单元、充放电单元以及多谐振荡保护单元；所述多谐振荡保护单元的一端与所述外部电源连接，所述短路检测单元的一端与所述开关电源输出反馈模块的输出端连接，所述短路检测单元的另一端与所述充放电单元的一端连接，所述充放电单元的另一端与所述多谐振荡保护单元的另一端连接，所述多谐振荡保护单元的另一端与所述PWM控制模块的使能端连接；所述短路检测单元，用于在所述反馈信号为空时，生成低电平信号，将所述低电平信号传输至所述充放电单元；所述充放电单元，用于在接收到所述低电平信号时，进入充电状态，并根据充电状态生成电压信号；所述充放电单元，还用于在所述电压信号满足预设电压条件时，进入放电状态；所述多谐振荡保护单元，用于根据所述充放电单元的充电状态或放电状态生成第一方波信号，并将所述第一方波信号传输至所述PWM控制模块的使能端。3.如权利要求2所述的短路保护模块，其特征在于，所述多谐振荡保护单元包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电压比较器、第一三极管、第二电压比较器、第二三极管以及第五电阻；所述第一电阻的第一端分别与所述外部电源、所述第四电阻的第一端以及所述第五电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第一电压比较器的正向输入端、所述第三电阻的第一端以及所述第二电压比较器的反向输入端连接，所述第三电阻的第二端分别与所述第二电压比较器的第一端、所述第四电阻的第二端以及所述第一三极管的集电极连接，所述第一电压比较器的反向输入端与所述充放电单元的一端连接，所述第一电压比较器的输出端与所述第一三极管的基极连接，所述第二电压比较器的输出端与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的集电极与所述PWM控制模块的使能端连接，所述第五电阻的第二端分别与所述开关电源输出反馈模块的第一输出端和所述PWM控制模块的放大器输出端连接。4.如权利要求2所述的短路保护模块，其特征在于，所述充放电单元包括：第一二极管、第六电阻、第七电阻以及第一电容；所述第一二极管的阳极与所述多谐振荡保护单元的一端和所述第七电阻的第一端连接，所述第一二极管的阴极与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端分别与所述多谐振荡保护单元的一端、所述第七电阻的第二端、所述第一电容的正极以及所述短
路检测单元的一端连接。5.如权利要求2所述的短路保护模块，其特征在于，所述短路检测单元包括：第三三极管和第八电阻；所述第三三极管的集电极与所述充放电单元的一端连接，所述第三三极管的基极分别与所述第八电阻的第一端和所述开关电源输出反馈模块的第二输出端连接。6.一种开关电源短路保护系统，其特征在于，所述开关电源保护系统包括：开关电源和如权利要求1～5中任一项所述的短路保护模块；所述开关电源包括：开关电源输出反馈模块、开关电源原副边模块以及PWM控制模块；所述开关电源原副边模块的输入端分别与外部电源和所述PW...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟，左德祥，
申请(专利权)人：苏州汇川控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：