功率保护电路.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102510214 A (43)申请公布日 2012.06.20 C N 1 0 2 5 1 0 2 1 4 A *CN102510214A* (21)申请号 201110353135.2 (22)申请日 2011.11.09 H02M 3/156(2006.01) H02M 1/32(2007.01) (71)申请人北京通力盛达节能设备股份有限公 司 地址 101111 北京市北京经济技术开发区科 创14街9号 (72)发明人王镇 何明清 候德逊 (74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限 公司 11127 代理人任默闻 (54) 发明名称 功率保护电路 (57)

2、 摘要 本发明提供了一种功率保护电路，电路包括： 脉冲宽度调制PWM控制芯片，第一电阻、第一电容 和调节补偿电路，第一电阻的第一端和变压器原 边绕组的电感电流检测信号Is相连，第二端连接 至PWM控制芯片的CS管脚，第一电容的第一端接 地，第二端连接至PWM控制芯片的CS管脚，调节 补偿电路一端连接输入直流高压，另一端和第一 电容并联以连接至PWM控制芯片的CS管脚，调节 补偿电路用于引入输入直流高压的直流分量，对 开关电源中变压器原边绕组的电感电流检测信号 Is进行补偿以调节输出功率和开环输出电流。本 发明实施例通过加入调节补偿电路，使得开关电 源可以根据不同的输入电压，来补偿并调节变压 器

3、原边绕组的电感电流检测信号Is，从而使得输 出功率及开环输出电流在设定范围内。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 1/1页 2 1.一种功率保护电路，其特征在于，所述电路包括：脉冲宽度调制PWM控制芯片，第一 电阻、第一电容和调节补偿电路，所述第一电阻的第一端和变压器原边绕组的电感电流检 测信号Is相连，第二端连接至所述PWM控制芯片的CS管脚，所述第一电容的第一端接地， 第二端连接至所述PWM控制芯片的CS管脚，所述调节补偿电路一端连接输入直流高压，另 一

4、端和所述第一电容并联以连接至所述PWM控制芯片的CS管脚，所述调节补偿电路用于引 入输入直流高压的直流分量，对开关电源中变压器原边绕组的电感电流检测信号Is进行 补偿以调节输出功率和开环输出电流。 2.如权利要求1所述的功率保护电路，其特征在于，所述调节补偿电路包括第二电阻、 第三电阻、第四电阻和第二电容，所述第二电阻的第一端连接至输入直流高压，第二端连接 至所述第三电阻的第一端；所述第三电阻的第二端连接至所述PWM控制芯片的CS管脚；所 述第四电阻的第一端连接至所述PWM控制芯片的CS管脚，第二端接地；所述第二电容的第 一端连接至所述第二电阻的第二端，第二端接地； 所述调节补偿电路通过第二电

5、阻、第三电阻、第二电容引入输入直流高压的直流分量， 补偿到开关电源中的脉宽调制芯片的输入电流采样端；通过调节第二电阻、第三电阻的阻 值大小，使得输入电压变化时补偿程度不同；同时，通过改变第四电阻的阻值大小，调节电 感电流检测信号Is的大小。 3.如权利要求1所述的功率保护电路，其特征在于，所述PWM控制芯片是电源技术领域 常用的脉冲宽度调制芯片，如：UC3842系列芯片、UC3843芯片、L6562系列芯片或L6561系 列芯片。 4.如权利要求2所述的功率保护电路，其特征在于，所述第二电阻、第三电阻和第四电 阻为可变电阻，第二电容为可变电容。 权 利 要 求 书CN 102510214 A

6、1/4页 3 功率保护电路 技术领域 0001 本发明涉及开关电源领域，尤其是涉及开关电源中一种功率保护电路。 背景技术 0002 开关电源，是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，达到维 持稳定的输出电压或电流。开关电源一般由脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM) 控制芯片和功率场效应晶体管(Power MOSFET)、电力双极性晶体管(BJT)、绝缘栅双极性晶 体管(IGBT)等所谓功率开关管构成。 0003 如图1所示为现有技术中一种采用L6562A控制芯片的控制部分电路结构示意图。 由图1可见，现有控制电路包括PWM控制芯片N1、电阻R1和

7、电容C1等，而变压器原边绕组 的电感电流检测信号Is通过电阻R1连接至PWM控制芯片N1的CS管脚，而电容C1一端接 地，一端也连接至PWM控制芯片N1的CS管脚，PWM控制芯片N1的GD管脚驱动连接的晶体 管功率。该电路通过CS管脚的电压来调节整个开关电源的输出功率。 0004 上述PWM控制芯片变压器原边绕组的电感电流检测信号电路还存在着如下的缺 陷： 0005 由于没有将输入直流电压信号补偿到CS管脚，更没有将电流检测信号Is进行调 节，使得在不同输入电压情况下，实际输出的最大功率相差较大。比如：在输入电压90Vac 时，输出功率达到120时，CS管脚电压达到PWM控制芯片内部设定电压(

8、一般为1V)时， 电源保护； 0006 但在额定输入电压220Vac时，由于输入电压是低端(90Vac)的两倍多，这时电流 检测信号Is很小，导致输出功率达到200时，CS管脚电压才达到芯片内部设定电压，使电 源保护。 0007 同样，在输入电压277Vac时，由于输入电压是低端(90Vac)的三倍，这时电流检测 信号Is更小，导致输出功率达到300时，CS管脚电压才达到芯片内部设定电压。使电源 保护。 0008 目前往往出现的现象是，电源没来得及保护，就出现爆炸、燃烧等严重危害，因为 电源的功率保护有上述缺陷。 发明内容 0009 本发明实施例提供一种功率保护电路，用于根据不同的输入电压，来

9、补偿开关电 源中变压器原边绕组的电感电流检测信号Is，从而改变开关电源的输出功率和开环输出电 流，实现输出功率及开环输出电流的保护。 0010 本发明实施例提供了一种功率保护电路，该电路包括：脉冲宽度调制PWM控制芯 片，第一电阻、第一电容和调节补偿电路，所述第一电阻的第一端连接电感电流检测信号 Is，第二端连接至所述PWM控制芯片的CS管脚，所述第一电容的第一端接地，第二端连接至 所述PWM控制芯片的CS管脚，所述调节补偿电路一端连接输入直流高压，另一端和所述第 说 明 书CN 102510214 A 2/4页 4 一电容并联以连接至所述PWM控制芯片的CS管脚，所述调节补偿电路用于引入输入

10、直流高 压的直流分量，对开关电源中变压器原边绕组的电感电流检测信号Is进行补偿以调节输 出功率和开环输出电流。 0011 优选地，本发明实施例中的调节补偿电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻和第 二电容，所述第二电阻的第一端连接至输入直流高压，第二端连接至所述第三电阻的第一 端；所述第三电阻的第二端连接至所述PWM控制芯片的CS管脚；所述第四电阻的第一端连 接至所述PWM控制芯片的CS管脚，第二端接地；所述第二电容的第一端连接至所述第二电 阻的第二端，第二端接地；所述调节补偿电路通过第二电阻、第三电阻、第二电容引入输入 直流高压的直流分量，补偿到开关电源中的脉宽调制芯片的输入电流采样端；通过调

11、节第 二电阻、第三电阻的阻值大小，使得输入电压变化时补偿程度不同；同时，通过改变第四电 阻的阻值大小，调节电感电流检测信号Is的大小。 0012 优选地，本发明实施例中的PWM控制芯片是电源技术领域常用的脉冲宽度调制芯 片，如：UC3842芯片、UC3843芯片、L6562芯片。 0013 优选地，本发明实施例中的第二电阻、第三电阻和第四电阻为可变电阻，第二电容 为可变电容。 0014 本发明实施例通过加入调节补偿电路，使得开关电源可以根据不同的输入电压， 来补偿开关电源的电流检测信号Is，从而限制开关电源的输出功率和开环输出电流，使得 输出功率及开环输出电流在设定范围内。 附图说明 0015

12、 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述 中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些 实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些 附图获得其他的附图。 0016 图1为现有技术中开关电源变压器原边绕组的电感电流检测信号Is电流电路的 结构示意图； 0017 图2为本发明实施例提供的一种功率保护电路的结构示意图； 0018 图3为本发明实施例提出的功率保护电路原理图。 具体实施方式 0019 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施

13、例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。 0020 如图2所示为本发明实施例提供的一种功率保护电路的结构示意图，该电路包 括：PWM控制芯片N1、第一电阻R1、第一电容C1和调节补偿电路201，第一电阻R1的第一端 连接Is电流，第二端连接至PWM控制芯片N1的CS管脚，第一电容C1的第一端接地，第二 端连接至PWM控制芯片N1的CS管脚。 0021 在本实施例中，PWM控制芯片N1比如可以采用UC3842芯片、UC3843芯片、或L6562 说 明 书CN 10251

14、0214 A 3/4页 5 芯片等，本发明实施例对此并不加以限定，另外，PWM控制芯片的其它各个管脚的连接方式 可以参见现有开关电源的连接，本发明实施例对此不再加以赘述。第一电阻R1、第一电容 C1在本发明实施例中的作用和图1所示的现有技术相同。 0022 调节补偿电路的一端连接输入直流高压，另一端和第一电容C1并联以连接至PWM 控制芯片N1的CS管脚，调节补偿电路用于引入输入直流高压的直流分量，对PWM控制芯片 的CS管脚电压(开关电源中变压器原边绕组的电感电流检测信号Is)进行补偿和调节。使 输出功率和开环输出电流满足一定的限值。比如： 0023 UL1310 CLASS 2的第30.2

15、要求 0024 输出电压在20至30伏特之间，最大输出电流为8安培(Over 20 to 30 Vo lts， maximun output current is 8 Amperes)； 0025 输出电压在30至60伏特之间，最大输出电流为(150/最大输出电压)安培(Over 30 to 60 Volts，maximun output current is 150/VMAX Amperes)； 0026 UL1310 CLASS 2的第30.3要求 0027 输出电压在20至30伏特之间，最大输出功率为250伏安(Over 20 to 30 Volts， maximun output Vo

16、lt-Amperes is 250)； 0028 输出电压在30至60伏特之间，最大输出功率为250伏安(Over 30 to 60 Volts， maximun output Volt-Amperes is 250)等。 0029 本发明实施例通过加入调节补偿电路，使得开关电源可以根据不同的输入电压， 来补偿开关电源中变压器原边绕组的电感电流检测信号Is，从而限制开关电源的输出功率 和开环输出电流，实现输出功率及开环输出电流的保护。 0030 下面对上述功率保护电路进行进一步的说明，如图3所示为本发明实施例提出的 功率保护电路的原理图，该功率保护电路包括：PWM控制芯片N1、第一电阻R1、第

17、一电容C1 和调节补偿电路301。PWM控制芯片N1与第一电阻R1及第一电容C1之间的连接关系和图 2对应实施例中相类似。 0031 调节补偿电路301包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第二电容C2，第 二电阻R2的第一端连接至输入直流高压Vdc，第二端连接至第三电阻R3的第一端；第三电 阻R3的第二端连接至PWM控制芯片N1的CS管脚；第四电阻R4的第一端连接至PWM控制 芯片的CS管脚，第二端接地；第二电容C2的第一端连接至第二电阻R2的第二端，第二电容 C2的第二端接地。 0032 作为本发明的一个实施例，第二电阻R2，第三电阻R3和第四电阻R4可以为可变电 阻，第二电容为可

18、变电容。 0033 电容C2可以实现滤除输入直流高压Vdc中的交流分量，使得本发明实施例的功率 保护电路更加稳定。 0034 本发明实施例调节补偿电路通过第二电阻、第三电阻、第二电容引入输入直流高 压的直流分量，补偿到开关电源中的脉宽调制芯片的输入电流采样端；通过调节第二电阻、 第三电阻的阻值大小，实现不同的随输入电压变化的补偿程度；同时，通过改变第四电阻的 阻值大小，调节电感电流检测信号Is的大小。 0035 通过这样的调节补偿电路，以调节输出功率和开环输出电流的限值，使得输出功 率及开环输出电流在设定范围内，实现输出功率、开环输出电流的保护，从而提升产品的安 说 明 书CN 102510214 A 4/4页 6 全品质。 0036 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详 细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保 护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本 发明的保护范围之内。 说 明 书CN 102510214 A 1/2页 7 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102510214 A 2/2页 8 图3 说 明 书 附 图CN 102510214 A