本實(shí)用新型涉及電源適配器領(lǐng)域，尤其涉及一種具有多重過(guò)流保護(hù)功能的電源適配器。

背景技術(shù)：

目前，無(wú)桶式純水機(jī)需要使用大功率馬達(dá)水泵，正常制水時(shí)的額定電流不是很大(本產(chǎn)品小于4A)，但馬達(dá)啟動(dòng)瞬間(100ms內(nèi))的電流可達(dá)到10A。因此，電源適配器的過(guò)流保護(hù)設(shè)計(jì)非常重要，如果參照額定電流的1.4倍，即5.6A設(shè)定過(guò)流保護(hù)時(shí)，馬達(dá)啟動(dòng)瞬間可能觸發(fā)保護(hù)回路，導(dǎo)致產(chǎn)品不能正常啟動(dòng)。另外，由于電源管理IC的過(guò)流保護(hù)延遲時(shí)間很短，無(wú)法進(jìn)行100ms延時(shí)設(shè)定，因此需要使用非常規(guī)的設(shè)計(jì)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種具有多重過(guò)流保護(hù)功能的電源適配器，其能使負(fù)載在啟動(dòng)瞬間不會(huì)因電流的正常增大而觸發(fā)過(guò)流保護(hù)功能，確保負(fù)載的正常啟動(dòng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種具有多重過(guò)流保護(hù)功能的電源適配器,包括依次連接的輸入端、整流電路、PFC控制電路、PWM控制電路、濾波電路和輸出端；它還包括分別與所述整流電路、PFC控制電路和PWM控制電路連接的管理IC，所述管理IC與所述濾波電路之間連接有能進(jìn)行輸出平均電流保護(hù)的外部過(guò)流保護(hù)電路；它還包括能進(jìn)行輸出峰值電流保護(hù)的PFC級(jí)電流檢出電路和PWM級(jí)電流檢出電路，所述PFC級(jí)電流檢出電路分別與PFC控制電路和管理IC連接，所述PWM級(jí)電流檢出電路分別與PWM控制電路和管理IC連接。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述PFC控制電路、PWM控制電路中分別設(shè)有場(chǎng)效應(yīng)管FET1和場(chǎng)效應(yīng)管FET2，所述場(chǎng)效應(yīng)管FET1的柵極與所述PFC級(jí)電流檢出電路連接，所述場(chǎng)效應(yīng)管FET2的柵極與所述PWM級(jí)電流檢出電路連接。

作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述PFC級(jí)電流檢出電路包括相連接的電阻R29和電容C17，兩者的共同端與所述管理IC的CSPFC端連接，所述電阻R29和電容C17兩者的另一端之間連接有電阻R30；PFC級(jí)電流檢出電路還包括均與所述電阻R30并聯(lián)的電阻R31、電阻R32和電阻R33，所述電阻R33的一端與所述PFC控制電路中的場(chǎng)效應(yīng)管FET1的柵極連接。

作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述PWM級(jí)電流檢出電路包括相連接的電阻R37和電容C18，兩者的其中一個(gè)共同端與所述管理IC的CSPWM端連接，所述電阻R37與電容C18兩者的另一端之間連接有電阻R38，所述電阻R38與電容C18的共同端與管理IC的COMP端連接；PWM級(jí)電流檢出電路還包括均與所述電阻R38并聯(lián)的電阻R39、電阻R40和電阻R41，所述電阻R41的一端與所述PWM控制電路中的場(chǎng)效應(yīng)管FET2的柵極連接。

作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述外部過(guò)流保護(hù)電路包括設(shè)置在其中的運(yùn)算放大器U4，運(yùn)算放大器U4的電源輸入端與濾波電路連接，運(yùn)算放大器U4的電源輸出端接地；運(yùn)算放大器U4的電源輸入端與地線(xiàn)之間連接有電容C35，運(yùn)算放大器U4的電源輸入端還分別連接至電容C36和電阻R65的一端，電容C36的另一端接地，電阻R65的另一端連接至可控精密穩(wěn)壓源U5的陰極，可控精密穩(wěn)壓源U5的陽(yáng)極接地；可控精密穩(wěn)壓源U5的陰極和其參考極連接，兩者的共同端連接至電阻R63的一端，電阻R63的另一端連接至電阻R64的一端，電阻R64的另一端接地；電阻R63與電阻R64的共同端連接至運(yùn)算放大器U4的反相輸入端，運(yùn)算放大器U4的反相輸入端與輸出端之間串聯(lián)有電容C34和電阻R61,運(yùn)算放大器U4同相輸入端串聯(lián)有電阻R62，電阻R62的另一端接地；運(yùn)算放大器U4的輸出端與電容C34的共同端連接至開(kāi)關(guān)二極管D14的陰極，開(kāi)關(guān)二極管D14的陽(yáng)極連接至運(yùn)算放大器U8的反相輸入端，開(kāi)關(guān)二極管D14的陽(yáng)極還連接至相互并聯(lián)的電容C33和電阻R59的一端，電容C33和電阻R59的另一端接地；電容C33和電阻R59的共同端連接至電阻R60的一端，電阻R60的另一端與可控精密穩(wěn)壓源U5的參考極連接；電阻R60與可控精密穩(wěn)壓源U5參考極的共同端連接至電阻R58的一端，電阻R58的另一端連接至電阻R57的一端，電阻R57的另一端接地；電阻R58與電阻R57的共同端與運(yùn)算放大器U8的同相輸入端連接，運(yùn)算放大器U8的輸出端連接至開(kāi)關(guān)二極管D13的陰極，運(yùn)算放大器U8輸出端和開(kāi)關(guān)二極管D13的共同端與運(yùn)算放大器U8的反相輸入端之間串聯(lián)有電容C32和電阻R56；開(kāi)關(guān)二極管D13的陽(yáng)極通過(guò)光耦PC1與所述管理IC連接。

有益效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的具有多重過(guò)流保護(hù)功能的電源適配器具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、外部過(guò)流保護(hù)電路對(duì)負(fù)載啟動(dòng)后、電流處于穩(wěn)定狀態(tài)的電源適配器進(jìn)行過(guò)流保護(hù)，而PFC級(jí)電流檢出電路和PWM級(jí)電流檢出電路能對(duì)負(fù)載啟動(dòng)瞬間、電流出現(xiàn)突然增大時(shí)的電源適配器進(jìn)行過(guò)流保護(hù)，管理IC能對(duì)電源適配器中出現(xiàn)電路異常時(shí)進(jìn)行過(guò)流保護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電源適配器的多重過(guò)流保護(hù)，確保負(fù)載的正常啟動(dòng)和正常工作；

2、當(dāng)管理IC檢測(cè)到PFC控制電路或PWM控制電路中電流超過(guò)輸出峰值電流保護(hù)閥值，即通過(guò)PFC級(jí)電流檢出電路或PWM級(jí)電流檢出電路使場(chǎng)效應(yīng)管FET1或場(chǎng)效應(yīng)管FET2斷開(kāi)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載啟動(dòng)瞬間、電流出現(xiàn)突然增大時(shí)的電源適配器的過(guò)流保護(hù)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定性能好；

3、輸出峰值電流保護(hù)閥值為電源適配器額定電流的2-5倍，確保在負(fù)載啟動(dòng)瞬間，電源適配器內(nèi)電流的突然增大不會(huì)觸發(fā)輸出峰值電流保護(hù)功能，保證負(fù)載的正常啟動(dòng)；

4、輸出平均電流保護(hù)閥值為電源適配器額定電流的1.2-1.6倍，在負(fù)載正常啟動(dòng)、電源適配器的電流處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，可確保電源適配器電流的正常波動(dòng)不會(huì)觸發(fā)輸出平均電流保護(hù)功能；

5、保護(hù)延時(shí)電容C33使外部過(guò)流保護(hù)電路在電源適配器的負(fù)載啟動(dòng)后一段時(shí)間才進(jìn)行輸出平均電流保護(hù)，防止其在負(fù)載啟動(dòng)瞬間因啟動(dòng)電流的正常增大而觸發(fā)輸出平均電流保護(hù)、導(dǎo)致負(fù)載無(wú)法啟動(dòng)，確保負(fù)載正常啟動(dòng)；通過(guò)選擇不同規(guī)格的保護(hù)延時(shí)電容C33即可調(diào)節(jié)其延時(shí)的時(shí)長(zhǎng)，并可延長(zhǎng)的時(shí)間為極短的范圍。

通過(guò)以下的描述并結(jié)合附圖，本實(shí)用新型將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本實(shí)用新型的實(shí)施例。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為具有多重過(guò)流保護(hù)功能的電源適配器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為輸入端與整流電路的的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為PFC控制電路和PFC級(jí)電流檢出電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為PWM控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為濾波電路和輸出端的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為管理IC和PWM級(jí)電流檢出電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為外部過(guò)流保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為具有多重過(guò)流保護(hù)功能的電源適配器的原理圖。

圖中，1、輸入端；2、整流電路；3、PFC控制電路；4、PFC級(jí)電流檢出電路；5、PWM控制電路；6、PWM級(jí)電流檢出電路；7、濾波電路；8、輸出端；9、管理IC；10、外部過(guò)流保護(hù)電路。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在參考附圖描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。

實(shí)施例1

本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式如圖1至圖8所示，一種具有多重過(guò)流保護(hù)功能的電源適配器,包括依次連接的輸入端1、整流電路2、PFC控制電路3、PWM控制電路5、濾波電路7和輸出端8；它還包括分別與所述整流電路2、PFC控制電路3和PWM控制電路5連接的管理IC9，所述管理IC9與所述濾波電路7之間連接有能進(jìn)行輸出平均電流保護(hù)的外部過(guò)流保護(hù)電路10；它還包括能進(jìn)行輸出峰值電流保護(hù)的PFC級(jí)電流檢出電路4和PWM級(jí)電流檢出電路6，所述PFC級(jí)電流檢出電路4分別與PFC控制電路3和管理IC9連接，所述PWM級(jí)電流檢出電路6分別與PWM控制電路5和管理IC9連接；管理IC9為能進(jìn)行電路異常電流保護(hù)的管理IC9。

所述PFC控制電路3、PWM控制電路5中分別設(shè)有場(chǎng)效應(yīng)管FET1和場(chǎng)效應(yīng)管FET2，所述場(chǎng)效應(yīng)管FET1的柵極與所述PFC級(jí)電流檢出電路4連接，所述場(chǎng)效應(yīng)管FET2的柵極與所述PWM級(jí)電流檢出電路6連接,所述管理IC9為檢測(cè)到PFC控制電路3或PWM控制電路5中電流超過(guò)輸出峰值電流保護(hù)閥值即通過(guò)PFC級(jí)電流檢出電路4或PWM級(jí)電流檢出電路6使場(chǎng)效應(yīng)管FET1或場(chǎng)效應(yīng)管FET2斷開(kāi)的管理IC。

所述輸出峰值電流保護(hù)閥值為所述電源適配器額定電流的2-5倍。

所述外部過(guò)流保護(hù)電路10為所述濾波電路7中電流超過(guò)輸出平均電流保護(hù)閥值即向所述管理IC9發(fā)送信號(hào)、并使管理IC9停止電源適配器工作的管理IC。

所述輸出平均電流保護(hù)閥值為所述電源適配器額定電流的1.2-1.6倍。

所述外部過(guò)流保護(hù)電路10內(nèi)設(shè)有使其在所述電源適配器的負(fù)載啟動(dòng)后一段時(shí)間才進(jìn)行輸出平均電流保護(hù)的保護(hù)延時(shí)電容C33。

如圖3所示，PFC級(jí)電流檢出電路4包括相連接的電阻R29和電容C17，兩者的共同端與管理IC9的CSPFC端連接。電阻R29和電容C17兩者的另一端之間連接有電阻R30。PFC級(jí)電流檢出電路4還包括均與電阻R30并聯(lián)的電阻R31、電阻R32和電阻R33。電阻R33的一端與PFC控制電路3中的場(chǎng)效應(yīng)管FET1的柵極連接。其中，電容C17的規(guī)格為471，電阻R29的規(guī)格為470R，電阻R30、電阻R31、電阻R32和電阻R33的規(guī)格均為0.47。

如圖6所示，PWM級(jí)電流檢出電路6包括相連接的電阻R37和電容C18，兩者的其中一個(gè)共同端與管理IC9的CSPWM端連接。電阻R37與電容C18兩者的另一端之間連接有電阻R38。電阻R38與電容C18的共同端與管理IC9的COMP端連接。PWM級(jí)電流檢出電路6還包括均與電阻R38并聯(lián)的電阻R39、電阻R40和電阻R41。電阻R41的一端與PWM控制電路5中的場(chǎng)效應(yīng)管FET2的柵極連接。其中，電容C18的規(guī)格為471P，電阻R37的規(guī)格為100R，電阻R38、電阻R39、電阻R40和電阻R41的規(guī)格均為0.47。

外部過(guò)流保護(hù)電路10包括設(shè)置在其中的運(yùn)算放大器U4，運(yùn)算放大器U4的電源輸入端與濾波電路7連接，運(yùn)算放大器U4的電源輸出端接電源地PGND。運(yùn)算放大器U4的電源輸入端與地線(xiàn)之間連接有電容C35。運(yùn)算放大器U4的電源輸入端還分別連接至電容C36和電阻R65的一端，電容C36的另一端接電源地PGND。電阻R65的另一端連接至可控精密穩(wěn)壓源U5的陰極，可控精密穩(wěn)壓源U5的陽(yáng)極接電源地PGND?？煽鼐芊€(wěn)壓源U5的陰極和參考極連接，兩者的共同端連接有電阻R63，電阻R63的另一端連接有電阻R64，電阻R64的另一端接地GND1并作為過(guò)電流檢出端。電阻R63與電阻R64的共同端連接至運(yùn)算放大器U4的反相輸入端，運(yùn)算放大器U4的反相輸入端與輸出端之間串聯(lián)有電容C34和電阻R61,運(yùn)算放大器U4同相輸入端串聯(lián)有電阻R62，電阻R62的另一端接電源地PGND。運(yùn)算放大器U4的輸出端與電容C34的共同端連接至開(kāi)關(guān)二極管D14的陰極，開(kāi)關(guān)二極管D14的陽(yáng)極連接至運(yùn)算放大器U8的反相輸入端。開(kāi)關(guān)二極管D14的陽(yáng)極還連接有相互并聯(lián)的電容C33和電阻R59，電容C33和電阻R59的另一端接電源地PGND。電容C33為保護(hù)延時(shí)電容。電容C33和電阻R59的共同端連接至電阻R60的一端，電阻R60的另一端與可控精密穩(wěn)壓源U5的參考極連接。電阻R60與可控精密穩(wěn)壓源U5參考極的共同端連接至電阻R58的一端，電阻R58的另一端連接至電阻R57的一端，電阻R57的另一端接電源地PGND。電阻R58與電阻R57的共同端與運(yùn)算放大器U8的同相輸入端連接。運(yùn)算放大器U8的輸出端連接至開(kāi)關(guān)二極管D13的陰極，運(yùn)算放大器U8輸出端和開(kāi)關(guān)二極管D13的共同端與運(yùn)算放大器U8的反相輸入端之間串聯(lián)有電容C32和電阻R56。

開(kāi)關(guān)二極管D13的陽(yáng)極作為過(guò)流保護(hù)信號(hào)輸出端，其通過(guò)光耦PC1與管理IC9連接。

本實(shí)施例的電源適配器應(yīng)用在無(wú)桶式純水機(jī)的大功率馬達(dá)水泵中，正常制水時(shí)的額定電流為4A，馬達(dá)啟動(dòng)瞬間(100ms內(nèi))的電流可達(dá)到10A。PFC級(jí)電流檢出電路4和PWM級(jí)電流檢出電路6的輸出峰值電流保護(hù)的閥值為電源適配器額定電流的2-5倍，本實(shí)施例設(shè)為2.5倍，即輸出峰值電流保護(hù)的閥值為10A。當(dāng)PFC級(jí)電流檢出電路4向PFC控制電路3內(nèi)的場(chǎng)效應(yīng)管FET1的柵極輸出的電流信號(hào)超過(guò)10A時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管FET1斷開(kāi)，當(dāng)PWM級(jí)電流檢出電路6向PWM控制電路5內(nèi)的場(chǎng)效應(yīng)管FET2的柵極輸出的電流信號(hào)超過(guò)10A時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管FET2斷開(kāi)。

外部過(guò)流保護(hù)電路10的輸出平均電流保護(hù)的閥值為電源適配器額定電流的1.2-1.6倍，本實(shí)施例設(shè)為1.4倍，即輸出平均電流保護(hù)的閥值為5.6A。

當(dāng)馬達(dá)啟動(dòng)瞬間的100ms內(nèi)，外部過(guò)流保護(hù)電路10內(nèi)的保護(hù)延時(shí)電容C33處于充電階段，外部過(guò)流保護(hù)電路10不工作，電源適配器的瞬時(shí)電流接近10A。由于此時(shí)電流未超過(guò)PFC級(jí)電流檢出電路4和PWM級(jí)電流檢出電路6的輸出峰值電流保護(hù)閥值，場(chǎng)效應(yīng)管FET1和場(chǎng)效應(yīng)管FET2保持連通，電源適配器正常工作。若此時(shí)馬達(dá)啟動(dòng)瞬間峰值電流過(guò)大，則場(chǎng)效應(yīng)管FET1和場(chǎng)效應(yīng)管FET2斷開(kāi)，電源適配器停止工作。

馬達(dá)啟動(dòng)100ms后，外部過(guò)流保護(hù)電路10內(nèi)的保護(hù)延時(shí)電容C33充電完畢，外部過(guò)流保護(hù)電路10工作，電流穩(wěn)定為額定電流4A，此時(shí)電流低于輸出平均電流保護(hù)的閥值，電源適配器正常工作。若此時(shí)馬達(dá)電流超過(guò)輸出平均電流保護(hù)的閥值，外部過(guò)流保護(hù)電路10向管理IC9發(fā)送信號(hào)，使管理IC9通過(guò)內(nèi)部停止電源適配器的工作。

若以上過(guò)程中，電源適配器出現(xiàn)因電路異常引起的電流過(guò)大的情況，管理IC9停止電源適配器的工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)其的過(guò)流保護(hù)。

以上結(jié)合最佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但本實(shí)用新型并不局限于以上揭示的實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)涵蓋各種根據(jù)本實(shí)用新型的本質(zhì)進(jìn)行的修改、等效組合。