專利名稱：過電流保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過電流保護(hù)電路，用以保護(hù)具有開關(guān)型電源裝置的電氣或電子設(shè)備中各元件防止由于短路而過電流。
通常，開關(guān)型電源裝置已廣泛地用作小型電子設(shè)備中的主電源裝置。開關(guān)型電源裝置具有尺寸小、重量輕、效率高和輸出電壓穩(wěn)定的特點(diǎn)。下面將參照

圖1來描述這種常用開關(guān)型電源裝置。
圖1是表示常用開關(guān)型電源裝置結(jié)構(gòu)的示意方框圖。如圖所示，開關(guān)型電源裝置包括電源輸入單元1，用以輸入外部市電交流電(AC)，整流器2，用以將由電源輸入單元1所輸入的AC電整流為直流電(DC)，開關(guān)電源變壓器3，用以通過不同匝數(shù)比將整流器2的輸出DC電壓變換為供多個(gè)負(fù)載使用的多個(gè)電平電壓，并提供變換電壓給電氣或電子設(shè)備中的各元件，開關(guān)輸出單元4，用以將開關(guān)控制信號(hào)輸出給轉(zhuǎn)換變壓器3，和用以檢測(cè)轉(zhuǎn)換輸出單元4的輸出電流的電流檢測(cè)器5。
開關(guān)型電源裝置進(jìn)一步包括誤差檢測(cè)/反饋電路6，用以接收來自開關(guān)電源變壓器3輸出電壓中所需的一個(gè)并檢測(cè)對(duì)應(yīng)于所接收電壓的電壓誤差，脈寬調(diào)制(PWM)電路7，用以根據(jù)電流檢測(cè)器5的輸出信號(hào)和誤差檢測(cè)/反饋電路6的輸出信號(hào)產(chǎn)生具有所需占空比的PWM信號(hào)，并將所產(chǎn)生的PWM信號(hào)輸出給開關(guān)輸出單元以控制其開關(guān)時(shí)間，起動(dòng)電壓電源電路8，用以將起動(dòng)電壓提供給PWM電路7，和起動(dòng)電源中斷電路9，用以在開關(guān)型電源裝置開始進(jìn)行自操作時(shí)中斷由起動(dòng)電壓電源電路8到PWM電路7的起動(dòng)電壓。
下面將描述具有上述結(jié)構(gòu)的常用開關(guān)型電源裝置的操作。
在開始提供外部市電交流電AC的起始功率輸入狀態(tài)下，整流器2的輸出DC電壓通過起動(dòng)電壓電源電路8提供給PWM電路7的驅(qū)動(dòng)電壓輸入端P7，以起動(dòng)PWM電路7。
當(dāng)開始驅(qū)動(dòng)PWM電路7時(shí)，它會(huì)輸出具有所需占空比的PWM信號(hào)給開關(guān)輸出單元4，由此允許開關(guān)輸出單元4輸出開關(guān)控制信號(hào)給開關(guān)電源變壓器3。
一經(jīng)接收到開關(guān)輸出單元4的開關(guān)控制信號(hào)，開關(guān)電源變壓器3將整流器2的DC電壓以不同匝數(shù)比變換為供不同負(fù)載使用的各電平電壓，并將經(jīng)變換的電壓提供給設(shè)備中的各元件。
當(dāng)開關(guān)型電源裝置如上所述開始自操作時(shí)，起動(dòng)電壓中斷電路9根據(jù)PWM電路7的參考電壓將由起動(dòng)電壓電源電路8到PWM電路7起動(dòng)電壓接地。其結(jié)果是起動(dòng)電壓電源電路8的起動(dòng)電壓不會(huì)提供給PWM電路7。
然后，PWM電路7根據(jù)由開關(guān)電源變壓器3提供給驅(qū)動(dòng)電壓輸入端P7的所需DC驅(qū)動(dòng)電壓保持在其驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下。
值得注意的是，由于開關(guān)電源變壓器3是由具有不同匝數(shù)比的多個(gè)線圈組成，短路現(xiàn)象會(huì)由于線圈之間的相互接觸而經(jīng)常出現(xiàn)。
當(dāng)開關(guān)電源變壓器3出現(xiàn)短路時(shí)，由其輸出的電流量會(huì)由于負(fù)載的變化而急劇增加，從而導(dǎo)致輸出電壓的下降。換句話說，由于開關(guān)電源變壓器3的輸出電流量在開關(guān)電源變壓器3的輸出功率保持恒定量的情況下會(huì)大大增加，所以與輸出電流成反比的開關(guān)電源變壓器3的輸出電壓會(huì)降到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值以下。
因此，由開關(guān)電源變壓器3到PWM電路7的驅(qū)動(dòng)電壓會(huì)降到能夠驅(qū)動(dòng)PWM電路7的數(shù)值以下，由此，會(huì)使PWM電路7停止操作。由于PWM電路7停止操作，所以其不會(huì)輸出PWM信號(hào)。
由于PWM電路7不會(huì)輸出PWM信號(hào)，所以開關(guān)輸出單元4不會(huì)輸出開關(guān)控制信號(hào)給開關(guān)電源變壓器3。因此，開關(guān)電源變壓器3停止將驅(qū)動(dòng)電壓輸出給設(shè)備中的各元件。
然而，由開關(guān)電源變壓器3短路直到提供給PWM電路7的驅(qū)動(dòng)電壓降到能夠驅(qū)動(dòng)PWM電路7以下將會(huì)存在一定的時(shí)間延遲。
該時(shí)間延遲是由于在開關(guān)電源變壓器3中各元件的靜電電容而產(chǎn)生的。PWM電路7在延遲時(shí)間過程中仍在驅(qū)動(dòng)，由此會(huì)使開關(guān)輸出單元4輸出開關(guān)控制信號(hào)給開關(guān)電源變壓器3。因此，開關(guān)電源變壓器3會(huì)由于短路而提供過電流，從而導(dǎo)致設(shè)備元件的損壞。
因此，本發(fā)明正是基于上述問題而作成的，本發(fā)明的目的就是提供一種過電流保護(hù)電路，用以在具有開關(guān)電源裝置的電氣或電子設(shè)備中出現(xiàn)短路時(shí)迅速地停止開關(guān)電源裝置的操作，以保護(hù)設(shè)備中的各元件免受由于短路而導(dǎo)致的過電流。
根據(jù)本發(fā)明，通過為開關(guān)電源裝置提供過電流保護(hù)電路可以實(shí)現(xiàn)上述和其他的目的，其裝置具有開關(guān)電源變壓器，用以將整流電壓變換為多個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓，和脈寬調(diào)制電路，用以根據(jù)開關(guān)電源變壓器的驅(qū)動(dòng)電壓中所需的一個(gè)產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào)，其包括連接在開關(guān)電源變壓器驅(qū)動(dòng)電壓輸出端與脈寬調(diào)制電路驅(qū)動(dòng)電壓輸入端之間的過電流保護(hù)裝置，使得當(dāng)開關(guān)電源變壓器短路時(shí)，加速由開關(guān)電源變壓器提供給脈寬調(diào)制電路的驅(qū)動(dòng)電壓的降低。
通過下列結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)變得更為清楚，其中圖1是方框圖，其表示常用開關(guān)型電源裝置的結(jié)構(gòu)；圖2是方框圖，其表示本發(fā)明所應(yīng)用的開關(guān)型電源裝置的結(jié)構(gòu)；和圖3詳細(xì)電路圖，其表示根據(jù)本發(fā)明圖2所示過電流保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)。
圖2是表示本發(fā)明所應(yīng)用的開關(guān)型電源裝置結(jié)構(gòu)的方框圖。該圖的結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上與圖1所示結(jié)構(gòu)相同，只是按照本發(fā)明進(jìn)一步提供了過電流保護(hù)電路10。過電流保護(hù)電路10的輸入端連接于開關(guān)電源變壓器3的驅(qū)動(dòng)電壓輸出端上，其輸出端連接于PWM電路7的驅(qū)動(dòng)電壓輸入端P7上。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的圖2所示過電流保護(hù)電路10結(jié)構(gòu)的詳細(xì)電路圖。如該圖中所示，過電流保護(hù)電路10包括整流二極管11，其陽極連接于開關(guān)電源變壓器3的驅(qū)動(dòng)電壓輸出端上，和并聯(lián)電路，其一側(cè)連接于整流二極管11的陰極上，其另一側(cè)共同地連接于濾波電容器12的一側(cè)上、高頻濾波電容器13的一側(cè)上和PWM電路7驅(qū)動(dòng)電壓輸入端上。濾波電容器12和高頻濾波電容器13的另一側(cè)連接于地電壓端。
并聯(lián)電路提供有線圈14和電阻15。
下面將詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明具有上述結(jié)構(gòu)的過電流保護(hù)電路10的操作。
開關(guān)電源變壓器3的驅(qū)動(dòng)電壓輸出端的AC輸出電壓通過整流二極管11進(jìn)行半波整流，并施加到并聯(lián)連接的線圈14和電阻15上，由此除去沖擊電壓部分。通過并聯(lián)連接的線圈14和電阻15所得的電壓經(jīng)過濾波電容器12和高頻濾波電容器13進(jìn)行濾波并變換為DC電壓。
將變換的DC電壓提供給PWM電路7的驅(qū)動(dòng)電壓輸入端P7，以保持PWM電路7處于其驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下。
當(dāng)在上述PWM電路7操作期間開關(guān)電源變壓器3短路時(shí)，由其輸出的電流量會(huì)由于負(fù)載的變化而瞬時(shí)地大大增加，由此會(huì)使輸出電壓下降到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值以下。
因此，由開關(guān)電源變壓器3到PWM電路7的驅(qū)動(dòng)電壓會(huì)急劇地降低達(dá)并聯(lián)連接線圈14和電阻15的充電時(shí)間。換句話說，通過線圈14會(huì)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，用以降低提供給PWM電路7的驅(qū)動(dòng)電壓。
并聯(lián)連接的線圈14和電阻15的充電時(shí)間可根據(jù)線圈14的電抗和電阻15的阻抗來確定，并且其可以表達(dá)如下τ＝√RL其中，‘τ’是充電時(shí)間的時(shí)間常數(shù)，‘L’是電抗而‘R’則是阻抗。
因此，用于PWM電路7的驅(qū)動(dòng)電壓會(huì)瞬間減低到能夠驅(qū)動(dòng)PWM電路7的數(shù)值以下，由此使PWM電路7立即停止操作。其結(jié)果是PWM電路7停止PWM信號(hào)的輸出。
由于PWM電路7不輸出PWM信號(hào)，開關(guān)輸出單元4就不會(huì)輸出開關(guān)控制信號(hào)給開關(guān)電源變壓器3。因此，開關(guān)電源變壓器3停止向設(shè)備中的各元件輸出驅(qū)動(dòng)電壓。
以這種方法，開關(guān)電源變壓器3停止驅(qū)動(dòng)電壓的輸出要比沒有過電流保護(hù)電路10的常用裝置更迅速。因此，設(shè)備中的各元件可以得到保護(hù)以避免由于短路而導(dǎo)致的過電流。
通過上面的描述可以清楚地認(rèn)識(shí)到，按照本發(fā)明，過電流保護(hù)電路可以迅速地切斷由于具有開關(guān)型電源裝置的電氣或電子設(shè)備中產(chǎn)生的短路而導(dǎo)致的過電流。因此，設(shè)備中的各元件可以得到保護(hù)以避免由于短路而導(dǎo)致的過電流。
雖然為了說明的目的已經(jīng)對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了公開，本技術(shù)領(lǐng)域的普通專業(yè)人員將會(huì)理解，各種改進(jìn)、添加和替換均是可能的，而均不會(huì)脫離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍和精神。
權(quán)利要求
1.一種用于開關(guān)型電源裝置的過電流保護(hù)電路，所述裝置具有開關(guān)電源變壓器，用以將整流的電壓變換為多個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓，和脈寬調(diào)制電路，用以根據(jù)所述開關(guān)電源變壓器的驅(qū)動(dòng)電壓中所需的一個(gè)產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào)，其電路包括連接在所述開關(guān)電源變壓器驅(qū)動(dòng)電壓輸出端與所述脈寬調(diào)制電路驅(qū)動(dòng)電壓輸入端之間的過電流保護(hù)裝置，用以當(dāng)所述開關(guān)電源變壓器短路時(shí)，加速由所述開關(guān)電源變壓器提供給所述脈寬調(diào)制電路的所述驅(qū)動(dòng)電壓的下降。
2.如權(quán)利要求1的用于開關(guān)型電源裝置的過電流保護(hù)電路，其中所述過電流保護(hù)電路裝置包括并聯(lián)電路，所述并聯(lián)電路是由線圈和電阻組成的。
全文摘要
一種用于開關(guān)型電源裝置的過電流保護(hù)電路,其裝置具有開關(guān)電源變壓器,用以將整流的電壓變換為多個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓,和脈寬調(diào)制電路,用以根據(jù)所述開關(guān)電源變壓器的驅(qū)動(dòng)電壓中所需的一個(gè)產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào)。過電流保護(hù)電路連接在開關(guān)電源變壓器驅(qū)動(dòng)電壓輸出端與脈寬調(diào)制電路驅(qū)動(dòng)電壓輸入端之間。當(dāng)開關(guān)電源變壓器短路時(shí),過電流保護(hù)電路可加速由開關(guān)電源變壓器提供給脈寬調(diào)制電路的驅(qū)動(dòng)電壓的下降。
文檔編號(hào)H02H7/12GK1173755SQ9711634
公開日1998年2月18日 申請(qǐng)日期1997年8月14日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月14日
發(fā)明者崔亨植 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社