一种紧凑集成多用途保护功能反激开关电源的制作方法

1.本实用新型属于反激开关电源技术领域，特别涉及一种紧凑集成多用途保护功能反激开关电源。


背景技术：

2.工业电源是工业设备的心脏，源源不断的为各种工业设备输送能量，确保其稳定、可靠工作。工业电源尤其是开关电源，广泛应用于各个工业领域，钢铁、纺织、轨道交通、石化等行业。近年来，紧凑型小体积且有多用途保护功能的电源很受市场的欢迎。但是大部分的开关电源通常采用的是利用光耦进行次级反馈来保护电路，利用次级反馈给初级实施的保护方式，这就通过光耦的检测和反馈，光耦作为隔离和传递信号的器件，跨接在初次级之间，还需要配合其他很多器件才能实施上述的保护功能，这就需要更多的器件，从而使电路变得复杂，开关电源的体积增大，降低了开关电源的可靠性，增加了开关电源的生产成本。


技术实现要素：

3.本实用新型针对现有技术存在的不足，提供了一种紧凑集成多用途保护功能反激开关电源，具体技术方案如下：
4.一种紧凑集成多用途保护功能反激开关电源，包括电源管理控制芯片，所述电源管理控制芯片包括高压启动端、供电脚、驱动脚、过流过载保护端、锁止端、反馈控制端以及接地脚，所述高压启动端串联有启动电路，所述供电脚位和接地脚之间并联有供电电路，所述驱动脚连接有驱动电路，所述过流过载保护端与所述接地脚之间连接有过流保护电路，所述过流保护电路与所述驱动电路之间连接有三极管，所述反馈控制端和所述接地脚之间并联有第一电容，所述锁止端和所述供电脚之间连接有配合具有精确输出过压保护功能的稳压二极管，所述稳压二极管正极连接于所述锁止端，负极连接有所述供电脚。
5.进一步的，所述启动电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第二电容，所述第一电阻一端依次串联有所述第二电阻和第三电阻，另一端连接于所述第二电容的正极，所述第三电阻另一端连接于所述高压启动端。
6.进一步的，所述供电电路包括第一二极管、第三电容以及第四电容，所述第三电容并联于所述供电脚和接地脚之间，所述第一二极管的正极连接于所述接地脚，负极连接于所述供电脚，所述供电脚连接有用于提供所述电源管理控制芯片工作电流的所述第四电容的正极，所述第四电容的负极连接有所述接地脚。
7.进一步的，所述驱动电路包括第二二极管、第四电阻以及第五电阻，所述第二二极管负极连接有所述驱动脚，正极连接有所述第四电阻，所述第四电阻的另一端连接于所述三极管的栅极，所述第二二极管两端并联有所述第五电阻。
8.进一步的，所述过流保护电路包括第五电容、第六电阻以及第七电阻，所述第五电容连接于所述过流过载保护端和所述接地脚之间，所述过流过载保护端串联有所述第六电阻，所述第六电阻另一端连接于所述三极管的源极，所述三极管的源极连接有所述第七电
阻，所述第七电阻另一端连接有所述接地脚。
9.本实用新型的有益效果是：
10.1、取消了光耦器件的使用，只在初级进行反馈就实现了输出过压的保护功能，减少了器件的使用，从而减小了反激开关电源的体积；
11.2、在电路中运用稳压二极管和电源管理控制芯片的供电脚的配合，提高了过压的精度满足性能的要求。
附图说明
12.图1示出了本实用新型的反激开关电源电路示意图；
13.图2示出了本实用新型的稳压二极管连接电路示意图；
14.图中所示：1、锁止端；2、反馈控制端；3、过滤过载保护端；4、接地脚；5、驱动脚；6、供电脚；8、高压启动端；r6、第一电阻；r5、第二电阻；r21、第三电阻；c53、第一电容；dz、稳压二极管；c9、第二电容； d32、第一二极管；c50、第三电容；c35、第四电容；d11、第二二极管；q1、三极管；r12、第四电阻；r11、第五电阻；c51、第五电容；r51、第六电阻；r12、第七电阻。
具体实施方式
15.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
16.一种紧凑集成多用途保护功能反激开关电源，包括电源管理控制芯片，所述电源管理控制芯片包括高压启动端、供电脚、驱动脚、过流过载保护端、锁止端、反馈控制端以及接地脚，所述高压启动端串联有启动电路，所述供电脚位和接地脚之间并联有供电电路，所述驱动脚连接有驱动电路，所述过流过载保护端与所述接地脚之间连接有过流保护电路，所述过流保护电路与所述驱动电路之间连接有三极管，所述反馈控制端和所述接地脚之间并联有第一电容，所述锁止端和所述供电脚之间连接有配合具有精确输出过压保护功能的稳压二极管，所述稳压二极管正极连接于所述锁止端，负极连接有所述供电脚。
17.作为上述技术方案的改进，所述启动电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第二电容，所述第一电阻一端依次串联有所述第二电阻和第三电阻，另一端连接于所述第二电容的正极，所述第三电阻另一端连接于所述高压启动端。
18.作为上述技术方案的改进，所述供电电路包括第一二极管、第三电容以及第四电容，所述第三电容并联于所述供电脚和接地脚之间，所述第一二极管的正极连接于所述接地脚，负极连接于所述供电脚，所述供电脚连接有用于提供所述电源管理控制芯片工作电流的所述第四电容的正极，所述第四电容的负极连接有所述接地脚。
19.作为上述技术方案的改进，所述驱动电路包括第二二极管、第四电阻以及第五电阻，所述第二二极管负极连接有所述驱动脚，正极连接有所述第四电阻，所述第四电阻的另一端连接于所述三极管的栅极，所述第二二极管两端并联有所述第五电阻。
20.作为上述技术方案的改进，所述过流保护电路包括第五电容、第六电阻以及第七电阻，所述第五电容连接于所述过流过载保护端和所述接地脚之间，所述过流过载保护端串联有所述第六电阻，所述第六电阻另一端连接于所述三极管的源极，所述三极管的源极
连接有所述第七电阻，所述第七电阻另一端连接有所述接地脚。
21.示例性的如图1和图2所示，电源管理控制芯片ncp1239各个引脚连接的电路有六组；
22.启动电路：先将第一电阻r6的一端依次串联第二电阻r5和第三电阻 r21，再将第一电阻r6的另一端连接在第二电容c9的正极，然后将第三电阻r21另一端连接在电源管理控制芯片的高压启动端8；
23.供电电路：将第三电容c50并联在供电脚6和接地脚4之间，并使得第一二极管d32的正极连接在接地脚4上，负极连接在供电脚6上，将第四电容c35的正极连接在供电脚4上，负极连接在接地脚4上，使得第四电容c35提供所述电源管理控制芯片的工作电流；
24.驱动电路：将第二二极管d11负极连接在驱动脚5上，使正极连接第四电阻r12，然后将第四电阻r12的另一端连接在三极管q1的栅极上，再在第二二极管d11的两端并联第五电阻r11；
25.过流保护电路：将第五电容c51连接在过流过载保护端3和接地脚4 之间，过流过载保护端再串联第六电阻r51，然后将第六电阻r51另一端连接在三极管q1的源极，再在三极管q1的源极连接第七电阻r12，并将第七电阻r12另一端连接在接地脚4上；
26.最后在锁止端1和供电脚6之间连接稳压二极管dz，使得稳压二极管 dz的正极连接在锁止端1上，负极连接在供电脚6上，将反馈控制端2和接地脚4之间并联第一电容c53。
27.利用电源管理控制芯片完成输出过压保护的动作，并配合稳压二极管提升输出过压的精度的设计过程为：
28.电源管理控制芯片ncp1239的供电脚也具有保护功能，当vcc的pin 脚上的电压大于25.5v时，芯片锁销关闭驱动信号，不让mosfet工作，起到保护的作用。这样的保护很直接，不需要外部的器件。就可以完成输出过压保护的动作。具体的实施需要变压器的设计，首先nps是初级和次级的匝比，naux是初级和vcc供电绕组的匝比。vout-ovp是预设的输出过压值。vcc-ovp的固定值为25.5v。通过下面的公式就能得到需要的过压功能。
29.vout-ovp＝naux/nps*vcc-ovp
30.过压的值和绕组的匝比有关。通过匝比的变化得到不同的输出过压值。输出的电压不同，匝比就不同，过压值就不一样。这样就不需要多余的器件，就靠ncp1239本身就可以实现此功能；
31.为了保证输出过压值的偏差精度，首先参考锁止端1的保护功能，当 ncp1239的高压启动端8电压这部分高于3v时，也会触发内部的锁销关闭功能，起到保护的作用。电路只增加了一个稳压二极管dz就可以实现精确的过压保护功能。由上述原件组成，在ncp1239的锁止端1和供电脚6之间跨接一个稳压二极管dz。稳压二极管dz负极连接在ncp1239的集成电路的供电脚的vcc上。稳压二极管dz的正极连接在ncp1239的锁止端1功能保护端口上，通过稳压二极管dz和vcc绕组的配合。达到更精确的输出过压保护功能。通过公式的计算就可以得到稳压二极管dz的数值。
32.公式vout-ovp＝naux/nps*(vzen vfault-ovp)。精确的得到输出过压的数值。比较运用单一依靠vcc的过压方式精度提高了。不单单依靠变压器的匝比耦合方式，不用调节变压器的匝数比，就可以直接完成精确的过压保护功能。举例说明：
33.100w开关电源采用反激的拓扑的方式，100w功率24v输出
34.1.设计参数vin＝220vac vo＝24v io＝4.2a vout-ovp＝28v
35.2.先运用上述公式进行计算，得到需要的稳压二极管dz的参数
36.匝比数值初级和次级nps＝1:0.188,匝比数值初级和vcc供电绕组 naux＝1:0.156，vout-ovp＝28v,vfault-ovp＝3v.将上述的数值代入公式中计算得到vzen＝20v.
37.3、实际测试数据，输出的过压值＝27.8v,十分接近28v的设计值。这个数据是在输入电网220v测的过压数值。在不同的输入电网情况下， vin＝170vac vout-ovp＝27.6v。vin＝264vac vout-ovp＝28.3v。输出的过压值精度很高。满足精确过压保护的要求。
38.4、而单一vcc过压保护的方案，在三个不同的电网输入情况下，测得 vin＝170vac vout-ovp＝31v。vin＝220vac vout-ovp＝35v
39.vin＝264vac vout-ovp＝38v。过压数值离散性大，很不精确。
40.5、比较上述的数据，得到了一种很好的不用光耦，在初级就可以实现次级输出的过压保护的方案。(而且输出过压精度有保证)简化电路，节省了器件成本，而且精度又可以得到保证。
41.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。