1.本发明涉及脉冲信号发生技术，特别涉及开关电源对脉冲控制信号具备可调功能需求的场景。
背景技术：2.开关电源的过温、过载等保护功能是其重要的性能指标，这些保护功能能够在开关电源进入异常工作状态时及时采取保护措施，保护模式包括打嗝、锁死、间歇工作等多种形式，间歇工作的保护方式能够在开关电源处于过温、过载等异常工况时，自定义开关电源的工作时间与停歇时间，在异常工况解除前周期循环，这种保护方式不仅能够避免开关电源长期工作在异常状态下损坏，同时能够间歇性的为后端设备供电，避免后端系统在长期无供电情况下出现不受控或者数据丢失的情况。间歇工作的保护方式能够灵活的控制开关电源开机与关机的时间，异常工况下也能控制开关电源进行相对合理的间歇性输出。现有的间歇工作功能主要通过计时电路来实现，计时电路的器件组成、复杂性、成本等方面不具有优势，现有技术主要有以下特点：
3.目前常用的计时控制电路广泛采用以微处理器的定时器的数字控制电路方案，这种方案一方面需要外挂数字控制器使得器件成本高昂，外围电路较为复杂，会造成空间和成本的浪费；另一方面采用数字控制器方案较适合短时间、高精度的延时控制电路，在开关电源过载保护中不满足需要较长时间计时的需求。
4.另外也有采用模拟器件搭建的延时保护电路，但其结构复杂、成本较高。采用自带过流保护的控制ic通常过载后出现“打嗝”现象或者不能自恢复，无法实现开关电源可控的间歇工作。
技术实现要素：5.有鉴如此，本发明要解决的技术问题是提供一种脉冲信号发生电路及开关电源，实现开关电源过温、过载等异常情况下的间歇性保护。
6.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
7.第一方面，提供一种脉冲信号发生电路，应用于开关电源，包括：信号采集电路、控制电路和电平翻转电路；所述信号采集电路的第一输入端用于与外部电源连接，第二输入端用于接入开关电源的状态信号，其中，所述状态信号包括异常工作状态信号和正常工作状态信号，输出端与控制电路的第一输入端连接；所述控制电路的第二输入端与所述电平翻转电路的输出端连接，所述控制电路的输出端与所述电平翻转电路的输入端连接，所述控制电路的输出端还用于与开关电源的控制端连接；
8.所述信号采集电路用于采集开关电源的状态信号并输入至所述控制电路；
9.所述控制电路用于当所述状态信号为正常工作状态时输出第一控制信号，以控制开关电源维持正常工作，当所述状态信号为异常工作状态时输出第二控制信号，以控制开关电源进入间歇工作状态；
10.所述电平翻转电路用于在所述状态信号为正常工作状态时，控制所述控制电路持续输出第一控制信号，在所述状态信号为异常工作状态时，控制所述控制电路在预设的停歇时间t1内持续输出第二控制信号，并在停歇时间t1结束后，控制所述控制电路在预设的工作时间t2内持续输出第一控制信号，并在工作时间t2结束后，控制所述控制电路再次在停歇时间t1内持续输出第二控制信号。
11.进一步地，所述电平翻转电路包括：电阻r4、电阻r5、二极管d1、电容c1；电阻r4的一端作为所述电平翻转电路的输入端，另一端与二极管d1的阳极连接；二极管d1的阴极与电容c1的一端、电阻r5的一端连接后，作为所述电平翻转电路的输出端；电容c1的另一端、电阻r5的另一端接地。
12.进一步地，所述电阻r4为可调电阻。
13.进一步地，所述电阻r5为可调电阻。
14.进一步地，所述信号采集电路包括电阻r1和电阻r2，电阻r1的一端作为所述信号采集电路的第一输入端，另一端与电阻r2的一端连接后作为所述信号采集电路的输出端；电阻r2的另一端作为所述信号采集电路的第二输入端。
15.进一步地，所述控制电路包括运放u1a和电阻r3，电阻r3的一端与运放u1a的同相输入端连接后作为所述控制电路的第一输入端，运放u1a的反相输入端作为所述控制电路的第二输入端，电阻r3的另一端与运放u1a的输出端连接后作为所述控制电路的输出端。
16.第二方面，提供一种脉冲信号发生电路，应用于开关电源，包括信号采集电路、控制电路和电平翻转电路；所述信号采集电路包括电阻r1和电阻r2；所述控制电路包括运放u1a和电阻r3；所述电平翻转电路包括：电阻r4、电阻r5、二极管d1、电容c1；电阻r1的一端用于与外部电源连接，电阻r1的另一端与电阻r2的一端、电阻r3的一端、运放u1a的同相输入端连接；电阻r2的另一端用于接入开关电源的状态信号，其中，所述状态信号包括异常工作状态信号和正常工作状态信号；电阻r3的另一端与运放u1a的输出端、电阻r4的一端连接后，用于与开关电源的控制端连接；电阻r4的另一端与二极管d1的阳极连接；二极管d1的阴极与电容c1的一端、电阻r5的一端、运放u1a的反相输入端连接；电容c1的另一端、电阻r5的另一端接地。
17.第三方面，提供一种开关电源，包括开关管tr1、光耦oc1、主电路和如上所述的脉冲信号发生电路，开关管tr1的控制端与主电路连接，开关管tr1的第一端作为开关电源的开关电源状态信号输出端与信号采集电路连接，开关管tr1的第二端接地；光耦oc1的发光二极管的阳极用于接外部电源，阴极与控制电路连接，光耦oc1的三极管的集电极连接主电路的保护控制引脚control pin，光耦oc1的三极管的发射集接地；当所述主电路工作异常时，输出异常工作状态信号控制开关管tr1导通，当所述主电路工作正常时，输出正常工作状态信号控制开关管tr1断开。
18.本发明的工作原理将结合具体的实施例进行分析，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
19.1.本发明的脉冲信号发生电路，当进入过载、过温、过湿等异常工况时，使开关电源根据发生的脉冲信号控制自身进入间歇工作状态。
20.2.本发明的脉冲信号发生电路，可针对开关电源的输出电流进行采样，此时可以用作开关电源的过载保护功能控制，也可以针对开关电源的工作温度进行采样，此时可以
用作开关电源的过温保护功能控制，还可以针对开关电源的工作湿度进行采样，此时可以用作开关电源的过湿保护功能控制等，实现电路的多种复用功能；
21.3.本发明的脉冲信号发生电路，通过调节电阻r4和r5的阻值，可以调节开关电源间歇工作状态时的工作时长与停歇时长，具有可独立调节脉冲宽度和脉冲时间间隔的功能；
22.4.本发明的脉冲信号发生电路中未使用数字控制芯片，降低了电路的复杂程度，减少了开关电源的开发成本，在空间和成本方面更具有优势。
附图说明
23.图1是本发明实施例的脉冲信号发生电路在开关电源中的一应用原理图；
24.图2是本发明实施例的脉冲信号发生电路在开关电源中的另一应用原理图。
具体实施方式
25.为使得本发明技术方案更加清晰，以下结合附图对本发明实施例进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动，对本发明做出其它多种形式的修改、替换或变更，仍属于本发明的保护范围。
26.如图1所示，图1所示为本实施例的脉冲信号发生电路在开关电源中的应用原理图，在本实施例中，提供提供一种脉冲信号发生电路，应用于开关电源，包括：信号采集电路、控制电路和电平翻转电路；所述信号采集电路的第一输入端用于与外部电源连接，第二输入端用于接入开关电源的状态信号，其中，所述状态信号包括异常工作状态信号和正常工作状态信号，输出端与控制电路的第一输入端连接；所述控制电路的第二输入端与所述电平翻转电路的输出端连接，所述控制电路的输出端与所述电平翻转电路的输入端连接，所述控制电路的输出端还用于与开关电源的控制端连接；
27.所述信号采集电路用于采集开关电源的状态信号并输入至所述控制电路；
28.所述控制电路用于当所述状态信号为正常工作状态时输出第一控制信号，以控制开关电源维持正常工作，当所述状态信号为异常工作状态时输出第二控制信号，以控制开关电源进入间歇工作状态；
29.所述电平翻转电路用于在所述状态信号为正常工作状态时，控制所述控制电路持续输出第一控制信号，在所述状态信号为异常工作状态时，控制所述控制电路在预设的停歇时间t1内持续输出第二控制信号，并在停歇时间t1结束后，控制所述控制电路在预设的工作时间t2内持续输出第一控制信号，并在工作时间t2结束后，控制所述控制电路再次在停歇时间t1内持续输出第二控制信号。
30.具体的，开关电源包括开关管tr1、光耦oc1、主电路，开关管tr1的控制端与主电路连接，开关管tr1的第一端作为开关电源的开关电源状态信号输出端与信号采集电路连接，开关管tr1的第二端接地；光耦oc1的发光二极管的阳极用于接外部电源，阴极与控制电路连接，光耦oc1的三极管的集电极连接主电路的保护控制引脚control pin，光耦oc1的三极管的发射集接地；当所述主电路工作异常时，输出异常工作状态信号控制开关管tr1导通，当所述主电路工作正常时，输出正常工作状态信号控制开关管tr1断开。
31.具体的，开关管tr1为mos管(以下称为mos管tr1)，mos管tr1的控制端为栅极，第一
端为漏极，第二端为源极。
32.作为电平翻转电路的一个具体实施方式，所述电平翻转电路包括：电阻r4、电阻r5、二极管d1、电容c1；电阻r4的一端作为所述电平翻转电路的输入端，另一端与二极管d1的阳极连接；二极管d1的阴极与电容c1的一端、电阻r5的一端连接后，作为所述电平翻转电路的输出端；电容c1的另一端、电阻r5的另一端接地。
33.如图2所示，为了便于调节脉冲宽度和脉冲时间间隔，电阻r4为可调电阻，电阻r5为可调电阻。用户可通过对可调电阻旋钮的调节轻松的改变电阻r4和电阻r5的阻值，当开关电源进入异常状态但外部环境的恶劣程度不一致时，调节可调电阻r4或者可调电阻r5的旋钮改变阻值，即可轻松改变间歇工作状态中的停歇时间t1与工作时间t2，使开关电源得到有效保护。
34.作为信号采集电路的一个具体实施方式，所述信号采集电路包括电阻r1和电阻r2，电阻r1的一端作为所述信号采集电路的第一输入端，另一端与电阻r2的一端连接后作为所述信号采集电路的输出端；电阻r2的另一端作为所述信号采集电路的第二输入端。
35.作为控制电路的一个具体实施方式，所述控制电路包括运放u1a和电阻r3，电阻r3的一端与运放u1a的同相输入端连接后作为所述控制电路的第一输入端，运放u1a的反相输入端作为所述控制电路的第二输入端，电阻r3的另一端与运放u1a的输出端连接后作为所述控制电路的输出端。
36.本实施例的脉冲信号发生电路在开关电源中的应用方案为：mos管tr1输入的信号g1为开关电源的过温信号，亦可以为过载信号或过湿信号，脉冲信号发生电路输出的控制信号连接至开关电源隔离反馈光耦oc1发光二极管的阴极，开关电源隔离反馈光耦oc1三极管的集电极连接开关电源的过温保护控制引脚control pin。
37.本实施例的工作原理分析如下：
38.mos管tr1的栅极接入的信号g1为开关电源的过温(也可以为过载或过湿)信号，以过温信号为例，当开关电源内部器件温度超出规格时，信号g1输出高电平，反之，信号g1输出低电平。control pin为开关电源的保护控制引脚，当control pin为低电平时，开关电源关机进入保护状态，反之，开关电源不进入保护状态。
39.当开关电源正常工作时，信号g1信号为低电平，mos管tr1无法开通，外部电源vcc经过电阻r1与运放u1a的同相输入端相连，运放u1a的反相输入端初始电平为0，此时运放u1a输出高电平通过电阻r4给电容c1充电，运放u1a反相输入端电压上升，由于二极管d1的导通压降存在，运放u1a同相输入端电压始终大于反相输入端电压，运放u1a输出端维持高电平，光耦oc1发光二极管的压降小于导通电压，光耦oc1发光二极管侧截止无电流流过，那么光耦oc1的三极管侧也为截止状态，保护控制引脚control pin为高电平，开关电源不进入保护状态。
40.当开关电源进入异常工作状态时，比如出现过温、过载、过湿等情况，信号g1由低电平变为高电平，mos管tr1开通，电阻r1、电阻r2和电阻r3的分压结果作为运放u1a同相输入端的输入，在mos管tr1开通瞬间，运放u1a同相输入端的电压此时运放u1a反相输入端电压u2≈vcc，u1＜u2(同向端小于反向端)，那么运放u1a的输出端由高电平变为低电平，光耦oc1发光二极管的电压大于导通
压降，光耦oc1发光二极管侧有电流流过，光耦oc1的三极管侧随之导通，将保护控制引脚control pin拉低，开关电源被关断进入停歇状态(也称之为保护状态)。运放u1a输出端变为低电平后，运放u1a同相输入端的电压会变为为低电平后，运放u1a同相输入端的电压会变为与此同时电容c1通过电阻r5持续放电，运放u1a的反相输入端电压随之下降，在经过停歇时间t1(也即控制电路输出第二控制信号的持续时间)后，运放u1a反相输入端电压降低至小于运放u1a同相输入端电压u3时，运放u1a输出端由低电平变为高电平，光耦oc1发光二极管的压降小于导通电压，光耦oc1发光二极管侧截止无电流流过，那么光耦oc1的三极管侧又变为截止状态，保护控制引脚control pin恢复高电平，开关电源解除保护状态并进入工作状态。运放u1a的同相输入端电压再次变为u1，与此同时运放u1a通过电阻r4给电容c1充电，运放u1a反相输入端电压随之上升，在经过工作时间t2后，运放u1a反相输入端电压上升至大于运放u1a同相输入端电压u1时，运放u1a输出端由高电平再次变为低电平，开关电源再次关断进入保护状态，如此循环。
41.需要说明的是，自运放u1a反相输入端电压开始下降，降至小于运放u1a同相输入端电压u3所需的停歇时间t1即为间歇工作状态下开关电源的保护状态时间，停歇时间t1可通过设置电阻r5的阻值和电容c1的容值进行调节；自运放u1a反相输入端电压开始上升，升至大于运放u1a同相输入端电压u1所需的工作时间t2即为间歇工作状态下开关电源的工作状态时间，工作时间t2可通过设置电阻r4的阻值和电容c1的容值进行调节。开关电源进入异常状态时环境的恶劣程度有所不同，当环境越恶劣时，通过设置电阻r4的阻值、电阻r5的阻值和电容c1的容值对停歇时间t1、工作时间t2进行调节，缩短工作时间t2，加长停歇时间t1，可以让开关电源获得与环境恶劣程度相适应的有效保护。
42.以上仅用说明本说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管根据实施例对本发明进行了详细叙述，领域的普通技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者替换，均在本发明的权利要求保护范围之内。
技术特征：1.一种脉冲信号发生电路，应用于开关电源，其特征在于，包括：信号采集电路、控制电路和电平翻转电路；所述信号采集电路的第一输入端用于与外部电源连接，第二输入端用于接入开关电源的状态信号，其中，所述状态信号包括异常工作状态信号和正常工作状态信号，输出端与控制电路的第一输入端连接；所述控制电路的第二输入端与所述电平翻转电路的输出端连接，所述控制电路的输出端与所述电平翻转电路的输入端连接，所述控制电路的输出端还用于与开关电源的控制端连接；所述信号采集电路用于采集开关电源的状态信号并输入至所述控制电路；所述控制电路用于当所述状态信号为正常工作状态时输出第一控制信号，以控制开关电源维持正常工作，当所述状态信号为异常工作状态时输出第二控制信号，以控制开关电源进入间歇工作状态；所述电平翻转电路用于在所述状态信号为正常工作状态时，控制所述控制电路持续输出第一控制信号，在所述状态信号为异常工作状态时，控制所述控制电路在预设的停歇时间t1内持续输出第二控制信号，并在停歇时间t1结束后，控制所述控制电路在预设的工作时间t2内持续输出第一控制信号，并在工作时间t2结束后，控制所述控制电路再次在停歇时间t1内持续输出第二控制信号。2.根据权利要求1所述的一种脉冲信号发生电路，其特征在于，所述电平翻转电路包括：电阻r4、电阻r5、二极管d1、电容c1；电阻r4的一端作为所述电平翻转电路的输入端，另一端与二极管d1的阳极连接；二极管d1的阴极与电容c1的一端、电阻r5的一端连接后，作为所述电平翻转电路的输出端；电容c1的另一端、电阻r5的另一端接地。3.根据权利要求2所述的一种脉冲信号发生电路，其特征在于，所述电阻r4为可调电阻。4.根据权利要求2所述的一种脉冲信号发生电路，其特征在于，所述电阻r5为可调电阻。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种脉冲信号发生电路，其特征在于，所述信号采集电路包括电阻r1和电阻r2，电阻r1的一端作为所述信号采集电路的第一输入端，另一端与电阻r2的一端连接后作为所述信号采集电路的输出端；电阻r2的另一端作为所述信号采集电路的第二输入端。6.根据权利要求1-4任一项所述的一种脉冲信号发生电路，其特征在于，所述控制电路包括运放u1a和电阻r3，电阻r3的一端与运放u1a的同相输入端连接后作为所述控制电路的第一输入端，运放u1a的反相输入端作为所述控制电路的第二输入端，电阻r3的另一端与运放u1a的输出端连接后作为所述控制电路的输出端。7.一种脉冲信号发生电路，应用于开关电源，其特征在于，包括信号采集电路、控制电路和电平翻转电路；所述信号采集电路包括电阻r1和电阻r2；所述控制电路包括运放u1a和电阻r3；所述电平翻转电路包括：电阻r4、电阻r5、二极管d1、电容c1；电阻r1的一端用于与外部电源连接，电阻r1的另一端与电阻r2的一端、电阻r3的一端、运放u1a的同相输入端连接；电阻r2的另一端用于接入开关电源的状态信号，其中，所述状态信号包括异常工作状态信号和正常工作状态信号；电阻r3的另一端与运放u1a的输出端、电阻r4的一端连接后，用于与开关电源的控制端连接；电阻r4的另一端与二极管d1的阳极连接；二极管d1的阴极与电容c1的一端、电阻r5的一端、运放u1a的反相输入端连接；电容c1的另一端、电阻r5的另一
端接地。8.一种开关电源，其特征在于，包括开关管tr1、光耦oc1、主电路和权利要求1-7任一项所述的脉冲信号发生电路，开关管tr1的控制端与主电路连接，开关管tr1的第一端作为开关电源的开关电源状态信号输出端与信号采集电路连接，开关管tr1的第二端接地；光耦oc1的发光二极管的阳极用于接外部电源，阴极与控制电路连接，光耦oc1的三极管的集电极连接主电路的保护控制引脚controlpin，光耦oc1的三极管的发射集接地；当所述主电路工作异常时，输出异常工作状态信号控制开关管tr1导通，当所述主电路工作正常时，输出正常工作状态信号控制开关管tr1断开。
技术总结本发明公开了一种脉冲信号发生电路及开关电源，所述发生电路包括信号采集电路、控制电路和电平翻转电路；信号采集电路用于采集开关电源的状态信号并输入至控制电路；控制电路用于当状态信号为正常工作状态时输出第一控制信号，以控制开关电源维持正常工作，当状态信号为异常工作状态时输出第二控制信号，以控制开关电源进入间歇工作状态；电平翻转电路用于在状态信号为正常工作状态时，控制控制电路持续输出第一控制信号，在状态信号为异常工作状态时，控制控制电路循环在停歇时间内输出第二控制信号和在工作时间T2内持续输出第一控制信号；实现了当开关电源进入异常工况时，使开关电源根据发生的脉冲信号控制自身进入间歇工作状态。歇工作状态。歇工作状态。
技术研发人员：邓万刚 周灿荣 程志勇
受保护的技术使用者：广州金升阳科技有限公司
技术研发日：2022.07.26
技术公布日：2022/11/1
