CN100550561C - 电源保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电源保护电路，电源电路的直流电压输出端通过反向击穿稳压管连接一开关电路的控制端，所述开关电路在其控制端接收到高电平信号时动作，切断电源电路输入端的通电回路，实现过压保护的作用。另外，所述电源电路的直流电压输出端连接开关二极管的阴极，所述开关二极管的阳极连接一PNP型三极管的基极，所述PNP型三极管的集电极连接所述开关电路的控制端，发射极一方面连接所述的直流电源，另一方面通过并联的RC延迟电路连接其基极。在输出端电压出现短路时，所述PNP型三极管导通，向开关电路的控制端输出高电平信号，切断电源电路输入端的通电回路，进而实现了输出端电压短路保护的作用。
Description
技术领域
本发明属于电源保护电路技术领域，具体地说，是涉及一种在电源电路输出端电压出现短路或者过压情况时，控制电源电路停止工作，以避免电源电路以及与其连接的后端电路遭到损坏的保护电路。
背景技术
对于采用开关变压器供电的电源电路来说，在电源电路输出端出现短路，例如滤波电容的短路、整流二极管的击穿等情况时，如果短路的阻抗较大，未达到开关变压器原边电路的过流保护值，原边电路会以更大的输出功率继续工作，可能使故障进一步扩大，原边电路进一步损坏。输出端由于反馈环路的开环等原因，使开关电源的闭环系统处于开环状态，可能使输出电压大大超过设定电压值，会使后端电路由于过压而造成大面积损坏。
发明内容
本发明为了解决现有技术中由于电源电路输出端出现异常给电源电路以及后端电路造成损坏的问题，提供了一种新型的电源保护电路，在电源电路输出端出现异常时，控制电源电路停止工作，以避免损坏电源电路以及与其连接的后端电路。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种电源保护电路，包括向后端电路提供所需直流工作电源的电源电路，所述电源电路的直流电压输出端通过反向击穿稳压管连接第一NPN型三极管的基极，所述第一NPN型三极管的发射极接地，集电极通过第一组相互并联的电阻、电容组成的RC延迟电路一方面连接一直流电源，另一方面连接一光耦中发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极接地，所述光耦中的受光三极管连接在所述电源电路输入端的通电回路中；所述直流电源同时连接第一PNP型三极管的发射极，所述第一PNP型三极管的基极连接所述第一NPN型三极管的集电极，第一PNP型三极管的集电极连接所述第一NPN型三极管的基极。所述第一PNP型三极管构成正反馈电路，在电源电路输出端电压过压时向所述第一NPN型三极管的基极反馈高电平，保持其导通。
为了使所述过压保护电路仅在电器设备开机后工作，所述光耦中发光二极管的阴极通过一开机导通开关接地。所述开机导通开关采用第二NPN型三极管实现，所述第二NPN型三极管的基极接收控制器发出的开关机指令信号，集电极连接所述光耦中发光二极管的阴极，发射极接地。当电器设备开机启动时，控制器发出高电平开机信号，控制第二NPN型三极管导通，从而连通光耦中发光二极管的电流通路，使发光二极管发光，控制其受光三极管导通。所述光耦中受光三极管的集电极和发射极连接在变压器驱动芯片的供电线路中，在受光三极管导通时，所述驱动芯片上电工作，输出PWM信号控制变压器的开关频率，实现电源电路开机工作。
为了在电源电路输出端电压发生短路情况时实现对所述电源电路的保护作用，所述电源电路的直流电压输出端连接开关二极管的阴极，所述开关二极管的阳极连接第二PNP型三极管的基极，所述第二PNP型三极管的集电极连接所述第一NPN型三极管的基极，所述第二PNP型三极管的发射极一方面连接所述的直流电源，另一方面通过第二组RC延迟电路连接第二PNP型三极管的基极。
为了使所述短路保护电路仅在电器设备开机后工作，在所述第二PNP型三极管的发射极与直流电源之间连接有一第三PNP型三极管；所述第三PNP型三极管的集电极连接第二PNP型三极管的发射极，第三PNP型三极管的基极接地，第三PNP型三极管的发射极一方面连接所述的直流电源，另一方面通过第三组RC延迟电路连接第三PNP型三极管的基极。进一步说，所述第三PNP型三极管的基极通过开机导通开关接地。具体连接关系是：所述第三PNP型三极管的基极连接作为开关导通开关的第二NPN型三极管的集电极，在电器设备开机后，第二NPN型三极管导通，进而使所述第三PNP型三极管的基极接地。
为了确保上述过压、短路保护电路正常工作，所述直流电源由电器设备中待机电源电路提供。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明通过在开关变压器的输出端和输入端之间设置保护电路，在输出端出现短路或者过压情况时，使电源电路停止工作，进入保护状态，只有在故障解除并且重新上电开机时，电源电路才能重新工作，从而有效确保了电源电路及后端电路工作的安全性，以简单的电路结构、较低的成本，提高了电器设备的安全性能和整机品质。
附图说明
图1是本发明中电源保护电路的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。
为发明为了实现对电器设备内部电源电路进行有效保护，在电源电路的直流电压输出端设计了如图1所示的过压、短路保护电路。其中，在过压保护电路中，电源电路的直流电压输出端+24V、+28V、+12V/3.5A分别通过反向击穿稳压管VZ811、VZ812、VZ813连接一开关电路的控制端，所述开关电路在其控制端接收到高电平信号时动作，切断电源电路输入端的通电回路。当电源电路输出端电压出现过压时，所述稳压管VZ811、VZ812、VZ813被反向击穿，作用到开关电路控制端的电压为高电平，开关电路动作，切断电源电路输入端的通电回路，使电源电路停止工作，达到过压保护的目的。
其具体电路结构是：在所述开关电路中包含有一NPN型三极管V811，所述三极管V811的基极即为所述开关电路的控制端，经电阻R866一方面连接所述稳压管VZ811、VZ812、VZ813阳极，另一方面通过分压电阻R867～R869接地。所述NPN型三极管V811的发射极接地，集电极一方面通过电阻R852连接+5V待机直流电源5V_S，另一方面连接一光耦N805中发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极接地，受光三极管连接在所述电源电路输入端的通电回路中。
当电源电路输出端+24V或+28V或+12V/3.5A电压出现过压情况时，三极管V811导通，拉低光耦N805中发光二极管的阳极电压，光耦N805截止不发光，使受光三极管截止，切断电源电路输入端的通电回路，使电源电路停止工作，达到过压保护的目的。
为了使所述NPN型三极管V811在电源电路输出端电压过压时保持导通，以确保过压保护电路工作的可靠性，在所述NPN型三极管V811的基极上连接有一由PNP型三极管V810及其外围电路组成的正反馈电路。其中，NPN型三极管V811的集电极通过相互并联的电阻R920、电容C879组成的RC延迟电路连接所述的+5V待机直流电源5V_S。所述待机直流电源5V_S同时连接所述PNP型三极管V810的发射极，PNP型三极管V810的基极连接所述NPN型三极管V811的集电极，集电极通过电阻R864连接NPN型三极管V811的基极。在电源电路输出端电压过压时，三极管V811导通，使PNP型三极管V810的基极电压降低，PNP型三极管V810导通，+5V待机直流电源5V_S通过电阻R852、PNP型三极管V810的发射极、集电极、电阻R864向所述NPN型三极管V811的基极反馈高电平，保持其导通，从而确保了过压保护电路工作的可靠性。
为了使所述过压保护电路仅在电器设备开机后工作，所述光耦N805中发光二极管的阴极通过一开机导通开关接地。在本发明中，所述开机导通开关采用一NPN型三极管V816实现，其基极接收控制器CPU发出的开关机指令信号TV_ON/OFF，集电极通过电阻R853连接所述光耦N805中发光二极管的阴极，发射极接地。当电器设备开机启动时，CPU发出高电平开机信号，通过电阻R862作用到NPN型三极管V816的基极，控制其导通，从而连通光耦N805中发光二极管的电流通路，使发光二极管发光，控制其受光三极管导通。所述光耦N805中受光三极管的集电极和发射极连接在变压器驱动芯片的供电线路中。其中，受光三极管的集电极连接供电电源VCC，发射极连接所述驱动芯片的供电端。在受光三极管导通时，所述驱动芯片上电工作，输出PWM脉宽调制信号控制变压器的开关频率，进而实现电源电路的开机工作。
为了在电源电路输出端+24V或+28V或+12V/3.5A电压发生短路情况时仍能对所述电源电路起到保护作用，在所述开关电路的控制端增设有一短路保护电路。其中，电源电路的直流电压输出端+24V、+28V、+12V/3.5A分别连接开关二极管VD820、VD821、VD822的阴极，所述开关二极管VD820、VD821、VD822的阳极连接PNP型三极管V823的基极，所述PNP型三极管V823的集电极连接所述开关电路的控制端，即NPN型三极管V811的基极；发射极一方面连接所述的+5V待机直流电源5V_S，另一方面通过并联的RC延迟电路R894、C874连接其基极。
为了使所述短路保护电路仅在电器设备开机后工作，在所述PNP型三极管V823的发射极与+5V待机直流电源5V_S之间连接有另外一个PNP型三极管V822。所述PNP型三极管V822的集电极连接三极管V823的发射极，三极管V822的发射极一方面连接所述的+5V待机直流电源5V_S，另一方面通过并联的RC延迟电路R872、C876连接其基极。所述PNP型三极管V822的基极通过开机导通开关接地，其具体连接关系是：所述PNP型三极管V822的基极连接作为开关导通开关的NPN型三极管V816的集电极。在电器设备开机后，NPN型三极管V816导通，进而使PNP型三极管V822的基极通过NPN型三极管V816的集电极和发射极接地。
当电源电路处于正常工作状态时，PNP型三极管V822的基极为低电平，发射极电压为+5V，此时，PNP型三极管V822饱和导通。如果饱和导通压降为0.2V，则PNP型三极管V822的集电极电平为4.8V。正常工作时，PNP型三极管V823的基极电平为高电平状态，三极管V823处于截止状态。当电源电路输出端+24V、+28V、+12V/3.5A中任何一路电源电压出现对地短路时，由于三极管V823的基极出现低电平，三极管V823导通，从而触发NPN型三极管V811的基极出现高电平，保护电路触发工作。
RC延迟电路保证在电器设备开机时，保护电路不会被误触发。而所述稳压管VZ811、VZ812、VZ813的反向击穿电压分别为24V+V1、28V+V2、12V+V3。其中，V1、V2、V3均为允许误差电压值，三个电压值可相等，也可不等，确保保护电路不会误触发，提高系统运行的可靠性。
本发明通过采用上述简单的电路结构，在电源电路输出端电压出现短路或者过压时，控制电源电路停止工作，以避免损坏电源电路以及与其连接的后端电路，从而实现了电源电路的短路、过压保护功能，可广泛应用于不同型号电视机的主电源电路中，对主电源电路起到有效的保护作用。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种电源保护电路，包括向后端电路提供所需直流工作电源的电源电路，其特征在于：所述电源电路的直流电压输出端(+12V/3.5A、+24V、+28V)通过反向击穿稳压管(VZ813、VZ811、VZ812)连接第一NPN型三极管(V811)的基极，所述第一NPN型三极管(V811)的发射极接地，集电极通过第一组相互并联的电阻(R920)、电容(C879)组成的RC延迟电路一方面连接一直流电源(5V_S)，另一方面连接一光耦(N805)中发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极接地，所述光耦(N805)中的受光三极管连接在所述电源电路输入端的通电回路中；所述直流电源(5V_S)同时连接第一PNP型三极管(V810)的发射极，所述第一PNP型三极管(V810)的基极连接所述第一NPN型三极管(V811)的集电极，第一PNP型三极管(V810)的集电极连接所述第一NPN型三极管(V811)的基极。
2.根据权利要求1所述的电源保护电路，其特征在于：所述光耦(N805)中发光二极管的阴极通过一开机导通开关接地。
3.根据权利要求2所述的电源保护电路，其特征在于：所述开机导通开关为第二NPN型三极管(V816)，所述第二NPN型三极管(V816)的基极接收控制器发出的开关机指令信号(TV_ON/OFF)，集电极连接所述光耦(N805)中发光二极管的阴极，发射极接地。
4.根据权利要求1所述的电源保护电路，其特征在于：所述光耦(N805)中受光三极管的集电极和发射极连接在变压器驱动芯片的供电线路中，在受光三极管导通时，所述驱动芯片上电工作，输出PWM信号控制变压器的开关频率。
5.根据上述任意权利要求所述的电源保护电路，其特征在于：所述电源电路的直流电压输出端(+12V/3.5A、+24V、+28V)连接开关二极管(VD822、VD820、VD821)的阴极，所述开关二极管(VD822、VD820、VD821)的阳极连接第二PNP型三极管(V823)的基极，所述第二PNP型三极管(V823)的集电极连接所述第一NPN型三极管(V811)的基极，所述第二PNP型三极管(V823)的发射极一方面连接所述的直流电源(5V_S)，另一方面通过第二组RC延迟电路连接第二PNP型三极管(V823)的基极。
6.根据权利要求5所述的电源保护电路，其特征在于：在所述第二PNP型三极管(V823)的发射极与直流电源(5V_S)之间连接有一第三PNP型三极管(V822)；所述第三PNP型三极管(V822)的集电极连接第二PNP型三极管(V823)的发射极，第三PNP型三极管(V822)的基极接地，第三PNP型三极管(V822)的发射极一方面连接所述的直流电源(5V_S)，另一方面通过第三组RC延迟电路连接第三PNP型三极管(V822)的基极；所述第三PNP型三极管(V822)的基极通过开机导通开关接地。
7.根据权利要求6所述的电源保护电路，其特征在于：所述直流电源(5V_S)由待机电源电路提供。
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