CN102332704B - 一种开关电源输入欠压和过压保护电路 - Google Patents

一种开关电源输入欠压和过压保护电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种开关电源输入欠压和过压保护电路，包括开关电源输入滤波器、输入欠压保护电路、输入过压保护电路、供电稳压电路及控制端低电平关断电路。本电路只使用三极管、二极管、稳压管和电阻电容，结构简单，成本低廉、易于小型化，电路稳定可靠工作、安全可靠，能够延长开关电源的使用寿命。

Description

一种开关电源输入欠压和过压保护电路
技术领域
本发明涉及开关电源包括电路,特别是,涉及一种开关电源输入欠压和过压保护电路。
背景技术
在开关电源的输入端,一般都有输入滤波器电路,输入电压欠压或过压保护功能一般没有,国外的产品如:VPT、VICOR、Interpoint公司等产品都有输入电压欠压或过压保护功能,国内个别产品有此功能,但大都是利用集成电路控制器来完成此功能,结构较复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种实现开关电源在输入电压欠压和过压情况下停止工作而延长开关电源的使用寿命的保护电路。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种开关电源输入欠压和过压保护电路,其特征在于:包括开关电源输入滤波器、输入欠压保护电路、输入过压保护电路、供电稳压电路及控制端低电平关断电路,
所述的输入欠压保护电路包括发射极通过电阻R5连接所述的滤波器的输出端的PNP三极管、基极连接至所述的PNP三极管的集电极的第一NPN三极管、连接在所述的PNP三极管的基极与地端之间第一稳压管，所述的第一NPN三极管的集电极通过电阻R1连接至所述的滤波器的输出端，所述的第一NPN三极管的发射极为该保护电路的电压输出端VDD：
所述的输入过压保护电路包括串联在所述的滤波器的输出端与地端之间的第二稳压管和电阻R6、集电极与所述的PNP三极管的发射极相连的第二NPN三极管，所述的第二NPN三极管的发射极连接至地端，所述的第二NPN三极管的基极连接至所述的第二稳压管与所述的电阻R6之间；
当输入电压等于或大于所述的第一稳压管的稳压值、电阻R5的压降及0.7V之和时，所述的PNP三极管导通及所述的第一NPN三极管同时导通，该保护电路的电压输出端VDD的输出电压为所述的第一稳压管的稳压值与所述的PNP三极管的射集极压降的差值；当输入电压小于所述的第一稳压管的稳压值、电阻R5的压降及0.7V之和时，所述的PNP三极管及所述的第一NPN三极管均不导通，该保护电路的电压输出端无输出电压，从而达到欠压保护；
当输入电压大于所述的第二稳压管的稳压值时，所述的电阻R6上产生压降，该压降值为0.7V时，所述的第二NPN三极管导通，所述的PNP三极管及所述的第-NPN三极管均关断，从而达到过压保护。
优选地，所述的控制端低电平关断电路包括由所述的NPN三极管的发射极及所述的第二NPN三极管的集电极的节点处通过一个二极管引出的关断信号端，在过压保护状态时，所述的关断信号端为低电平，输入电压经所述的电阻R5将所述的PNP三极管的发射极上的电压拉至低电平而控制关断。
优选地，所述的第一稳压管的稳压值为10.6V。
优选地，所述的第二稳压管的稳压值为37.4V。
本发明现对于现有技术的有益效果在于：本电路只使用三极管、二极管、稳压管和电阻电容，结构简单，成本低廉、易于小型化，电路稳定可靠工作，提高开关电源的安全可靠性，完全硬件实现、安全可靠，能够延长开关电源的使用寿命。
附图说明
附图1为本发明的开关电源输入欠压和过压保护电路的原理框图；
附图2为本发明的开关电源输入欠压和过压保护电路的电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明的技术方案作以下详细描述：
如附图1及附图2,本发明的开关电源输入欠压和过压保护电路,包括开关电源输入滤波器、输入欠压保护电路、输入过压保护电路、供电稳压电路及控制端低电平关断电路,输入欠压保护电路包括发射极通过电阻R5连接滤波器的输出端的PNP三极管V2、基极连接至PNP三极管V2的集电极的第一NPN三极管V3、连按在PNP三极管V2的基极与地端之间第一稳压管V1,第一NPN三极管V3的集电极通过电阻R1连接至滤波器的输出端,第一NPN三极管V3的发射极为该保护电路的电压输出端VDD;输入过压保护电路包括串联在滤波器的输出端与地端之间的第二稳压管V5和电阻R6、集电极与PNP三极管V2的发射极相连的第二NPN三极管V6,第二NPN三极管V6的发射极连接至地端,第二NPN三极管V6的基极连接至第二稳压管V5与电阻R6之间;当输入电压等于或大于第一稳压管VI的稳压值、电阻R5的压降及0.7V之和时,PNP三极管V2导通及第-NPN三极管V3同时导通,该保护电路的电压输出端VDD的输出电压为第一稳压管V1的稳压值与PNP三极管V2的射集极压降的差值；当输入电压小于第一稳压管V1的稳压值、电阻R5的压降及0.7V之和时,PNP三极管V2及第一NPN三极管V3均不导通,该保护电路的电压输出端无输出电压,从而达到欠压保护；当输入电压大于第二稳压管V5的稳压值时,电阻R6上产生压降,该压降值为0.7V时,第二NPN三极管V6导通,PNP三极管V2及第一NPN三极管V3均关断,从而达到过压保护,控制端低电平关断屯路包括由PNP三极管V2的发射极及第二NPN三极管V6的集电极的节点处通过一个二极管V7引出的关断信号端,在过压保护状态时,关断信号端为低电平,输入电压经电阻R5将PNP三极管V2的发射极上的电压拉至低电平而控制关断,
具体地，开关电源输入电压通过电感L1、电容C1及电容C2构成的滤波器,再通过电阻R5、PNP三极管V2、电阻R3、第一稳压管VI、第一NPN三极管V3构成的欠压保护电路，当输入电压等于或大于第一稳压管V1的稳压值Vvl加0.7V加电阻R5上的压降时，PNP三极管V2导通,同时第一NPN三极管V3导通,该保护电路的电压输出端VDD供电电压为Vvl减去PNP三极管V2的射集极压降:假设第一NPN三极管V3的电流放大倍数B，VDD供电电流为ID，则输入电压就为(Vv1+0.7+ID×R5)V，ID约为lOmA左右，B约为70左右，则计算得输入电压约大于等于14V左右；当输入电压小于第一稳压管VI的稳压值Vvl加0.7V加电阻R5上的压降时，PNP三极管V2不导通，第一NPN三极管V3也不导通，电压输出端VDD无供电电压，由此完成了输入电压欠压关断功能。当输入电压大于第二稳压管V5的稳压值时，电阻R6上有电流流过而有电压降，当电阻R6压降为0.7V时，第二NPN三极管V6导通，PNP三极管V2上射极上电压几乎为零，PNP三极管V2、第一NPN三极管V3关断，从而起到输入电压过压关断的功能，关断信号为低电平时，输入电压通过电阻R5将PNP三极管V2上射极上电压直接拉到低电平，从而起到控制关断的功能。
本发明的保护电路只使用三极管、二极管、稳压管和电阻电容，结构简单，成本低廉、易于小型化，电路稳定可靠工作，提高开关电源的安全可靠性，完全硬件实现、安全可靠，能够延长开关电源的使用寿命。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种开关电源输入欠压和过压保护电路，其特征在于：包括开关电源输入滤波器、输入欠压保护电路、输入过压保护电路、供电稳压电路及控制端低电平关断电路， 
所述的输入欠压保护电路包括发射极通过电阻R5连接所述的滤波器的输出端的PNP三极管、基极连接至所述的PNP三极管的集电极的第一NPN三极管、连接在所述的PNP三极管的基极与地端之间第一稳压管，所述的第一NPN三极管的集电极通过电阻R1连接至所述的滤波器的输出端，所述的第一NPN三极管的发射极为该保护电路的电压输出端VDD： 
所述的输入过压保护电路包括串联在所述的滤波器的输出端与地端之间的第二稳压管和电阻R6、集电极与所述的PNP三极管的发射极相连的第二NPN三极管，所述的第二NPN三极管的发射极连接至地端，所述的第二NPN三极管的基极连接至所述的第二稳压管与所述的电阻R6之间； 
当输入电压等于或大于所述的第一稳压管的稳压值、电阻R5的压降及0.7V之和时，所述的PNP三极管导通及所述的第一NPN三极管同时导通，该保护电路的电压输出端VDD的输出电压为所述的第一稳压管的稳压值与所述的PNP三极管的射集极压降的差值；当输入电压小于所述的第一稳压管的稳压值、电阻R5的压降及0.7V之和时，所述的PNP三极管及所述的第一NPN三极管均不导通，该保护电路的电压输出端无输出电压，从而达到欠压保护； 
当输入电压大于所述的第二稳压管的稳压值时，所述的电阻R6上产生压降，该压降值为0.7V时，所述的第二NPN三极管导通，所述的PNP三极管及所述的第一NPN三极管均关断，从而达到过压保护。 
2.根据权利要求1所述的一种开关电源输入欠压和过压保护电路，其特征在于：所述的控制端低电平关断电路包括由所述的PNP三极管的发射极及所述的第二NPN三极管的集电极的节点处通过一个二极管引出的关断信号端，在过压保护状态时，所述的关断信号端为低电平，输入电压经所述的电阻R5将所述的PNP三极管的发射极上的电压拉至低电平而控制关断。 
3.根据权利要求1所述的一种开关电源输入欠压和过压保护电路，其特征在于：所述的第一稳压管的稳压值为10.6V。 
4.根据权利要求1所述的一种开关电源输入欠压和过压保护电路，其特征在于：所述的第二稳压管的稳压值为37.4V。 
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