CN103457244A - 一种dc/dc电源保护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种DC/DC电源保护电路，包括输入过压保护电路和输出过流保护电路；输入过压保护电路包括串联在电源输入回路的MOS管，第一比较器根据对输入电压的比较控制三极管的状态，经由第二三极管控制MOS管的导通与关断；输出过流保护电路中包括变压器，变压器原边一端与MOS管的漏极连接，另一端与NMOS管的漏极连接，NMOS管的源极经电流取样电阻与地连接；取样电阻同时连接至比较器的正向输入端，参考电压REF通过分压后连接到第二比较器的反向输入端，第二比较器的输出端连接至可控硅触发端，通过可控硅控制第二三极管的导通或关断。当输入过压或输出过流时，可关断电源系统供电电源，有效的保护了电源以及负载设备。

Description

一种DC/DC电源保护电路
 
技术领域
本发明涉及一种具有输入过压、输出过流情况下关断总电源的DC/DC电源保护电路，属于电路技术领域。
背景技术
DC/DC电源输出过流保护电路多采用打嗝式保护电路，在负载设备出现问题，造成电源电路出现过流时，电源始终处于启动、保护、再启动的循环中，时间长了会对电源模块以及负载设备造成损坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有输入过压、输出过流情况下关断总电源的DC/DC电源保护电路，当电源输出出现过流现象时，能直接关断电源系统供电电源，有效地保护电源以及负载设备。
为解决上述技术问题，本发明提供一种DC/DC电源保护电路，其特征是，包括串联于DC/DC电源输入回路中的输入过压保护电路和与输入过压保护电路输出端VOUT+连接的输出过流保护电路；
输入过压保护电路包括串联在DC/DC电源输入回路的MOS管，MOS管的源极与DC/DC电源输入端连接，MOS管的漏极与输出过流保护电路连接，MOS管的栅极与第二三极管连接，第一比较器根据对输入电压的比较控制三极管的状态，经由第二三极管控制MOS管的导通与关断；
输出过流保护电路中包括DC/DC电源开关主回路，DC/DC电源开关主回路包括变压器，变压器原边一端与MOS管的漏极连接，另一端与NMOS管的漏极连接，NMOS管的源极经电流取样电阻与地连接；
取样电阻与NMOS管的源极相连的一端同时连接至比较器的正向输入端，参考电压REF通过分压电阻分压后连接到第二比较器的反向输入端，第二比较器的输出端连接至可控硅触发端，可控硅阳极端经与第二三极管的基极连接，通过可控硅控制第二三极管的导通或关断。
输入过压保护电路中的MOS管为PMOS管。
所述P-MOS管栅极与第二三极管集电极连接，第二三极管发射极接地，第二三极管基极与多个串联的二极管的其中的阴极端相连接，多个串联的二极管的阳极端与第一三极管发射集连接，第一三极管集电极接地，第一三极管基极与第一比较器的输出端连接，第一比较器的正向输入端与稳压管的阴极连接，稳压管的阳极接地；第一比较器的反向输入端输入一分压电压。
输入电压正常时，第一比较器输出高电平，使第一三极管截止，第二三极管导通，PMOS管导通，DC/DC电源整个系统供电正常；
当出现输入过压情况时，第一比较器输出低电平，使第一三极管饱和导通，第二三极管截止，PMOS管关断，DC/DC电源整个系统的供电被关断。
当输出正常，未出现过流现象，第二比较器输出低电平至可控硅触发端，使第二三极管导通，P-MOS管导通，整个DC/DC电源系统供电正常；
当输出出现过流现象时，第二比较器输出高电平至可控硅触发端，触发可控硅导通，使第二三极管截止，PMOS管关断，输入过压保护电路的输出端VOUT+端无电压输出，DC/DC电源系统无供电。
本发明所达到的有益效果：
本发明采用过流保护和故障关断相结合的方式实现电路保护，当电源输出出现过流现象时，直接关断电源系统供电电源，电源输出变成零，有效的保护了电源以及负载设备。
1、能够精确实现输入过压、输出过流保护；
2、当电路出现保护现象后，必须找到出现过压或过流原因，并解决后，重新上电，才能恢复电源正常工作。
3、本发明电路结构简单，便于集成。
附图说明
图1为本发明的输入过压保护部分电路图；
图2为本发明的输出过流保护部分电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明的DC/DC电源保护电路包括输入过压保护电路和输出过流保护电路。
输入过压保护电路由图1所示，本发明在DC/DC电源输入回路串联了一个P-MOS管V2，P-MOS管V2漏极为输出端VOUT+，P-MOS管V2栅极经电阻R7与三极管Q2集电极连接，三极管Q2发射极接地GND1，三极管Q2基极通过电阻R6依次与三个二极管D3、D2、D1相连接，二极管D1的阳极与三极管Q1发射极连接，三极管Q1集电极接地GND1，三极管Q1基极经电阻R5与比较器U1A的输出端连接，比较器U1A的3脚正向输入端同时与稳压管V1的阴极连接，稳压管V1的阳极接地GND1；稳压管V1的阴极同时通过电阻R2连接电源正向输入端+；电源正向输入端+与反向输入端－之间连接有一由电阻R1和电阻R3串联的支路，比较器U1A的2脚负向输入端连接至电阻R1、R3分压后的电压连接点。
输入电压正常时，比较器U1A的3脚电位低于2脚电位，比较器U1A的1脚输出高电平，三极管Q1截止，三极管Q2导通，P-MOS管V2导通，则DC/DC电源整个系统供电正常；当出现输入过压情况时，比较器U1A的3脚电位高于2脚电位，比较器U1A的1脚输出低电平，三极管Q1饱和导通，三极管Q2截止，P-MOS管V2关断，则DC/DC电源整个系统的供电被关断，直到输入电压恢复到正常情况时，DC/DC电源整个系统供电恢复正常。
输出过流保护电路由图2所示，由变压器TR原边，N沟道MOS管V3以及电流取样电阻RS组成DC/DC电源开关主回路。控制芯片N1型号为UCC2800，该控制芯片可以根据电源输出回路负载大小，产生频率不变、占空比可变的PWM方波，驱动NMOS管V3。当输出回路负载小，则控制芯片N1提供的方波占空比小，NMOS管V3导通时间短，流经开关主回路电流小，取样电阻RS电压取样端电压小；反之，输出回路负载大，则控制芯片N1提供的驱动方波占空比大，NMOS管V3导通时间长，流经开关主回路电流大，取样电阻RS电压取样端电压变大。变压器TR原边一端与输入过压保护电路的输出端VOUT+连接，另一端与NMOS管V3的漏极连接，NMOS管V3的源极经电流取样电阻RS与地GND1连接。取样电阻RS与NMOS管V3的源极相连的一端同时连接至比较器U2A的3脚正向输入端，同时输入过压保护电路的输出端VOUT+通过一组分压电阻分压后也连接至比较器U2A的3脚正向输入端，N1输出一参考电压REF通过另一分压电阻分压后连接到比较器U2A的2脚反向输入端，比较器U2A的1脚输出端通过电阻R16、二极管D4连接至可控硅T1触发端，可控硅T1阳极端连接至输入过压保护电路中二极管D1的阳极，可控硅T1阴极端接地GND1；可控硅T1阳极端通过三个串联的二极管D1、D2、D3与三极管Q2的基极连接，使可控硅T1可以控制三极管Q2的导通或关断，进一步由三极管Q2的导通或关断控制P-MOS管V2的导通或关断，使DC/DC电源整个系统的供电正常或被关断。
当输出正常，未出现过流现象，则比较器U2A的2脚电位比3脚电位高，比较器U2A的1脚输出低电平，可控硅T1触发端为低电平，三极管Q2导通，P-MOS管V2导通，整个DC/DC电源系统供电正常；当输出出现过流现象时，开关主回路电流也变大，则取样电阻RS取样电压变高，造成比较器U2A的3脚电位比2脚电位高，比较器U2A的1脚输出高电平，可控硅T1触发端为高电平，则可控硅T1导通，三极管Q2截止，P-MOS管V2截止，输入过压保护电路的输出端VOUT+端无电压输出，整个DC/DC电源系统无供电。由于使用可控硅，只有在解决了导致输出过流现象出现的原因后，重新上电，DC/DC电源才能正常工作。
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。凡根据本发明精神实质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 (5)

1.一种DC/DC电源保护电路，其特征是，包括串联于DC/DC电源输入回路中的输入过压保护电路和与输入过压保护电路输出端VOUT+连接的输出过流保护电路；
输入过压保护电路包括串联在DC/DC电源输入回路的MOS管，MOS管的源极与DC/DC电源输入端连接，MOS管的漏极与输出过流保护电路连接，MOS管的栅极与第二三极管连接，第一比较器根据对输入电压的比较控制三极管的状态，经由第二三极管控制MOS管的导通与关断；
输出过流保护电路中包括DC/DC电源开关主回路，DC/DC电源开关主回路包括变压器，变压器原边一端与MOS管的漏极连接，另一端与NMOS管的漏极连接，NMOS管的源极经电流取样电阻与地连接；
取样电阻与NMOS管的源极相连的一端同时连接至比较器的正向输入端，参考电压REF通过分压电阻分压后连接到第二比较器的反向输入端，第二比较器的输出端连接至可控硅触发端，可控硅阳极端经与第二三极管的基极连接，通过可控硅控制第二三极管的导通或关断。
2.根据权利要求1所述的DC/DC电源保护电路，其特征是，输入过压保护电路中的MOS管为PMOS管。
3.根据权利要求2所述的DC/DC电源保护电路，其特征是，所述P-MOS管栅极与第二三极管集电极连接，第二三极管发射极接地，第二三极管基极与多个串联的二极管的其中的阴极端相连接，多个串联的二极管的阳极端与第一三极管发射集连接，第一三极管集电极接地，第一三极管基极与第一比较器的输出端连接，第一比较器的正向输入端与稳压管的阴极连接，稳压管的阳极接地；第一比较器的反向输入端输入一分压电压。
4.根据权利要求3所述的DC/DC电源保护电路，其特征是，输入电压正常时，第一比较器输出高电平，使第一三极管截止，第二三极管导通，PMOS管导通，DC/DC电源整个系统供电正常；
当出现输入过压情况时，第一比较器输出低电平，使第一三极管饱和导通，第二三极管截止，PMOS管关断，DC/DC电源整个系统的供电被关断。
5.根据权利要求2所述的DC/DC电源保护电路，其特征是，当输出正常，未出现过流现象，第二比较器输出低电平至可控硅触发端，使第二三极管导通，P-MOS管导通，整个DC/DC电源系统供电正常；
当输出出现过流现象时，第二比较器输出高电平至可控硅触发端，触发可控硅导通，使第二三极管截止，PMOS管关断，输入过压保护电路的输出端VOUT+端无电压输出，DC/DC电源系统无供电。
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