CN103606895B - 一种过电压关断保护电路 - Google Patents

一种过电压关断保护电路 Download PDF

Info

Publication number
CN103606895B
CN103606895B CN201310656913.4A CN201310656913A CN103606895B CN 103606895 B CN103606895 B CN 103606895B CN 201310656913 A CN201310656913 A CN 201310656913A CN 103606895 B CN103606895 B CN 103606895B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
circuit
overvoltage
output
turn
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310656913.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103606895A (zh
Inventor
薛志波
王刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vankes Automatic Control Equipment China Co ltd
Original Assignee
Automation Information (china) Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Automation Information (china) Co Ltd filed Critical Automation Information (china) Co Ltd
Priority to CN201310656913.4A priority Critical patent/CN103606895B/zh
Publication of CN103606895A publication Critical patent/CN103606895A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103606895B publication Critical patent/CN103606895B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明公开了一种过电压关断保护电路，包括电压转换电路：提供不同直流电压信号之间的转换；电压采样比较电路：监视电压转换电路的输出电压信号，并与预设电压阈值比较，如果超过预设电压阈值，则输出过压控制信号至关断控制电路；关断控制电路：输入端和电压采样比较电路相连接收过压控制信号，输出端和电压转换电路相连，当接收到过压控制信号后及时关断输出并一直保持关断状态。本发明提供的输入过电流过电压保护电路，当产生过压时关断电压转换电路的输入并一直保持关断状态，使关断状态时开关管功耗接近为0，避免传统过压保护电路中开关管一直处于频繁开关状态而损坏元器件，从而使后级电路得到可靠保护。

Description

一种过电压关断保护电路
技术领域
本发明涉及一种保护电路，特别涉及一种过电压关断保护电路。
背景技术
在现实应用中，有很多场合为了节省成本，会用到非隔离的DC/DC电源或LDO电路来实现电压转换。当DC/DC或LDO(LOWDROP-OUT，低压差线性稳压器)损坏时，有可能将前级的高电压直接引入后级电路，从而造成后级电路损坏或由于高电压产生火灾事故。为了避免此现象发生，需要在后级增加过压保护电路。目前过压保护电路大多采用过压关断，当电压正常后能自动恢复供电的保护电路。这种保护电路的缺点在于，当持续过压时，大部分功率将会消耗在开关管上，导致开关管发热严重，长时间工作后导致开关管损坏，如果开关管出现短路故障，可能导致前级高电压直接送往后级，导致后级电路损坏或事故。
发明内容
本发明所要解决问题是是提供一种过电压关断保护电路，当出现输出电压过压的情况时，电路将及时关断并一直保持关断状态，直到工程师维修解决故障后重新上电才能正常工作，从而避免导致后级电路损坏或事故。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种过电压关断保护电路，包括电压转换电路：提供不同直流电压信号之间的转换；电压采样比较电路：监视电压转换电路的输出电压信号，并与预设电压阈值比较，如果超过预设电压阈值，则输出过压控制信号至关断控制电路；关断控制电路：输入端和电压采样比较电路相连接收过压控制信号，输出端和电压转换电路相连，当接收到过压控制信号后及时关断输出并一直保持关断状态；
所述关断控制电路包括光电耦合器U1、单向可控硅D1、MOS开关器Q1和三极管Q2，所述光电耦合器件U1的一个输出端通过电阻R5和输入电压相连，另一输出端通过下拉电阻R6接地，所述单向可控硅D1的控制极通过下拉电阻R6接地，所述单向可控硅D1的阳极通过电阻R3和输入电压相连，所述MOS开关器件Q1的源极和输入电压相连，所述三极管Q2的基极和可控硅D1的阳极相连，所述MOS开关器件Q1的栅极通过电阻R2和三极管Q2的集电极相连，所述MOS开关器件Q1的漏极和电压转换电路的输入端相连，所述三极管Q2的发射极接地，当光电耦合器U1驱动打开时，驱动单向可控硅D1导通，从而关断MOS开关器Q1，使电压转换电路的电源关断。
上述的过电压关断保护电路，其中，所述电压转换电路为DC/DC转换模块或LDO稳压电源模块。
上述的过电压关断保护电路，其中，所述电压采样比较电路包括电压采样电路和电压基准电路D2，所述电压采样电路由分压电阻R8和分压电阻R9组成，所述分压电阻R8和分压电阻R9串联后连接在电压转换电路的输出端，所述电压基准电路D2为三端取样集成电路，所述三端分别为控制端、取样端和接地端，所述电压基准电路D2的控制端连接在分压电阻R8和分压电阻R9之间，取样端通过光电耦合器U1的输入端和电压转换电路的输出端相连。
上述的过电压关断保护电路，其中，所述MOS开关器件Q1为P沟道MOS管，所述三极管Q2为NPN型三极管。
上述的过电压关断保护电路，其中，所述电压基准电路为TL431。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的过电压关断保护电路，当产生过压时关断电压转换电路的输入并一直保持关断状态，使关断状态时开关管功耗接近为0，避免传统过压保护电路中开关管一直处于频繁开关状态而损坏元器件，从而使后级电路得到可靠保护；此外，本发明电路使用极少的元器件实现了保护功能，占用PCB面积小，电路结构简单，成本低廉，工作可靠。
附图说明
图1为本发明过电压关断保护电路方框示意图；
图2为本发明过电压关断保护电路图。
图中：
1电压转换电路2电压采样比较电路3关断控制电路
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图1为本发明过电压关断保护电路方框示意图；图2为本发明过电压关断保护电路图。
请参见图1和图2，本发明提供的过电压关断保护电路包括：
电压转换电路1：提供不同直流电压信号之间的转换；所述电压转换电路为DC/DC转换模块或LDO稳压电源模块。
电压采样比较电路2：监视电压转换电路的输出电压信号，并与预设电压阈值比较，如果超过预设电压阈值，则输出过压控制信号至关断控制电路；所述电压采样比较电路包括电压采样电路和电压基准电路D2，所述电压采样电路由分压电阻R8和分压电阻R9组成，所述分压电阻R8和分压电阻R9串联后连接在电压转换电路的输出端，所述电压基准电路D2为三端取样集成电路，具体可采用TI公司的TLV431，TL431是精密电压基准集成电路，有的资料上称为电压调节器或三端取样集成电路。TL431有两种封装形式：一种为TO-92封装，它的外型和小功率塑封三极管一模一样；另一种为双列直插8脚塑封结构。TL431有三个引出脚，分别用K、R、A表示，其中K为控制端，R为取样端，A为接地端。所述电压基准电路D2的控制端连接在分压电阻R8和分压电阻R9之间，取样端通过光电耦合器U1的输入端和电压转换电路的输出端相连。实际工作中，在电压输出是正常值的情况下，采样电压小于TL431的参考电压，TL431处于关断状态，电源正常供电。如果电源电压输出高于正常输出值的情况下，采样电压大于TL431的参考电压，此时TL431导通，从而驱动后级的关断保护电路动作。
关断控制电路3：输入端和电压采样比较电路相连接收过压控制信号，输出端和电压转换电路相连，当接收到过压控制信号后及时关断输出并一直保持关断状态；所述关断控制电路包括光电耦合器U1、单向可控硅D1、MOS开关器Q1和三极管Q2，所述光电耦合器件U1的一个输出端通过电阻R5和输入电压相连，另一输出端通过下拉电阻R6接地，所述单向可控硅D1的阴极通过下拉电阻R6接地，所述单向可控硅D1的阳极通过电阻R3和输入电压相连，所述MOS开关器件Q1的源极和输入电压相连，所述三极管Q2的栅极和可控硅D1的阳极相连，所述MOS开关器件Q1的栅极通过电阻R2和三极管Q2的集电极相连，所述MOS开关器件Q1的漏极和电压转换电路的输入端相连，所述三极管Q2的发射极接地，当光电耦合器U1驱动打开时，驱动单向可控硅D1导通，从而关断MOS开关器Q1，使电压转换电路的电源关断。所述MOS开关器件Q1优选为P沟道MOS管，所述三极管Q2优选为NPN型三极管。
本发明提供的过电压关断保护电路，输出电压的设定值由以下公式决定：
V s e t = ( 1 + R 8 R 9 ) * V r e f
其中Vset是电路中所保护的电压值，Vref是TL431的基准电压。当输出电压Vo小于Vset时，V1小于电压基准电路D2的参考电压，电压基准电路D2处于关断状态。此时，光电耦合器U1未驱动，V2电压为由R6下拉到电源地，使单向可控硅D1处于关断状态。此时，电源输入通过R3和R4使Q2导通，从而使R1，R2，Q2回路存在电流，R1两端的电压降使Q1处于导通状态，电路正常供电。
当输出电压Vo大于Vset时，V1电压大于电压基准电路D2的参考电压，电压基准电路D2导通，导致光电耦合器U1导通。此时，光耦输出端导通使V2电压上升，驱动单向可控硅D1导通。单向可控硅D1导通导致Q2的基极电压被嵌位到电源地，从而使Q2关断。Q2关断使R1两端电压差为0，从而迫使Q1关断。Q1关断后，后端输出Vo为0，此时电压基准电路D2和光电耦合器U1均恢复到关断状态，V2电压也回复到0V，但由于单向可控硅固有特点，即使触发端电压撤销，其仍保持导通状态。因此使Q1一直保持关断状态。
综上所述，本发明提供的过电压关断保护电路，当产生过压时关断电压转换电路的输入并一直保持关断状态，使关断状态时开关管功耗接近为0，避免传统过压保护电路中开关管一直处于频繁开关状态而损坏元器件，从而使后级电路得到可靠保护；此外，本发明电路使用极少的元器件实现了保护功能，占用PCB面积小，电路结构简单，成本低廉，工作可靠。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (5)

1.一种过电压关断保护电路，其特征在于，包括：
电压转换电路：提供不同直流电压信号之间的转换；
电压采样比较电路：监视电压转换电路的输出电压信号，并与预设电压阈值比较，如果超过预设电压阈值，则输出过压控制信号至关断控制电路；
关断控制电路：输入端和电压采样比较电路相连接收过压控制信号，输出端和电压转换电路相连，当接收到过压控制信号后及时关断输出并一直保持关断状态；
所述关断控制电路包括光电耦合器U1、单向可控硅D1、MOS开关器Q1和三极管Q2，所述光电耦合器件U1的一个输出端通过电阻R5和输入电压相连，另一输出端通过下拉电阻R6接地，所述单向可控硅D1的控制极通过下拉电阻R6接地，所述单向可控硅D1的阳极通过电阻R3和输入电压相连，所述MOS开关器件Q1的源极和输入电压相连，所述三极管Q2的基极和可控硅D1的阳极相连，所述MOS开关器件Q1的栅极通过电阻R2和三极管Q2的集电极相连，所述MOS开关器件Q1的漏极和电压转换电路的输入端相连，所述三极管Q2的发射极接地，当光电耦合器U1驱动打开时，驱动单向可控硅D1导通，从而关断MOS开关器Q1，使电压转换电路的电源关断。
2.如权利要求1所述的过电压关断保护电路，其特征在于，所述电压转换电路为DC/DC转换模块或LDO稳压电源模块。
3.如权利要求1所述的过电压关断保护电路，其特征在于，所述电压采样比较电路包括电压采样电路和电压基准电路D2，所述电压采样电路由分压电阻R8和分压电阻R9组成，所述分压电阻R8和分压电阻R9串联后连接在电压转换电路的输出端，所述电压基准电路D2为三端取样集成电路，所述三端分别为控制端、取样端和接地端，所述电压基准电路D2的控制端连接在分压电阻R8和分压电阻R9之间，取样端通过光电耦合器U1的输入端和电压转换电路的输出端相连。
4.如权利要求1所述的过电压关断保护电路，其特征在于，所述MOS开关器件Q1为P沟道MOS管，所述三极管Q2为NPN型三极管。
5.如权利要求3所述的过电压关断保护电路，其特征在于，所述电压基准电路为TL431。
CN201310656913.4A 2013-12-06 2013-12-06 一种过电压关断保护电路 Active CN103606895B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310656913.4A CN103606895B (zh) 2013-12-06 2013-12-06 一种过电压关断保护电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310656913.4A CN103606895B (zh) 2013-12-06 2013-12-06 一种过电压关断保护电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103606895A CN103606895A (zh) 2014-02-26
CN103606895B true CN103606895B (zh) 2016-01-20

Family

ID=50125101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310656913.4A Active CN103606895B (zh) 2013-12-06 2013-12-06 一种过电压关断保护电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103606895B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104122925B (zh) * 2014-07-18 2015-08-05 上海凌阳科技有限公司 一种应用于电源管理单元的内部电源产生电路
CN105186444B (zh) * 2015-07-27 2019-02-05 昆山龙腾光电有限公司 一种供电保护电路
CN104953541B (zh) * 2015-07-29 2018-08-24 广东志高暖通设备股份有限公司 一种过电压保护装置
CN105337263A (zh) * 2015-11-13 2016-02-17 华南理工大学 一种用于dc/dc变换器输出过压保护电路及方法
CN109391133B (zh) * 2017-08-02 2020-10-20 深圳光峰科技股份有限公司 电源转换电路及投影机
US10193330B1 (en) * 2017-12-01 2019-01-29 Rockwell Automation Technologies, Inc. Safety system for motor drive
CN108429239A (zh) * 2018-04-24 2018-08-21 广州金升阳科技有限公司 一种输出过压保护电路及包含该电路的电源
CN110635457B (zh) * 2019-11-12 2022-03-29 苏州工业园区天和仪器有限公司 新型交流电压检测保护电路及方法
CN113161989B (zh) * 2021-04-27 2022-11-04 长城电源技术有限公司 数字电源及其故障检测电路、方法及计算机可读存储介质
CN114977116A (zh) * 2022-08-02 2022-08-30 青岛鼎信通讯股份有限公司 一种适用于电力产品的电池过流欠压保护电路

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2850128Y (zh) * 2005-08-10 2006-12-20 刘恩来 一种直流－直流电源转换器
CN101159372A (zh) * 2007-08-28 2008-04-09 东南大学 数字继电保护用开关电源
CN101447666A (zh) * 2007-11-27 2009-06-03 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 一种电源供电系统及电源过压安全保护控制方法
CN101715264A (zh) * 2009-12-02 2010-05-26 海洋王照明科技股份有限公司 一种过压锁定保护电路以及使用该电路的led驱动电路
CN202050366U (zh) * 2011-02-17 2011-11-23 昂宝电子（上海）有限公司 正激结构的开关电源电路
CN203607824U (zh) * 2013-12-06 2014-05-21 悉雅特万科思自动化(杭州)有限公司 一种过电压关断保护电路

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6683443B2 (en) * 2002-02-20 2004-01-27 Texas Instruments Incorporated Soft start circuit for regulated power supply
US7339359B2 (en) * 2005-03-18 2008-03-04 Fairchild Semiconductor Corporation Terminal for multiple functions in a power supply

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2850128Y (zh) * 2005-08-10 2006-12-20 刘恩来 一种直流－直流电源转换器
CN101159372A (zh) * 2007-08-28 2008-04-09 东南大学 数字继电保护用开关电源
CN101447666A (zh) * 2007-11-27 2009-06-03 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 一种电源供电系统及电源过压安全保护控制方法
CN101715264A (zh) * 2009-12-02 2010-05-26 海洋王照明科技股份有限公司 一种过压锁定保护电路以及使用该电路的led驱动电路
CN202050366U (zh) * 2011-02-17 2011-11-23 昂宝电子（上海）有限公司 正激结构的开关电源电路
CN203607824U (zh) * 2013-12-06 2014-05-21 悉雅特万科思自动化(杭州)有限公司 一种过电压关断保护电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN103606895A (zh) 2014-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103606895B (zh) 一种过电压关断保护电路
CN102315632B (zh) 抑制igbt过电流的驱动电路
CN102013802B (zh) 一种具有短路保护功能的boost电路
CN203166497U (zh) 一种防浪涌直流保护电路
CN203180783U (zh) 一种升压电路
CN202384752U (zh) 开关电源过流保护电路
CN101436771A (zh) 一种电源欠压保护电路及包含该保护电路的电源
CN102097778A (zh) 一种节能型欠压/过压保护装置
CN103457244A (zh) 一种dc/dc电源保护电路
CN201490686U (zh) 自复式过欠压保护器
CN202034765U (zh) 开关电源短路保护电路
CN212210475U (zh) 一种过流过压自锁保护电路
CN202888788U (zh) 一种过流保护电路和开关电源
CN202333786U (zh) 抑制igbt过电流的驱动电路
CN203607824U (zh) 一种过电压关断保护电路
CN203251078U (zh) 电机过流保护电路和电机驱动装置
CN104852563A (zh) 一种开关电源外部软启动电路
CN202043053U (zh) 一种带有欠压保护功能的开关电源
CN202797867U (zh) 短路保护电路及具有短路保护电路的电源电路
CN204131385U (zh) 开关电源过流保护电路
CN104393571A (zh) 一种igbt模块过流保护系统
CN204424877U (zh) 一种igbt模块过流保护系统
CN203368331U (zh) 一种带输入欠压保护的开关电源
CN202524600U (zh) 一种降压式led恒流驱动控制电路
CN108809069A (zh) 一种单周期峰值电流限制电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: MOX AUTOMATIC CONTROL INFORMATION (CHINA) CO., LTD

Free format text: FORMER OWNER: XIYATE WANKESI AUTOMATION (HANGZHOU) CO., LTD.

Effective date: 20140919

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 310023 HANGZHOU, ZHEJIANG PROVINCE TO: 314000 JIAXING, ZHEJIANG PROVINCE

TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20140919

Address after: Jiaxing City, Zhejiang province 314000 Nanhu District Ling Gong Tang Road No. 3339 (Jiaxing city) building A room 407

Applicant after: MOX AUTOMATIC CONTROL INFORMATION (CHINA) CO.,LTD.

Address before: 2, No. 3398, building 18, No. 310023, Tianmu Road, Hangzhou, Zhejiang

Applicant before: MOX BUILDING AUTOMATION (HANGZHOU) LTD.

C53 Correction of patent of invention or patent application
CB02 Change of applicant information

Address after: Jiaxing City, Zhejiang province 314000 Qunxian Road No. 130

Applicant after: MOX AUTOMATIC CONTROL INFORMATION (CHINA) CO.,LTD.

Address before: Jiaxing City, Zhejiang province 314000 Nanhu District Ling Gong Tang Road No. 3339 (Jiaxing city) building A room 407

Applicant before: MOX AUTOMATIC CONTROL INFORMATION (CHINA) CO.,LTD.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: Overvoltage turn-off protection circuit

Effective date of registration: 20160711

Granted publication date: 20160120

Pledgee: Industrial Commercial Bank of China Ltd. Jiaxing branch

Pledgor: MOX AUTOMATIC CONTROL INFORMATION (CHINA) CO.,LTD.

Registration number: 2015330000067

PLDC Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model
PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right

Date of cancellation: 20200318

Granted publication date: 20160120

Pledgee: Industrial Commercial Bank of China Ltd. Jiaxing branch

Pledgor: MOX AUTOMATIC CONTROL INFORMATION (CHINA) Co.,Ltd.

Registration number: 2015330000067

PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: Overvoltage turn-off protection circuit

Effective date of registration: 20200319

Granted publication date: 20160120

Pledgee: Industrial Commercial Bank of China Ltd. Jiaxing branch

Pledgor: MOX AUTOMATIC CONTROL INFORMATION (CHINA) Co.,Ltd.

Registration number: Y2020330000105

CP03 Change of name, title or address

Address after: No. 130, Qunxian Road, Jiaxing City, Zhejiang Province, 314033

Patentee after: Vankes Automatic Control Equipment (China) Co.,Ltd.

Address before: No.130 Qunxian Road, Jiaxing, Zhejiang 314000

Patentee before: MOX AUTOMATIC CONTROL INFORMATION (CHINA) CO.,LTD.

CP03 Change of name, title or address
PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right
PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right

Date of cancellation: 20230915

Granted publication date: 20160120

Pledgee: Industrial Commercial Bank of China Ltd. Jiaxing branch

Pledgor: MOX AUTOMATIC CONTROL INFORMATION (CHINA) CO.,LTD.

Registration number: Y2020330000105

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: An overvoltage shutdown protection circuit

Effective date of registration: 20230918

Granted publication date: 20160120

Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Limited Jiaxing Nanhu Branch

Pledgor: Vankes Automatic Control Equipment (China) Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980057447

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right