CN103855678A - 驱动电源的过压欠压保护电路 - Google Patents
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Abstract
一种驱动电源的过压欠压保护电路，包括电压转换模块、过压保护模块、欠压保护模块及开关模块；电压转换模块用于将驱动电源电压转换为第一基准电压和第二基准电压，其中，过压保护模块的第一输入端输入的驱动电源电压高于第一基准电压时，过压保护模块控制开关模块截止，与开关模块连接的驱动电源断开；欠压保护模块的第二输入端输入的驱动电源电压低于第二基准电压时，欠压保护模块控制开关模块截止，与开关模块连接的驱动电源断开。从而实现在出现过压欠压等异常现象时对驱动电源的保护，避免驱动电源受到损坏。
Description
技术领域
本发明涉及异常保护电路，特别是涉及一种驱动电源的过压欠压保护电路。
背景技术
驱动电源是把电源转换成特定的电压电流以驱动电子产品正常工作的电压转换器。一般来说，采用驱动电源的电子产品对电路的输出电压和电流要求较高，即当电源的输出电压过高或过低时都会对电子产品造成损坏。例如，灯具的驱动电源供电电压过高时，会导致灯具烧毁，同时也损坏了驱动电源。而在驱动电源过低时，可能会导致驱动电源内的电流增大以致损坏驱动电源。
发明内容
基于此，提供一种驱动电源电路异常的驱动电源的过压欠压保护电路。
一种驱动电源的过压欠压保护电路，包括电压转换模块、过压保护模块、欠压保护模块及开关模块；
所述电压转换模块用于将驱动电源电压转换为第一基准电压和第二基准电压，所述第一基准电压输入到所述过压保护模块，所述第二基准电压输入到所述欠压保护模块；
所述过压保护模块包括用于输入驱动电源电压的第一输入端、输入第一基准电压的第二输入端及与所述开关模块的输入端连接的输出端；
所述欠压保护模块包括用于输入第二基准电压的第一输入端、用于输入驱动电源电压的第二输入端及与所述开关模块的输入端连接的输出端；
所述开关模块的输出端用于与所述驱动电源连接；
其中，所述过压保护模块的第一输入端输入的驱动电源电压高于所述第一基准电压时，所述过压保护模块控制所述开关模块截止，与所述开关模块连接的驱动电源断开；
所述欠压保护模块的第二输入端输入的驱动电源电压低于所述第二基准电压时，所述欠压保护模块控制所述开关模块截止，与所述开关模块连接的驱动电源断开。
在其中一个实施例中，所述电压转换模块包括电压转换芯片U1、分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3和稳压二极管D2；
所述电压转换芯片U1的输入端接驱动电源，所述电压转换芯片U1的接地端接地，所述分压电阻R1和所述稳压二极管D2串联于所述电压转换芯片U1的输出端和接地端之间，其中所述稳压二极管D2的正极接地；
所述分压电阻R2和所述分压电阻R3串联后并联于所述稳压二极管D2两端；
所述分压电阻R1和所述稳压二极管D2的公共端输出所述第一基准电压；
所述分压电阻R2和所述分压电阻R3的公共端输出所述第二基准电压。
在其中一个实施例中，所述过压保护模块包括运算放大器U2、分压电阻R6和分压电阻R7；
所述分压电阻R6和所述分压电阻R7串联于所述驱动电源和接地端之间，所述分压电阻R6靠近所述驱动电源连接；所述分压电阻R6和所述分压电阻R7的公共端与所述运算放大器U2的正相输入端连接，所述运算放大器U2的反相输入端输入所述第一基准电压；
所述分压电阻R6接所述驱动电源的一端为所述过压保护模块的第一输入端，所述运算放大器U2的反相输入端为所述过压保护模块的第二输入端，所述运算放大器U2的输出端为所述过压保护模块的输出端。
在其中一个实施例中，所述过压保护模块还包括分压电阻R8、二极管D3和二极管D6；
所述分压电阻R8与所述二极管D3串联于所述运算放大器U2的正相输入端和输出端之间，所述二极管D3的负极与所述运算放大器U2的正相输入端连接，所述二极管D6的正极与所述运算放大器U2的输出端连接，所述二极管D6的负极与所述开关模块的输入端连接。
在其中一个实施例中，所述欠压保护模块包括运算放大器U3、分压电阻R4和分压电阻R5；
所述分压电阻R4和所述分压电阻R5串联于所述驱动电源和接地端之间，所述分压电阻R4靠近所述驱动电源连接；所述分压电阻R4和所述分压电阻R5的公共端与所述运算放大器U3的反相输入端连接，所述运算放大器U3的正相输入端输入所述第二基准电压；
所述分压电阻R4接所述驱动电源的一端为所述欠压保护模块的第二输入端，所述运算放大器U3的正相输入端为所述欠压保护模块的第一输入端，所述运算放大器U3的输出端为所述欠压保护模块的输出端。
在其中一个实施例中，所述欠压保护模块还包括分压电阻R9、二极管D4和二极管D5；
所述分压电阻R9与所述二极管D4串联于所述运算放大器U3的正相输入端和输出端之间，所述二极管D4的负极与所述运算放大器U3的正相输入端连接，所述二极管D5的正极与所述运算放大器U2的输出端连接，所述二极管D5的负极与所述开关模块的输入端连接。
在其中一个实施例中，所述开关模块包括三极管Q1和继电器K1；
所述三极管Q1的发射极接地，所述继电器K1的电子线圈串联于电源正极和所述三极管Q1的集电极之间，所述继电器K1的常闭开关串联于驱动电源和负载之间，所述继电器K1的电子线圈得电时，所述继电器K1的常闭开关断开；
所述三极管Q1的基极为所述开关模块的输入端，所述继电器K1的常闭开关为所述开关模块的输出端。
在其中一个实施例中，所述开关模块还包括分压电阻R10和分压电阻R11；
所述分压电阻R10和所述分压电阻R11串联于所述过压保护模块的输出端和接地端之间，所述分压电阻R10和所述分压电阻R11的公共端与所述三极管Q1的基极连接。
在其中一个实施例中，所述开关模块还包括二极管D1，所述二极管D1与所述继电器K1的电子线圈并联；所述二极管D1的负极与电源正极连接。
在其中一个实施例中，所述电源正极为所述过压保护模块、所述欠压保护模块及所述开关模块的工作电源正极。
上述驱动电源的过压欠压保护电路在过压保护模块和欠压保护模块分别输入第一基准电压和第二基准电压，通过过压保护模块监控驱动电源的电压是否高于第一基准电压及通过欠压保护模块监控驱动电源的电压是否低于第二基准电压。在过压保护模块检测到驱动电源的电压高于第一基准电压时，过压保护模块控制开关模块截止，从而断开驱动电源。在欠压保护模块检测到驱动电源的电压低于第二基准电压时，欠压保护模块控制开关模块截止，从而断开驱动电源。从而实现在出现过压欠压等异常现象时对驱动电源的保护，避免驱动电源受到损坏。
附图说明
图1为驱动电源的过压欠压保护电路的模块图；
图2为驱动电源的过压欠压保护电压的原理图。
具体实施方式
如图1所示，为驱动电源的过压欠压保护电路。
一种驱动电源的过压欠压保护电路，包括电压转换模块101、过压保护模块103、欠压保护模块105及开关模块107。
电压转换模块101用于将驱动电源电压转换为第一基准电压和第二基准电压，第一基准电压输入到过压保护模块103，第二基准电压输入到欠压保护模块105。
过压保护模块103包括用于输入驱动电源电压的第一输入端、输入第一基准电压的第二输入端及与开关模块107的输入端连接的输出端。
欠压保护模块105包括用于输入第二基准电压的第一输入端、用于输入驱动电源电压的第二输入端及与开关模块107的输入端连接的输出端。
开关模块107的输出端用于与驱动电源连接。
其中，过压保护模块103的第一输入端输入的驱动电源电压高于第一基准电压时，过压保护模块103控制开关模块107截止，与开关模块107连接的驱动电源断开。
欠压保护模块105的第二输入端输入的驱动电源电压低于第二基准电压时，欠压保护模块105控制开关模块107截止，与开关模块107连接的驱动电源断开。
电压转换模块101将驱动电源的输入电压转换成过压保护模块103及欠压保护模块105需要的基准电压。
过压保护模块103根据输入的第一基准电压及驱动电源的输入电压控制开关模块107的导通和截止。其中，当驱动电源的输入电压高于第一基准电压时，此时驱动电源处于过压状态。因此，过压保护模块103控制开关模块107截止，因而与开关模块107连接的驱动电源断开，不再对负载供电，以达到保护驱动电源和负载的效果。在驱动电源的输入电压低于第一基准电压时，开关模块107导通，驱动电源对负载供电。
欠压保护模块105根据输入的第二基准电压及驱动电源的输入电压控制开关模块107的导通和截止。其中，当驱动电源的输入电压低于第一基准电压时，此时驱动电源处于欠压状态。因此，欠压保护模块105控制开关模块107截止，因而与开关模块107连接的驱动电源断开，以达到避免驱动电源因欠压状态出现大电流对驱动电源造成损坏。在驱动电源的输入电压高于第一基准电压时，开关模块107导通，驱动电源对负载供电。
请结合图2。
电压转换模块101包括电压转换芯片U1、分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3和稳压二极管D2。
电压转换芯片U1的输入端接驱动电源Vin，电压转换芯片U1的接地端接地，分压电阻R1和稳压二极管D2串联于电压转换芯片U1的输出端和接地端之间，其中稳压二极管D2的正极接地。
分压电阻R2和分压电阻R3串联后并联于稳压二极管D2两端。
分压电阻R1和稳压二极管D2的公共端输出第一基准电压。
分压电阻R2和分压电阻R3的公共端输出第二基准电压。
过压保护模块103包括运算放大器U2、分压电阻R6和分压电阻R7。
分压电阻R6和分压电阻R7串联于驱动电源Vin和接地端之间，分压电阻R6靠近驱动电源连接；分压电阻R6和分压电阻R7的公共端与运算放大器U2的正相输入端连接，运算放大器U2的反相输入端输入第一基准电压。
分压电阻R6接驱动电源的一端为过压保护模块103的第一输入端，运算放大器U2的反相输入端为过压保护模块103的第二输入端，运算放大器U2的输出端为过压保护模块103的输出端。
过压保护模块103还包括分压电阻R8、二极管D3和二极管D6。
分压电阻R8与二极管D3串联于运算放大器U2的正相输入端和输出端之间，二极管D3的负极与运算放大器U2的正相输入端连接，二极管D6的正极与运算放大器U2的输出端连接，二极管D6的负极与开关模块107的输入端连接。
欠压保护模块105包括运算放大器U3、分压电阻R4和分压电阻R5。
分压电阻R4和分压电阻R5串联于驱动电源和接地端之间，分压电阻R4靠近驱动电源连接；分压电阻R4和分压电阻R5的公共端与运算放大器U3的反相输入端连接，运算放大器U3的正相输入端输入第二基准电压。
分压电阻R4接驱动电源的一端为欠压保护模块105的第二输入端，运算放大器U3的正相输入端为欠压保护模块105的第一输入端，运算放大器U3的输出端为欠压保护模块105的输出端。
欠压保护模块105还包括分压电阻R9、二极管D4和二极管D5。
分压电阻R9与二极管D4串联于运算放大器U3的正相输入端和输出端之间，二极管D4的负极与运算放大器U3的正相输入端连接，二极管D5的正极与运算放大器U2的输出端连接，二极管D5的负极与开关模块107的输入端连接。
运算放大器U2和运算放大器U3的型号均为LM324。
开关模块107包括三极管Q1和继电器K1。
三极管Q1的发射极接地，继电器K1的电子线圈串联于电源正极和三极管Q1的集电极之间，继电器K1的常闭开关串联于驱动电源和负载之间，继电器K1的电子线圈得电时，继电器K1的常闭开关断开。
三极管Q1的基极为开关模块107的输入端，继电器K1的常闭开关为开关模块107的输出端。
开关模块107还包括分压电阻R10和分压电阻R11。
分压电阻R10和分压电阻R11串联于过压保护模块的输出端和接地端之间，分压电阻R10和分压电阻R11的公共端与三极管Q1的基极连接。
开关模块107还包括二极管D1，二极管D1与继电器K1的电子线圈并联；二极管D1的负极与电源正极连接。
在上述所有实施例中，电源正极为过压保护模块103、欠压保护模块105及开关模块107的工作电源正极。
基于上述所有实施例，驱动电源的过压欠压保护电路的工作原理如下：
驱动电源的输出电压分别接电压转换芯片U1的输入端、分压电阻R6及分压电阻R4。其中电压转换芯片U1将驱动电源的输出电压转换成过压保护模块103所需的第一基准电压及欠压保护模块105所需的第二基准电压。具体的，分压电阻R1、分压电阻R2和分压电阻R3串联于电压转换芯片U1的输出端和接地端之间。因而，分压电阻R1和分压电阻R2的公共端输出的为第一基准电压，分压电阻R2和分压电阻R3的公共端输出的为第二基准电压。
为避免电源反接，因而，在输出第一基准电压的输出端和接地端之间串联稳压二极管D2。
分压电阻R4、分压电阻R5、分压电阻R6及分压电阻R7将驱动电源的电压对应分压给运算放大器U2和运算放大器U3。具体地，分压电阻R4和分压电阻R5串联后的公共端与运算放大器U2的正相输入端连接，分压电阻R6和分压电阻R7串联后的公共端与运算放大器U3的反相输入端连接。
运算放大器U2和运算放大器U3分别将经由分压电阻分压后的驱动电源电压与基准电压进行比较。当运算放大器U2的正相输入端的输入电压高于第一基准电压时，运算放大器U2输出高电平，高电平经由二极管D6和分压电阻R10传输后，输出给三极管Q1的基极，三极管Q1导通，与三极管Q1的集电极连接继电器K1的电子线圈得电，继电器K1的常闭开关断开，即驱动电源与负载之间断开，驱动电源停止工作。
当运算放大器U3的反相输入端的输入电压低于第二基准电压时，运算放大器U3输出高电平，高电平经由二极管D5和分压电阻R10传输后，输出给三极管Q1的基极，三极管Q1导通，与三极管Q1的集电极连接继电器K1的电子线圈得电，继电器K1的常闭开关断开，即驱动电源与负载之间断开，驱动电源停止工作。
因而，在驱动电源电路出现过压或欠压时，过压保护模块103和欠压保护模块105对应作出控制开关模块107截止的动作，使驱动电源停止工作，从而达到保护驱动电源的目的。
上述驱动电源的过压欠压保护电路在过压保护模块103和欠压保护模块105分别输入第一基准电压和第二基准电压，通过过压保护模块103监控驱动电源的电压是否高于第一基准电压及通过欠压保护模块105监控驱动电源的电压是否低于第二基准电压。在过压保护模块103检测到驱动电源的电压高于第一基准电压时，过压保护模块103控制开关模块107截止，从而断开驱动电源。在欠压保护模块105检测到驱动电源的电压低于第二基准电压时，欠压保护模块105控制开关模块107截止，从而断开驱动电源。从而实现在出现过压欠压等异常现象时对驱动电源的保护，避免驱动电源受到损坏。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种驱动电源的过压欠压保护电路，其特征在于，包括电压转换模块、过压保护模块、欠压保护模块及开关模块；
所述电压转换模块用于将驱动电源电压转换为第一基准电压和第二基准电压，所述第一基准电压输入到所述过压保护模块，所述第二基准电压输入到所述欠压保护模块；
所述过压保护模块包括用于输入驱动电源电压的第一输入端、输入第一基准电压的第二输入端及与所述开关模块的输入端连接的输出端；
所述欠压保护模块包括用于输入第二基准电压的第一输入端、用于输入驱动电源电压的第二输入端及与所述开关模块的输入端连接的输出端；
所述开关模块的输出端用于与所述驱动电源连接；
其中，所述过压保护模块的第一输入端输入的驱动电源电压高于所述第一基准电压时，所述过压保护模块控制所述开关模块截止，与所述开关模块连接的驱动电源断开；
所述欠压保护模块的第二输入端输入的驱动电源电压低于所述第二基准电压时，所述欠压保护模块控制所述开关模块截止，与所述开关模块连接的驱动电源断开。
2.根据权利要求1所述的驱动电源的过压欠压保护电路，其特征在于，所述电压转换模块包括电压转换芯片U1、分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3和稳压二极管D2；
所述电压转换芯片U1的输入端接驱动电源，所述电压转换芯片U1的接地端接地，所述分压电阻R1和所述稳压二极管D2串联于所述电压转换芯片U1的输出端和接地端之间，其中所述稳压二极管D2的正极接地；
所述分压电阻R2和所述分压电阻R3串联后并联于所述稳压二极管D2两端；
所述分压电阻R1和所述稳压二极管D2的公共端输出所述第一基准电压；
所述分压电阻R2和所述分压电阻R3的公共端输出所述第二基准电压。
3.根据权利要求1所述的驱动电源的过压欠压保护电路，其特征在于，所述过压保护模块包括运算放大器U2、分压电阻R6和分压电阻R7；
所述分压电阻R6和所述分压电阻R7串联于所述驱动电源和接地端之间，所述分压电阻R6靠近所述驱动电源连接；所述分压电阻R6和所述分压电阻R7的公共端与所述运算放大器U2的正相输入端连接，所述运算放大器U2的反相输入端输入所述第一基准电压；
所述分压电阻R6接所述驱动电源的一端为所述过压保护模块的第一输入端，所述运算放大器U2的反相输入端为所述过压保护模块的第二输入端，所述运算放大器U2的输出端为所述过压保护模块的输出端。
4.根据权利要求3所述的驱动电源的过压欠压保护电路，其特征在于，所述过压保护模块还包括分压电阻R8、二极管D3和二极管D6；
所述分压电阻R8与所述二极管D3串联于所述运算放大器U2的正相输入端和输出端之间，所述二极管D3的负极与所述运算放大器U2的正相输入端连接，所述二极管D6的正极与所述运算放大器U2的输出端连接，所述二极管D6的负极与所述开关模块的输入端连接。
5.根据权利要求1所述的驱动电源的过压欠压保护电路，其特征在于，所述欠压保护模块包括运算放大器U3、分压电阻R4和分压电阻R5；
所述分压电阻R4和所述分压电阻R5串联于所述驱动电源和接地端之间，所述分压电阻R4靠近所述驱动电源连接；所述分压电阻R4和所述分压电阻R5的公共端与所述运算放大器U3的反相输入端连接，所述运算放大器U3的正相输入端输入所述第二基准电压；
所述分压电阻R4接所述驱动电源的一端为所述欠压保护模块的第二输入端，所述运算放大器U3的正相输入端为所述欠压保护模块的第一输入端，所述运算放大器U3的输出端为所述欠压保护模块的输出端。
6.根据权利要求5所述的驱动电源的过压欠压保护电路，其特征在于，所述欠压保护模块还包括分压电阻R9、二极管D4和二极管D5；
所述分压电阻R9与所述二极管D4串联于所述运算放大器U3的正相输入端和输出端之间，所述二极管D4的负极与所述运算放大器U3的正相输入端连接，所述二极管D5的正极与所述运算放大器U2的输出端连接，所述二极管D5的负极与所述开关模块的输入端连接。
7.根据权利要求1所述的驱动电源的过压欠压保护电路，其特征在于，所述开关模块包括三极管Q1和继电器K1；
所述三极管Q1的发射极接地，所述继电器K1的电子线圈串联于电源正极和所述三极管Q1的集电极之间，所述继电器K1的常闭开关串联于驱动电源和负载之间，所述继电器K1的电子线圈得电时，所述继电器K1的常闭开关断开；
所述三极管Q1的基极为所述开关模块的输入端，所述继电器K1的常闭开关为所述开关模块的输出端。
8.根据权利要求7所述的驱动电源的过压欠压保护电路，其特征在于，所述开关模块还包括分压电阻R10和分压电阻R11；
所述分压电阻R10和所述分压电阻R11串联于所述过压保护模块的输出端和接地端之间，所述分压电阻R10和所述分压电阻R11的公共端与所述三极管Q1的基极连接。
9.根据权利要求7所述的驱动电源的过压欠压保护电路，其特征在于，所述开关模块还包括二极管D1，所述二极管D1与所述继电器K1的电子线圈并联；所述二极管D1的负极与电源正极连接。
10.根据权利要求7所述的驱动电源的过压欠压保护电路，其特征在于，所述电源正极为所述过压保护模块、所述欠压保护模块及所述开关模块的工作电源正极。
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