CN104821554A - 一种稳压管构成dc/dc电源输入过压欠压保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稳压管构成DC/DC电源输入过压欠压保护装置，包括低门限电路、高门限电路、第一开关电路和第二开关电路；输入电压输入低门限电路和高门限电路中，与低门限电路、高门限电路的门限值进行比较，分别控制第一开关电路、第二开关电路的导通或截止；输入电压在低门限电路和高门限电路的两个门限值的范围内时，隔离开关电源正常工作；输入电压在两个门限值的范围外时，电源控制器的电源Vdd被拉低，小于电源控制器的开启电压，隔离开关电源不工作。本发明通过设置两个稳压值设置了隔离开关电源的输入过压欠压保护门限，节约了成本，有利于DC-DC电源的小型化集成；克服了输入电压范围受限的缺陷，设计电压范围较宽。
Description
技术领域
本发明涉及一种稳压管构成DC/DC电源输入过压欠压保护装置，属于电路技术领域。
背景技术
现有技术中的隔离DC-DC电源的输入过压欠压保护装置一般都采用由基准源、比较器和MOS开关构成，比较器和基准源都需要两路，且需要电源供电，结构复杂，成本较高。
还有的输出过压保护装置是通过关断原边控制器，分为故障时永久关断输出和故障时振荡输出脉冲两种保护形式。振荡输出脉冲，不断造成电源重新启动，对电源本身产生可靠性影响，不能在线检查负载故障。
还有的电路采用两个TL431构成过压欠压保护装置，缺点是PMOS开关管栅极电压范围0-20V确定了输入电压的范围受限。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种稳压管构成DC/DC电源输入过压欠压保护装置，采用两高稳定稳压管构成的电路是直接关断开关电源的控制器电源，起到输入电源的过压欠压保护的功能作用，简化了结构利于电路小型化，并克服了输入电压范围受限的技术缺陷。
为解决上述技术问题，本发明提供一种稳压管构成DC/DC电源输入过压欠压保护装置，其特征是，
包括低门限电路、高门限电路、第一开关电路和第二开关电路；高门限电路的门限值大于低门限电路的门限值；
DC-DC电源的输入电压输入低门限电路和高门限电路中，与低门限电路、高门限电路的门限值进行比较，分别控制第一开关电路、第二开关电路的导通或截止；
输入电压在低门限电路和高门限电路的两个门限值的范围内时，隔离开关电源正常工作；输入电压在在两个门限值的范围外时，电源控制器的电源Vdd被拉低，小于电源控制器的开启电压，隔离开关电源不工作。
当输入电压Vcc小于低门限电路的门限值时，低门限电路控制第一开关电路1不导通，高门限电路控制第二开关电路导通，电源控制器的电源Vdd小于电源控制器的开启电压，隔离开关电源关断不工作；
当输入电压Vcc大于低门限电路的门限值，而小于高门限电路的门限值时， 高门限电路控制第二开关电路不导通，电源控制器的电源Vdd就为Vdd输出电压，电源控制器供电正常，隔离开关电源正常工作；
当输入电压Vcc大于高门限电路的门限值时，高门限电路控制第二开关电路导通，电源控制器的电源Vdd远小于电源控制器的开启电压，隔离开关电源关断不工作。
低门限电路和高门限电路中均包括一稳压管，且高门限电路中的稳压管的稳压值大于低门限电路中的稳压管的稳压值。
第一开关电路和第二开关电路中分别包括一连接至低门限电路和高门限电路中的开关管，第二开关电路中的开关管连接至电源控制器的电源Vdd。
低门限电路包括串联的第一稳压管和第一电阻；高门限电路包括串联的第三稳压管和第六电阻；第一稳压管、第三稳压管的负极均接输入电压Vcc，第一电阻、第六电阻均接地。
第一开关电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻和第二开关管；
第二电阻的一端连接至低门限电路中稳压管的正极，第二电阻另一端连接至第二开关管的基极；第二开关管的集电极接地，发射极与第三电阻、第四电阻的一端共连；第三电阻另一端接输入电压Vcc，第四电阻另一端连接至第二开关电路中；
第二开关电路包括第五电阻和第四开关管；第五电阻一端连接至第一开关电路中；第五电阻另一端连接至第四开关管的基极，第四开关管的集电极接地，发射极连接至电源控制器的电源Vdd。
第一开关电路和第二开关电路中的开关管均为NPN型三极管。
本发明所达到的有益效果：
本发明通过设置两个高稳定稳压管的稳压数值设置了隔离开关电源的输入过压欠压保护门限，取代了传统的由基准源和比较器，和MOS开关构成的复杂拓扑，节约了成本；克服了传统结构中输入电压范围受限的技术缺陷，设计电压范围较宽。节约了成本、有利于DC-DC电源的小型化集成。
附图说明
图1是稳压管构成隔离DC-DC电源的输入过压欠压保护装置。
图2为一实施例稳压管构成隔离DC-DC电源的输入过压欠压保护装置电路图。
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。
由图1所示，本发明是一种高稳定稳压管构成隔离DC-DC电源的输入过压欠压保护装置，主要包括低门限电路、高门限电路、开关电路1和开关电路2。高门限电路的门限值大于低门限电路的门限值。DC-DC电源的输入电压输入低门限电路和高门限电路中，与低门限电路、高门限电路的门限值进行比较，分别控制开关电路1、开关电路2的导通或截止。
当输入电压Vcc小于低门限电路的门限值时，低门限电路控制开关电路1不导通，高门限电路控制开关电路2导通，电源控制器的电源Vdd远小于电源控制器的开启电压，隔离开关电源关断不工作；
当输入电压Vcc大于低门限电路的门限值，而小于高门限电路的门限值时， 高门限电路控制开关电路2不导通，电源控制器的电源Vdd就为Vdd输出电压，电源控制器供电正常，隔离开关电源正常工作；
当输入电压Vcc大于高门限电路的门限值时，高门限电路控制开关电路2导通，电源控制器的电源Vdd远小于电源控制器的开启电压，隔离开关电源关断不工作。
图2为高稳定稳压管构成隔离DC-DC电源的输入过压欠压保护装置一实施例电路图，图中Vcc是DC-DC电源的输入电压，Vdd是开关电源控制器的电源。由图2可以看出，低门限电路是由稳压管V1和电阻R1构成的；高门限电路是由稳压管V3和电阻R6构成的，V3的稳压数值大于V1的稳压数值；开关电路1是由电阻R2、R3、R4和开关管V2构成；开关电路2是由电阻R5和开关管V4构成。
稳压管V1负极接输入电压Vcc，正极与电阻R1、电阻R2的一端共连，电阻R1另一端接地，电阻R2另一端连接至开关管V2的基极；开关管V2的集电极接地，发射极与电阻R3、R4的一端共连，本实施例中开关管V2选择NPN型三极管。电阻R3另一端接输入电压Vcc，电阻R4另一端连接至稳压管V3与电阻R6的共接点。稳压管V3的负极接输入电压Vcc，正极与电阻R6的一端共连，电阻R6另一端接地。电阻R5一端连接至稳压管V3与电阻R6的共接点，另一端连接至开关管V4的基极，开关管V4的集电极接地，发射极连接至电源控制器的电源Vdd，本实施例中开关管V4选择NPN型三极管。
工作原理：
当输入电压Vcc小于稳压管V1的稳压电压数值时，电阻R1上无电压压降，开关管V2不导通，输入电压Vcc通过电阻R3、R4和R6分压，设计电阻比值保证电阻R6上的压降大于0.7V，开关管V4导通，电源控制器的电源Vdd就被拉为低电平，使远小于电源控制器的开启电压，隔离开关电源关断不工作；
当输入电压Vcc大于稳压管V1的稳压电压数值，而小于稳压管V3的数值时，同时稳压管V3不导通，电阻R6上电压远低于0.7V,开关管V4不导通，电源控制器的电源Vdd就为Vdd输出电压，电源控制器供电正常，隔离开关电源正常工作；
当输入电压Vcc大于稳压管V3的稳压电压数值时，电阻R6上有电压压降，当压降大于0.7V时，开关管V4导通，电源控制器的电源Vdd就被拉为低电平，使远小于电源控制器的开启电压，隔离开关电源关断不工作。
总之，输入电源电压在稳压管V1和稳压管V3两稳压管稳压的数值范围内时，隔离开关电源正常工作，当在这个电压范围之外时，电源控制器的电源Vdd被拉低，隔离开关电源不工作，从而起到欠压和过压保护的功能。
本发明独创性主要体现在：通过设置两个高稳定稳压管的稳压数值设置了隔离开关电源的输入过压欠压保护门限，取代了传统的由基准源和比较器，和MOS开关构成的复杂拓扑，节约了成本；克服了传统结构中输入电压范围受限的技术缺陷，设计电压范围较宽。经济价值：节约了成本、有利于DC-DC电源的小型化集成。技术价值：输入电源电压设计范围较宽。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1. 一种稳压管构成DC/DC电源输入过压欠压保护装置，其特征是，
包括低门限电路、高门限电路、第一开关电路和第二开关电路；高门限电路的门限值大于低门限电路的门限值；
DC-DC电源的输入电压输入低门限电路和高门限电路中，与低门限电路、高门限电路的门限值进行比较，分别控制第一开关电路、第二开关电路的导通或截止；
输入电压在低门限电路和高门限电路的两个门限值的范围内时，隔离开关电源正常工作；输入电压在在两个门限值的范围外时，电源控制器的电源Vdd被拉低，小于电源控制器的开启电压，隔离开关电源不工作。
2.根据权利要求1所述的稳压管构成DC/DC电源输入过压欠压保护装置，其特征是，
当输入电压Vcc小于低门限电路的门限值时，低门限电路控制第一开关电路1不导通，高门限电路控制第二开关电路导通，电源控制器的电源Vdd小于电源控制器的开启电压，隔离开关电源关断不工作；
当输入电压Vcc大于低门限电路的门限值，而小于高门限电路的门限值时， 高门限电路控制第二开关电路不导通，电源控制器的电源Vdd就为Vdd输出电压，电源控制器供电正常，隔离开关电源正常工作；
当输入电压Vcc大于高门限电路的门限值时，高门限电路控制第二开关电路导通，电源控制器的电源Vdd远小于电源控制器的开启电压，隔离开关电源关断不工作。
3.根据权利要求1或2所述的稳压管构成DC/DC电源输入过压欠压保护装置，其特征是，低门限电路和高门限电路中均包括一稳压管，且高门限电路中的稳压管的稳压值大于低门限电路中的稳压管的稳压值。
4.根据权利要求1、2或3所述的稳压管构成DC/DC电源输入过压欠压保护装置，其特征是，第一开关电路和第二开关电路中分别包括一连接至低门限电路和高门限电路中的开关管，第二开关电路中的开关管连接至电源控制器的电源Vdd。
5.根据权利要求3所述的稳压管构成DC/DC电源输入过压欠压保护装置，其特征是，低门限电路包括串联的第一稳压管和第一电阻；高门限电路包括串联的第三稳压管和第六电阻；第一稳压管、第三稳压管的负极均接输入电压Vcc，第一电阻、第六电阻均接地。
6.根据权利要求4所述的稳压管构成DC/DC电源输入过压欠压保护装置，其特征是，第一开关电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻和第二开关管；
第二电阻的一端连接至低门限电路中稳压管的正极，第二电阻另一端连接至第二开关管的基极；第二开关管的集电极接地，发射极与第三电阻、第四电阻的一端共连；第三电阻另一端接输入电压Vcc，第四电阻另一端连接至第二开关电路中。
7.根据权利要求4所述的稳压管构成DC/DC电源输入过压欠压保护装置，其特征是，第二开关电路包括第五电阻和第四开关管；第五电阻一端连接至第一开关电路中；第五电阻另一端连接至第四开关管的基极，第四开关管的集电极接地，发射极连接至电源控制器的电源Vdd。
8.根据权利要求4所述的稳压管构成DC/DC电源输入过压欠压保护装置，其特征是，第一开关电路和第二开关电路中的开关管均为NPN型三极管。
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