CN105703614B - 一种防反接防倒灌保护电路 - Google Patents
一种防反接防倒灌保护电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105703614B CN105703614B CN201511011573.5A CN201511011573A CN105703614B CN 105703614 B CN105703614 B CN 105703614B CN 201511011573 A CN201511011573 A CN 201511011573A CN 105703614 B CN105703614 B CN 105703614B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- oxide
- function control
- metal
- reverse
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
一种防反接防倒灌保护电路，包括连接在开关电源和负载端之间的功能控制电路和功能功率电路，所述功能控制电路包括并联连接的防倒灌保护电路和防反接保护电路，防倒灌保护电路和防反接保护电路的输入端连接负载端，防倒灌保护电路和防反接保护电路输出的功能控制端连接功能功率电路的控制端；所述功能功率电路的输入端分别连接开关电源输出端和功能控制电路的功能控制端，功能功率电路的输出端连接负载端。本发明可以有效防止负载极性反接和负载端电压大于开关电源输出电压时损坏开关电源现象的发生，达到保护开关电源的目的；具有结构简单、成本低廉、实用方便、且性能可靠的优点。
Description
技术领域
本发明涉及电源技术领域，特别是一种设置在开关电源输出端与负载之间用于保护开关电源的保护电路。
背景技术
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。随着电力电子技术的高速发展，开关电源的应用领域越来越广，特别是在电池组充电设备、直流电机等方面也得到了广泛应用。
开关电源应用于电池组充电设备时，如电池组的极性接反，电池组的电压可通过开关电源整流管和高频功率变压器短路，损坏开关电源。为防止电池组极性反接情况的出现，传统做法是在开关电源的输出端反向并联一支大电流二极管，在输出端口串联一支熔断器，当电池组反接时，电池组电流流经二极管和熔断器，熔断器瞬时断开保护开关电源不会损坏，但是熔断器熔断必须更换，这样增加了维修和人力成本。
开关电源应用于直流电机时，其负载为感性负载，如发生电机刹车和电机阻转的情况，开关电源的输出端会产生很高的电压尖峰，这样的电压尖峰会使开关电源输出滤波电路中的滤波电容超出其耐压值而损坏，同时开关电源的电压采样电路会采到较高的输出电压从而触发开关电源的输出过压保护电路使开关电源关断输出。为防止负载端出现尖峰电压损坏开关电源情况的出现，传统的做法是在开关电源输出端串联一支高耐压二极管，当负载端出现电压尖峰时，负载端的电压尖峰被二极管阻断，开关电源内部器件不会被负载端出现的电压尖峰损坏。但是该解决方案增加的二极管其正向导通电压在0.7V，大大增加了用电设备的损耗，降低了用电效率，同时输出端串连的二极管不能解决用电设备产生反向电压损坏开关电源的状况。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种应用于开关电源的结构简单、成本低廉、实用方便且性能可靠的防反接防倒灌保护电路，它既能够防止负载极性反接，还能够防止负载端电压大于开关电源的输出电压时损坏开关电源现象的发生，从而有效保护开关电源。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种防反接防倒灌保护电路，包括连接在开关电源和负载端之间的功能控制电路和功能功率电路，所述功能控制电路包括并联连接的防倒灌保护电路和防反接保护电路，防倒灌保护电路和防反接保护电路的输入端连接负载端，防倒灌保护电路和防反接保护电路输出的功能控制端连接功能功率电路的控制端；所述功能功率电路的输入端分别连接开关电源输出端和功能控制电路的功能控制端，功能功率电路的输出端连接负载端。
上述防反接防倒灌保护电路，所述功能功率电路包括串联连接在开关电源输出端与负载端之间的第一MOS管和第二MOS管，第一MOS管的漏极连接开关电源输出正极，第一MOS管的源极与第二MOS管的源极与功能控制地连接，第二MOS管的漏极连接负载正极，第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极连接功能控制电路的功能控制端；功能控制地和功能控制端之间连接有第一电阻。
上述防反接防倒灌保护电路，所述第一MOS管的源极和漏极间正向并联连接第一体二极管，第二MOS管的源极和漏极间正向并联连接第二体二极管。
上述防反接防倒灌保护电路，所述防倒灌保护电路包括分压电路和电压比较电路，分压电路包括串联连接在负载正极和输出地之间的第二电阻和第四电阻，电压比较电路包括电压比较器、第三电阻和第四二极管；电压比较器的同相端经第三电阻连接开关电源的基准电压端，电压比较器的反相端连接分压电路电压采样端，电压比较器的输出端连接第四二极管的负极，第四二极管的正极连接功能控制端，功能控制端经第七电阻连接功能控制辅助电源。
上述防反接防倒灌保护电路，所述防反接保护电路包括第三二极管、第六电阻、第八电阻、电容和三极管，所述三极管的集电极连接功能控制端，三极管的发射极接功能控制地，三极管的基极经第六电阻连接第三二极管的负极，第三二极管的正极接输出地；三极管的基极和发射极之间并联连接第八电阻和电容构成的并联支路。
由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。
本发明设置在开关电源输出端与负载之间，当开关电源的负载为感性负载或是电池组时，可以有效防止负载极性反接和负载端电压大于开关电源输出电压时损坏开关电源现象的发生，达到保护开关电源的目的；具有结构简单、成本低廉、实用方便、且性能可靠的优点。
附图说明
图1为本发明所述功能功率电路的原理图；
图2为本发明所述功能控制电路的原理图。
图中各标号表示为：D1~D4.第一二极管~第四二极管，R1~R8.第一电阻~第八电阻，C.电容，Q1.第一MOS管，Q2.第二MOS管，Q3.三极管，IC.电压比较器。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
本发明提供的一种防反接防倒灌保护电路，包括功能控制电路和功能功率电路，功能控制电路和功能功率电路连接在开关电源和负载端之间，功能控制电路向功能功率电路输出控制信号，功能控制电路设置有功能控制端和功能控制地。功能控制端是当出现反接或倒灌时通过功能控制电路控制功能功率电路的工作状态来保护开关电源的控制端，功能控制地是功能控制电路的参考地。
开关电源上设置有开关电源输出正极、基准电压以及功能控制辅助电源。其中基准电压为开关电源输出侧通过精密基准电压源产生的稳定直流电压，该基准电压与开关电源的输出电压相对应；功能控制辅助电源是开关电源的输入电压经隔离变换产生的以功能控制地为地的辅助直流电源。
负载端为连接在负载两端的负载正极和输出地。负载正极是负载连接电源的正向端，输出地是开关电源输出地和负载连接电源的负向端。
本发明中功能控制电路包括并联连接的防倒灌保护电路和防反接保护电路，防倒灌保护电路和防反接保护电路的输入端连接负载端，防倒灌保护电路和防反接保护电路输出的功能控制端连接功能功率电路的控制端；功能功率电路的输入端分别连接开关电源输出端和功能控制电路的功能控制端，功能功率电路的输出端连接负载端。
本实施例中，功能功率电路的电路图如图1所示，包括第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第一电阻R1、第一体二极管D1和第二体二极管D2，第一MOS管Q1和第二MOS管Q2均采用低导通阻抗、大电流MOS管，在开关电源正常工作条件下第一MOS管Q1和第二MOS管Q2的损耗很小。第一MOS管Q1和第二MOS管Q2串联连接在开关电源输出端与负载端之间，第一MOS管Q1的漏极连接开关电源输出正极，第一MOS管Q1的源极与第二MOS管Q2的源极与功能控制地连接，第二MOS管Q2的漏极连接负载正极，第一MOS管Q1的栅极和第二MOS管Q2的栅极连接功能控制电路的功能控制端；第一电阻R1为偏置电阻，连接在功能控制地和功能控制端之间。第一体二极管D1正向并联连接在第一MOS管Q1的源极和漏极之间，第二体二极管D2正向并联连接在第二MOS管Q2的源极和漏极间。
防倒灌保护电路的电路图如图2所示，包括分压电路和电压比较电路。分压电路包括串联连接在负载正极和输出地之间的第二电阻R2和第四电阻R4，电压比较电路包括电压比较器IC、第三电阻R3和第四二极管D4。电压比较器IC的同相端经第三电阻R3连接开关电源的基准电压端，电压比较器IC的反相端连接分压电路第二电阻R2和第四电阻R4之间的电压采样端，电压比较器IC的输出端连接第四二极管D4的负极，第四二极管D4的正极连接功能控制端，功能控制端经第七电阻R7连接功能控制辅助电源。
防反接保护电路的电路图如图2所示，包括第三二极管D3、第六电阻R6、第八电阻R8、电容C和三极管Q3。其中三极管Q3的集电极连接功能控制端，三极管Q3的发射极接功能控制地，三极管Q3的基极经第六电阻R6连接第三二极管D3的负极，第三二极管D3的正极接输出地；三极管Q3的基极和发射极之间并联连接第八电阻R8、和电容C构成的并联支路。
本发明的工作原理如下所述。
当开关电源输出正常、负载极性正确且没有倒灌电压时，功能控制端相对于功能控制地为高电平，第一MOS管Q1、第二MOS管Q2导通，开关电源输出经第一MOS管Q1、第二MOS管Q2给负载供电。
防倒灌电路中，当没有倒灌电压时，负载正极电压采样端的采样电压小于基准电压，IC输出端呈高阻态，第四二极管D4截止，功能控制辅助电源经电阻R7接功能控制端驱动第一MOS管Q1、第二MOS管Q2导通，开关电源输出正常给负载供电。当出现倒灌电压时，负载正极电压采样端的采样电压大于基准电压，IC输出端呈低阻态，功能控制端被拉低呈低电平，第一MOS管Q1、第二MOS管Q2关断，倒灌电压由第二MOS管Q2的体二极管D2反向阻断，使倒灌电压与开关电源内部电路隔离，保护开关电源内部电路。
当负载端极性正确时，第三二极管D3反向偏置，三极管Q3处于截止区，功能控制辅助电源经电阻R7接功能控制端驱动第一MOS管Q1、第二MOS管Q2导通，开关电源输出正常给负载供电。当负载端极性反接时，反向电压依次经第三二极管D3限压、第六电阻R6和第八电阻R8分压、以及电容C滤波后接至三极管Q3的基极，三极管Q3进入放大区，功能控制端电压被拉至低电平，第一MOS管Q1、第二MOS管Q2截止，反向电压由第一MOS管Q1的体二极管D2阻断，保护开关电源内部电路。
Claims (2)
1.一种防反接防倒灌保护电路，其特征在于：包括连接在开关电源和负载端之间的功能控制电路和功能功率电路，所述功能控制电路包括并联连接的防倒灌保护电路和防反接保护电路，防倒灌保护电路和防反接保护电路的输入端连接负载端，防倒灌保护电路和防反接保护电路输出的功能控制端连接功能功率电路的控制端；所述功能功率电路的输入端分别连接开关电源输出端和功能控制电路的功能控制端，功能功率电路的输出端连接负载端；
所述功能功率电路包括串联连接在开关电源输出端与负载端之间的第一MOS管（Q1）和第二MOS管（Q2），第一MOS管（Q1）的漏极连接开关电源输出正极，第一MOS管（Q1）的源极与第二MOS管（Q2）的源极与功能控制地连接，第二MOS管（Q2）的漏极连接负载正极，第一MOS管（Q1）的栅极和第二MOS管（Q2）的栅极连接功能控制电路的功能控制端；功能控制地和功能控制端之间连接有第一电阻（R1）；
所述第一MOS管（Q1）的源极和漏极间正向并联连接第一二极管（D1），第二MOS管（Q2）的源极和漏极间正向并联连接第二二极管（D2）；
所述防倒灌保护电路包括分压电路和电压比较电路，分压电路包括串联连接在负载正极和输出地之间的第二电阻（R2）和第四电阻（R4），电压比较电路包括电压比较器IC、第三电阻（R3）和第四二极管（D4）；电压比较器IC的同相端经第三电阻（R3）连接开关电源的基准电压端，电压比较器IC的反相端连接分压电路电压采样端，电压比较器IC的输出端连接第四二极管（D4）的负极，第四二极管（D4）的正极连接功能控制端，功能控制端经第七电阻（R7）连接功能控制辅助电源；
所述防倒灌电路负载正极电压采样端的采样电压小于基准电压，IC输出端呈高阻态，第四二极管（D4）截止，功能控制辅助电源经电阻（R7）接功能控制端驱动第一MOS管（Q1）、第二MOS管（Q2）导通，开关电源输出正常给负载供电；所述防倒灌电路的负载正极电压采样端的采样电压大于基准电压，IC输出端呈低阻态，功能控制端被拉低呈低电平，第一MOS管（Q1）、第二MOS管（Q2）关断，倒灌电压由第二MOS管（Q2）的第二二极管（D2）反向阻断，倒灌电压与开关电源内部电路断开。
2.根据权利要求1所述的一种防反接防倒灌保护电路，其特征在于：所述防反接保护电路包括第三二极管（D3）、第六电阻（R6）、第八电阻（R8）、电容C和三极管（Q3），所述三极管（Q3）的集电极连接功能控制端，三极管（Q3）的发射极接功能控制地，三极管（Q3）的基极经第六电阻（R6）连接第三二极管（D3）的负极，第三二极管（D3）的正极接输出地；三极管（Q3）的基极和发射极之间并联连接第八电阻（R8）和电容C构成的并联支路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201511011573.5A CN105703614B (zh) | 2015-12-30 | 2015-12-30 | 一种防反接防倒灌保护电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201511011573.5A CN105703614B (zh) | 2015-12-30 | 2015-12-30 | 一种防反接防倒灌保护电路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105703614A CN105703614A (zh) | 2016-06-22 |
| CN105703614B true CN105703614B (zh) | 2018-08-21 |
Family
ID=56225942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201511011573.5A Active CN105703614B (zh) | 2015-12-30 | 2015-12-30 | 一种防反接防倒灌保护电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105703614B (zh) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105846417A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-08-10 | 广东港博电力科技有限公司 | 一种用于轨道交通系统的电源稳压装置 |
| CN107919716B (zh) * | 2016-10-11 | 2020-02-07 | 立锜科技股份有限公司 | 充电电路及其电容式电源转换电路与反向阻断开关电路 |
| CN106533144B (zh) * | 2016-10-28 | 2019-03-05 | 海能达通信股份有限公司 | 防反接及电流反灌电路 |
| CN106712207B (zh) * | 2017-02-07 | 2023-06-09 | 长春工程学院 | 一种防反接防倒灌电池充电保护电路 |
| CN106712226A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-05-24 | 许继电源有限公司 | 充电机、直流充电防反灌装置及控制方法 |
| CN107332036A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-11-07 | 浙江绿源电动车有限公司 | 插接组件、抗短路电路和电动车 |
| WO2019109361A1 (zh) * | 2017-12-08 | 2019-06-13 | 深圳市柔宇科技有限公司 | 充电电路与电子装置 |
| CN110224693A (zh) * | 2018-03-02 | 2019-09-10 | 中科院微电子研究所昆山分所 | 一种漏电流保护电路 |
| CN109412412A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-03-01 | 中航华东光电有限公司 | 带开关防反接电路 |
| CN109638956B (zh) * | 2018-12-28 | 2024-02-23 | 南京奥视威电子科技股份有限公司 | 电源切换电路 |
| CN109842108B (zh) * | 2019-02-25 | 2020-07-07 | 西安微电子技术研究所 | 一种多路大电流电源并网防反灌配电装置 |
| CN110048585A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-07-23 | 世强先进(深圳)科技股份有限公司 | 双向导通的大电流负载开关电路、开关电源以及电子设备 |
| CN110086162B (zh) * | 2019-06-17 | 2020-04-28 | 珠海格力电器股份有限公司 | 具有自检互锁抗干扰功能的直流电源防反接电路 |
| CN112803522A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-14 | 深圳市乐迪电子有限公司 | 充电电路、装置、充电控制方法及系统 |
| CN116937773A (zh) * | 2022-04-11 | 2023-10-24 | 北京车和家汽车科技有限公司 | 车载冗余电源的防反灌控制电路、车辆控制器及车辆 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201708532U (zh) * | 2010-04-29 | 2011-01-12 | 中山市浩成自动化设备有限公司 | 一种电动汽车充电器的防反接和防回流系统 |
| TWM391794U (en) * | 2010-06-25 | 2010-11-01 | Eneraiser Technology Co Ltd | Uninterrupted power system (UPS) backflow protection circuit |
| CN202798439U (zh) * | 2012-07-18 | 2013-03-13 | 深圳市振华微电子有限公司 | 一种开关电源及其防倒灌保护电路 |
| JP6036137B2 (ja) * | 2012-10-09 | 2016-11-30 | 横河電機株式会社 | 電池収納構造及び防爆機器 |
| CN203313144U (zh) * | 2013-01-23 | 2013-11-27 | 海能达通信股份有限公司 | 一种防逆流电路 |
| CN103219782A (zh) * | 2013-05-02 | 2013-07-24 | 安伏（苏州）汽车电源科技有限公司 | 防止电流反灌和电池反接的大功率电池充电装置 |
| CN205304222U (zh) * | 2015-12-30 | 2016-06-08 | 深圳市国耀电子科技股份有限公司 | 一种开关电源的保护电路 |
-
2015
- 2015-12-30 CN CN201511011573.5A patent/CN105703614B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105703614A (zh) | 2016-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105703614B (zh) | 一种防反接防倒灌保护电路 | |
| CN205304222U (zh) | 一种开关电源的保护电路 | |
| CN103532353B (zh) | 具有高负电压的自举供电mosfet/igbt驱动线路 | |
| CN103904620A (zh) | 一种直流电源输入防反灌电路及方法 | |
| CN104218558B (zh) | 防浪涌高压保护电路 | |
| CN108880213A (zh) | 一种基于mosfet测控的超级电容放电保护电路 | |
| CN101651332B (zh) | 一种防可控硅效应的电源保护电路 | |
| CN206389106U (zh) | 一种具有过流保护的直流无刷压缩机变频器 | |
| CN206727724U (zh) | 带保护功能的主备直流电源 | |
| CN207426665U (zh) | 电流互感器及其二次侧限压保护装置 | |
| CN206962791U (zh) | 一种低功耗的信号控制隔离延时开机电路 | |
| CN201260128Y (zh) | Ac/dc开关电源的上电冲击保护电路 | |
| CN208589779U (zh) | 峰值电压保护电路 | |
| CN101009470A (zh) | 一种计量装置的电源电路 | |
| CN209267544U (zh) | 一种igbt的驱动和保护电路 | |
| CN209151406U (zh) | 低纹波led控制装置的保护电路 | |
| CN207896947U (zh) | 利用pn结反向漏电流温度特性实现高温关断的控制电路 | |
| CN209250219U (zh) | 一种供电欠压延时保护装置 | |
| CN207939194U (zh) | 一种过压保护电路 | |
| CN106211479B (zh) | 一种缓冲瞬时大电流的智能保护电路 | |
| CN202405740U (zh) | 交流供电回路的限流保护电路 | |
| CN206061217U (zh) | 缓冲瞬时大电流的智能保护电路 | |
| CN203378105U (zh) | 一种低纹波斩波电路 | |
| CN201250738Y (zh) | 油泵控制电路 | |
| CN109039064A (zh) | 一种航天器防单供电二极管短路的分流调节装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Ge Peng Inventor after: Wang Xinqiang Inventor after: Liu Songsong Inventor after: Wang Jingmin Inventor after: Zhu Zhiyong Inventor after: Du Wenguang Inventor after: Guan Enhuai Inventor after: Geng Xiaojiao Inventor after: Yang Ruijie Inventor after: Guo Xi Inventor after: Zhao He Inventor before: Ge Peng Inventor before: Zhen Xuepeng Inventor before: Liu Songsong Inventor before: Wang Jingmin Inventor before: Dong Yinhu Inventor before: Du Wenguang Inventor before: Guan Enhuai Inventor before: Chu Qinglai Inventor before: Li Zhanzun Inventor before: Wang Shugui Inventor before: Wang Xinqiang |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180905 Address after: 050035 No. 3, No. 56 Kunlun street, Shijiazhuang Development Zone, Hebei. Patentee after: Shijiazhuang Guoyuo Electrnic Science & Technology Co., Ltd. Address before: 518129 6 building, 10 Longgang long Bi Industrial Zone, Buji Town, Longgang, Shenzhen. Patentee before: SHENZHEN GYE ELECTRONIC TECHNOLOGY CO., LTD. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |