CN108288850B - 一种电压转换输入输出低端导通保护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电压转换输入输出低端导通保护电路，连接于外接电源系统和外接负载系统之间，所述保护电路的输入端J1与外接电源系统连接，输出端J2与外接负载系统连接，所述保护电路包括一电压转换系统U1、一防浪涌保护电路、一延时开关电路以及一负载短路保护电路。本发明利用防浪涌保护电路、延时开关电路以及负载短路保护电路实现对电压转换系统U1的压转换输入输出进行保护。与现有技术相比，本发明实现了电压转换电路的防浪涌、防短路和防过流保护，保护了供电系统和负载系统，有效保证了电压转换系统故障时电子设备的不受损坏。

Description

一种电压转换输入输出低端导通保护电路
技术领域
本发明属于电源应用领域，具体涉及的是一种电压转换输入输出低端导通保护电路。
背景技术
随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，电子设备的正常工作都离不开可靠的电源，而开关电源具有体积小、重量轻、功耗小、效率高的特点，因此被广泛应用于各种电子、电器设备领域。
开关电源又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置。其功能是将一个位准的电压，透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。而随着开关电源应用环境的越来越复杂，对开关电源输出电压电流是否稳定，将直接影响到电子设备的使用寿命，因此有必要对开关电源的电压转换输入输出进行保护。
发明内容
为此，本发明的目的在于提供一种电压转换输入输出低端导通保护电路，以实现对开关电源的电压转换输入输出进行保护。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种电压转换输入输出低端导通保护电路，连接于外接电源系统和外接负载系统之间，所述输入输出保护电路的输入端J1与外接电源系统连接，输出端J2与外接负载系统连接，
所述输入输出保护电路包括一电压转换系统U1、一防浪涌保护电路、一延时开关电路以及一负载短路保护电路；
所述外接电源系统通过输入端J1与防浪涌保护电路连接，所述防浪涌保护电路通过延时开关电路连接到电压转换系统U1，所述电压转换系统U1连接负载短路保护电路，所述负载短路保护电路通过输出端J2与外接负载系统连接；
所述防浪涌保护电路包括气体放电管U2、压敏电阻R3和TVS管D1，且沿电流方向所述气体放电管U2、压敏电阻R3和TVS管D1的一端分别接地，另一端依次连接到电压转换系统U1的输入端；
所述延时开关电路包括电阻R1和N沟道MOS管Q1，所述Q1的源级接地，漏极接电压转换系统U1的GND端，栅极与延时开关一端连接，延时开关的另一端连接电压转换系统U1的输出端；
所述负载短路保护电路包括N沟道MOS管Q2，所述Q2的源级接地，漏极通过输出端J2连接到外接负载系统，栅极连接电压转换系统U1的输出端。
进一步地，所述输入端J1与所述防浪涌保护电路之间连接有一防止输入端过流的保险管F1；所述负载短路保护电路与所述输出端J2之间连接有一防止输出端过流的保险管F2。
进一步地，所述电阻R1一端连接Q1的漏极，另一端接地。
进一步地，所述延时开关采用可调范围1us～33s的芯片LTC6994。
进一步地，所述电压转换系统U1采用LT8641芯片。
本发明提供的电压转换输入输出低端导通保护电路，利用防浪涌保护电路、延时开关电路以及负载短路保护电路实现对电压转换系统U1的转换输入输出进行保护。与现有技术相比，本发明实现了电压转换电路的防浪涌、防短路和防过流保护，保护了供电系统和负载系统，有效保证了电压转换系统故障时电子设备的不受损坏。
附图说明
图1为本发明低端导通保护电路的电路原理示意图；
图2为本发明电压转换系统芯片原理示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种电压转换输入输出低端导通保护电路，连接于外接电源系统和外接负载系统之间，用于实现电压转换电路的防浪涌、防火花、防过流以及防短路防护。
其中该电压转换输入输出低端导通保护电路的输入端J1与外接电源系统连接，输出端J2与外接负载系统连接。该保护电路包括一个电压转换系统U1、一个防浪涌保护电路、一个延时开关电路和一个负载短路保护电路；外接电源系统通过输入端J1与防浪涌保护电路连接，防浪涌保护电路通过延时开关电路连接到电压转换系统U1，电压转换系统U1连接负载短路保护电路，负载短路保护电路通过输出端J2与外接负载系统连接。
请参阅图1、图2所示，图1为本发明低端导通保护电路的电路原理示意图；图2为本发明电压转换系统芯片原理示意图。
本发明提供了一种低端导通保护电路实现电压转换输入输出保护的电路，其包括有防浪涌保护电路、延时开关电路、负载短路保护电路、电压转换系统U1、保险管F1和保险管F2。本实施例中电压转换系统U1采用LT8641芯片，以48V转5V为例进行说明。
其中保险管F1连接在输入端J1与防浪涌保护电路之间，其主要用于防止输入端过流，保险管F1的一端连接输入端J1，另一端连接防浪涌保护电路。
防浪涌保护电路包括气体放电管U2、压敏电阻R3和TVS管D1，且沿电流方向所述气体放电管U2、压敏电阻R3和TVS管D1的一端分别接地，另一端连接保险管F1的另一端。
延时开关电路包括电阻R1和N沟道MOS管Q1，所述Q1的源级接地，漏极接电压转换系统U1的GND端，栅极与延时开关一端连接，延时开关的另一端连接电压转换系统U1的输出端。
本实施延时开关电路通过N沟道MOS管Q1实现延时，从而可以给予更多时间消耗高压电火花能量，从而达到防火花的目的。其具体工作原理是：拔插时Q1截止，电压转化系统电流通过R1(101～102欧姆量级)，转化系统输出电压反馈控制Q1导通，支持输入保护系统完成。在这个系统中，Q1的导通延时主要由电压转换系统完成，对于高速转换电路，可以使用专用延时LTC6994芯片。
负载短路保护电路包括N沟道MOS管Q2，所述Q2的源级接地，漏极通过输出端J2连接到外接负载系统，栅极连接电压转换系统U1的输出端。其中N沟道MOS管Q2组成的防止负载短路控制系统，在负载短路时，Q2能够迅速截止；而在负载短路消失时，Q2导通，从而对负载进行供电。
保险管F2连接在输出端J2与负载短路保护电路之间，其主要用于防止输出端过流；保险管F2的一端连接Q2的漏极，另一端连接输出端J2。
其中本实施例电路中所对应的电路器件型号如下表所示：
器件标号 品类 器件型号 器件参数
U2 气体放电管 3RM075L-7
R3 压敏电阻 82531400(WE) Vdc＝56VVbr＝70V
D1 TVS管 824550581(WE) Vdc＝58VVbr＝67.8V
F1 保险管 0437001
F2 保险管 0437005
R1 电阻 100R/0603/5％
Q1、Q3 MOS管 BSC014N06NS
选用 延时开关 LTC6994
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种电压转换输入输出低端导通保护电路，连接于外接电源系统和外接负载系统之间，所述电压转换输入输出低端导通保护电路的输入端J1与外接电源系统连接，输出端J2与外接负载系统连接，其特征在于，所述电压转换输入输出低端导通保护电路包括防浪涌保护电路、延时开关电路、负载短路保护电路、电压转换系统U1、保险管F1和保险管F2，所述电压转换系统U1为48V转5V的LT8641芯片，所述保险管F1连接在输入端J1与防浪涌保护电路之间，用于防止输入端过流，保险管F1的一端连接输入端J1，另一端连接防浪涌保护电路；防浪涌保护电路包括气体放电管U2、压敏电阻R3和TVS管D1，且沿电流方向所述气体放电管U2、压敏电阻R3的一端分别接地，另一端连接保险管F1的另一端，所述TVS管D1的正极接地，负极连接保险管F1；延时开关电路包括电阻R1和N沟道MOS管Q1，所述Q1的源极接地，漏极接电压转换系统U1的GND端，栅极与延时开关一端连接，延时开关的另一端连接电压转换系统U1的输出端，其中所述延时开关电路采用专用延时LTC6994芯片，其通过N沟道MOS管Q1实现延时，拔插时Q1截止，电压转化系统电流通过R1，转化系统输出电压反馈控制Q1导通，支持输入保护系统完成；负载短路保护电路包括N沟道MOS管Q2，所述Q2的源极接地，漏极通过输出端J2连接到外接负载系统，栅极连接电压转换系统U1的输出端，N沟道MOS管Q2组成的防止负载短路控制系统，在负载短路时，Q2能够迅速截止；而在负载短路消失时，Q2导通，从而对负载进行供电。
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Denomination of invention: A low-end conduction protection circuit for voltage conversion input and output

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Granted publication date: 20200605

Pledgee: CITIC Bank Limited by Share Ltd. Shenzhen branch

Pledgor: SHENZHEN KEWEITAI ENTERPRISE DEVELOPMENT Co.,Ltd.

Registration number: Y2021440020137