CN109066598A - 一种低电平触发自锁电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低电平触发自锁电路，主要应用于开关电源、控制电路中的自锁电路，可实现低电平触发并自锁；当外部输出端电压发生过压、过温等异常时，外部输出检测单元发送一个低电平单脉冲信号给低电平触发自锁电路的触发端，使得低电平触发自锁电路的控制端被持续保持低电平，通过控制端控制外部的控制器关断，并达到自锁的目的。本发明不仅可应用于输出过电压锁定保护，亦可应用于过温锁定保护等需要低电平触发且需要保持的电路。

Description

一种低电平触发自锁电路

技术领域

本发明涉及开关电源、驱动等控制领域，尤其是控制端需要低电平触发并保持的电路。

背景技术

随着社会的进步和科学的发展，产品的高可靠性成为提高产品竞争力的一大重要因素，现阶段开关电源中通常包含输入、输出保护机制。输入部分如输入过电压、输入欠电压保护，输出部分如输出过电压、过电流、短路等保护机制。

目前，输出过电压保护机制一般分为三种：第一种为输出电压钳位保护方式，即使得在发生输出过电压故障时使故障电压保持在相对安全水平；第二种为打嗝保护方式，即发生上述故障时关断输出电压一段时间，然后又重新启动再次检测故障是否存在，直至故障消失；第三种即为关断输出电压方式，即发生输出过电压故障时直接关断输出电压，直至故障解除时重启恢复。

显然，第一种钳位保护方式仅适用于设备输入电压范围宽的设备，且运用该保护方式的一般为低电压输出的小功率开关电源。该保护方式的致命缺点在于发生输出过电压故障时，一方面电源本身过功率时间长将极大缩短电源寿命，另一方面用电设备持续在高于额定电压下工作，大大增加了损坏风险，且该种保护方式不易察觉故障发生，不能及时发现维修；第二种方式增强了可预知性，并可运用于功率稍大的设备中，但其缺点亦很明显，打嗝保护模式使得设备不断开关机，尤其对于瞬态功率需求高、感性负载等用电设备伤害非常大；第三种保护方式目前应用较少，仅少数电源控制器内置了该保护方式，但该保护方式不成熟，常发生保护逻辑混乱的情况，范围也比较窄，对于一些输出电压范围可调的产品不具备优势。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种低电平触发自锁电路，该电路不仅可应用于输出过电压锁定保护，亦可应用于过温锁定保护等需要低电平触发且需要保持的电路。

以开关电源输出过电压锁定保护为例，该保护方式在出现输出过电压故障时通过比较检测单元和触发保持单元使电源控制器持续关断输出，达到输出电压关断的保护方式，同时，由于该触发保持单元为外置单元，与IC内部逻辑不存在交叉干涉问题，因此拓宽了保护范围，同时保证了其保护的有效性。

为实现上述目的，本发明采取以下基本技术方案：一种主要应用于开关电源、控制电路中的自锁电路，可实现低电平触发并自锁；包括电阻R1、三极管Q1、三极管Q2、一触发端、一控制端和一个稳定供电端，稳定供电端连接稳定的供电电压，触发端连接外部的输出检测单元，控制端连接到外部的控制器，控制外部控制器的使能和失能；电阻R1的一端连接至稳定供电端，电阻R1的另一端连接三极管Q1的发射极，三极管Q1的基极和三极管Q2的集电极相连并分别与控制端和触发端相连，三极管Q1的集电极与三极管Q2基极相连，三极管Q2的发射极接地。

优选的，在基本技术方案的基础上，本发明所述的低电平触发自锁电路，还包括电阻R2和电阻R3，电阻R2连接在三极管Q1的基极和触发端之间，电阻R3连接在三极管Q1的集电极和三极管Q2的基极之间。

或者，在基本技术方案的基础上，还包括稳压二极管Z，稳压二极管Z的阳极连接三极管Q2的基极，稳压二极管Z的阴极连接三极管Q1的集电极。

或者，在基本技术方案的基础上，还包括电阻R6，电阻R6连接在Q1的集电极和地之间。

本发明工作原理如下：

当外部输出端电压发生过压、过温等异常时，外部输出检测单元发送一个低电平单脉冲信号给触发端，将控制端和PNP管基极都拉低，使得PNP管导通，此时在稳定供电端的加持下，NPN三极管将饱和导通，使得控制端被持续保持低电平，达到自锁的目的。当稳定供电端下电后，控制端才被释放，此时如果再有低电平单脉冲触发，则重复以上逻辑。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1)本发明提供一种低电平触发自锁电路，在控制端具有“自恢复”式逻辑时，可通过本发明电路对控制端进行触发锁定，从而达到持续保持的作用。

2)本发明可以解决一些集成控制单元存在保护逻辑混乱问题，通过外围电路将控制端持续锁定，与控制单元内部分隔开来，从而解决集成控制单位存在的保护逻辑混乱问题。

附图说明

图1为本发明第一实施例电路原理图；

图2是本发明第二实施例电路原理图应用在输出过电压锁定保护工作逻辑示意图；

图3是本发明第二实施例电路原理图应用在过温锁定保护工作逻辑示意图；

图4是本发明第三实施例电路原理图图；

图5是本发明第四实施例电路原理图图。

具体实施方式

第一实施例

参见图1，本发明所提出的一种主要应用于开关电源、控制电路中的自锁电路，包含电阻R1、一个NPN三极管Q2、一个PNP三极管Q1、一触发端、一控制端和一个稳定供电端，稳定供电端连接稳定的供电电压，触发端连接外部的输出检测单元，当输出检测单元检测到有输出异常时，通过触发端反馈给低电平触发自锁电路，控制端连接到外部的控制器，控制外部控制器的使能和失能；其中电阻R1的一端连接至稳定供电端，电阻R1的另一端连接PNP三极管Q1的发射极，PNP三极管Q1的基极和NPN三极管Q2的集电极相连并分别与控制端和触发端相连，PNP三极管Q1的集电极与NPN三极管Q2基极相连，NPN三极管Q2的发射极接地。

本发明的工作原理如下：当外部输出端电压发生过压、过温等异常时，触发端接收一个低电平单脉冲，将控制端和PNP管Q1基极都拉低，使得PNP管Q1导通，此时在稳定供电端的加持下，NPN三极管Q2将饱和导通，使得控制端被持续保持低电平，达到自锁的目的。当稳定供电端下电后，控制端才被释放，此时如果再有低电平单脉冲触发，则重复以上逻辑。

第二实施例

在第一实施例的基础上，增加了电阻R2和电阻R3，电阻R2连接在Q1的基极和触发端之间，电阻R3连接在Q1的集电极和Q2的基极之间。电阻R1和R3组成限流和分压电路，防止因Q1、Q2的导通使稳定供电端VCC被钳位，从而防止Q1、Q2瞬态过功率损坏；R2在电路中亦起限流作用，用以限制流过OC及Q2的电流。

本发明的工作原理如下：

图2是发明第二实施例电路原理图应用在输出过电压锁定保护工作逻辑示意图，当输出端Vo出现过电压时，稳压管Z1被击穿，此时有较大电流流过光耦检测装置，通过电-光-电的转化，光耦输出端基极检测到光电子，使得光耦输出端导通，将控制端EN引脚电平拉低，关断控制器驱动，输出电压关断。同时，PNP三极管Q1发射结正偏导通，使得NPN三极管Q2发射结和集电结正偏，三极管Q2饱和导通，控制端EN被持续锁定，从而实现自锁的目的。

图3是本发明第二实施例电路原理图应用在过温锁定保护工作逻辑示意图，当温度超过设定值时，NTC热敏电阻阻值下降，Q3基极电位降低，从而使PNP三极管Q3导通，控制端EN被拉低，关断控制器驱动，输出电压关断。同时，PNP三极管Q1发射结正偏导通，使得NPN三极管Q2发射结和集电结正偏，三极管Q2饱和导通，控制端EN被持续锁定，从而实现自锁的目的。

第三实施例

在第一实施例的基础上，对于一些对恢复时间有要求的电路，本发明对第一实施例做了一些改进。在Q1集电极和Q2基极之间串入一稳压二极管Z，Z的阳极连接Q2的基极，Z的阴极连接Q1的集电极，可调节稳定供电端下电时自锁电路释放电位和复位时间，具体工作原理与第一实施例相同，在此不再赘述。

第四实施例

在第一实施例的基础上增加了电阻R6，R6连接在Q1的集电极和地之间。

增加R6的作用也是为了调节稳定供电端下电时低电平触发自锁电路释放电位和复位时间。

应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (4)

1.一种低电平触发自锁电路，其特征在于：包括电阻R1、三极管Q1、三极管Q2、一触发端、一控制端和一个稳定供电端，稳定供电端连接稳定的供电电压，触发端连接外部的输出检测单元，控制端连接到外部的控制器，控制外部控制器的使能和失能；电阻R1的一端连接至稳定供电端，电阻R1的另一端连接三极管Q1的发射极，三极管Q1的基极和三极管Q2的集电极相连并分别与控制端和触发端相连，三极管Q1的集电极与三极管Q2基极相连，三极管Q2的发射极接地。

2.根据权利要求1所述的低电平触发自锁电路，其特征在于：还包括电阻R2和电阻R3，电阻R2连接在三极管Q1的基极和触发端之间，电阻R3连接在三极管Q1的集电极和三极管Q2的基极之间。

3.根据权利要求1所述的低电平触发自锁电路，其特征在于：还包括稳压二极管Z，稳压二极管Z的阳极连接三极管Q2的基极，稳压二极管Z的阴极连接三极管Q1的集电极。

4.根据权利要求1所述的低电平触发自锁电路，其特征在于：还包括电阻R6，电阻R6连接在三极管Q1的集电极和地之间。