CN109494702A - 一种电容保护电路及电源保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电容保护电路及电源保护电路，该电容保护电路包括：保险丝、滤波电容及压敏电阻，压敏电阻与滤波电容并联后，与保险丝串联。采用该电容保护电路，当输入滤波电容的电压过高，超过滤波电容和压敏电阻的额定电压后，压敏电阻的电阻逐渐变小，流过压敏电阻的电流逐渐增大，压敏电阻的温度升高，电阻减小，当电流变化超过保险丝的断开电流时，保险丝断开，保护滤波电容，防止滤波电容失效，引起温度升高，烧坏线路板。当滤波电容损坏发生击穿导致发生短路时，流过保险丝的电流会超过保险丝的阈值，保险丝会在非常短的时间内迅速熔断，断开滤波电容所在电路，保护滤波电容所在电路，防止线路板烧坏。

Description

一种电容保护电路及电源保护电路

技术领域

本发明涉及电源设计技术领域，具体涉及一种电容保护电路及电源保护电路。

背景技术

开关电源是利用电子开关器件(如晶体管、场效应管、可控硅闸流管等)，通过控制电路，使电子开关器件不停地“接通”和“关断”，让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制，从而实现DC/AC、DC/DC电压变换，以及输出电压可调和自动稳压。开关电源目前广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备等技术领域。

随着开关电源应用越来越广泛，开关电源输入电压的等级也越来越高。现有开关电源中通常利用电解电容对输入电压进行滤波，目前常用的电解电容包括铝电解电容等。但是铝电解电容在比较恶劣的环境中，如比容负载不稳定，输入电压不稳定情况下，电解电容有一定概率会发生失效。铝电解电容的失效模式为短路，会引起温度升高，而引起爆浆，可能会把线路板烧坏，甚至可能会引起电气火灾，后果不堪设想。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种电容保护电路及电源保护电路，以解决现有技术中电解电容在输入电压不稳定情况下发生失效，引起电路板烧坏的技术问题。

本发明提出的技术方案如下：

本发明实施例第一方面提供一种电容保护电路，该电容保护电路包括：保险丝、滤波电容及压敏电阻，所述压敏电阻与所述滤波电容并联后，与所述保险丝串联。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述滤波电容的数量为多个，多个所述滤波电容串联，各所述滤波电容分别并联有一所述压敏电阻，多个所述滤波电容与所述保险丝串联，所述的电容保护电路还包括：分压电路，所述分压电路并联于各所述滤波电容的两端。

结合第一方面，在第一方面第二实施方式中，，所述滤波电容的数量为多个，多个所述滤波电容并联，且多个所述滤波电容并联一所述压敏电阻，串联一所述保险丝。

结合第一方面，在第一方面第三实施方式中，，所述滤波电容包括：至少一并联电容电路及至少一单体电容，所述并联电容电路与所述单体电容串联，所述并联电容电路中包括至少两个并联的滤波电容，所述的电容保护电路还包括：分压电路，各所述并联电容电路的两端及所述单体电容的两端分别并联有所述分压电路。

结合第一方面或第一方面第一实施方式，在第一方面第四实施方式中，，所述分压电路包括：至少一个电阻。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种电源保护电路，该电源保护电路包括：整流电路及第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的电容保护电路，其中，所述整流电路接收所述电源接收的输入信号，将所述输入信号整流后输入至所述电容保护电路；所述电容保护电路接收整流后的输入信号，将所述整流后的输入信号进行滤波后输出。

结合第二方面，在第二方面第一实施方式中，所述整流电路包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五保险丝及第七压敏电阻，所述第一二极管的正极连接电源输入的一端及所述第三二极管的负极，所述第一二极管的负极连接所述第二二极管的负极及所述第五保险丝的一端，所述第二二极管的正极连接所述第四二极管的负极及电源输入的另一端，所述第四二极管的正极连接所述第三二极管的正极、所述第七压敏电阻的一端及所述滤波电路的输入端，所述第七压敏电阻的另一端连接所述第五保险丝的另一端及滤波电路的输入端。

结合第二方面第一实施方式，在第二方面第二实施方式中，所述整流电路还包括：第一电容，所述第一电容并联在所述第七压敏电阻的两端。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明实施例提供的电容保护电路，当输入滤波电容的电压过高，超过滤波电容和压敏电阻的额定电压后，压敏电阻的电阻逐渐变小，流过压敏电阻的电流逐渐增大，压敏电阻的温度升高，电阻减小，当电流变化超过保险丝的断开电流时，保险丝断开，保护滤波电容，防止滤波电容失效，引起温度升高，烧坏线路板。当滤波电容损坏发生击穿导致发生短路时，此时流过保险丝的电流会超过保险丝的阈值，保险丝会在非常短的时间内迅速熔断，断开滤波电容所在电路，保护滤波电容所在电路，防止线路板烧坏。

本发明实施例提供的电源保护电路，通过整流电路对输入的信号进行整流，整流后的信号输入电容保护电路，电容保护电路中的压敏电阻和保险丝用于保护电容保护电路中的滤波电容，可以防止滤波电容失效造成电源短路，或者多个滤波电容中的一个发生失效造成其他滤波电容过压，设置压敏电阻和保险丝可以在滤波电容失效造成电流缓慢变大超过保护阈值时切断整个电路，提高了电源的可靠性和产品的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的电容保护电路的原理图；

图2是根据本发明另一实施例的电容保护电路的原理图；

图3是根据本发明另一实施例的电容保护电路的原理图；

图4是根据本发明另一实施例的电容保护电路的原理图；

图5是根据本发明实施例的电源保护电路的原理框图；

图6是根据本发明实施例的电源保护电路的原理图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种电容保护电路，如图1所示，该电容保护电路包括：保险丝F1、滤波电容C1及压敏电阻RV1，压敏电阻RV1与滤波电容C1并联后，与保险丝F1串联。具体地，压敏电阻RV1的额定电压小于或者等于滤波电容C1的额定耐压值。

本发明实施例提供的电容保护电路，当输入滤波电容C1的电压过高，超过滤波电容C1和压敏电阻RV1的额定电压后，压敏电阻RV1的电阻逐渐变小，流过压敏电阻R1的电流逐渐增大，压敏电阻RV1的温度升高，电阻减小，当电流变化超过保险丝F1的断开电流时，保险丝F1断开，保护滤波电容C1，防止滤波电容C1失效，引起温度升高，烧坏线路板。当滤波电容损坏发生击穿导致发生短路时，此时流过保险丝F1的电流会超过保险丝F1的阈值，保险丝F1会在非常短的时间内迅速熔断，断开滤波电容C1所在电路，保护滤波电容C1所在电路，防止线路板烧坏。

作为本实施例的一种可选的实施方式，滤波电容的数量为多个，多个滤波电容串联，各滤波电容分别并联有一压敏电阻，多个滤波电容与保险丝串联，该电容保护电路还包括：分压电路，分压电路并联于各滤波电容的两端。具体地，分压电路可以包括一个电阻或多个电阻，也可以是其他起分压作用的电路，本申请对此不做限定。

如图2所示，该电容保护电路可以包括第二电容C2、第三电容C3、第二压敏电阻RV2、第三压敏电阻RV3及第二保险丝F2，第二电容C2、第三电容C3以及第二保险丝F2串联连接，第二电容C2两端并联第二压敏电阻RV2，第三电容C3两端并联第三压敏电阻RV3，分压电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5以及第六电阻R6，第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3串联后并联在第二电容C2的两端，第四电阻R4、第五电阻R5以及第六电阻R6串联后并联在第三电容C3的两端，。

具体地，多个串联滤波电容中，当一个滤波电容失效被击穿发生短路时，当施加到剩下的滤波电容上的电压超过滤波电容的额定电压时，同时也会超过压敏电阻的额定电压，压敏电阻和保险丝配合保护电容的动作速度大于电容因为超过额定电压失效的速度，有效的保护了滤波电容。当滤波电容失效断开时，其他电容因为并联压敏电阻导致分压减少，电容的电压也会减少，在一定的范围内，滤波电路还能正常工作，防止电容过压。

作为本实施例的一种可选的实施方式，滤波电容的数量为多个，多个滤波电容并联，且多个滤波电容并联一压敏电阻，串联一保险丝。如图3所示，该电容保护电路可以包括第四电容C4、第五电容C4、第四压敏电阻RV4以及第三保险丝F3，第四电容C4、第五电容C5以及第四压敏电阻RV4并联后与第三保险丝F3串联连接。

具体地，当输入多个滤波电容的电压超过多个滤波电容的额定电压时，并联的压敏电阻的阻值会减小，流过各压敏电阻的电流变大，各压敏电阻的温度升高，压敏电阻的阻值会进一步降低，当电流变化超过保险丝的断开电流时，保险丝断开。

当输入多个滤波电容的电压小于多个滤波电容的额定电压的和、且大于多个滤波电容的额定值时，若其中一个滤波电容被击穿发生短路，输入的电压会超过其他滤波电容的额定电压，同时超过了压敏电阻的耐压值，压敏电阻的阻值会减小，流过各压敏电阻的电流变大，各压敏电阻的温度升高，压敏电阻的阻值会进一步降低，当电流变化超过保险丝的断开电流时，保险丝断开。

当输入多个滤波电容的电压小于多个滤波电容的额定电压时，若其中一个滤波电容被击穿发生短路，若其中一个滤波电容被击穿发生短路，输入的电压不会超过其他滤波电容的额定电压，此时其他滤波电容可以正常工作，滤波电容所在电路也可以正常工作。

作为本实施例的一种可选的实施方式，滤波电容包括：至少一并联电容电路及至少一单体电容，并联电容电路与单体电容串联，并联电容电路中包括至少两个并联的滤波电容，该电容保护电路还包括：分压电路，各并联电容电路的两端及单体电容的两端分别并联有分压电路，分压电路可以包括一个电阻或多个电阻，也可以是其他起分压作用的电路，本申请对此不做限定。

如图4所示，该电容保护电路可以包括第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第五压敏电阻RV5、第六压敏电阻RV6及第四保险丝F4，第六电容C6和第七电容C7并联后与第八电容C8以及第四保险丝F4串联连接，第六电容C6两端并联第五压敏电阻RV5，第八电容C8两端并联第六压敏电阻RV6，分压电路包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11以及第十二电阻R12，第七电阻R7、第八电阻R8及第九电阻R9串联后并联在第六电容C6的两端，第十电阻R10、第十一电阻R11以及第十二电阻R12串联后并联在第八电容C8的两端。

具体地，并联的电容电路被击穿发生短路时，并联的压敏电阻和串联的保险丝可以采用上述任一种实施方式保护滤波电容和滤波电容所在电路，串联的电容电路被击穿发生短路时，滤波电容两端并联的压敏电阻和串联的保险丝可以采用上述任一种实施方式保护滤波电容和滤波电容所在电路。

本发明实施例还提供一种电源保护电路，如图5所示，该电源保护电路包括：整流电路1及上述任意实施例所述的电容保护电路2，其中，整流电路1接收电源接收的输入信号，将输入信号整流后输入至电容保护电路2；电容保护电路2接收整流后的输入信号，将整流后的输入信号进行滤波后输出，该电容保护电路2的具体结果请参见上述任意实施例的描述，在此不再赘述。具体地，电源保护电路可以用于开关电源中，也可以用于其他电路中，本申请对此不做限定。

作为本实施例的一种可选的实施方式，如图6所示，整流电路1包括：第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五保险丝F5及第七压敏电阻RV7，第一二极管D1的正极连接电源输入的一端及第三二极管D3的负极，第一二极管D1的负极连接第二二极管D2的负极及第五保险丝F5的一端，第二二极管D2的正极连接第四二极管D4的负极及电源输入的另一端，第四二极管D4的正极连接第三二极管D3的正极、第七压敏电阻RV7的一端及滤波电路的输入端，第七压敏电阻RV7的另一端连接第五保险丝F5的另一端及滤波电路的输入端。具体地，整流电路1接收输入信号，经过该整流电路1整流后输出脉动直流电。

作为本实施例的一种可选的实施方式，如图6所示，整流电路1还包括：第九电容C9，第九电容C9并联在第七压敏电阻RV7的两端。具体地，整流电路1中的第九电容9可以将脉动直流电中的脉动减少或消除，从而输出稳定直流电。

本发明实施例提供的电源保护电路，通过整流电路1对输入的信号进行整流，整流后的信号输入电容保护电路2，电容保护电路2中的压敏电阻和保险丝用于保护电容保护电路中的滤波电容，可以防止滤波电容失效造成电源短路，或者多个滤波电容中的一个发生失效造成其他滤波电容过压，设置压敏电阻和保险丝可以在滤波电容失效后电流缓慢变大超过保护阈值时切断整个电路，提高了电源的可靠性和产品的安全性。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (8)

1.一种电容保护电路，其特征在于，包括：保险丝、滤波电容及压敏电阻，所述压敏电阻与所述滤波电容并联后，与所述保险丝串联。

2.根据权利要求1所述的电容保护电路，其特征在于，所述滤波电容的数量为多个，多个所述滤波电容串联，各所述滤波电容分别并联有一所述压敏电阻，多个所述滤波电容与所述保险丝串联，

所述的电容保护电路还包括：分压电路，所述分压电路并联于各所述滤波电容的两端。

3.根据权利要求1所述的电容保护电路，其特征在于，所述滤波电容的数量为多个，多个所述滤波电容并联，且多个所述滤波电容并联一所述压敏电阻，串联一所述保险丝。

4.根据权利要求1所述的电容保护电路，其特征在于，所述滤波电容包括：至少一并联电容电路及至少一单体电容，所述并联电容电路与所述单体电容串联，所述并联电容电路中包括至少两个并联的滤波电容，

所述的电容保护电路还包括：分压电路，各所述并联电容电路的两端及所述单体电容的两端分别并联有所述分压电路。

5.根据权利要求2或4所述的电容保护电路，其特征在于，所述分压电路包括：至少一个电阻。

6.一种电源保护电路，其特征在于，包括：整流电路及权利要求1－5中任一项所述的电容保护电路，其中，

所述整流电路接收所述电源接收的输入信号，将所述输入信号整流后输入至所述电容保护电路；

所述电容保护电路接收整流后的输入信号，将所述整流后的输入信号进行滤波后输出。

7.根据权利要求6所述的电源保护电路，其特征在于，所述整流电路包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五保险丝及第七压敏电阻，

所述第一二极管的正极连接电源输入的一端及所述第三二极管的负极，所述第一二极管的负极连接所述第二二极管的负极及所述第五保险丝的一端，所述第二二极管的正极连接所述第四二极管的负极及电源输入的另一端，所述第四二极管的正极连接所述第三二极管的正极、所述第七压敏电阻的一端及所述滤波电路的输入端，所述第七压敏电阻的另一端连接所述第五保险丝的另一端及滤波电路的输入端。

8.根据权利要求7所述的电源保护电路，其特征在于，所述整流电路还包括：第一电容，所述第一电容并联在所述第二压敏电阻的两端。