CN109524944B - 一种直流风机驱动器的保护电路 - Google Patents

Abstract

一种直流风机驱动器的保护电路，包括：输入端，与电源的供电端耦合；输出端，用于将输入端的输入电压供给直流风机驱动器；多功能保护电路，设置于输入端和输出端之间，多功能保护电路具有对输入电压的过电压保护、对输入端电源的防反接保护及对直流风机的启动保护。由于通过一个多功能保护电路就能实现直流风机驱动器的过压保护、防反接保护和上电启动保护，与现有实现功能性保护的分立保护电路相比，电路设计简单、所需元器件数量少、成本低。

Description

一种直流风机驱动器的保护电路

技术领域

本发明涉及直流风机技术领域，具体涉及一种直流风机驱动器的保护电路。

背景技术

常规的直流风机驱动器上涉及有相应的过压保护、防反接保护、过流保护、上电启动保护等，但是，目前这些保护是通过各自分立的保护电路而实现的，即，过压保护有单独的过压保护电路，防反接保护有单独的反防接保护电路等，因各个保护电路相对独立，使得直流风机驱动器上的电路设计较为复杂，涉及的元器件数量较多，相应的，成本较高。

发明内容

本申请提供一种直流风机驱动器的保护电路，可以解决目前直流风机驱动器上的保护电路分立设计、所需功能性保护的电路数量多，控制板上的电路结构复杂、所需元器件数量多、成本高的问题。

具体通过以下技术方案实现：

一种直流风机驱动器的保护电路，包括：

输入端，与电源的供电端耦合；

输出端，用于将输入端的输入电压供给直流风机驱动器；

多功能保护电路，设置于所述输入端和输出端之间，所述多功能保护电路具有对输入电压的过电压保护、对输入端电源的防反接保护及对直流风机的启动保护。

一种实施例中，所述多功能保护电路包括：三极管Q1、分压电路、MOS管Q2、电解电容C1和对所述电解电容C1进行充电的充电电路；

所述三极管Q1和分压电路分别并联于所述输入端，其中，所述三极管Q1的基极耦合至所述分压电路，所述三极管Q1的集电极通过电阻R1耦合至所述输入端的正极，所述三极管Q1的发射极耦合至所述输入端的负极，通过所述分压电路获得的分压电压控制所述三极管Q1导通和关断，若所述输入端的输入电压大于预设供电电压时，所述分压电路控制所述三极管Q1导通，降低所述输入端的输入电压，进而限制所述输出端的电压，当所述输入端的输入电压降低至预设供电电压时，所述分压电路控制所述三极管Q1关断；

所述电解电容C1并联于所述输出端，且所述电解电容C1的正极耦合至所述输出端的正极，所述电解电容C1的负极耦合至所述输出端的负极并耦合接地；

所述MOS管Q2的源极通过电阻R2耦合至电阻R1和三极管Q1的集电极之间，所述MOS管Q2的漏极耦合至所述电解电容C1的负极，所述充电电路的一端耦合至所述MOS管Q2的漏极与电解电容C1的负极之间，另一端通过分压电路耦合至地；

当所述输入端的正负极接反时，所述MOS管Q2关断，致使所述输入端与输出端之间的线路断开；

当所述输入端上电时，所述MOS管Q2关断，所述充电电路对所述电解电容C1充电，待所述电解电容C1充电完毕时，所述输出端的两端电压正常，所述MOS管Q2导通。

一种实施例中，所述分压电路包括分压电阻R3和分压电阻R4，所述分压电阻R3的一端通过稳压二极管耦合至所述输入端的正极，所述分压电阻R4的一端耦合至所述输入端的负极，所述分压电阻R3和分压电阻R4相互耦合的一端与所述三极管Q1的基极耦合，经所述分压电阻R3分压后的电压控制所述三极管Q1导通和关断。

一种实施例中，所述充电电路包括：电容C2、电阻R5、电阻R6、三极管Q3；

所述电容C2一端耦合至MOS管Q2的漏极和电解电容C1的负极之间，另一端耦合至电阻R5和电阻R6，三极管Q3的发射极耦合至电阻R6，三极管Q3的集电极耦合至分压电阻R3和分压电阻R4之间，三极管Q3的基极耦合至电阻R5和MOS管Q2的栅极之间

当所述输入端上电时，MOS管Q2关断，电解电容C1的充电电流流经电解电容C1、电容C2、电阻R6、三极管Q3、分压电阻R4和地，电解电容C1随着充电电流的流过逐渐充电，当电解电容C1充电完毕时，所述输出端的两端电压正常，所述MOS管Q2导通。

依据上述实施例的保护电路，由于通过一个多功能保护电路就能实现直流风机驱动器的过压保护、防反接保护和上电启动保护，与现有实现功能性保护的分立保护电路相比，电路设计简单、所需元器件数量少、成本低。

附图说明

图1为保护电路的电路图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

在本发明实施例中，通过巧妙设计直流风机驱动器的保护电路，该保护电路能实现直流风机的过电压保护、防反接保护和上电启动保护，该保护电路结构简单、所需元器件数量较少、成本低，且能实现上述三种功能性保护，该保护电路的具体设计方案如下描述。

如图1所示，本例的直流风机驱动器的保护电路包括输入端(DC input)、输出端(DC output)和多功能保护电路，其中，输入端与电源的供电端耦合，输出端用于将输入端的输入电压供给直流风机驱动器，具体的，输出端将输入端的输入电压供给直流风机控制器中的各个供电设备，如，控制板；多功能保护电路设计于输入端和输出端之间，多功能保护电路具有对输入电压的过电压保护、对输入端电源的防反接保护及对直流风机的启动保护。

直流风机驱动器常规的过压保护是通过分立的过压保护电路实现，常规的防反接保护是通过分立的防反接保护电路实现，常规的启动保护是通过分立的启动保护电路实现，这样，直流风机驱动器的控制板上至少要布设过压保护电路、防反接保护电路和启动保护电路，因此，直流风机驱动器的控制板的电路设计比较复杂，且，因直流风机驱动器的控制板尺寸大小有限，若将各种功能性保护的保护电路分立地布设在控制板上，则控制板的尺寸大小必然受到限制，若将各种功能性保护的保护电路独立于控制板布设，通过引线与控制板线连接，则引线过多，导致直流风机驱动器整体结构较复杂、且线路之间缠绕也容易引起线路故障。

因此，本例通过巧妙设计多功能保护电路，使用一个保护电路同时实现过压保护、防反接保护和上电启动保护，大大地减少了保护电路的使用数量，且使用少量的元器件，成本大大降低，当该多功能保护电路应用到直流风机驱动器时，使直流风机驱动器的控制板具有较少的电路排布，控制板结构简单、可靠性高，成本低。

本例的多功能保护电路包括三极管Q1、分压电路、MOS管Q2、电解电容C1和对电解电容C1进行充电的充电电路。

具体的，三极管Q1和分压电路分别并联于输入端，其中，三极管Q1的基极耦合至分压电路，三极管Q1的集电极通过电阻R1耦合至输入端的正极，三极管Q1的发射极耦合至输入端的负极，通过分压电路获得的分压电压控制三极管Q1导通和关断，若输入端的输入电压大于预设供电电压时，分压电路控制三极管Q1导通，降低输入端的输入电压，进而限制输出端的电压，当输入端的输入电压降低至预设供电电压时，分压电路控制三极管Q1关断。

也即是，在多功能保护电路中，通过巧妙设计三极管Q1和分压电路，通过分压电路控制三极管Q1的导通和关断，实现相应的过压保护。

其中，分压电路包括分压电阻R3和分压电阻R4，分压电阻R3的一端通过稳压二极管D1耦合至输入端的正极，分压电阻R4的一端耦合至输入端的负极，分压电阻R3和分压电阻R4相互耦合的一端与三极管Q1的基极耦合，经分压电阻R3分压后的电压控制三极管Q1导通和关断。

电解电容C1并联于输出端，且电解电容C1的正极耦合至输出端的正极，电解电容C1的负极耦合至输出端的负极并耦合接地；因上电时，会产生很大的法峰电流，这会对供电设备产生很大的瞬时电流要求，严重时会毁坏电源，因此，在多功能保护电路中，设计电解电容C1，且电解电容C1为大电解电容，并通过设计充电电路对电解电容C1充电，以释放启动时的大电流，达到上电启动保护的目的。

MOS管Q2的源极通过电阻R2耦合至电阻R1和三极管Q1的集电极之间，MOS管Q2的漏极耦合至所述电解电容C1的负极，充电电路的一端耦合至MOS管Q2的漏极与电解电容C1的负极之间，另一端通过分压电路耦合至地；

当输入端的正负极正常连接时，MOS管Q2在电阻R2的驱动下正常导通，允许电流流过，当输入端的正负极接反时，MOS管Q2关断，致使输入端与输出端之间的线路断开，从而达到输入端电源正负极防反接保护的目的。

当输入端上电时，MOS管Q2关断，充电电路对电解电容C1充电，待电解电容C1充电完毕时，输出端的两端电压正常，MOS管Q2导通。

具体的，充电电路包括电容C2、电阻R5、电阻R6、三极管Q3；电容C1一端耦合至MOS管Q2的漏极和电解电容C1的负极之间，另一端耦合至电阻R5和电阻R6，三极管Q3的发射极耦合至电阻R6，三极管Q3的集电极耦合至分压电阻R3和分压电阻R4之间，三极管Q3的基极耦合至电阻R5和MOS管Q2的栅极之间

当输入端上电时，MOS管Q2关断，电解电容C1的充电电流流经电解电容C1、电容C2、电阻R6、三极管Q3、分压电阻R4和地，电解电容C1随着充电电流的流过逐渐充电，当电解电容C1充电完毕时，输出端的两端电压正常，MOS管Q2导通，使主回路导通，电路正常运行。通过此过种完成电解电容C1的充电，并且通过电解电容C1的大小能控制充电电流的大小。

由上述的多功能保护电路可知，本申请通过在多功能保护电路中巧妙设计三极管Q1和MOS管Q2，通过MOS管Q2不仅能实现防反接保护功能，还能实现上电启动保护功能，且将过压保护、防反接保护和上电启动保护在同一个电路中实现，使电路结构简单，整个电路所需元器件数量少，使多功能保护电路的成本低。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (3)

1.一种直流风机驱动器的保护电路，其特征在于，包括：

输入端，与电源的供电端耦合；

输出端，用于将输入端的输入电压供给直流风机驱动器；

多功能保护电路，设置于所述输入端和输出端之间，所述多功能保护电路具有对输入电压的过电压保护、对输入端电源的防反接保护及对直流风机的启动保护；

所述多功能保护电路包括：三极管Q1、分压电路、MOS管Q2、电解电容C1和对所述电解电容C1进行充电的充电电路；

所述三极管Q1和电阻R1的串联电路与分压电路一起并联于输入端，其中，所述三极管Q1的基极耦合至所述分压电路，所述三极管Q1的集电极通过电阻R1耦合至所述输入端的正极，所述三极管Q1的发射极耦合至所述输入端的负极，通过所述分压电路获得的分压电压控制所述三极管Q1导通和关断，若所述输入端的输入电压大于预设供电电压时，所述分压电路控制所述三极管Q1导通，降低所述输入端的输入电压，进而限制所述输出端的电压，当所述输入端的输入电压降低至预设供电电压时，所述分压电路控制所述三极管Q1关断；

所述电解电容C1并联于所述输出端，且所述电解电容C1的正极耦合至所述输出端的正极，所述电解电容C1的负极耦合至所述输出端的负极并耦合接地；

所述MOS管Q2的源极通过电阻R2耦合至电阻R1和三极管Q1的集电极之间，所述MOS管Q2的漏极耦合至所述电解电容C1的负极，所述充电电路的一端耦合至所述MOS管Q2的漏极与电解电容C1的负极之间，另一端通过分压电路耦合至地；

当所述输入端的正负极接反时，所述MOS管Q2关断，致使所述输入端与输出端之间的线路断开；

当所述输入端上电时，所述MOS管Q2关断，所述充电电路对所述电解电容C1充电，待所述电解电容C1充电完毕时，所述输出端的两端电压正常，所述MOS管Q2导通。

2.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述分压电路包括分压电阻R3和分压电阻R4，所述分压电阻R3的一端通过稳压二极管耦合至所述输入端的正极，所述分压电阻R4的一端耦合至所述输入端的负极，所述分压电阻R3和分压电阻R4相互耦合的一端与所述三极管Q1的基极耦合，经所述分压电阻R3和R4分压后的电压控制所述三极管Q1导通和关断。

3.如权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述充电电路包括：电容C2、电阻R5、电阻R6、三极管Q3；

所述电容C2一端耦合至MOS管Q2的漏极和电解电容C1的负极之间，另一端耦合至电阻R5的一端和电阻R6的一端，三极管Q3的发射极耦合至电阻R6的另一端，三极管Q3的集电极耦合至分压电阻R3和分压电阻R4之间，三极管Q3的基极耦合至电阻R5的另一端和MOS管Q2的栅极之间；

当所述输入端上电时，MOS管Q2关断，电解电容C1的充电电流流经电解电容C1、电容C2、电阻R6、三极管Q3、分压电阻R4和地，电解电容C1随着充电电流的流过逐渐充电，当电解电容C1充电完毕时，所述输出端的两端电压正常，所述MOS管Q2导通。