CN111817584A - 交直流检测电路、电源保护电路、开关电源及其保护方法 - Google Patents

交直流检测电路、电源保护电路、开关电源及其保护方法 Download PDF

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CN111817584A CN202010697838.6A CN202010697838A CN111817584A CN 111817584 A CN111817584 A CN 111817584A CN 202010697838 A CN202010697838 A CN 202010697838A CN 111817584 A CN111817584 A CN 111817584A
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Abstract

本申请涉及一种交直流检测电路、电源保护电路、开关电源及其保护方法。其中，交直流检测电路，包括用于连接在供电电源和电源主控芯片之间的采样电路；采样电路包括：整流电路；整流电路用于获取输入电压，并对输入电压进行整流，输出整流后信号；基准电压电路；基准电压电路采用供电电源供电，输出基准电压；比较电路；比较电路的第一输入端连接基准电压电路、以获取基准电压，第二输入端连接整流电路、以获取整流后信号；比较电路的输出端用于连接电源主控芯片；基于本申请，可以控制电源的主控芯片实现电源休眠或工作，简单、器件常用且成本低廉。

Description

交直流检测电路、电源保护电路、开关电源及其保护方法
技术领域
本申请涉及电源保护技术领域，特别是涉及一种交直流检测电路、电源保护电路、开关电源及其保护方法。
背景技术
现在电源行业自身功能、可适应性、成本要求日益增大，电源内部电路简化实现电源的稳定可靠。用最少的元件实现更多的功能，从而减缓科技发展中不可再生资源的过度浪费，以免污染生活环境，行业中最直接有效方式就是简化电路实现更多功能。
在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：家用设备和工业用设备里的交流检测或者没有、或者比较复杂，或者成本较高，且电源企业在前期方案设计时对电源成本及电路可靠性要求较高，传统技术存在电源内部交直流检测电路复杂成本过高的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种简单可靠的交直流检测电路、电源保护电路、开关电源及其保护方法。
为了实现上述目的，一方面，本发明实施例提供了一种交直流检测电路，包括用于连接在供电电源和电源主控芯片之间的采样电路；
采样电路包括：
整流电路；整流电路用于获取输入电压，并对输入电压进行整流，输出整流后信号；
基准电压电路；基准电压电路采用供电电源供电，输出基准电压；
比较电路；比较电路的第一输入端连接基准电压电路、以获取基准电压，第二输入端连接整流电路、以获取整流后信号；比较电路的输出端用于连接电源主控芯片；
其中，比较电路将整流后信号与基准电压进行比较，基于比较的结果输出相应的波形信号；波形信号用于指示电源主控芯片确认电源输入电压类型、调整电源工作模式。
在其中一个实施例中，电源输入电压类型包括交流输入和直流输入；波形信号为方波波形或直线电压波形；电源工作模式包括正常工作模式、休眠模式以及降额模式；
采样电路还包括：
衰减电路；衰减电路的输入端连接整流电路的输出端，衰减电路的输出端连接比较电路的第二输入端；衰减电路将整流后信号衰减传输至比较电路。
在其中一个实施例中，衰减电路包括依次连接的第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；
第一电阻的一端连接整流电路的输出端，另一端依次通过第二电阻、第三电阻和第四电阻与比较电路的第二输入端连接。
在其中一个实施例中，整流电路包括第一二极管和第二二极管；
第一二极管的阳极、第二二极管的阳极均用于获取输入电压，第一二极管的阴极、第二二极管的阴极均连接衰减电路的输入端。
在其中一个实施例中，比较电路包括比较器、第一电容、第二电容、第三电容、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第三二极管；
比较器的同相输入端连接在第三电容的一端和第三二极管的阳极之间，且与衰减电路的输出端相连；比较器的反相输入端连接在第六电阻的一端和第五电阻的一端之间，且通过第一电容接地；比较器的输出端用于连接电源主控芯片的输入端；比较器的一电源引脚与电压电性连接，并通过第二电容与比较器的另一电源引脚连接，另一电源引脚接地；
第三电容的另一端接地，第三二极管的阴极连接在基准电压电路的输出端与第五电阻的另一端之间；第五电阻的另一端与电压电性连接，且连接基准电压电路的输出端；第六电阻的另一端接地；第七电阻的一端连接在第三电容的一端和第三二极管的阳极之间，另一端用于连接电源主控芯片的输入端；第八电阻的一端连接基准电压电路的输出端，另一端用于连接电源主控芯片的输入端；
第九电阻的一端连接在第三电容的一端和第三二极管的阳极之间，且与衰减电路的输出端相连；第九电阻的另一端接地。
在其中一个实施例中，基准电压电路包括基准电压芯片、第四电容、第五电容、第十电阻、第十一电阻和第十二电阻；
基准电压芯片的阴极与第五电阻的另一端相连，且通过第十电阻连接供电电源；基准电压芯片的阳极接地，参考引脚连接在第十一电阻的一端与第十二电阻的一端之间；第十一电阻的另一端接地，第十二电阻的另一端连接在基准电压芯片的阴极与第五电阻的另一端之间；
第四电容的一端连接在供电电源与第十电阻之间，另一端接地；第五电容的一端连接在基准电压芯片的阴极与第五电阻的另一端之间，另一端接地。
一种电源保护电路，电源保护电路包括电源主控芯片，以及如上述的交直流检测电路；
交直流检测电路输出相应的波形信号；
电源主控芯片根据波形信号确认电源输入电压类型和电压数据，并根据电源输入电压类型和电压数据，运行对应的电源保护程序。
一种开关电源，包括上述的电源保护电路。
一种开关电源保护方法，方法应用于上述的开关电源；方法包括：
获取交直流检测电路中比较电路的输出端输出的波形信号；
根据波形信号确认电压数据，并基于电压数据运行对应的电源保护程序。
在其中一个实施例中，电压数据包括电源输入电压类型、输入电压值和输入电压频率；
还包括步骤：
调节交直流检测电路的电路参数，以使输入电压的占空比落入预设占空比范围内；
根据波形信号确认电压数据的步骤，包括：
根据整流电路输出端处的电压、比较电路的第一输入端处的电压和比较电路的第二输入端处的电压，得到比较电路的输出端的占空比；
基于比较电路的输出端的占空比，确定电源输入电压类型和输入电压频率。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：
本申请交直流检测电路，基于包括整流电路、基准电压电路及比较电路的采样电路，实现判断电源输入状态，通过输入状态确认电源保护类型，进而实现对电源的输入保护；具体地，电源VCC供电给采样电路，给基准电压电路提供供电电流，当输入电压受到周围环境影响变化后，电压通过整流电路整流到比较电路的第一输入端，经与基准电压比较进行相应转换后传输至电源主控芯片，实现电源内部控制；基于本申请，可以控制电源的主控芯片实现电源休眠或工作，简单、器件常用且成本低廉。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为一个实施例中交直流检测电路结构示意图；
图2为另一个实施例中交直流检测电路结构示意图；
图3为一个实施例中交直流检测电路的具体结构示意图；
图4为另一个实施例中交直流检测电路的具体结构示意图；
图5为一个实施例中交直流检测电路输出端占空比示意图；
图6为一个实施例中开关电源保护方法的流程示意图；
图7为一个实施例中开关电源保护装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
传统的开关电源输入类型只能一次性确认其保护模式，当设计电流一定后电源后期如果更改输入参数，通过硬件调试电路参数更改。传统电路可以为模拟采样控制电路、数字采样控制电路等，在现有开关电源中使用上述方法，至少存在设计电路复杂或是成本过高的问题。
本申请简单、器件常用且成本低廉；采样电路可以包括二极管、比较器U1、电阻和基准芯片等器件，实现可判断输入类型，更改输入保护只需更改数值即可实现保护功能。进一步的，本申请简单实用，能检测输入电压、判断输入类型以及输入交流频率，更改需要参数可通过更改内部设置即可完成，无需通过更改电路参数达到要求，可以应用于开关电源的输入保护。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种交直流检测电路，以该检测电路应用于开关电源为例进行说明，可以包括用于连接在供电电源和电源主控芯片之间的采样电路；采样电路可以包括：
整流电路；整流电路用于获取输入电压，并对输入电压进行整流，输出整流后信号；
基准电压电路；基准电压电路采用供电电源供电，输出基准电压；
比较电路；比较电路的第一输入端连接基准电压电路、以获取基准电压，第二输入端连接整流电路、以获取整流后信号；比较电路的输出端用于连接电源主控芯片；
其中，比较电路将整流后信号与基准电压进行比较，基于比较的结果输出相应的波形信号；波形信号用于指示电源主控芯片确认电源输入电压类型、调整电源工作模式。
具体而言，如图1所示，采样电路连接在供电电源和电源主控芯片之间；进一步的，采样电路可以包括整流电路、基准电压电路及比较电路；其中，电源VCC供电给采样电路，给基准电压电路提供供电电流，整流电路获取输入电压，当输入电压受到周围环境影响变化后，电压通过整流电路整流到比较电路的第一输入端，进而比较电路的第二输入端获取基准电压电路输出的基准电压，由比较电路转换后通过输出端输出相应的波形信号，来实现电源内部控制。电源主控芯片可以实现电源正常工作、休眠、降额等工作模式。
其中，电源输入电压类型可以包括交流输入和直流输入；波形信号可以为方波波形或直线电压波形；电源工作模式可以包括正常工作模式、休眠模式以及降额模式；基于本申请，可以控制电源的主控芯片实现电源休眠或工作，简单、器件常用且成本低廉。
在一个具体的示例中，电源主控芯片可以根据波形信号确认电压数据，并基于电压数据运行对应的电源保护程序；例如，电源输入电压类型为交流时，电源主控芯片可以根据交流的电压数据进行降额工作、欠压保护、过压保护和过功率保护等。电源输入直流时，电源主控芯片可以根据直流的输入电压数据进行、欠压保护、过压保护及过功率保护等。
其中，过压保护可以包括过电压保护(Over Voltage Protection，OVP)，即当输入电压超过最大值时，开关电源能自动关断输出的功能；欠压保护可以包括欠电压保护(Under Voltage Protection，UVP)，即当输人电压低于最小值时，开关电源能自动将电源关断的功能。过功率保护(Over Power Protection，OPP)，即当输出功率超过规定的功率极限值时，开关电源能自动限制或关断输出电流的功能。在一个示例中，还可以采用过电流保护(Over Current Protection，OCP)即当输出电流超过规定电流极限值时，开关电源能自动限制或关断输出电流的功能。
本申请中电源主控芯片可以采用MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)予以实现，判断出电源输入的类型后，MCU可直接运行各自相应的保护程序。基于本申请，可以采用间接的方式简化电源输入检测控制电路的复杂性，并用简单的器件来实现电源中不可缺少的输入保护功能。进一步的，本申请中电源主控芯片可判断输入类型，进而更改输入保护只需更改数值即可实现保护功能(即更改需要参数可通过更改内部设置即可完成)。
在一个示例中，整流电路可以采用相应的二极管予以实现，二极管的阳极用于获取输入电压，阴极输出整流后信号。例如，交流输入二极管，通过二极管整流，在二极管的阴极点出现馒头波形；又如，直流输入二极管，通过二极管整流，在二极管的阴极点将出现一条直线的电压波形。进一步的，经过比较电路的处理，比较电路的输出端将会输出方波波形或直线电压波形，以便电源主控芯片确认电源输入电压类型。
在一个示例中，比较电路可以包含比较器，并基于比较器实现相应的功能；本申请中比较器具有进行比较正相输入端Vin(+)和反相输入端Vin(－)的电压的功能。在一个具体示例中，反相输入端Vin(－)的电压为基准电压，具体为本申请中基准电压电路输出的基准电压。当正相输入端Vin(+)的电压大于反相输入端Vin(－)的电压时，输出端Vout可以输出高电平。当反相输入端Vin(－)的电压大于正相输入端Vin(+)的电压时，输出端Vout可以输出低电平。
本申请中的比较器可以采用同相比较器；进一步的，本申请中的比较器可以为电压比较器，电压比较器可用作模拟电路和数字电路的接口，还可以用作波形产生和变换电路等。本申请利用简单电压比较器可将正弦波变为同频率的方波或矩形波。
本申请中的基准电压电路可以包括基准电压芯片，即采用基准电压芯片作为基准电压源；电源VCC供电给本申请中的采样电路，并给基准电压芯片提供供电电流。电源在设定温度范围内工作正常，当电源工作温度超出设定工作温度范围后，就会触发本申请中的采样电路，实现对电源的自身保护功能。
此外，本申请通过将输入电压整流，与基准电压比较输出所需求数据，送入MCU进行判断，电源输入电压类型，实现对应保护值。能够满足用户要求交流输入和直流输入的相互对应保护点，进而使电源兼容输入交流和直流下都能正常工作。
以上，本申请中电源VCC供电给采样电路，给基准电压电路提供供电电流，当输入电压受到周围环境影响变化后，电压通过整流电路整流到比较电路的第一输入端，经与基准电压比较进行相应转换后传输至电源主控芯片，实现电源内部控制；基于本申请，可以控制电源的主控芯片实现电源休眠或工作，简单、器件常用且成本低廉。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种交直流检测电路，以该检测电路应用于开关电源为例进行说明，可以包括用于连接在供电电源和电源主控芯片之间的采样电路；
采样电路可以包括整流电路；整流电路用于获取输入电压，并对输入电压进行整流，输出整流后信号；基准电压电路；基准电压电路采用供电电源供电，输出基准电压；比较电路；比较电路的第一输入端连接基准电压电路、以获取基准电压，第二输入端连接整流电路、以获取整流后信号；比较电路的输出端用于连接电源主控芯片；
其中，采样电路还可以包括衰减电路；衰减电路的输入端连接整流电路的输出端，衰减电路的输出端连接比较电路的第二输入端；衰减电路将整流后信号衰减传输至比较电路；
比较电路将衰减后的整流后信号与基准电压进行比较，基于比较的结果输出相应的波形信号；波形信号用于指示电源主控芯片确认电源输入电压类型、调整电源工作模式。
具体而言，本申请通过将输入电压整流，通过电阻将输入信号衰减，与基准电压比较输出所需求数据，送入MCU(即电源主控芯片)进行判断，电源输入电压类型，实现对应保护值。
进一步的，电源输入电压类型可以包括交流输入和直流输入；波形信号可以为方波波形或直线电压波形；电源工作模式可以包括正常工作模式、休眠模式以及降额模式；即，根据基准电压和衰减的整流后信号，比较电路可以转换后输出相应的波形信号，来实现电源内部控制。电源主控芯片可以实现电源正常工作、休眠、降额等工作模式。
本申请中的衰减电路可以采用电阻予以实现，即通过电阻将整流后的信号衰减送入比较电路的第二输入端，与比较电路的第一输入端获取的基准电压进行比较。
在一个具体的实施例中，如图3所示，衰减电路可以包括依次连接的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R9；
第一电阻R1的一端连接整流电路的输出端，另一端依次通过第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R9与比较电路的第二输入端连接。
具体而言，本申请中衰减电路中的各电阻可以为可调电阻；在一个示例中，R1、R2、R3及R9的阻值均可以为300KΩ。需要说明的是，本申请可以根据电源的输入电压上下限可适当调上述电路的参数(例如，R1、R2、R3及R9)，使得输入电压的占空比落入预设占空比范围内；其中，预设占空比范围可以为20％-80％。基于本申请，使得后级MCU(即电源主控芯片)在20％-80％之间，MCU精度不需要过高成本较低，可防止产生误报现象。
在一个具体的实施例中，如图3所示，整流电路可以包括第一二极管D2和第二二极管D3；
第一二极管D2的阳极、第二二极管D3的阳极均用于获取输入电压，第一二极管D2的阴极、第二二极管D3的阴极均连接衰减电路的输入端。
具体而言，以交流50Hz输入为例，通过二极管D2、D3整流，在二极管D2、D3的阴极点出现将负半轴波形翻转后得到一个100Hz馒头波形；直流输入为例，通过二极管D2、D3整流，在二极管D2、D3的阴极点出现将一条直线的电压波形。在一个示例中，二级管D2和D3可以耐压1000V。
在一个具体的实施例中，如图3所示，比较电路可以包括比较器U1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R4和第三二极管D1；
比较器U1的同相输入端连接在第三电容C3的一端和第三二极管D1的阳极之间，且与衰减电路的输出端相连；比较器U1的反相输入端连接在第六电阻R6的一端和第五电阻R5的一端之间，且通过第一电容C1接地；比较器U1的输出端用于连接电源主控芯片的输入端；比较器U1的一电源引脚与电压(即VCC)电性连接，并通过第二电容C2与比较器U1的另一电源引脚连接，另一电源引脚接地；
第三电容C3的另一端接地，第三二极管D1的阴极连接在基准电压电路的输出端与第五电阻R5的另一端之间；第五电阻R5的另一端与电压(即+5V)电性连接，且连接基准电压电路的输出端；第六电阻R6的另一端接地；第七电阻R7的一端连接在第三电容C3的一端和第三二极管D1的阳极之间，另一端用于连接电源主控芯片的输入端；第八电阻R8的一端连接基准电压电路的输出端，另一端用于连接电源主控芯片的输入端；
第九电阻R4的一端连接在第三电容C3的一端和第三二极管D1的阳极之间，且与衰减电路的输出端相连；第九电阻R4的另一端接地。
具体而言，比较器U1可以采用同相比较器予以实现，亦可以采用电压比较器予以实现；进一步的，如图3所示，比较器U1(即图3中的U1-A)的pin3脚获取整流衰减后信号，pin2脚获取基准电压；例如，通过电阻(即衰减电路)将整流后的信号衰减送入U1的pin3脚与U1的pin2脚基准电压进行比较，当pin3脚电压高于pin2脚电压时U1输出VCC电压，当pin3脚电压低于pin2脚电压时U1输出0V，这时在A1点会出线方波波形，根据方波可判断电源输入的类型为交流。
又如，通过电阻将整流后的信号衰减送入U1的pin3脚与U1的pin2脚基准电压进行比较，输入电压在设定范围内时pin3脚电压高于pin2脚电压时U1输出VCC直线电压，输入电压不在设定输入范围内时pin3脚电压低于pin2脚电压时U1输出0V直线电压，这时在A1点会出线直线电压波形，根据直线电压波形可判断电源输入的类型为直流。
需要说明的是，上述设定范围可以根据输入电压确定的；例如，交流输入80Vac-300Vac最终在A1点产生的最大最小占空比MCU能检测无误来计算。进一步的，A1点的数据(即波形信号等)可以传输至MCU(即电源主控芯片)，MCU作为电源工作模式及保护程序的执行者，MCU内部可以根据要求设定数据，A1点采样到达或者超过后，执行相应命令即可。同时，本申请中第三二极管D1可以采用LBAS16(70V)予以实现。
在一个具体的实施例中，如图3所示，基准电压电路可以包括基准电压芯片U2、第四电容C4、第五电容C5、第十电阻R10、第十一电阻R11和第十二电阻R12；
基准电压芯片U2的阴极与第五电阻R5的另一端相连，且通过第十电阻R10连接供电电源；基准电压芯片U2的阳极接地，参考引脚连接在第十一电阻R11的一端与第十二电阻R12的一端之间；第十一电阻R11的另一端接地，第十二电阻R12的另一端连接在基准电压芯片U2的阴极与第五电阻R5的另一端之间；
第四电容C4的一端连接在供电电源与第十电阻R10之间，另一端接地；第五电容C5的一端连接在基准电压芯片U2的阴极与第五电阻R5的另一端之间，另一端接地。
具体而言，电源VCC供电给本申请采样电路，进一步的，通过电阻(即第十电阻R10)给基准电压芯片提供供电电流；基准电压芯片U2可以采用并联型电压基准芯片(2.5V)予以实现。
而当输入电压受到周围环境影响变化后，电压通过二极管D2、D3整流到U1的pin3脚，同时基于pin2脚获取的基准电压，通过U1转换后由A1点送出来实现电源内部控制。电源的主控芯片实现电源正常工作、休眠、降额等工作模式。电源通过本电路采样后内部可根据预先设定好的数据进行处理，完成电源输入类型、电压、频率的判断，使得电源工作在相应的模式。
以上，本申请涉及交流输入直流输入电压采样，电阻、二极管以及基准输出控制器，实现判断电源输入状态，通过输入状态确认电源保护类型，进而实现对电源的输入保护的功能，且能够解决电源内部交直流检测控制电路复杂成本过高的问题。
为了进一步阐述本申请的方案，下面结合一个具体的示例予以说明，如图4所示，电源VCC供电给本电路，通过电阻给基准电压芯片提供供电电流，电源在设定温度范围内工作正常，当电源工作温度超出设定工作温度范围后，温度采样电阻的阻值发生变化，这时就会触发本温度控制电路，实现对电源的自身保护功能。
如图4所示，交流50Hz输入情况下，如上图所示通过二极管D2、D3整流，在二极管D2、D3的阴极点出现将负半轴波形翻转后得到一个100Hz馒头波形，通过电阻将整流后的信号衰减送入U1的pin3脚与U1的pin2脚基准电压进行比较，当pin3脚电压高于pin2脚电压时U1输出VCC电压，当pin3脚电压低于pin2脚电压时U1输出0V，这时在A1点会出线方波波形，根据方波可判断电源输入的类型为交流。
如图4所示，直流输入情况下，通过二极管D2、D3整流，在二极管D2、D3的阴极点出现将一条直线的电压波形，通过电阻将整流后的信号衰减送入U1的pin3脚与U1的pin2脚基准电压进行比较，输入电压在设定范围内时pin3脚电压高于pin2脚电压时U1输出VCC直线电压，输入电压不在设定输入范围内时pin3脚电压低于pin2脚电压时U1输出0V直线电压，这时在A1点会出线直线电压波形，根据直线电压波形可判断电源输入的类型为直流。
A1判断出电源输入的类型后，MCU可直接运行各自相应的保护程序。
本申请中电路举例参数如下：交流输入电压：Vin＝220V；工作标称电压：VCC＝5V；二级管D2、D3：1000V；基准电压芯片U2：2.5V；R1R2R3R9:300KΩ；R4:24KΩ；R5:30KΩ；R6:10KΩ；R8:10KΩ；R10:2KΩ；R11R12:10KΩ；D1：LBAS16 70V；U1：比较器。
如图4所示，基于上述参数，A点(即整流电路输出端处)电压
Figure BDA0002591962010000121
Figure BDA0002591962010000122
B点(比较电路的第二输入端处)衰减电压VBmax＝(VAmax/(R1+R2+R3+R9+R4))*R4＝311.08/(300+300+300+300+24)*24≈6.1V；C点(比较电路的第一输入端处)电压VC＝(5V/(R5+R6))*R6＝5/(30+10)*10＝1.25V。进而可以得到A1点的占空比：VBmax/(VBmax+VC)＝6.1/(6.1+1.25)＝82.9％。
如图5所示，从上述数据可以计算出A1点的占空比为图5中阴影部分；基于本申请，采用简单的MCU即可判断出电源的输入类型。例如，如果输入交流，通过本申请A1点输出占空比将从5％-95％之间变换，MCU即可判断占空比判断频率和电压类型。如果是直流输入那么A1点是一直流电压。
进一步的，根据电源的输入电压上下限，可适当调上述电路的参数(例如，通过调节R1、R2、R3、R9和/或R4来实现)，使得Vinmin-Vinmax的占空比Dmin-Dmax在20％-80％之间最为合适。进而，后级MCU在20％-80％之间，MCU精度不需要过高成本较低，不会产生误报现象。
以上，本申请电路简单可靠且所用器件为常规器件价格低廉。本申请涉及二极管、比较器、采样电阻、基准芯片和一个简单MCU等器件，实现可判断输入类型，更改输入保护只需更改数值即可实现保护功能，即更改需要参数可通过更改内部设置即可完成，无需通过更改电路参数达到要求。
本申请采用间接的方式简化电源输入检测控制电路的复杂性，用简单的器件来实现电源中不可缺少的输入保护功能。本申请通过将输入电压整流，通过电阻将输入信号衰减，与基准电压比较输出所需求数据，送入MCU进行判断，电源输入电压类型，实现对应保护值，不仅能够满足用户要求交流输入和直流输入的相互对应保护点，还能够使电源兼容输入交流和直流下都能正常工作。
在一个实施例中，提供了一种电源保护电路，电源保护电路包括电源主控芯片，以及如上述的交直流检测电路；
交直流检测电路输出相应的波形信号；
电源主控芯片根据波形信号确认电源输入电压类型和电压数据，并根据电源输入电压类型和电压数据，运行对应的电源保护程序。
具体而言，电源保护电路中交直流检测电路的相关功能可以参见上文中对于交直流检测电路的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，还提供了一种开关电源，包括上述的电源保护电路。
本领域技术人员可以理解，图1至图4中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的电路及元器件的限定，具体的电路及元器件可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种开关电源保护方法，以该方法应用于上述的开关电源为例进行说明；该方法可以包括：
步骤602，获取交直流检测电路中比较电路的输出端输出的波形信号；
步骤604，根据波形信号确认电压数据，并基于电压数据运行对应的电源保护程序。
具体而言，可以采用电源主控芯片获取交直流检测电路中比较电路的输出端输出的波形信号，进一步根据波形信号确认电压数据，并基于电压数据运行对应的电源保护程序。具体可参阅前文内容，此处不再赘述。
在一个具体的实施例中，电压数据可以包括电源输入电压类型、输入电压值和输入电压频率；
还可以包括步骤：
调节交直流检测电路的电路参数，以使输入电压的占空比落入预设占空比范围内；
根据波形信号确认电压数据的步骤，包括：
根据整流电路输出端处的电压、比较电路的第一输入端处的电压和比较电路的第二输入端处的电压，得到比较电路的输出端的占空比；
基于比较电路的输出端的占空比，确定电源输入电压类型和输入电压频率。
具体而言，参阅图4和图5，从图4所示数据可以计算出A1点的占空比为图5中阴影部分；基于本申请，采用简单的MCU即可判断出电源的输入类型。例如，如果输入交流，通过本申请A1点输出占空比将从5％-95％之间变换，MCU即可判断占空比判断频率和电压类型。如果是直流输入那么A1点是一直流电压。
进一步的，根据电源的输入电压上下限，可适当调上述电路的参数(例如，通过调节R1、R2、R3、R9和/或R4来实现)，使得Vinmin-Vinmax的占空比Dmin-Dmax在20％-80％之间最为合适。进而，后级MCU在20％-80％之间，MCU精度不需要过高成本较低，不会产生误报现象。
以上，本申请电路简单可靠且所用器件为常规器件价格低廉。本申请涉及二极管、比较器、采样电阻、基准芯片和一个简单MCU等器件，实现可判断输入类型，更改输入保护只需更改数值即可实现保护功能，即更改需要参数可通过更改内部设置即可完成，无需通过更改电路参数达到要求。
应该理解的是，虽然图6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图6中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图7所示，提供了一种开关电源保护装置，包括：
信号接收模块710，用于获取交直流检测电路中比较电路的输出端输出的波形信号
程序运行模块720，用于根据波形信号确认电压数据，并基于电压数据运行对应的电源保护程序。
在一个具体的实施例中，电压数据可以包括电源输入电压类型、输入电压值和输入电压频率；
还可以包括：
调节模块，用于调节交直流检测电路的电路参数，以使输入电压的占空比落入预设占空比范围内；
其中，程序运行模块，还用于根据整流电路输出端处的电压、比较电路的第一输入端处的电压和比较电路的第二输入端处的电压，得到比较电路的输出端的占空比；并基于比较电路的输出端的占空比，确定电源输入电压类型和输入电压频率。
关于开关电源保护装置的具体限定可以参见上文中对于开关电源保护方法的限定，在此不再赘述。上述开关电源保护装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一项开关电源保护方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线式动态随机存储器(Rambus DRAM，简称RDRAM)、以及接口动态随机存储器(DRDRAM)等。
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种交直流检测电路，其特征在于，包括用于连接在供电电源和电源主控芯片之间的采样电路；所述采样电路包括：
整流电路；所述整流电路用于获取输入电压，并对所述输入电压进行整流，输出整流后信号；
基准电压电路；所述基准电压电路采用所述供电电源供电，输出基准电压；
比较电路；所述比较电路的第一输入端连接所述基准电压电路、以获取所述基准电压，第二输入端连接所述整流电路、以获取所述整流后信号；所述比较电路的输出端用于连接所述电源主控芯片；
其中，所述比较电路将所述整流后信号与所述基准电压进行比较，基于所述比较的结果输出相应的波形信号；所述波形信号用于指示所述电源主控芯片确认电源输入电压类型、调整电源工作模式。
2.根据权利要求1所述的交直流检测电路，其特征在于，所述电源输入电压类型包括交流输入和直流输入；所述波形信号为方波波形或直线电压波形；所述电源工作模式包括正常工作模式、休眠模式以及降额模式；
所述采样电路还包括：
衰减电路；所述衰减电路的输入端连接所述整流电路的输出端，所述衰减电路的输出端连接所述比较电路的第二输入端；所述衰减电路将所述整流后信号衰减传输至所述比较电路。
3.根据权利要求2所述的交直流检测电路，其特征在于，所述衰减电路包括依次连接的第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；
所述第一电阻的一端连接所述整流电路的输出端，另一端依次通过所述第二电阻、所述第三电阻和所述第四电阻与所述比较电路的第二输入端连接。
4.根据权利要求2所述的交直流检测电路，其特征在于，所述整流电路包括第一二极管和第二二极管；
所述第一二极管的阳极、所述第二二极管的阳极均用于获取所述输入电压，所述第一二极管的阴极、所述第二二极管的阴极均连接所述衰减电路的输入端。
5.根据权利要求2至4任一项所述的交直流检测电路，其特征在于，所述比较电路包括比较器、第一电容、第二电容、第三电容、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第三二极管；
所述比较器的同相输入端连接在所述第三电容的一端和所述第三二极管的阳极之间，且与所述衰减电路的输出端相连；所述比较器的反相输入端连接在所述第六电阻的一端和所述第五电阻的一端之间，且通过所述第一电容接地；所述比较器的输出端用于连接所述电源主控芯片的输入端；所述比较器的一电源引脚与电压电性连接，并通过所述第二电容与所述比较器的另一电源引脚连接，所述另一电源引脚接地；
所述第三电容的另一端接地，所述第三二极管的阴极连接在所述基准电压电路的输出端与所述第五电阻的另一端之间；所述第五电阻的另一端与电压电性连接，且连接所述基准电压电路的输出端；所述第六电阻的另一端接地；所述第七电阻的一端连接在所述第三电容的一端和所述第三二极管的阳极之间，另一端用于连接所述电源主控芯片的输入端；所述第八电阻的一端连接所述基准电压电路的输出端，另一端用于连接所述电源主控芯片的输入端；
所述第九电阻的一端连接在所述第三电容的一端和所述第三二极管的阳极之间，且与所述衰减电路的输出端相连；所述第九电阻的另一端接地。
6.根据权利要求5所述的交直流检测电路，其特征在于，所述基准电压电路包括基准电压芯片、第四电容、第五电容、第十电阻、第十一电阻和第十二电阻；
所述基准电压芯片的阴极与所述第五电阻的另一端相连，且通过所述第十电阻连接所述供电电源；所述基准电压芯片的阳极接地，参考引脚连接在所述第十一电阻的一端与所述第十二电阻的一端之间；所述第十一电阻的另一端接地，所述第十二电阻的另一端连接在所述基准电压芯片的阴极与所述第五电阻的另一端之间；
所述第四电容的一端连接在所述供电电源与所述第十电阻之间，另一端接地；所述第五电容的一端连接在所述基准电压芯片的阴极与所述第五电阻的另一端之间，另一端接地。
7.一种电源保护电路，其特征在于，所述电源保护电路包括电源主控芯片，以及如权利要求1至6任一项所述的交直流检测电路；
所述交直流检测电路输出相应的波形信号；
所述电源主控芯片根据所述波形信号确认电源输入电压类型和电压数据，并根据所述电源输入电压类型和所述电压数据，运行对应的电源保护程序。
8.一种开关电源，其特征在于，包括权利要求7所述的电源保护电路。
9.一种开关电源保护方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求8所述的开关电源；所述方法包括：
获取所述交直流检测电路中所述比较电路的输出端输出的波形信号；
根据所述波形信号确认电压数据，并基于所述电压数据运行对应的电源保护程序。
10.根据权利要求9所述的开关电源保护方法，其特征在于，所述电压数据包括电源输入电压类型、输入电压值和输入电压频率；
还包括步骤：
调节所述交直流检测电路的电路参数，以使所述输入电压的占空比落入预设占空比范围内；
根据所述波形信号确认电压数据的步骤，包括：
根据所述整流电路输出端处的电压、所述比较电路的第一输入端处的电压和所述比较电路的第二输入端处的电压，得到所述比较电路的输出端的占空比；
基于所述比较电路的输出端的占空比，确定所述电源输入电压类型和所述输入电压频率。
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