CN112531639B - 过流保护触发电路及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种过流保护触发电路及装置，所述电路包括变压模块、分压电路、输出负载以及开关控制模块，分压电路的第一端与参考电压输出端连接，第二端与变压模块的负极连接，第三端通过输出负载与变压模块的正极连接；开关控制模块的第一端与分压电路的第一端连接，第二端与分压电路的第二端连接，输出端与过流保护电路连接；分压电路的第三端还接地；分压电路，用于在变压模块的电流增大时，将输出至开关控制模块的分压电压增大；开关控制模块，用于在分压电压达到阈值电压时向过流保护电路发送启动信号。本发明能够在电流回路中的电流过大时触发过流保护电路对电流回路进行过流保护，避免电路中的器件损坏。

Description

过流保护触发电路及装置

技术领域

本发明涉及电路电子领域，尤其涉及过流保护触发电路及装置。

背景技术

现有的开关电源中，通常需要设置一过流保护电路，在电路中的负载电流过大时，启动过流保护电路，以避免电流过大造成开关电源的损坏，还能够避免因电源损坏而引发火灾。

目前，设置过流保护的方式通常为将过流保护电路直接接入供电回路中，然而，这种保护方式容易使得过流保护电路因回路电流过大而发生损坏，严重影响过流保护电路的使用寿命。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种过流保护触发电路及装置，旨在解决现有的过流保护电路直接接入回路的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种过流保护触发电路，包括变压模块、分压电路、输出负载以及开关控制模块，所述分压电路的第一端与参考电压输出端连接，所述分压电路的第二端与变压模块的负极连接，所述分压电路的第三端通过所述输出负载与变压模块的正极连接，所述开关控制模块的第一端与所述分压电路的第一端连接，所述开关控制模块的第二端与所述分压电路的第二端连接，所述开关控制模块的输出端与过流保护电路连接，所述分压电路的第三端还接地；

所述分压电路，用于在所述变压模块的电流增大时，将输出至所述开关控制模块的分压电压增大；

所述开关控制模块，用于在所述分压电压达到阈值电压时向过流保护电路发送启动信号。

可选地，所述变压模块包括变压器、第一二极管以及第一电容，所述变压器的初级绕组与交流电连接，次级绕组的第一端与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与次级绕组的第二端连接，所述输出负载的第一端与所述第一电容的第一端连接，所述输出负载的第二端与所述分压电路的第三端连接。

可选地，所述分压电路包括第一电阻、第二电阻以及第三电阻，所述第一电阻的第一端与参考电压输出端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述开关控制模块的第二端连接，所述第二电阻的第一端与所述开关控制模块的第一端连接，所述第三电阻的第一端通过所述输出负载与变压模块的正极连接，所述第三电阻的第二端与变压模块的负极连接，所述第三电阻的第一端还接地。

可选地，所述开关控制模块包括第一开关、第二开关及第四电阻，所述第一开关的第一端与所述第三电阻的第二端连接，所述第一开关的控制端与所述第二电阻的第一端连接，所述第一开关的第二端通过所述第四电阻与所述第二开关的控制端连接，所述第二开关的第一端与参考电压输出端连接，所述第二开关的第二端与过流保护电路连接；

所述第一开关，用于在控制端与第一端的电压差达到阈值电压时导通；

所述第二开关，用于在所述第一开关导通时将参考电压输出端与过流保护电路连接。

可选地，所述开关控制模块还包括第二电容，所述第二电容的第一端与所述第一开关的控制端连接，所述第二电容的第二端与所述第一开关的第一端连接。

可选地，所述第一开关为三端稳压器，所述第二开关为第一三极管。

可选地，所述开关控制模块还包括第五电阻，所述第五电阻的第一端与所述第一三极管的基极连接，所述第五电阻的第二端与所述第一三极管的发射极连接。

可选地，所述开关控制模块还包括第三电容，所述第三电容的第一端与所述第一三极管的基极连接，所述第三电容的第二端与所述第一三极管的发射极连接。

可选地，所述第一三极管为PNP型三极管。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种过流保护触发装置，所述过流保护触发装置包括过流保护触发电路以及与过流保护触发电路连接的过流保护电路，所述过流保护触发电路被配置为如上所述的过流保护触发电路。

本发明通过设置分压电路与开关控制模块，开关控制模块能够检测分压电路分压后输出的电压，在变压模块与输出负载构成的供电回路不工作时，分压电路分压后输出的电压低于阈值电压，在供电回路电流正常时，分压电路输出的电压仍低于阈值电压，而在电流异常增大发生过流时，开关控制模块可以检测到分压电路输出的电压高于阈值电压，并控制过流保护电路启动以对电流回路进行过流保护，避免电路中的器件损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明过流保护触发电路一实施例的模块示意图；

图2为图1实施例的电路结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

附图标号说明：

具体实施方式

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。

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提供一种过流保护触发电路，应用于过流保护触发装置中，该过流保护触发装置可以对输出电路进行过流保护。

参见图1，在一实施例中，所述过流保护触发电路包括变压模块10、分压电路20、输出负载30以及开关控制模块40，分压电路20的第一端与参考电压输出端VREF连接，分压电路20的第二端与变压模块10的负极连接，分压电路20的第三端通过输出负载30与变压模块10的正极连接，开关控制模块40的第一端与分压电路20的第一端连接，开关控制模块40的第二端与分压电路20的第二端连接，开关控制模块40的输出端与过流保护电路50连接，分压电路20的第三端还接地。

变压模块10可以将交流电进行整流滤波后转换为直流电并为输出负载30进行供电，分压电路20则可以对参考电压输出端VREF输出的参考电压进行分压，其中，分压电路20第一端与第二端之间的电压即为参考电压，而第三端与第二端之间的电压即为开关控制模块40的第一端和第二端所检测到的电压差。在变压模块10不工作时，分压电路20分压后输出至开关控制模块40的电压未达到预先设置的阈值电压，此时过流保护电路50未启动。而在变压模块10工作时，变压模块10与输出负载30构成的供电回路中产生电流，则此时开关控制模块40所检测到的电压为分压电路20分压后的电压与供电回路中的电流在分压电路20第三端与第二端之间的等效电阻上产生的电压之和。可以理解的是，随着供电回路中的电流增大，分压电路20第三端与第二端之间的等效电阻上产生的电压也随之增大，则开关控制模块40所检测到的电压同样增大。

在供电回路正常运行时，供电回路中的电流较小，开关控制模块40上的电压虽然相比于变压器TS不工作时增大，但未达到阈值电压。而在供电回路中电流过大时，开关控制模块40上的电压继续增大至超出阈值电压，此时开关控制模块40可以向过流保护电路50发送启动信号，过流保护电路50可以将变压模块10与输出负载30之间的供电回路切换，从而避免电路损坏。可以理解的是，阈值电压可以设置为高于供电回路正常工作时的开关控制模块40检测到的电压，并低于供电回路电流过大时开关控制模块40检测到的电压。

在本实施例中，设置分压电路20与开关控制模块40，可以通过开关控制模块40检测分压电路20分压后输出的电压。在变压模块10与输出负载30构成的供电回路不工作时，分压电路20分压后输出的电压低于阈值电压，在供电回路电流正常时，分压电路20输出的电压仍低于阈值电压，而在电流异常增大发生过流时，开关控制模块40可以检测到分压电路20输出的电压高于阈值电压，并控制过流保护电路50启动以对电流回路进行过流保护，避免电路中的器件损坏。

一并参照图1和图2，上述变压模块10可以包括变压器TS、第一二极管D1以及第一电容C1，变压器TS的初级绕组与交流电连接，次级绕组的第一端与第一二极管D1的正极连接，第一二极管D1的负极与第一电容C1的第一端连接，第一电容C1的第二端与次级绕组的第二端连接，输出负载30的第一端与第一电容C1的第一端连接，输出负载30的第二端与分压电路20的第三端连接。

变压器TS可以将输入的交流电压进行变压，第一二极管D1可以对变压器TS次级绕组所产生的交流电压进行整流，以生成直流电压为输出负载30进行供电。第一电容C1为滤波电容，能够将电流回路中的交流噪声信号进行过滤，避免交流信号对供电回路产生影响。

进一步地，上述分压电路20可以包括第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3，第一电阻R1的第一端与参考电压输出端VREF连接，第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端连接，第二电阻R2的第二端与第三电阻R3的第一端连接，第三电阻R3的第二端与开关控制模块40的第二端连接，第二电阻R2的第一端与开关控制模块40的第一端连接，第三电阻R3的第一端通过输出负载30与变压模块10的正极连接，第三电阻R3的第二端与变压模块10的负极连接，第三电阻R3的第一端还接地。

第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3构成分压电路20。在变压模块10不工作时，开关控制模块40的第一端与第二端上的电压即为第二电阻R2和第三电阻R3的分压电压之和。此时第二电阻R2和第三电阻R3的分压电压之和低于阈值电压。

在变压模块10与输出负载30间的供电回路正常工作时，供电回路上产生正常输出电流，由于第三电阻R3位于供电回路上，则第三电阻R3两端的电压相对于变压模块10不工作时增大，电压增大量为第三电阻R3的电阻值与输出电流的乘积。此时开关控制模块40的第一端与第二端之间的电压差同样增大，并且增大后的电压仍低于阈值电压。

在供电回路的电流过大时，第三电阻R3两端的电压增大量为过电流与输出电流的乘积，此时开关控制电路所检测到的电压已经超过阈值电压，则开关控制电路可以确定当前供电回路中的电流过大，并触发过流保护电路50启动。

需要说明的是，上述第三电阻R3的第一端接地，则供电回路工作时，第三电阻R3第一端的电压为0V，第三电阻R3第二端的电压为负电压。在供电回路上的输出电流逐渐增大时，第三电阻R3第一端的电压始终为零，而第二端的负电压则不断减小，从而使得第三电阻R3两端的电压差逐渐增大。

进一步地，上述开关控制模块40可以包括第一开关K1、第二开关及第四电阻R4，第一开关K1的第一端与第三电阻R3的第二端连接，第一开关K1的控制端与第二电阻R2的第一端连接，第一开关K1的第二端通过第四电阻R4与第二开关的控制端连接，第二开关的第一端与参考电压输出端VREF连接，第二开关的第二端与过流保护电路50连接。

第一开关K1的第一端即为开关控制模块40的第二端、控制端即为开关控制模块40的第一端、第二端即为开关控制模块40的输出端。第一开关K1可以对控制端与第一端之间的电压差进行采样，当电压差达到第一开关K1的阈值电压时，第一开关K1可以由截止变为导通，从而使得第二开关控制端上的电信号由截止信号变为导通信号。

第二开关在截止时，过流保护电路50不启动；第二开关在导通时，参考电压输出端VREF与过流保护电路50通过第二开关连接，过流保护电路50可以接收到参考电压输出端VREF输出的参考电压并启动过流保护功能。进一步地，上述开关控制模块40中可以包括第二电容C2，第二电容C2的第一端与第一开关K1的控制端连接，第二电容C2的第二端与第一开关K1的第一端连接。第二电容C2可以在第一开关K1控制端与第二端的电压差增大时进行放电，从而使得电压差能够快速达到阈值电压，降低第一开关K1的导通时间。

上述第一开关K1可以为三端稳压器，例如TL431型可控精密稳压源，即，第一开关K1的阈值电压即为三端稳压器的内部基准电压。第二开关可以为第一三极管Q1，其中第一三极管Q1可以为PNP型三极管。可以理解的是，第一三极管Q1的基极通过第五电阻R5与参考电压输出端VREF连接，基极为高电平，第一三极管Q1截止。而在第一开关K1导通时，相当于将第一三极管Q1的基极与第三电阻R3的第二端连接，第三电阻R3的第二端为负电压端，则第一三极管Q1基极由高电平拉低为低电平，第一三极管Q1导通，将参考电压输出端VREF与过流保护电路50连通，使得过流保护电路50启动过流保护。

开关控制模块40还可以包括第五电阻R5和第三电容C3，第五电阻R5的第一端与第一三极管Q1的基极连接，第五电阻R5的第二端与第一三极管Q1的发射极连接。第三电容C3的第一端与第一三极管Q1的基极连接，第三电容C3的第二端与第一三极管Q1的发射极连接。

上述第四电阻R4可以起到限流作用，避免电流过大而导致第一三极管Q1发生损坏。第五电阻R5为偏置电阻，能够在第一三极管Q1的基极与发射极之间产生一偏置电压，使得第一三极管Q1能够在导通和关断时保持稳定。第二电容C2为滤波电容，能够将电流回路中的交流噪声信号进行过滤，避免交流信号对第一三极管Q1的开闭状态产生影响。

本发明还提供一种过流保护触发装置，该过流保护触发装置包括过流保护触发电路以及与过流保护触发电路连接的过流保护电路，该过流保护触发电路的结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的过流保护触发装置采用了上述过流保护触发电路的技术方案，因此该过流保护触发装置具有上述过流保护触发电路所有的有益效果。

以上仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种过流保护触发电路，其特征在于，包括变压模块、分压电路、输出负载以及开关控制模块，所述分压电路的第一端与参考电压输出端连接，所述分压电路的第二端与变压模块的负极连接，所述分压电路的第三端通过所述输出负载与变压模块的正极连接，所述开关控制模块的第一端与所述分压电路的第一端连接，所述开关控制模块的第二端与所述分压电路的第二端连接，所述开关控制模块的输出端与过流保护电路连接，所述分压电路的第三端还接地；

所述分压电路，用于在所述变压模块的电流增大时，将输出至所述开关控制模块的分压电压增大；

所述开关控制模块，用于在所述分压电压达到阈值电压时向过流保护电路发送启动信号；

其中，所述分压电路包括第一电阻、第二电阻以及第三电阻，所述第一电阻的第一端与参考电压输出端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述开关控制模块的第二端连接，所述第一电阻的第一端与所述开关控制模块的第一端连接，所述第三电阻的第一端通过所述输出负载与变压模块的正极连接，所述第三电阻的第二端与变压模块的负极连接，所述第三电阻的第一端还接地。

2.如权利要求1所述的过流保护触发电路，其特征在于，所述变压模块包括变压器、第一二极管以及第一电容，所述变压器的初级绕组与交流电连接，次级绕组的第一端与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与次级绕组的第二端连接，所述输出负载的第一端与所述第一电容的第一端连接，所述输出负载的第二端与所述分压电路的第三端连接。

3.如权利要求1所述的过流保护触发电路，其特征在于，所述开关控制模块包括第一开关、第二开关及第四电阻，所述第一开关的第一端与所述第三电阻的第二端连接，所述第一开关的控制端与所述第二电阻的第一端连接，所述第一开关的第二端通过所述第四电阻与所述第二开关的控制端连接，所述第二开关的第一端与参考电压输出端连接，所述第二开关的第二端与过流保护电路连接；

所述第一开关，用于在控制端与第一端的电压差达到阈值电压时导通；

所述第二开关，用于在所述第一开关导通时将参考电压输出端与过流保护电路连接。

4.如权利要求3所述的过流保护触发电路，其特征在于，所述开关控制模块还包括第二电容，所述第二电容的第一端与所述第一开关的控制端连接，所述第二电容的第二端与所述第一开关的第一端连接。

5.如权利要求3所述的过流保护触发电路，其特征在于，所述第一开关为三端稳压器，所述第二开关为第一三极管。

6.如权利要求5所述的过流保护触发电路，其特征在于，所述开关控制模块还包括第五电阻，所述第五电阻的第一端与所述第一三极管的基极连接，所述第五电阻的第二端与所述第一三极管的发射极连接。

7.如权利要求5所述的过流保护触发电路，其特征在于，所述开关控制模块还包括第三电容，所述第三电容的第一端与所述第一三极管的基极连接，所述第三电容的第二端与所述第一三极管的发射极连接。

8.如权利要求6～7中任一项所述的过流保护触发电路，其特征在于，所述第一三极管为PNP型三极管。

9.一种过流保护触发装置，其特征在于，所述过流保护触发装置包括过流保护触发电路以及与过流保护触发电路连接的过流保护电路，所述过流保护触发电路被配置为如权利要求1～8任一项所述的过流保护触发电路。

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