CN114243642A - 欠压保护电路及其开关电源 - Google Patents

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丁开发
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    • H02M7/062—Avoiding or suppressing excessive transient voltages or currents

Abstract

本申请实施例提供一种欠压保护电路及其开关电源，所述欠压保护电路包括：稳压电路，串联设置在输入电压与驱动芯片的供电电压端之间，在所述输入电压上升至所述稳压电路的稳压电压值时，所述稳压电路导通所述输入电压与所述驱动芯片的供电电压端之间的电路，以使所述输入电压为所述驱动芯片提供初始启动电压；控制电路，设置在辅助绕组与所述驱动芯片的供电电压端之间，在所述输入电压上升至所述控制电路的电压阈值时，所述控制电路导通所述辅助绕组与所述驱动芯片的供电电压端之间的电路，以使所述辅助绕组为所述驱动芯片提供稳定工作电压。本申请能够快速、准确和便捷的保障电路运行的可靠性和稳定性。

Description

欠压保护电路及其开关电源
技术领域
本申请涉及控制电路领域，具体涉及一种欠压保护电路及其开关电源。
背景技术
在AC-DC/DC-DC电源中，反激线路通常为电源系统中的辅助供电线路而优先启动工作，其开机与关机通常由其自身的线路模块来控制；反激线路的稳定可控工作状态对整个电源系统的可靠运行有重要的影响。
现有技术中反激线路的反激驱动IC供电引脚只有一个供电VDD引脚，此类驱动IC没有专用的高压HV引脚，其初始启动仍需从输入电压上获取能量给IC工作，因此，VCC引脚会通过合适阻值的电阻RH连接到输入电压网络上，但是此供电结构的损耗极大，不适合高效率电源转换器的要求，作为改进,在此结构的基础上，VDD同时也会通过二极管隔离连接至辅助绕组；初始启动仍由RH所在支路提供能量，当反激线路稳定工作后由辅助绕组提供较稳定VCC电压。
该方案虽然可以通过控制RH的阻值或者加入一个稳压管与RH串联来控制输入欠压恢复电压，但是产品稳定工作后，只要输入电压存在，产品就能通过辅助绕组提供VCC供电工作，因此没有输入欠压保护的功能，输入电压掉到十多伏的时候仍可能在工作，工作状态在输入电压临界关机点时出现不稳定的情况，且损耗增大。因此亟需一种欠压保护电路及其开关电源，以克服现有技术的缺陷。
发明内容
针对现有技术中的问题，本申请提供一种欠压保护电路及其开关电源，能够快速、准确和便捷的保障电路运行的可靠性和稳定性。
为解决上述至少一个技术问题，本申请提供以下技术方案：
第一方面，本申请提供一种欠压保护电路，包括：
稳压电路，串联设置在输入电压与驱动芯片的供电电压端之间，在所述输入电压上升至所述稳压电路的稳压电压值时，所述稳压电路导通所述输入电压与所述驱动芯片的供电电压端之间的电路，以使所述输入电压为所述驱动芯片提供初始启动电压；
控制电路，串联设置在辅助绕组与所述驱动芯片的供电电压端之间，在所述输入电压上升至所述控制电路的电压阈值时，所述控制电路导通所述辅助绕组与所述驱动芯片的供电电压端之间的电路，以使所述辅助绕组为所述驱动芯片提供稳定工作电压。
进一步的，所述稳压电路包括第一稳压二极管和电阻，所述第一稳压二极管和所述电阻串联设置在所述输入电压与所述驱动芯片的供电电压端之间。
进一步的，所述稳压电路还包括稳压二极管，所述稳压二极管串联设置在所述第一稳压二极管、所述电阻与所述驱动芯片的供电电压端之间。
进一步的，所述稳压电路的稳压电压值大于所述控制电路的电压阈值。
进一步的，所述控制电路包括开关管。
进一步的，所述开关管还包括NMOS晶体管，所述NMOS晶体管的栅极与所述稳压电路的负极连接，所述NMOS晶体管的漏极与所述辅助绕组连接，所述NMOS晶体管的源极与所述稳压电路的正极连接后耦接至所述驱动芯片的供电电压端。
进一步的，所述开关管为PMOS管，所述控制电路还包括反相器；
所述PMOS管的栅极与所述反相器的输出端连接，所述PMOS管的源极连接至所述辅助绕组，所述PMOS管的漏极连接至所述驱动芯片的供电电压端，所述反相器的输入端连接在所述稳压电路的两端。
进一步的，所述开关管为三极管，所述三极管的基极与所述稳压电路连接，所述三极管的集电极与所述辅助绕组连接，所述三极管的发射极与所述驱动芯片的供电电压端连接。
进一步的，所述欠压保护电路还包括单向二极管，所述单向二极管串联设置在所述控制电路与所述辅助绕组之间，所述单向二极管的负极与所述控制电路耦接，所述单向二极管的正极与所述辅助绕组的电压输出端耦接。
进一步的，所述驱动芯片为没有高压输入检测引脚的反激驱动芯片。
进一步的，所述稳压电路与接地端之间串联设置有滤波电容器。
第二方面，本申请提供一种开关电源，包括如上所述的欠压保护电路。
由上述技术方案可知，本申请提供一种欠压保护电路及其开关电源，通过稳压电路控制芯片的初始启动电压，通过控制电路控制芯片的稳定工作电压，由此能够快速、准确和便捷的保障电路运行的可靠性和稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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为本申请所述欠压保护电路的结构示意图之一；
图2为本申请所述欠压保护电路的结构示意图之二；
图3为本申请所述欠压保护电路的结构示意图之三。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
考虑到现有技术中输入电压欠压保护通常通过电压比较器来实现，或者通过电压采样后送往单片机再引出引脚来控制实现，由此导致结构复杂、硬件成本较高的问题。为了能够快速、准确和便捷的保障电路运行的可靠性和稳定性，本申请提供一种欠压保护电路的实施例，本实施例中，所述欠压保护电路具体包含：
稳压电路，串联设置在输入电压与驱动芯片的供电电压端之间，在所述输入电压上升至所述稳压电路的稳压电压值时，所述稳压电路导通所述输入电压与所述驱动芯片的供电电压端之间的电路，以使所述输入电压为所述驱动芯片提供初始启动电压。
可以理解的是，所述稳压电路具有一被稳压击穿的稳压电压值，该稳压电压值的具体数值大小由稳压电路中设置的具体电器元件决定。
所述稳压电路中的电器元件包括但不限于：电阻、二极管、稳压二极管。
可选的，所述稳压电路串联设置在输入电压与驱动芯片的供电电压端(即芯片VCC端)之间，当输入电压从0V续上升直至超过该稳压电路的稳压电压值时，所述稳压电路被稳压击穿工作，并由此导通所述输入电压与所述驱动芯片的供电电压端之间的电路，由此使得输入电压为所述驱动芯片提供初始启动电压，可以理解的是，通过对稳压电路中串联的电阻限流来控制芯片开关机所需的输入电流，从而以保障芯片安全。
控制电路，设置在辅助绕组与所述驱动芯片的供电电压端之间，在所述输入电压上升至所述控制电路的电压阈值时，所述控制电路导通所述辅助绕组与所述驱动芯片的供电电压端之间的电路，以使所述辅助绕组为所述驱动芯片提供稳定工作电压。
可以理解的是，所述控制电路具有一电压阈值，且所述控制电路与所述稳压电路并联，因此在输入电压持续上升的过程中，所述稳压电路上产生的压降同等作用于该控制电路，直至超过该控制电路的电压阈值。
可选的，所述控制电路设置在辅助绕组与所述驱动芯片的供电电压端(即芯片VCC端)之间，因此当输入电压超过控制电路的电压阈值后，所述辅助绕组与所述驱动芯片的供电电压端之间的电路被导通，由此使得辅助绕组开始为所述驱动芯片提供稳定工作电压。
可以理解的是，一般芯片初始启动时需要的电流比正常工作时的电流小，稳压电路提供的电流会被串联电阻限流使其仅仅只能满足开启所需的电流，而不足以提供芯片正常工作所需的电流，以此来减少来自稳压电路的损耗。
同理，当输入电压下降至小于控制电路的电压阈值后(也即输入电压下降致使控制电路的控制端输入跌落至其电压阈值以下时)，所述辅助绕组与所述驱动芯片的供电电压端之间的电路由导通状态变为关闭状态，由此使得辅助绕组不再为所述驱动芯片提供稳定工作电压，此时芯片由于缺少稳定工作电压的供应而关闭运行。
可选的，所述稳压电路的稳压电压值大于所述控制电路的电压阈值。
从上述描述可知，根据本申请实施例提供的欠压保护电路，通过稳压电路控制芯片的初始启动电压，通过控制电路控制芯片的稳定工作电压，由此能够快速、准确和便捷的保障电路运行的可靠性和稳定性。
参见图1，作为一种可行的实施方式，所述稳压电路包括第一稳压二极管ZD1和电阻RH，所述第一稳压二极管ZD1和所述电阻串联RH设置在所述输入电压与所述驱动芯片的供电电压端VCC之间，由此通过调节所述第一稳压二极管ZD1和所述电阻RH串联的总阻值可以间接决定稳压电路和控制电路何时被击穿，即为芯片提供稳定工作电压的辅助绕组所在供电线路何时被导通，也即芯片的开机和关机电压。
作为一种可行的实施方式，所述稳压电路还包括第二稳压二极管ZD2，所述第二稳压二极管ZD2串联设置可以在所述第一稳压二极管ZD1、所述电阻RH与所述驱动芯片的供电电压端VCC之间。
可选的，所述第二稳压二极管ZD2的稳压电压可以选用10V左右，可选的，所述第二稳压二极管ZD2的稳压电压可以选用9.1V。
参见图3，作为一种可行的实施方式，所述控制电路包括开关管，所述开关管为PMOS晶体管，同时，所述控制电路还包括反相器U3。
具体的，所述PMOS晶体管的栅极与反相器U3的输出端连接，所述PMOS晶体管的源极连接至所述辅助绕组，所述PMOS晶体管的漏极连接至所述驱动芯片的供电电压输入端VCC，同时所述反相器U3的输入端接在稳压电路(例如第二稳压二极管)的两端。
作为一种可行的实施方式，所述控制电路包括开关管。
参见图2，作为一种可行的实施方式，所述控制电路包括开关管，所述开关管为三极管Q2，所述三极管Q2的基极与所述稳压电路连接，所述三极管Q2的集电极与所述辅助绕组连接，所述三极管Q2的发射极与所述驱动芯片的供电电压端VCC连接。
可选的，所述三极管Q2可以为NPN型三极管。
可以理解的是，当输入电压超过三极管Q2的电压阈值后，所述辅助绕组与所述驱动芯片的供电电压端VCC之间的电路被导通，由此使得辅助绕组开始为所述驱动芯片提供稳定工作电压。
在本申请的一实施例中，当控制电路为三极管Q2时，稳定电路中可以包括第二稳压二极管ZD2，也可以不设置第二稳压二极管ZD2，仅包括第一稳压二极管ZD1和/或电阻RH。
参见图1，作为一种可行的实施方式，所述开关管还包括NMOS晶体管Q2，所述NMOS晶体管Q2的栅极与所述稳压电路(例如稳压二极管)的负极连接，所述NMOS晶体管Q2的漏极与所述辅助绕组连接，所述NMOS晶体管Q2的源极与所述稳压电路的正极连接后耦接至所述驱动芯片的供电电压端。
可选的，所述NMOS晶体管Q2可以为绝缘栅增强型N-MOS晶体管。
可以理解的是，当输入电压超过NMOS晶体管Q2的电压阈值后(也即输入电压使稳压电路击穿稳压后，第二稳压二极管ZD2上的压降超过NMOS晶体管Q2的栅源电压阈值后)，所述辅助绕组与所述驱动芯片的供电电压端VCC之间的电路被导通，由此使得辅助绕组开始为所述驱动芯片提供稳定工作电压。
作为一种可行的实施方式，所述欠压保护电路还包括单向二极管D1，所述单向二极管D1串联设置在所述控制电路与所述辅助绕组之间，所述单向二极管D1的负极与所述控制电路耦接，所述单向二极管D1的正极与所述辅助绕组的电压输出端耦接，通过所述单向二极管D1的电流单向通过特性保障芯片的供电安全。
作为一种可行的实施方式，所述稳压电路(例如第二稳压二极管)的稳压电压值小于所述控制电路的电压阈值，以此决定稳压电路导通输入电压，从而为芯片提供初始启动电压，以及控制电路导通辅助绕组，从而为芯片提供稳定工作电压。
作为一种可行的实施方式，所述驱动芯片为没有高压输入检测引脚的反激驱动芯片。
作为一种可行的实施方式，所述稳压电路与接地端之间串联设置有滤波电容器，以此用于对输入电压进行滤波处理。
在本申请的另一实施例中，本申请还提供一种开关电源，其包含上述的欠压保护电路，通过欠压保护电路中的稳压电路控制驱动芯片的初始启动电压，通过欠压保护电路中的控制电路控制驱动芯片的稳定工作电压，由此能够快速、准确和便捷的保障电路运行的可靠性和稳定性。
以上所述仅为本申请示意性的具体实施方式，并非用以限定本申请的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本申请的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本申请保护的范围。

Claims (12)

1.一种欠压保护电路，其特征在于，包括：
稳压电路，串联设置在输入电压与驱动芯片的供电电压端之间，在所述输入电压上升至所述稳压电路的稳压电压值时，所述稳压电路导通所述输入电压与所述驱动芯片的供电电压端之间的电路，以使所述输入电压为所述驱动芯片提供初始启动电压；
控制电路，设置在辅助绕组与所述驱动芯片的供电电压端之间，在所述输入电压上升至所述控制电路的电压阈值时，所述控制电路导通所述辅助绕组与所述驱动芯片的供电电压端之间的电路，以使所述辅助绕组为所述驱动芯片提供稳定工作电压。
2.根据权利要求1所述的欠压保护电路，其特征在于，所述稳压电路包括第一稳压二极管和一电阻，所述第一稳压二极管和所述电阻串联设置在所述输入电压与所述驱动芯片的供电电压端之间。
3.根据权利要求2所述的欠压保护电路，其特征在于，所述稳压电路还包括第二稳压二极管，所述第二稳压二极管串联设置在所述第一稳压二极管、所述电阻与所述驱动芯片的供电电压端之间。
4.根据权利要求1-3任一项所述的欠压保护电路，其特征在于，所述稳压电路的稳压电压值大于所述控制电路的电压阈值。
5.根据权利要求1所述的欠压保护电路，其特征在于，所述控制电路包括开关管。
6.根据权利要求5所述的欠压保护电路，其特征在于，所述开关管还包括NMOS晶体管，所述NMOS晶体管的栅极与所述稳压电路的负极连接，所述NMOS晶体管的漏极与所述辅助绕组连接，所述NMOS晶体管的源极与所述稳压电路的正极连接后耦接至所述驱动芯片的供电电压端。
7.根据权利要求5所述的欠压保护电路，其特征在于，所述开关管为PMOS管，所述控制电路还包括反相器；
所述PMOS管的栅极与所述反相器的输出端连接，所述PMOS管的源极连接至所述辅助绕组，所述PMOS管的漏极连接至所述驱动芯片的供电电压端，所述反相器的输入端连接在所述稳压电路的两端。
8.根据权利要求5所述的欠压保护电路，其特征在于，所述开关管为三极管，所述三极管的基极与所述稳压电路连接，所述三极管的集电极与所述辅助绕组连接，所述三极管的发射极与所述驱动芯片的供电电压端连接。
9.根据权利要求1所述的欠压保护电路，其特征在于，所述欠压保护电路还包括单向二极管，所述单向二极管串联设置在所述控制电路与所述辅助绕组之间，所述单向二极管的负极与所述控制电路耦接，所述单向二极管的正极与所述辅助绕组的电压输出端耦接。
10.根据权利要求1所述的欠压保护电路，其特征在于，所述驱动芯片为没有高压输入检测引脚的反激驱动芯片。
11.根据权利要求1所述的欠压保护电路，其特征在于，所述稳压电路与接地端之间串联设置有滤波电容器。
12.一种开关电源，其特征在于，包括权利要求1-11任一项所述的欠压保护电路。
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