CN203027132U - 多功能开关电源前级启动控制电路 - Google Patents

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陶永强
张自飞
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Tianshui Huatian Electronic Group Co ltd
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TIANSHUI 749 ELECTRONIC CO Ltd
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Abstract

本实用新型提供了一种多功能开关电源前级启动控制电路，以解决现有的电源的前级控制电路存在的使用灵活性不高，且电路复杂的问题。包括三个稳压二级管、两个二极管、四个电阻器、三个NPN型三极管、两个N沟道开关管、两个电容器、供电电源正输入端P1、供电电源负输入端P2、开关电源正输入端P3、开关电源控制电路供电接入端P4、开关电源负输入端P5。本实用新型电路由分立元件所组成，使用较少的元器件，实现了对电源前级启动的完美控制。该线路中包括有防反接功能、软启动功能、短路保护功能、输入欠压保护功能、输入过压保护功能以及为开关电源控制电路提供稳压电源的功能。

Description

多功能开关电源前级启动控制电路
技术领域
本实用新型属于电学领域，特别涉及一种集电源转换器电路中最常用的功能于一身的电源转换器前级启动控制装置，它适合于多种电源变换器，尤其是宽电压输入范围条件下前级的启动控制。
背景技术
随着半导体技术的迅速发展，电子系统变得越来越复杂。同样作为系统动力的电源部分其要求也越来越高，使用条件更加苛刻，环境更加复杂化，这就要求对电源进行有效的保护措施，防止非正常工作条件下的误动作对其造成的损坏。目前，市场上电源的前级控制电路功能不一，大多只有在特定条件下的独立功能，使用灵活性不高，且电路复杂，价格偏高。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种多功能开关电源前级启动控制电路，以解决现有的电源的前级控制电路存在的使用灵活性不高，且电路复杂的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
   一种多功能开关电源前级启动控制电路，包括三个稳压二级管、两个二极管、四个电阻器、三个NPN型三极管、两个N沟道开关管、两个电容器、供电电源正输入端P1、供电电源负输入端P2、开关电源正输入端P3、开关电源控制电路供电接入端P4、开关电源负输入端P5；供电电源正输入端P1接供电电源正输出端，供电电源负输入端P2接供电电源负输出端，开关电源正输入端P3接开关电源正输入，开关电源控制电路供电接入端P4接开关电源控制电路供电端，开关电源负输入端P5接开关电源负输入端；第一稳压二级管DZ1的阴极接供电电源正输入端P1，阳极通过第一电阻R1与第一二极管D1的阳极相连，第一二极管D1的阴极连接第二稳压二极管DZ2的阴极，即节点a，第二稳压二极管DZ2的阳极连接供电电源负输入端P2；第一NPN三极管Q1的基极连接节点a，并通过第一电容器C1连接到供电电源负输入端P2，集电极连接供电电源正输入端P1，发射极连接到节点b；第一N沟道开关管Q2的栅极连接到节点b，源极连接开关电源正输入端P3，漏极连接供电电源正输入端P1；第二N沟道开关管Q3的栅极连接节点b，源极连接开关电源负输入端P5，漏极连接供电电源负输入端P2；第二三极管Q4的基极通过电阻R3连接到开关电源负输入端P5，同时通过第二电阻R2连接第三稳压二极管DZ3的阳极，第三稳压二极管DZ3的阴极连接开关电源正输入端P3，第二NPN型三极管Q4的发射极连接开关电源负输入端P5，集电极连接节点b；第三NPN型三极管Q5的基极通过第四电阻R4连接到节点b，通过第二电容C2连接开关电源负输入端P5,发射极连接开关电源正输入端P3，集电极连接节点b。
本实用新型的有益效果是：本实用新型电路由分立元件所组成，使用较少的元器件，实现了对电源前级启动的完美控制。该线路中包括有防反接功能、软启动功能、短路保护功能、输入欠压保护功能、输入过压保护功能以及为开关电源控制电路提供稳压电源的功能。
电路在使用较少元器件的情况下实现了较多的功能，且价格便宜，使用灵活性高，工程师可根据实际应用情况对电路个别元器件参数值进行调整，满足不同条件的使用。同时，所用元器件均为常规元器件，不受有些专用控制电路不易采购等方面的影响，节省成本，节省开发时间。
附图说明
图1是本实用新型的电路连接原理图。
图中，P1-供电电源正输入端、P2-供电电源负输入端、P3-开关电源正输入端、P4-开关电源控制电路供电接入端、P5-开关电源负输入端、DZ1-第一稳压管、DZ2-第二稳压管、DZ3-第三稳压管，D1-第一二极管、D2-第二二极管， R1-第一电阻器、R2-第二电阻器、R3-第三电阻器、R4-第四电阻器， Q1-第一NPN型三极管、Q4-第二NPN型三极管、Q5-第三NPN型三极管， Q2-第一N沟道开关管、Q3-第二N沟道开关管， C1-第一电容器、C2-第二电容器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
 如图1所示，一种多功能开关电源前级启动控制电路，其特征在于：包括三个稳压二级管、两个二极管、四个电阻器、三个NPN型三极管、两个N沟道开关管、两个电容器、供电电源正输入端P1、供电电源负输入端P2、开关电源正输入端P3、开关电源控制电路供电接入端P4、开关电源负输入端P5；供电电源正输入端P1接供电电源正输出端，供电电源负输入端P2接供电电源负输出端，开关电源正输入端P3接开关电源正输入端，开关电源控制电路供电接入端P4接开关电源控制电路供电端，开关电源负输入端P5接开关电源负输入；第一稳压二级管DZ1的阴极接供电电源正输入端P1，阳极通过第一电阻R1与第一二极管D1的阳极相连，第一二极管D1的阴极连接第二稳压二极管DZ2的阴极，即节点a，第二稳压二极管DZ2的阳极连接供电电源负输入端P2；第一NPN三极管Q1的基极连接节点a，并通过第一电容器C1连接到供电电源负输入端P2，集电极连接供电电源正输入端P1，发射极连接到节点b；第一N沟道开关管Q2的栅极连接到节点b，源极连接开关电源正输入端P3，漏极连接供电电源正输入端P1；第二N沟道开关管Q3的栅极连接节点b，源极连接开关电源负输入端P5，漏极连接供电电源负输入端P2；第二三极管Q4的基极通过电阻R3连接到开关电源负输入端P5，同时通过第二电阻R2连接第三稳压二极管DZ3的阳极，第三稳压二极管DZ3的阴极连接开关电源正输入端P3，第二NPN型三极管Q4的发射极连接开关电源负输入端P5，集电极连接节点b；第三NPN型三极管Q5的基极通过第四电阻R4连接到节点b，通过第二电容C2连接开关电源负输入端P5,发射极连接开关电源正输入端P3，集电极连接节点b。
本电路中各个功能的实现如下所述：
①欠压保护功能：当输入电压在欠压状态下，第一稳压二级管Dz1不能导通，节点a电压为零，第一NPN型三极管 Q1截止，节点b电压同样为零，此时，两只N沟道开关管 Q2和Q3截止（虽然在正向压降作用下，Q3的体二极管可导通 ，但Q2的体二极管为反相，不能够导通，所以不能够形成电流回路），整个电路处于关闭状态。
②正常工作，为控制电路提供稳压电源：当输入电压在设定工作范围以内时，第一稳压二级管Dz1导通，节点a电压为Va=VZ2,第一NPN型三极管 Q1导通，节点b电压Vb= Va+Vbe(Q1),此时节点b电压（即Q2和Q3的栅极电压）达到了Q2和Q3的阀值电压，Q2和Q3导通。由于节点b电压处于稳定状态，可通过第二二极管D2向控制电路的VCC提供稳定的输入电压。此时，由于输入电压没有达到第三稳压二级管DZ3的击穿电压，所以，第二NPN型三极管Q4的基极电压Vb(Q4)=0，Q4处于截止状态。同时，第三NPN型三极管Q5由于Vce﹤0, 所以，Q5也处于截止状态。
③过压保护功能：当输入电压超过正常设定值时，第三稳压二级管DZ3反相击穿，同时第二NPN型三极管Q4导通，此时节点b的电压被拉至接近于地电位，Q2与Q3关断，电路停止工作，直至电压恢复正常。
④短路保护功能：当出现短路故障时，第三NPN型三极管Q5的发射基被拉至低电平，此时Vbe﹥0.7V, 第三NPN型三极管Q5导通，将节点b电压拉至低电平，Q2与Q3关断，电路停止工作，直到短路故障消除。
⑤防反接功能：当误将输入电压接反时，第一NPN型三极管Q1处于截止状态，节点b电压为零, Q2与Q3关断,此时虽然第一N沟道开关管Q2的体二极管处于正向导通状态，但第二N沟道开关管Q3的体二极管处于反相状态，整个电路处于关闭状态，保护后面的电路免受反相电压的危害。
⑥软启动功能：在开机启动瞬间，电流通过第一稳压二级管Dz1，第一二极管D1和第一电阻R1到达节点a时，会向第一电容C1充电，充电初期，第一电容器C1相当于短路，节点a电压不能立刻建立，第一NPN型三极管Q1截止；随着C1充电电压的升高，节点a电压逐步升高，第一NPN型三极管Q1开始导通，开始进入正常工作模式。
另外需要说明的是，在电路中，第一稳压二级管DZ1用来设置欠压保护点；第二稳压二级管DZ2来调节节点b电压的高低；第三稳压二级管DZ3来设置过压保护点；第一电容器C1为软启动电容；第四电阻器R4和第二电容器C2组成RC延迟电路使第三NPN型三极管Q5的基极电压建立延迟于发射极，防止误导通；第一二极管D1是为防止反接过程中引起电流回路。
使用分立元器件组合，充分利用二极管的单向导电性、稳压二极管的反向击穿特性、三极管和MOSFET在不同条件下的工作状态以及电容器的充放电特性和电阻的限流分压作用，通过对元器件的优化组合设计，满足了多种功能的应用要求。

Claims (1)

1.一种多功能开关电源前级启动控制电路，其特征在于：包括三个稳压二级管、两个二极管、四个电阻器、三个NPN型三极管、两个N沟道开关管、两个电容器、供电电源正输入端P1、供电电源负输入端P2、开关电源正输入端P3、开关电源控制电路供电接入端P4、开关电源负输入端P5；供电电源正输入端P1接供电电源正输出端，供电电源负输入端P2接供电电源负输出端，开关电源正输入端P3接开关电源正输入端，开关电源控制电路供电接入端P4接开关电源控制电路供电端，开关电源负输入端P5接开关电源负输入端；第一稳压二级管DZ1的阴极接供电电源正输入端P1，阳极通过第一电阻R1与第一二极管D1的阳极相连，第一二极管D1的阴极连接第二稳压二极管DZ2的阴极，即节点a，第二稳压二极管DZ2的阳极连接供电电源负输入端P2；第一NPN三极管Q1的基极连接节点a，并通过第一电容器C1连接到供电电源负输入端P2，集电极连接供电电源正输入端P1，发射极连接到节点b；第一N沟道开关管Q2的栅极连接到节点b，源极连接开关电源正输入端P3，漏极连接供电电源正输入端P1；第二N沟道开关管Q3的栅极连接节点b，源极连接开关电源负输入端P5，漏极连接供电电源负输入端P2；第二三极管Q4的基极通过电阻R3连接到开关电源负输入端P5，同时通过第二电阻R2连接第三稳压二极管DZ3的阳极，第三稳压二极管DZ3的阴极连接开关电源正输入端P3，第二NPN型三极管Q4的发射极连接开关电源负输入端P5，集电极连接节点b；第三NPN型三极管Q5的基极通过第四电阻R4连接到节点b，通过第二电容C2连接开关电源负输入端P5,发射极连接开关电源正输入端P3，集电极连接节点b。
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