CN203368025U - 一种无损耗直流输入防反接保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无损耗直流输入防反接保护电路，包括PWM控制芯片、向PWM控制芯片电源端送电的辅助电源模块、直流输入正极端、直流输入负极端，其还包括：连接在直流输入正、负极端之间的逻辑控制模块，逻辑控制模块的控制端连接PWM控制芯片电源端，用以在直流输入正、负极端反接时拉低PWM控制芯片电源端的电压。本实用新型在直流输入极性正确时，PWM控制芯片正常工作，保护电路不损耗电能；在直流输入极性接反时，保护电路禁止PWM控制芯片工作，同时发出声光告警提示。本实用新型提高了电源的整机工作效率，减小了生产作业难度，降低了生产成本，避免了人力资源浪费，同时也赢得了宝贵时间，具有广阔的市场前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源领域，尤其涉及开关电源、线性稳压电源、UPS电源、新能源光伏逆变器或类似产品中的直流输入防反接保护电路。
背景技术
在现代社会，随着科学技术的进步，电源在全球范围内的应用也越来越广，同时也对电源的转换效率及可靠性等方面提出了更高要求。在实际使用中用户常常将直流电压电源的正负极性接反导致电源损坏，使产品的正确保修受到了很大的负面影响，甚至还会引起用户与销售商之间不必要的纠纷，那怎样来规避这一风险就成为了一个刻不容缓的技术难题。传统电源技术通常在输入主电路中串联设置一个二极管，利用二极管的正向导通而反向截止的特性设计成一个输入直流防反接保护电路。如图1所示，输入电压通过防雷电路的输出后在输入主电路中串联了一个大功率二极管D1，利用二极管的正向导通而反向截止的特性，制成一个直流输入防反接保护电路。其中，防雷电路的输入端Vin+、Vin-分别接供电直流电源的输出正极、负极，D1的正极接防雷电路的输出正极，D1的负极接后级输入主电路。当电源的输入直流电压正负极性正确接入开机时，二极管D1导通，后级输入主电路可正常工作，当电源的输入直流电压正负极性反向接入开机时，二极管D1反向截止，后级输入主电路不能工作，从而达到了保护电源的目的。
这种直流输入电压防反接保护电路虽然电路简单，而且也能够很好的起到直流输入防反接保护的目的，但是由于二极管D1是串连在输入主电路中的，故二极管D1自始自终都参与工作，在电源正常工作时会消耗电能，造成不必要的功率损耗，严重不符合现代高效电源的要求，而且在做大功率电源时为了二极管D1的电流应力降额和二极管D1的整体散热，常常还需在大功率二极管D1处并联一个相同的大功率二极管D2（如图2所示，具体工作原理与上述实施例完全相同，不再一一赘述）,而且还必须在二极管D1或D1、D2处加一个散热器，若散热器与二极管D1或D1、D2之间的工艺处理不好则导致二极管D1或D1、D2热击穿损坏而电源无输出，这样精密的加工工艺势必会增加生产的作业难度，严重延缓了生产进程，造成了大量的人力资源和生产成本的浪费。
故此研发一种无损耗，低成本的防止输入直流反接的保护电路是业内亟需解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型是要解决现有技术的上述问题，提出一种无损耗直流输入防反接保护电路。
为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案是设计一种无损耗直流输入防反接保护电路，包括PWM控制芯片、向PWM控制芯片电源端送电的辅助电源模块、直流输入正极端、直流输入负极端，其还包括：连接在直流输入正、负极端之间的逻辑控制模块，逻辑控制模块的控制端连接PWM控制芯片电源端，用以在直流输入正、负极端反接时拉低PWM控制芯片电源端的电压。
所述逻辑控制模块包括第一和第二二极管、限流电阻、光耦、第六至第九电阻、第二电容，其中第一二极管的阴极连接直流输入正极端（DC+），第一二极管的阳极接限流电阻的一端，限流电阻的另一端接第二二极管的阳极和光耦输入侧的阴极，第二二极管的阴极和光耦输入侧的阳极接直流输入负极端（DC-），光耦输出侧的集电极接第六电阻、第七电阻和第九电阻的一端，第九电阻的另一端接第二电容的一端和PWM控制芯片电源端，第二电容的另一端接地，光耦输出侧的发射极接第七电阻的另一端和第八电阻的一端，第八电阻的另一端接地，第六电阻的另一端接辅助电源的正极输出端，辅助电源的负极输出端接地。
所述限流电阻包括依次串联的第一电阻、第二电阻和第五电阻，其中第一电阻的一端连接所述第一二极管阳极，第五电阻的一端连接所述光耦输入侧的阴极。
在所述第二电阻和第五电阻的连接点与直流输入负极端之间连接一发光告警模块。所述发光告警模块包括第四电阻和发光二极管，其中第四电阻的一端连接所述第二电阻和第五电阻的连接点，第四电阻的另一端连接发光二极管的阴极，发光二极管的阳极连接直流输入负极端。
在所述第二电阻和第五电阻的连接点与直流输入负极端之间连接一声音告警模块。所述声音告警模块包括第三电阻、蜂鸣器和第一电容，其中第三电阻的一端连接所述第二电阻和第五电阻的连接点，第三电阻的一另端连接蜂鸣器和第一电容的一端，蜂鸣器和第一电容的另一端连接直流输入负极端。
所述辅助电源模块包括连接在直流输入正极端和直流输入负极端之间的整流桥、连接整流桥输出端的直流变直流模块，直流变直流模块的正极输出端连所述第六电阻的另一端，直流变直流模块的负极输出端接地。
与现有技术相比，本实用新型一方面在电源的输入正负极性正确时，保护电路消耗的能量为零，解决了现有技术整机损耗大转换效率偏低的问题；另一方面当电源在输入正负极性反接时，不仅能够对电源进行有效保护，而且还能够对用户的这种错误操作方法进行听觉和视觉上的声光告警提示。该技术的运用能够在很大程度上提高了电源的整机工作效率，减小了生产作业难度，降低了生产成本，避免了人力资源浪费，同时也赢得了宝贵时间，具有广阔的市场前景。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作出详细的说明，其中：
图1为现有技术中的一种保护电路；
图2为现有技术中的另一种保护电路；
图3为本实用新型较佳实施例的电路图；
图4为图3电路加入辅助电源模块的电路图。
具体实施方式
本实用新型揭示了一种无损耗直流输入防反接保护电路，包括PWM控制芯片、向PWM控制芯片电源端送电的辅助电源模块、直流输入正极端DC+、直流输入负极端DC-，其还包括：连接在直流输入正、负极端之间的逻辑控制模块，逻辑控制模块的控制端连接PWM控制芯片电源端，用以在直流输入正、负极端反接时拉低PWM控制芯片电源端的电压。
参看图3示出的较佳实施例的电路图，逻辑控制模块包括第一和第二二极管D1、D2、限流电阻、光耦OT1、第六至第九电阻R6、R7、R8、R9、第二电容C2，其中第一二极管的阴极连接直流输入正极端（DC+），第一二极管的阳极接限流电阻的一端，限流电阻的另一端接第二二极管的阳极和光耦输入侧的阴极，第二二极管的阴极和光耦输入侧的阳极接直流输入负极端（DC-），光耦输出侧的集电极接第六电阻、第七电阻和第九电阻的一端，第九电阻的另一端接第二电容的一端和PWM控制芯片电源端，第二电容的另一端接地，光耦输出侧的发射极接第七电阻的另一端和第八电阻的一端，第八电阻的另一端接地，第六电阻的另一端接辅助电源的正极输出端，辅助电源的负极输出端接地。
在较佳实施例中，限流电阻包括依次串联的第一电阻R1、第二电阻R2和第五电阻R5，其中第一电阻的一端连接所述第一二极管D1阳极，第五电阻的一端连接所述光耦输入侧的阴极。
为增加发光告警功能，在所述第二电阻R2和第五电阻R5的连接点与直流输入负极端DC-之间连接一发光告警模块。
参看图3，发光告警模块包括第四电阻R4和发光二极管LED1，其中第四电阻的一端连接所述第二电阻R2和第五电阻R5的连接点，第四电阻的另一端连接发光二极管的阴极，发光二极管的阳极连接直流输入负极端DC-。
为增加声音告警功能，在所述第二电阻R2和第五电阻R5的连接点与直流输入负极端DC-之间连接一声音告警模块。
参看图3，声音告警模块包括第三电阻R3、蜂鸣器BUZ和第一电容C1，其中第三电阻的一端连接所述第二电阻R2和第五电阻R5的连接点，第三电阻的一另端连接蜂鸣器和第一电容的一端，蜂鸣器和第一电容的另一端连接直流输入负极端DC-。
参看图4示出的辅助电源模块的电路图，所述辅助电源模块包括连接在直流输入正极端DC+和直流输入负极端DC-之间的整流桥BD1、连接整流桥输出端的直流变直流模块U2，直流变直流模块的正极输出端VCC+连所述第六电阻R6的另一端，直流变直流模块的负极输出端接地GND。
下面结合附图4详细描述较佳实施例的工作原理：
当电源的输入正负极性正确接入并工作时，二极管D2处于反向状态，根据二极管的正向导通而反向截止的特性，得知发光告警模块和声音告警模块没有构成回路，该电路不告警，同时光耦OT1输入侧无电流流过，故光耦OT1输出侧不导通，而此时直流输入端的电压通过整流桥后得到一个输出极性始终是一致的电压给直流变直流模块U2提供电能，U2经直流变直流后得到一个较为稳定的VCC电压，该电压经电阻R6后使A点呈高电位，再通过电阻R9，经电容C2滤波后给PWM控制芯片U1的第七脚VDD供电（U1在较佳实施例中，U1采用型号为“OB2269C”的控制芯片），PWM控制芯片U1正常工作，电源保持正常工作。此时，逻辑控制模块、发光告警模块和声音告警模块无任何功率损耗，它消耗的能量为零；
当电源在输入正负极性反接工作时，保护电路通过以下三种方式进行告警保护。首先DC-依次通过蜂鸣器BUZ（电解电容C1充电）的正极到负极、电阻R3（电阻R3对蜂鸣器BUZ进行限流保护）、R2、R1、二极管D1的正极到负极回到DC+而构成回路，蜂鸣器BUZ鸣叫告警，给用户听觉上的告警提示，告知用户的电源输入正负极性接反了；其次DC-依次通过发光二极管LED1的正极到负极、电阻R4（电阻R4对发光二极管LED1进行限流保护）、R2、R1、二极管D1的正极到负极回到DC+而构成回路，发光二极管LED1发光告警，给用户以视觉上的告警提示，告知用户的电源输入正负极性接反了；再次DC-依次通过光耦OT1输入侧的阳极到阴极（二极管D2是为了增强光耦OT1的可靠性的）、电阻R5、R2、R1、二极管D1的正极到负极回到DC+而构成回路，光耦OT1输出侧导通，拉低了由辅助电源模块VCC电压经电阻R6后的高电位A点，此时A点为低电位，PWM控制芯片U1的第七脚VDD无供电电压，PWM控制芯片U1停止工作而使电源得到了有效保护。
以上实施例仅为举例说明，非起限制作用。任何未脱离本申请精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本申请的权利要求范围之中。
Claims (8)
1.一种无损耗直流输入防反接保护电路，包括PWM控制芯片、向PWM控制芯片电源端送电的辅助电源模块、直流输入正极端（DC+）、直流输入负极端（DC-），其特征在于还包括：连接在直流输入正、负极端之间的逻辑控制模块，逻辑控制模块的控制端连接PWM控制芯片电源端，用以在直流输入正、负极端反接时拉低PWM控制芯片电源端的电压。
2.如权利要求1所述的无损耗直流输入防反接保护电路，其特征在于：所述逻辑控制模块包括第一和第二二极管（D1、D2）、限流电阻、光耦（OT1）、第六至第九电阻（R6、R7、R8、R9）、第二电容（C2），其中：
第一二极管的阴极连接直流输入正极端（DC+），第一二极管的阳极接限流电阻的一端，限流电阻的另一端接第二二极管的阳极和光耦输入侧的阴极，第二二极管的阴极和光耦输入侧的阳极接直流输入负极端（DC-），光耦输出侧的集电极接第六电阻、第七电阻和第九电阻的一端，第九电阻的另一端接第二电容的一端和PWM控制芯片电源端，第二电容的另一端接地，光耦输出侧的发射极接第七电阻的另一端和第八电阻的一端，第八电阻的另一端接地，第六电阻的另一端接辅助电源的正极输出端，辅助电源的负极输出端接地。
3.如权利要求2所述的无损耗直流输入防反接保护电路，其特征在于：所述限流电阻包括依次串联的第一电阻（R1）、第二电阻（R2）和第五电阻（R5），其中第一电阻的一端连接所述第一二极管（D1）阳极，第五电阻的一端连接所述光耦输入侧的阴极。
4.如权利要求3所述的无损耗直流输入防反接保护电路，其特征在于：在所述第二电阻（R2）和第五电阻（R5）的连接点与直流输入负极端（DC-）之间连接一发光告警模块。
5.如权利要求4所述的无损耗直流输入防反接保护电路，其特征在于：所述发光告警模块包括第四电阻（R4）和发光二极管（LED1），其中第四电阻的一端连接所述第二电阻（R2）和第五电阻（R5）的连接点，第四电阻的另一端连接发光二极管的阴极，发光二极管的阳极连接直流输入负极端（DC-）。
6.如权利要求3所述的无损耗直流输入防反接保护电路，其特征在于：在所述第二电阻（R2）和第五电阻（R5）的连接点与直流输入负极端（DC-）之间连接一声音告警模块。
7.如权利要求6所述的无损耗直流输入防反接保护电路，其特征在于：所述声音告警模块包括第三电阻（R3）、蜂鸣器（BUZ）和第一电容（C1），其中第三电阻的一端连接所述第二电阻（R2）和第五电阻（R5）的连接点，第三电阻的一另端连接蜂鸣器和第一电容的一端，蜂鸣器和第一电容的另一端连接直流输入负极端（DC-）。
8.如权利要求7所述的无损耗直流输入防反接保护电路，其特征在于：所述辅助电源模块包括连接在直流输入正极端（DC+）和直流输入负极端（DC-）之间的整流桥（BD1）、连接整流桥输出端的直流变直流模块（U2），直流变直流模块的正极输出端连所述第六电阻（R6）的另一端，直流变直流模块的负极输出端接地。
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|---|---|---|---|---|
| CN106376135A (zh) * | 2016-10-19 | 2017-02-01 | 成都言行果科技有限公司 | 一种基于电源散热结构的led灯电路 |
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