CN204361658U - 一种欠压保护电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种欠压保护电路,包括:电压采样电路、基准源、第一电阻、输出控制电路以及滞回控制电路;电压采样电路,其输入端连接控制电压,其输出端连接基准源的控制极;基准源的阴极接地;所述第一电阻的一端连接直流电源,另一端连接所述基准源的阳极;所述基准源的阳极通过所述输出控制电路连接到受控电路。本实用新型采用一个基准源来代替现有技术中的运算放大器以及运算放大器的供电电源,简化了电路结构,减少了成本,实现了针对控制电压的欠压保护,保护精度高。

Description

一种欠压保护电路
技术领域
本实用新型涉及开关电源技术领域,具体是一种欠压保护电路。
背景技术
欠压保护是指受控电路在输入电压达不到工作电压时,会切断输入电压,有效保护受控电路不因低电压而反复起动导致损坏。当输入电压正常后,受控电路恢复正常工作。欠压保护电路通常连接于开关电源与受控电路之间。
目前比较常用的已有输入输出过欠压保护电路(即输入或输出过压或欠压保护电路)多采用运算放大器配合基准源来实现,其优点是保护精度高,回差容易控制,但缺点是电路复杂,成本高,必须使用专门辅助电源来给运算放大器和基准源供电。
例如,电源使用到NCP1607作为PFC电源管理IC时,由于NCP1607自身没带输入欠压保护,故此时仅能选择外接输入欠压保护电路,但是由于此电路处于电路初级,供电电压波动极大,使用运算放大器控制的常规电路时,必须加入电压基准源以保证控制精度,但又增加了电路的复杂性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提供一种欠压保护电路,控制电压经由本实用新型进行欠压保护保护精度高,无需采用运算放大器以及基准电压源电路,结构简单,成本低。
为了达到上述目的,本实用新型实施例采用以下技术方案:
一种欠压保护电路,包括:电压采样电路、基准源、第一电阻以及输出控制电路;
所述电压采样电路,其输入端连接控制电压,其输出端连接所述基准源的控制极;所述基准源的阴极接地;
所述第一电阻的一端连接直流电源,另一端连接所述基准源的阳极;
所述基准源的阳极通过所述输出控制电路连接到受控电路。
进一步地,所述欠压保护电路还包括滞回控制电路;所述输出控制电路的信号反馈端通过所述滞回控制电路连接到所述基准源的控制极。
进一步地,所述电压采样电路包括第二电阻、第三电阻以及第四电阻;
所述第二电阻的一端连接控制电压;
所述第二电阻的另一端通过所述第三电阻接地,并通过所述第四电阻连接所述基准源的控制极。
进一步地,所述滞回控制电路包括第五电阻与开关二极管;所述输出控制电路的信号反馈端经由所述开关二极管、所述第五电阻与所述基准源的控制极连接。
进一步地,所述输出控制电路包括第六电阻、第七电阻、第八电阻以及开关管;
所述第六电阻的一端连接所述基准源的阳极;
所述第六电阻的另一端连接所述开关管的控制端,并且通过所述第七电阻接地;
所述开关管的公共端接地,所述开关管的输出端连接所述第八电阻的一端;所述第八电阻的另一端连接所述受控电路。
进一步地,所述开关管的输出端为所述输出控制电路的信号反馈端;所述输出控制电路的信号反馈端连接所述开关二极管的负极;所述开关二极管的正极连接所述第五电阻的一端;所述第五电阻的另一端连接所述基准源的控制极。
进一步地,所述第六电阻的第一端为所述输出控制电路的信号反馈端;所述输出控制电路的信号反馈端连接所述开关二极管的负极;所述开关二极管的正极连接所述第五电阻的一端;所述第五电阻的另一端连接所述基准源的控制极。
进一步地,所述电压采样电路还包括第一整流二极管与第二整流二极管;所述控制电压的正极输出端连接所述第一整流二极管的正极;所述控制电压的负极输出端连接所述第二整流二极管的负极;所述第一整流二极管的负极与所述第二整流二极管的负极相连,并与所述第二电阻的一端连接。
进一步地,所述电压采样电路还包括与所述第三电阻并联的电容。
进一步地,所述基准源是型号为TL431的基准源芯片。
相比于现有技术,本实用新型实施例所提供的一种欠压保护电路的有益效果在于:采用一个基准源来代替现有技术中的运算放大器以及运算放大器的供电电源,简化了电路结构,减少了成本,实现了针对控制电压的欠压保护,保护精度高;同时通过由开关二极管与第五电阻构成的滞回控制电路,形成开关点的电压回差,因而控制电压的电压波动不会引起受控电路的反复启动,不会使受控电路产生误动作现象。
附图说明
图1本实用新型实施例提供的一种欠压保护电路的结构示意图;
图2是本实用新型实施例提供的一种欠压保护电路的电路图;
图3是本实用新型另一实施例的一种欠压保护电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
【实施例一】请参阅图1,其是本实用新型实施例提供的一种欠压保护电路的结构示意图。
本实用新型实施例提供的欠压保护电路包括:电压采样电路1、基准源U1、第一电阻R1以及输出控制电路2。
所述电压采样电路1,其输入端连接控制电压AC,其输出端连接所述基准源U1的控制极。所述基准源U1的阴极接地。所述第一电阻R1的一端连接直流电源VCC,另一端连接所述基准源U1的阳极。所述基准源U1的阳极通过所述输出控制电路2连接到受控电路(图中未示意)。
进一步地,所述欠压保护电路还包括滞回控制电路3。所述输出控制电路2的信号反馈端通过所述滞回控制电路3连接到所述基准源U1的控制极。
请参阅图2,其是本实用新型实施例提供的一种欠压保护电路的电路图。
所述电压采样电路1包括第二电阻R2、第三电阻R3以及第四电阻R4;所述第二电阻R2的一端连接控制电压;所述第二电阻R2的另一端通过所述第三电阻R3接地,并通过所述第四电阻R4连接所述基准源U1的控制极。
进一步地,所述电压采样电路1还包括第一整流二极管D1与第二整流二极管D2;所述控制电压的正极输出端AC-N连接所述第一整流二极管D1的正极;所述控制电压的负极输出端AC-L连接所述第二整流二极管D2的负极;所述第一整流二极管D1的负极与所述第二整流二极管D2的负极相连,并与所述第二电阻R2的一端连接。所述第一整流二极管D1与第二整流二极管D2用于将交流电压转换为直流电压。
进一步地,所述电压采样电路1还包括与所述第三电阻R3并联的电容C1,用于滤除直流电压中的交流信号。
其中,所述滞回控制电路3包括第五电阻R5与开关二极管D3;所述输出控制电路2的信号反馈端经由所述开关二极管D3、所述第五电阻R5与所述基准源U1的控制极连接。
其中,所述输出控制电路2包括第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8以及开关管Q1。所述第六电阻R6的一端连接所述基准源U1的阳极;所述第六电阻R6的另一端连接所述开关管Q1的控制端,并且通过所述第七电阻R7接地;所述开关管Q1的公共端接地,所述开关管Q1的输出端连接所述第八电阻R8的一端;所述第八电阻R8的另一端连接所述受控电路,输出开关信号ON/OFF。在本实施例中,所述开关管Q1为NPN型三极管。
在本实施例中,所述开关管Q1的输出端为所述输出控制电路2的信号反馈端;所述输出控制电路2的信号反馈端连接所述开关二极管D3的负极;所述开关二极管D3的正极连接所述第五电阻R5的一端;所述第五电阻R5的另一端连接所述基准源U1的控制极。
其中,所述基准源U1可以为型号为TL431或TL432的基准源U1芯片。在本实施例中,所述基准源U1采用TL431的基准源U1芯片;所述基准源U1内置2.5V的电压基准。
在一种应用中,所述受控电路包括电源管理芯片,因而所述输出控制电路的输出端连接到电源管理芯片的电源端,通过输出开关信号ON/OFF来控制电源管理芯片的开关。
本实用新型实施例的欠压保护电路的工作原理如下:控制电压为交流电压AC,经过所述第一整流二极管D1与所述第二整流二极管D2的整流后转换为直流电压;得到的直流电压经过所述第二电阻R2与所述第三电阻R3的分压后,通过所述第四电阻R4输入到所述基准源U1的控制极,与所述基准源U1内部的2.5V电压比较。
当输入的直流电压小于2.5V时,所述基准源U1内部的阳极与阴极之间截止,所述第一电阻R1的压降减小,因而引起所述第六电阻R6的电压上升,使所述开关管Q1导通,所述第八电阻R8接地,因而输出低电平的开关信号ON/OFF,使后续的受控电路断电。同时,由于所述开关管Q1导通,所述开关二极管D3导通,使得所述第五电阻R5与所述第四电阻R4串联后与所述第三电阻R3并联,使得分压比进一步下降,促使电源在较高的电压点开通。
当输入的直流电压大于2.5V时,所述基准源U1内部的阳极与阴极之间导通,所述第一电阻R1的压降增大,因而引起所述第六电阻R6的电压下降,使所述开关管Q1截止,因而输出高电平的开关信号ON/OFF,使后续的受控电路供电。同时,由于所述开关管Q1截止,所述开关二极管D3截止,使得所述第五电阻R5不接入电路,使得分压比上升,促使电源在较低的电压点关闭。
以下通过表达式直观地说明开关点的电压回差:
对于启动点,即开启点电压
对于关闭点,即关闭点电压
其中,R3小代表启动阶段的分压电阻的大小,R3大代表关闭阶段的分压电阻的大小,R3大=R3,R3小<R3大
因而回差电压VΔ=Von-Voff>0,即开启所需电压大于关闭所需电压,开启点与关闭点不在同一电压,从而控制电压的电压波动不会引起受控电路的反复启动,不会使受控电路产生误动作现象,实现了针对控制电压的欠压保护。此外,由于回差电压VΔ是关于R5的因变量,则通过调整R5的大小可以调整回差电压VΔ的大小;R5可以为可调电阻。
【实施例二】请参阅图3,其是本实用新型另一实施例所提供的一种欠压保护电路的电路。
本实施例实际上是上述实施例的一个变形实施方式,包括上述实施例中的所有元件,其区别点仅在于输出控制电路2的信号反馈端的位置的选取以及开关二极管D3的方向。在本实施例中,信号反馈端选取在所述第六电阻R6与所述第一电阻R1的连接点,在基准源U1的输出电压翻转时,该点的电压与所述开关管Q1的输出端电平实际上是相反的,因而在本实施例中,所述输出控制电路2的信号反馈端连接所述开关二极管D3的负极;所述开关二极管D3的正极连接所述第五电阻R5的一端;所述第五电阻R5的另一端连接所述基准源U1的控制极。实际上在整个电路的工作原理与上述实施例无异,因而不再赘述。
相比于现有技术,本实用新型实施例所提供的一种欠压保护电路的有益效果在于:本实用新型采用一个基准源U1来代替现有技术中的运算放大器以及运算放大器的供电电源,简化了电路结构,减少了成本,能够有效实现欠压保护;同时,通过由开关二极管D3与第五电阻R5构成的滞回电路,形成开关点的电压回差,因而控制电压的电压波动不会引起受控电路的反复启动,不会使受控电路产生误动作现象。
以上仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制。本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种欠压保护电路,其特征在于,包括:电压采样电路、基准源、第一电阻以及输出控制电路;
所述电压采样电路,其输入端连接控制电压,其输出端连接所述基准源的控制极;所述基准源的阴极接地;
所述第一电阻的一端连接直流电源,另一端连接所述基准源的阳极;
所述基准源的阳极通过所述输出控制电路连接到受控电路。
2.如权利要求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滞回控制电路;所述输出控制电路的信号反馈端通过所述滞回控制电路连接到所述基准源的控制极。
3.如权利要求2所述的欠压保护电路,其特征在于,所述电压采样电路包括第二电阻、第三电阻以及第四电阻;
所述第二电阻的一端连接控制电压;
所述第二电阻的另一端通过所述第三电阻接地,并通过所述第四电阻连接所述基准源的控制极。
4.如权利要求3所述的欠压保护电路,其特征在于,所述滞回控制电路包括第五电阻与开关二极管;所述输出控制电路的信号反馈端经由所述开关二极管、所述第五电阻与所述基准源的控制极连接。
5.如权利要求4所述的欠压保护电路,其特征在于,所述输出控制电路包括第六电阻、第七电阻、第八电阻以及开关管;
所述第六电阻的一端连接所述基准源的阳极;
所述第六电阻的另一端连接所述开关管的控制端,并且通过所述第七电阻接地;
所述开关管的公共端接地,所述开关管的输出端连接所述第八电阻的一端;所述第八电阻的另一端连接所述受控电路。
6.如权利要求5所述的欠压保护电路,其特征在于,所述开关管的输出端为所述输出控制电路的信号反馈端;所述输出控制电路的信号反馈端连接所述开关二极管的负极;所述开关二极管的正极连接所述第五电阻的一端;所述第五电阻的另一端连接所述基准源的控制极。
7.如权利要求5所述的欠压保护电路,其特征在于,所述第六电阻的第一端为所述输出控制电路的信号反馈端;所述输出控制电路的信号反馈端连接所述开关二极管的负极;所述开关二极管的正极连接所述第五电阻的一端;所述第五电阻的另一端连接所述基准源的控制极。
8.如权利要求3所述的欠压保护电路,其特征在于,所述电压采样电路还包括第一整流二极管与第二整流二极管;所述控制电压的正极输出端连接所述第一整流二极管的正极;所述控制电压的负极输出端连接所述第二整流二极管的负极;所述第一整流二极管的负极与所述第二整流二极管的负极相连,并与所述第二电阻的一端连接。
9.如权利要求8所述的欠压保护电路,其特征在于,所述电压采样电路还包括与所述第三电阻并联的电容。
10.如权利要求1所述的欠压保护电路,其特征在于,所述基准源是型号为TL431的基准源芯片。
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