CN204578057U - 一种过压保护电路 - Google Patents
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Abstract
一种过压保护电路，包括：相互连接的电流源和开关电源，还包括：由N沟道MOS管构成的开关单元和控制所述开关单元导通或关断的控制单元；所述开关单元设置在所述电流源和所述开关电源之间；所述控制单元作为控制支路分别与所述电流源和所述开关单元连接。本实用新型通过使用N沟道MOS管作为控制连通的开关，无需额外配备专门的控制器件，并且电路结构简单，避免了电源设备由于过压导致的损毁，以及达到低损耗的效果。
Description
技术领域
本实用新型属于电源设备技术领域，尤其涉及一种过压保护电路。
背景技术
任何电子设备都离不开稳定可靠的电源作为供电系统。开关电源由于体积小、重量轻、转换效率高，被广泛应用在通信通讯、轨道交通、航空航天、船舶舰艇、电力自动化、工业控制及自动化、仪器仪表、电动车及新能源、医疗仪器等行业及领域。开关电源本身需要外接供电，外部供电电压是多种多样的，有交流的，直流的，高压的，低压的。对于交流输入的开关电源来说，交流输入的供电系统包括市电引入、油机发电、不间断电源。不同供电方式之间的转换或者供电干扰等导致的供电质量的下降，就会导致交流输入电压超过电源允许的输入上限，就可能损坏电源。这就需要我们在输入电压超过电源允许的输入电压上限时，能够及时切断输入电压或者关闭电源，以免给电源和其他设备带来不必要的破坏。
开关电源内部可以设计输入过压保护电路，当输入电压超过输入电压上限时，通过控制电路关闭主芯片，使开关电源停止工作。但这种方法在输入电压超过输入滤波电路和输入侧的功率器件的最大电压时，会对电源带来击穿损坏。
实用新型内容
本实用新型在于提供一种过压保护电路，以解决现有技术中中电源设备由于电压过大导致损毁的问题。
一种过压保护电路，包括：相互连接的电流源和开关电源，还包括：由N沟道MOS管构成的开关单元和控制所述开关单元导通或关断的控制单元；所述开关单元设置在所述电流源和所述开关电源之间；所述控制单元作为控制支路分别与所述电流源和所述开关单元连接。
本实用新型中的过压保护电路，具有以下优点：
1、可以快速地在输入过电压时切断输入通道，对电源的保护更加可靠。
2、可以不用提高电源的输入滤波电路和输入侧功率器件的耐压等级，来实现输入过压保护，从而降低电源成本。
3、可以在电源外部外接此电路，无需电源本身的更改。
4、此电路适用于输入电压在异常时有很高电压的情况。
5、在过电压状态开机时，控制电路优先动作，控制N通道的MOS管使输入通路始终处于关断状态，阻断了脉冲电路对后级电路的冲击，避免电源的受损。
6、由于MOS的控制是电压型，因此此输入过压保护电路的损耗小。
说明书附图
图1示出了本实用新型的结构框图；
图2示出了本实用新型的结构示意图；
图3示出了本实用新型的控制单元的结构示意图；
图4示出了本实用新型的电路图。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本实用新型的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括逻辑的、逻辑顺序的以及其它的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的步骤和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本实用新型的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物，并且如果事实上公开了超过一个的实用新型，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个实用新型或实用新型构思。
如图1所示，公开了一种过压保护电路，包括：电流源1、由N沟道MOS管构成的开关单元2、控制单元4和开关电源3；电流源1和开关电源4之间通过开关单元2连接，控制单元4的输入与电流源1的输出连接，输出与开关单元2连接。
本实用新型解决了过压导致的设备损坏的问题，通过MOS管在过压的情况下，自动切断，使电流源与开关电源之间的断路，保护开关电源不受损坏。
在一些说明性实施例中，所述电流源1的正极端分别与所述开关电源4的正输入端、所述控制单元4的输入端连接；所述控制单元4的输出端与 所述MOS管VM1的栅极端连接，所述MOS管VM1的漏极端与所述开关电源4的负输入端连接；所述电流源1的负极端和所述MOS管VM1的源极端接地。
在一些说明性实施例中，控制单元4中包括：控制单元供电单元401、控制电压取样单元402、控制子单元403；
控制单元供电单元401，通过调整二极管后电容的取值，已达到对输入的交流电压值的变化快速反应；
控制电压取样单元402：通过采用但不限于R5、R6、R11、VZ1等分压或稳压器件的组合，使图4中A达到合适的控制电压。
控制子单元403：连接在开关单元的控制端，选取开关器件S1，通过和设定的输入过压点做比较，控制单元控制主回路的开关器件的开通。
在一些说明性实施例中，N沟道MOS管采用电压型器件，达到低功耗要求。
在一些说明性实施例中，所述控制单元4至少包括：第一分压电阻R6、第二分压电阻R11、第三分压电阻R8、第四分压电阻R12和开关元件S1；所述第一分压电阻R6和所述第二分压电阻R11串联，两端分别连接所述电流源1的正极端和地；所述第二分压电阻R8和所述第三分压电阻R12串联，两端分别连接所述电流源1的正极端和地；所述开关元件S1，其动触点接在所述第一分压电阻R6和所述第二分压电阻R11之间，其第一静触点接在所述第三分压电阻R8和所述第四分压电阻R12之间，其第二静触点接地；所述MOS管VM1的栅极端接在所述第三分压电阻R8和第四分压电阻R12之间。
在一些说明性实施例中，所述控制单元还包括：串联在所述电流源1和所述第一分压电阻R6之间的第五分压电阻R5。
在一些说明性实施例中，所述控制单元还包括：串联在所述电流源1和所述第三分压电阻R8之间的第六分压电阻R7。
在一些说明性实施例中，所述控制单元还包括：并联在所述第四分压电阻R12两端的第一电容C3和第一稳压二极管VZ4；一端接在所述第一分压电阻R6和所述第二分压电阻R11之间、另一端与所述开关元件S1的动触点连接的第二稳压二极管VZ1。
在一些说明性实施例中，所述开关元件S1为三极管或场效应管。
在一些说明性实施例中，所述电流源1为直流源或交流源。
在一些说明性实施例中，在所述电流源为直流源的情况下，还包括：设置在所述电流源的输出上的整流电路5。优选地，整流电路采用桥式整流电路。
在一些说明性实施例中，还包括：设置在所述电流源1和所述控制单元4之间的第一二极管VD2；以及串联的第二电容C1和第三电容C2，其一端接在所述第一二极管VD2和控制单元之间，其另一端接地。
在一些说明性实施例中，所述开关电源3至少由第二二极管VD1、第四电容C4和功率转换器构成。
在此对上述说明性实施例中的原理进行简单说明：
1、利用VD2，C1，C2得到直流控制电压，在电压输入允许范围时，利用R7，R8，R12的分压使VM1导通，当输入电压超过电源允许输入上限时，利用R5，R6，R11的分压使开关S1(其中，S1可以为三极管、MOS管等开关器件)导通，进而拉低VM1的驱动电压，使VMI关断来实现输入通路的切断。
2、通过采用电阻R5，R6，R11等分压或稳压器件来使图1中A达到合适的控制电压。
3、U1、VD2、C1、C2组成整流滤波电路，C1和C2的容值取值小于开关电源内部的滤波电容，达到在交流输入出现过压的瞬间，控制部分能先动作，切断输入回路，避免交流输入的瞬间高压损坏开关电源。
本实用新型中的过压保护电路，具有以下优点：
1、可以快速地在输入过电压时切断输入通道，对电源的保护更加可靠。
2、可以不用提高电源的输入滤波电路和输入侧功率器件的耐压等级，来实现输入过压保护，从而降低电源成本。
3、可以在电源外部外接此电路，无需电源本身的更改。
4、此电路适用于输入电压在异常时有很高电压的情况。
5、在过电压状态开机时，控制电路优先动作，控制N通道的MOS管使输入通路始终处于关断状态，阻断了脉冲电路对后级电路的冲击，避免电源的受损。
6、由于MOS的控制是电压型，因此此输入过压保护电路的损耗小。
对于在本实用新型实施例中所阐述各个过程，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种过压保护电路，包括：相互连接的电流源和开关电源，其特征在于，还包括：由N沟道MOS管构成的开关单元和控制所述开关单元导通或关断的控制单元；
所述开关单元设置在所述电流源和所述开关电源之间；所述控制单元作为控制支路分别与所述电流源和所述开关单元连接。
2.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述电流源的正极端分别与所述开关电源的正输入端、所述控制单元的输入端连接；
所述控制单元的输出端与所述MOS管的栅极端连接，所述MOS管的漏极端与所述开关电源的负输入端连接；
所述电流源的负极端和所述MOS管的源极端接地。
3.根据权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于，所述控制单元至少包括：第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻、第四分压电阻和开关元件；
所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联，两端分别连接所述电流源的正极端和地；
所述第二分压电阻和所述第三分压电阻串联，两端分别连接所述电流源的正极端和地；
所述开关元件，其动触点接在所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间，其第一静触点接在所述第三分压电阻和所述第四分压电阻之间，其第二静触点接地；
所述MOS管的栅极端接在所述第三分压电阻和第四分压电阻之间。
4.根据权利要求3所述的过压保护电路，其特征在于，所述控制单元还包括：串联在所述电流源和所述第一分压电阻之间的第五分压电阻；和/或，串联在所述电流源和所述第三分压电阻之间的第六分压电阻。
5.根据权利要求3所述的过压保护电路，其特征在于，所述控制单元还包括：
并联在所述第四分压电阻两端的第一电容和第一稳压二极管；
一端接在所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间、另一端与所述开关元件的动触点连接的第二稳压二极管。
6.根据权利要求3-5任一项所述的过压保护电路，其特征在于，所述开关元件为三极管或场效应管。
7.根据权利要求1-5任一项所述的过压保护电路，其特征在于，所述电流源为直流源或交流源；
在所述电流源为直流源的情况下，还包括：
设置在所述电流源的输出上的整流电路。
8.根据权利要求1-5任一项所述的过压保护电路，其特征在于，还包括：
设置在所述电流源和所述控制单元之间的第一二极管；以及串联的第二电容和第三电容，其一端接在所述第一二极管和控制单元之间，其另一端接地。
9.根据权利要求1-5任一项所述的过压保护电路，其特征在于，所述开关电源至少由第二二极管、第四电容和功率转换器构成。
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| CN201520162454.9U CN204578057U (zh) | 2015-03-20 | 2015-03-20 | 一种过压保护电路 |
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|---|---|---|---|---|
| CN107070264A (zh) * | 2017-03-03 | 2017-08-18 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 多级开关电源电路及电压转换设备 |
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2015
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