CN205595766U - 保护电路及反激式开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种保护电路，应用于开关电源电路中，检测开关电源的输出电压以输出保护信号，包括第一电阻、稳压二极管和光电耦合器；光电耦合器发光源与开关电源的输出端连接；第一电阻与稳压二极管串联后串接在光电耦合器受光器的集电极与发射极之间。在测试的过程中，若开关电源芯片的输出电压升高时会使得光电耦合器的集电极‑发射极端的反向击穿电压升高。当反向击穿电压超过稳压二极管的稳定电压时，稳压二极管击穿停止工作。反馈给开关电源芯片的电压信号为零电压，使开关电源芯片停止工作，从而可以避免开关电源芯片和光电耦合器被高压信号击穿失效，可以满足常规耐压测试，安全性能指数高。此外，还提供一种反激式开关电源。

Description

保护电路及反激式开关电源

技术领域

本实用新型涉及开关电源电气设备技术领域，特别是涉及保护电路及开关电源。

背景技术

开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。在传统的反激式开关电源中，在测试的过程中，开关电源电路中的内置开关管的开关电源芯片中的漏极与接地引脚短路时，则会导致内置开关管开关电源芯片和光电耦合器被击穿，使内置开关管的开关电源芯片和光电耦合器被击穿而失效，无法满足常规绝缘耐压测试，存在安全隐患。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统开关电源中，无法满足常规绝缘耐压测试，存在安全隐患的问题，提供一种保护电路及反激式开关电源。

一种保护电路，应用于开关电源电路中，检测开关电源的输出电压以输出保护信号，包括第一电阻、稳压二极管和光电耦合器；

所述光电耦合器发光源与所述开关电源的输出端连接；

所述第一电阻与所述稳压二极管串联后串接在所述光电耦合器受光器的集电极与发射极之间，以提供所述稳压二极管的击穿电压；

所述稳压二极管的稳定电压值小于所述光电耦合器的反向击穿电压值。

在其中一个实施例中，所述稳压二极管的阳极与所述光电耦合器受光器的发射极连接；所述稳压二极管的阴极经所述第一电阻与所述光电耦合器的集电极连接。

在其中一个实施例中，所述稳压二极管的阴极与所述光电耦合器的集电极连接，所述稳压二极管的阳极经所述第一电阻与所述光电耦合器的发射极连接。

在其中一个实施例中，还包括滤波单元，所述滤波单元包括第一电容和第二电阻；所述第一电容的一端与所述光电耦合器受光器的发射极连接；所述第一电容的另一端与所述第二电阻一端连接，并作为保护信号的输出端；所述第二电阻的另一端与所述光电耦合器受光器的集电极连接。

在其中一个实施例中，所述保护电路还包括反馈单元；所述反馈单元包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第二电容和三端可调基准电源；

所述光电耦合器发光源的阴极经第三电阻分别与第四电阻、三端可调基准电源的阴极连接；所述三端可调基准电源的阳极接地；所述三端可调基准电源的参考端经所述第五电阻接地；

所述第四电阻的另一端与所述第二电容的一端连接；所述第二电容的另一端分别与所述第五电阻、所述开关电源的输出端连接。

此外，还提供一种反激式开关电源，包括上述的保护电路、以及输入电磁干扰抑制电路、输入整流滤波电路、变压器转换电路、开关控制单元、输出整流滤波电路和输出电磁干扰抑制电路；

所述输入电磁干扰抑制电路、输入整流滤波电路、变压器转换电路、输出整流滤波电路、输出电磁干扰抑制电路依次电连接；

所述保护电路的输入端与所述变压器转换电路的输出端连接；所述保护电路的输出端经所述开关控制单元与所述变压器转换电路的输入端连接；

所述输出电磁干扰抑制电路的输出端与负载连接。

上述保护电路中，第一电阻与稳压二极管串联后串接在光电耦合器受光器的集电极与发射极之间，且稳压二极管的稳定电压值小于光电耦合器的反向击穿电压值。在测试的过程中，开关电源电路中的内置开关管开关电源芯片中的漏极与接地引脚短路时，使得开关电源芯片的输出电压升高；高电压流入光电耦合器，使得光电耦合器的集电极-发射极端的反向击穿电压升高。当反向击穿电压超过稳压二极管的稳定电压时，稳压二极管击穿停止工作。反馈给开关电 源芯片的电压信号为零电压，也就是反馈给开关电源芯片保护信号，使开关电源芯片停止工作，从而可以避免开关电源芯片和光电耦合器被高压信号击穿失效，可以满足常规耐压测试，安全性能指数提高。

附图说明

图1为一实施例保护电路的电路原理图；

图2为一实施例保护电路的电路原理图；

图3为一实施例开关电源的电路原理图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示的为一实施例保护电路的电路原理图，该保护电路应用于开关电源电路中，可以根据开关电源输出保护信号，该保护电路包括第一电阻R1、稳压二极管Z1和光电耦合器U1。光电耦合器U1发光源与开关电源的输出端连接。第一电阻R1的一端与稳压二极管Z1的阴极连接；稳压二极管Z1的阳极与光电耦合器U1受光器的发射极连接；第一电阻R1的另一端与光电耦合器U1受光器的集电极连接，用于输出保护信号。在本实施例中，稳压二极管Z1的稳定电压值小于光电耦合器U1的反向击穿电压值。

其保护电路的工作原理如下：

在测试的过程中，开关电源电路中的内置开关管开关电源芯片中的漏极与 接地引脚短路时，使得开关电源芯片的输出电压升高；高电压流入光电耦合器U1，使得光电耦合器U1的集电极-发射极端的反向击穿电压升高。由于第一电阻R1与稳压二极管Z1串联后串接在光电耦合器U1受光器的集电极与发射极之间，且稳压二极管Z1的稳定电压值小于光电耦合器的反向击穿电压值。当反向击穿电压超过稳压二极管Z1的稳定电压时，稳压二极管Z1击穿停止工作。反馈给开关电源芯片的电压信号为零电压，也就是反馈给开关电源芯片保护信号，使开关电源芯片停止工作，从而可以避免开关电源芯片和光电耦合器U1被高压信号击穿失效，可以满足常规耐压测试，安全性能指数高。

在本实施例中，光电耦合器U1，是以光为媒介传输电信号的一种电-光-电转换器件。光电耦合器U1包括控制部分及开关部分，即发光源和受光器，两者组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明的绝缘体隔离。

如图2所示的为一实施例保护电路的电路原理图，图中，稳压二极管Z1的阴极与光电耦合器U1的集电极连接，稳压二极管Z1的阳极经第一电阻R1与光电耦合器U1的发射极连接，其中，稳压二极管Z1的阴极作为该保护电路中保护信号的输出端。

在本实施例中，参考图1和图2，保护电路还包括滤波单元110，滤波单元110包括第一电容C1和第二电阻R2。第一电容C1的一端与光电耦合器U1受光器的发射极连接；第一电容C1的另一端与第二电阻R2一端连接，并作为保护信号的输出端；第二电阻R2的另一端与光电耦合器U1受光器的集电极连接。该滤波单元110可以滤除输入电压信号的杂讯。

在本实施例中，参考图1和图2，保护电路还包括反馈单元120。反馈单元120包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第二电容C1和三端可调基准电源U2。光电耦合器U1发光源的阴极经第三电阻R3分别与第四电阻R4、三端可调基准电源U2的阴极连接；三端可调基准电源U2的阳极接地；三端可调基准电源U2的参考端经第五电阻R5接地。第四电阻R4的另一端与第二电容C2的一端连接；第二电容C2的另一端分别与第五电阻R5、开关电源的输出端连接。该反馈单元120经过三端可调基准电源U2将开关电源电路中输出的检 测信号反馈给光电耦合器U1，并通过稳压二极管Z1和滤波电路110，输出保护信号。

在本实施中，该保护电路还包括分流电阻R6，分流电阻R6的两端分别与光电耦合器U1发光源的阳极、阴极连接。在此，该分流电阻R6用于分担流入光电耦合器U1发光源的电流。

如图3所示的为一实施例开关电源的电路示意图，如图3所示的为一实施例开关电源的电路示意图。开关电源包括上述的保护电路10、输入电磁干扰抑制电路20、输入整流滤波电路30、变压器转换电路40、开关控制单元50、输出整流滤波电路60和输出电磁干扰抑制电路70。输入电磁干扰抑制电路20、输入整流滤波电路30、变压器转换电路40、输出整流滤波电路60、输出电磁干扰抑制电路70依次电连接。保护电路10的输入端与变压器转换电路40的输出端连接；保护电路10的输出端经开关控制单元50与变压器转换电路40的输入端连接；输出电磁干扰抑制电路70的输出端与负载连接。

以下说明工作原理：

开关电源的输入电压经输入电磁干扰抑制电路20、输入整流滤波电路30、流入至变压器转换电路40，由变压器装换电路40的次级线圈将次级电压通过保护电路中的三端可调分流基准电压源U2和光电耦合器U1反馈到开关控制单元。由于在光电耦合器U1受光器的集电极与发射极之间串接了第一电阻R1和稳压二极管Z1，在测试的过程中，开关电源电路中的内置开关管开关电源芯片U3中的漏极与接地引脚短路时，使得开关电源芯片U3的输出电压升高；高电压流入光电耦合器U1，使得光电耦合器U1的集电极-发射极端的反向击穿电压升高。当反向击穿电压超过稳压二极管Z1的稳定电压时，稳压二极管Z1击穿停止工作。反馈给开关电源芯片U3的电压信号为零电压，也就是反馈给开关电源芯片U3保护信号，使开关电源芯片U3停止工作，从而可以避免开关电源芯片U3和光电耦合器U1被高压信号击穿失效，可以满足常规耐压测试，安全性能指数提高。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种保护电路，应用于开关电源电路中，检测开关电源的输出电压以输出保护信号，其特征在于，包括第一电阻、稳压二极管和光电耦合器；

所述光电耦合器发光源与所述开关电源的输出端连接；

所述第一电阻与所述稳压二极管串联后串接在所述光电耦合器受光器的集电极与发射极之间，以提供所述稳压二极管的击穿电压；

所述稳压二极管的稳定电压值小于所述光电耦合器的反向击穿电压值。

2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述稳压二极管的阳极与所述光电耦合器受光器的发射极连接；所述稳压二极管的阴极经所述第一电阻与所述光电耦合器的集电极连接。

3.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述稳压二极管的阴极与所述光电耦合器的集电极连接，所述稳压二极管的阳极经所述第一电阻与所述光电耦合器的发射极连接。

4.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，还包括滤波单元，所述滤波单元包括第一电容和第二电阻；所述第一电容的一端与所述光电耦合器受光器的发射极连接；所述第一电容的另一端与所述第二电阻一端连接，并作为保护信号的输出端；所述第二电阻的另一端与所述光电耦合器受光器的集电极连接。

5.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述保护电路还包括反馈单元；所述反馈单元包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第二电容和三端可调基准电源；

所述光电耦合器发光源的阴极经第三电阻分别与第四电阻、三端可调基准电源的阴极连接；所述三端可调基准电源的阳极接地；所述三端可调基准电源的参考端经所述第五电阻接地；

所述第四电阻的另一端与所述第二电容的一端连接；所述第二电容的另一端分别与所述第五电阻、所述开关电源的输出端连接。

6.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述保护电路还包括分流电阻，所述分流电阻的两端分别与所述光电耦合器发光源的阳极、阴极连接。

7.一种反激式开关电源，包括如权利要求1～6中任一项所述的保护电路、以及输入电磁干扰抑制电路、输入整流滤波电路、变压器转换电路、开关控制单元、输出整流滤波电路和输出电磁干扰抑制电路；

所述输入电磁干扰抑制电路、输入整流滤波电路、变压器转换电路、输出整流滤波电路、输出电磁干扰抑制电路依次电连接；

所述保护电路的输入端与所述变压器转换电路的输出端连接；所述保护电路的输出端经所述开关控制单元与所述变压器转换电路的输入端连接；

所述输出电磁干扰抑制电路的输出端与负载连接。