CN206321697U - 一种过压检测电路与开关电源电路 - Google Patents

一种过压检测电路与开关电源电路 Download PDF

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CN206321697U CN201621301112.1U CN201621301112U CN206321697U CN 206321697 U CN206321697 U CN 206321697U CN 201621301112 U CN201621301112 U CN 201621301112U CN 206321697 U CN206321697 U CN 206321697U
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杨永强
开秋月
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Abstract

本实用新型公开了一种过压检测电路,所述过压检测电路具有电压检测端以及检测信号输出端;所述过压检测电路包括稳压二极管与光耦合器;所述光耦合器包括发光二极管与光敏三极管;所述稳压二极管的阴极与所述电压检测端连接,所述稳压二极管的阳极与所述发光二极管的阳极连接;所述发光二极管的阴极接地;所述光敏三极管的集电极与所述检测信号输出端连接,所述光敏三极管的源极接地。在负载端过压时,过压检测电路对PWM控制芯片的输出使能端输出用于停止PWM信号输出的信号,及时地停止开关电源电路对负载端供电。本实用新型还提出一种开关电源电路,可以避免负载电路过压而损坏,对整个负载电路进行有效的保护。

Description

一种过压检测电路与开关电源电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及电子电路技术领域,具体涉及一种过压检测电路与开关电源电 路。
背景技术
[0002] _日常生活中,经常发生由于供电过压导致负载端过压,使负载电路损坏的情况,让 用户遭受经济损失,为解决此问题,现阶段常在开关电源电路中使用具有过压保护功能的 P丽控制芯片,利用PWM控制芯片的电源端作为电压检测端,当输入到电源端的电压过高时, 输出关断信号,停止PWM信号输出,实现过压保护。
[0003]但通常情况下,PWM控制芯片的电源端是由辅助电源供电,此时则无法实现过压保 护,当负载端电压过高时,容易损坏负载。 实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题是,提供一种过压检测电路,能够在电压检测端检 测到负载端的电压过高时,产生用于控制PWM控制芯片停止输出PWM信号的检测信号,由于 过压检测电路在负载电压达到稳压二极管的反向击穿电压时才工作,使过压检测电路的精 度和可靠性得到有效的提高;在开关电源电路中的PWM控制芯片不具备过压保护功能或PWM 控制芯片中用于过压保护的电源端由辅助电源供电的情况下,通过增加过压检测电路就能 实现对负载端的过压保护,方便实用。本实用新型还提供一种开关电源电路,能在电压检测 端检测到负载端的电压过高时,开关电源电路中的PWM控制芯片停止输出PWM信号,进而停 止了变压器的初级绕组的交变电输入,使开关电源电路停止对负载电路供电,保护负载电 路,避免负载端因电压过高而造成损坏。
[0005] 为解决以上技术问题,本实用新型实施例提供一种过压检测电路,所述过压检测 电路具有用于与开关电源电路中的负载连接端连接的电压检测端以及用于与所述开关电 源电路中的PWM控制芯片的输出使能端连接的检测信号输出端;所述过压检测电路包括稳 压二极管与光親合器;所述光稱合器包括发光二极管与光敏三极管;所述稳压二极管的阴 极与所述电压检测端连接,所述稳压二极管的阳极与所述发光二极管的阳极连接;所述发 光二极管的阴极接地;所述光敏三极管的集电极与所述检测信号输出端连接,所述光敏三 极管的源极接地。
[0006] 进一步地,所述过压检测电路还包括第一电阻;
[0007] 在一种实施方式中,所述稳压二极管的阴极通过所述第一电阻与所述电压检测端 连接。
[0008] 在另一种实施方式中,所述稳压二极管的阳极通过所述第一电阻与所述发光二极 管的阳极连接。
[0009] 进一步地,所述过压检测电路还包括NPN型三极管、PNP型三极管、第二电阻与第三 电阻;所述NPN型三极管的基极与所述发光二极管的阴极连接,所述NPN型三极管的源极接 地,所述NPN型三极管的集电极与所述PNP型三极管的基极连接;所述PNP型三极管的源极与 直流电源连接端连接,所述PNP型三极管的集电极与所述发光二极管的阳极连接;所述第二 电阻的第一端与所述NPN型三极管的基极连接,所述第二电阻的第二端接地;所述第三电阻 的第一端与直流电源连接端连接,所述第三电阻的第二端与所述PNP型三极管的基极连接。
[0010] 为了达到本实用新型相同的目的,本实用新型还提出了一种开关电源电路。所述 开关电源电路具有直流电输入端及负载连接端;所述开关电源电路包括PWM控制芯片、M0S 管、变压器、输出整流滤波电路及如上所述的过压检测电路;所述变压器的初级绕组的第一 端与所述直流电输入端连接,所述变压器的初级绕组的第二端与所述M0S管的漏极连接;所 述M0S管的栅极与所述PWM控制芯片的信号输出端连接,所述M0S管的源极接地;所述输出整 流滤波电路跨接到所述变压器的次级绕组的两端,所述输出整流滤波电路的电压输出端与 所述负载连接端连接;所述过压检测电路的电压检测端与所述负载连接端连接;所述过压 检测电路的检测信号输出端与所述PWM控制芯片的输出使能端连接。
[0011] 进一步地,所述输出整流滤波电路包括二极管与第一电容;所述二极管的阳极与 所述变压器的次级绕组的第一端连接,所述二极管的阴极与所述第一电容的第一端连接; 所述电容的第二端与所述变压器的次级绕组的第二端连接;所述二极管与所述第一电容的 连接点作为所述输出整流滤波电路的电压输出端。
[0012] 进一步地,所述开关电源电路还包括输入整流滤波电路;所述输入整流滤波电路 的两个交流电输入端分别与火线连接端、零线连接端连接,所述输入整流滤波电路的输出 端作为所述直流电输入端。
[0013] 进一步地,所述输入整流滤波电路包括整流桥及第二电容:所述整流桥包括第一 输入端、第二输入端、第一输出端与第二输出端;所述第一输入端与所述第二输入端分别为 所述输入整流滤波电路的两个交流电输入端;所述第一输出端与所述第二输出端之间通过 所述第二电容连接;所述第一输出端为所述输入整流滤波电路的输出端;所述第二输出端 接地。
[0014] 进一步地,所述开关电源电路还包括第四电阻;所述M0S管的源极通过所述第四电 阻接地;所述PWM控制芯片还具有电流检测端;所述M0S管的源极与所述电流检测端连接。 [0015] 进一步地,所述负载连接端用于与LED电路的电源端连接。
[0016] 相比于现有技术,本实用新型的一种过压检测电路的有益效果在于:本实用新型 所具有用于与开关电源电路中的负载连接端连接的电压检测端以及用于与所述开关电源 电路中的PWM控制芯片的输出使能端连接的检测信号输出端;所述过压检测电路包括稳压 二极管与光耦合器;所述光耦合器包括发光二极管与光敏三极管;所述稳压二极管的阴极 与所述电压检测端连接,所述稳压二极管的阳极与所述发光二极管的阳极连接;所述发光 二极管的阴极接地;所述光敏三极管的集电极与所述检测信号输出端连接,所述光敏三极 官的源极接地。通过以上结构,本实用新型能在电压检测端检测到负载端的电压过高时,产 生用于控制PWM控制芯片停止输出PWM信号的检测信号,由于过压检测电路在负载电压达到 稳压二极管的反向击穿电压时才工作,使过压检测电路的精度和可靠性得到有效的提高; 在开关电源电路中的PWM控制芯片不具备过压保护功能或PWM控制芯片中用于过压保护的 电源端由辅助电源供电的情况下,通过增加过压检测电路就能实现对负载端的过压保护, 方便实用。本实用新型还提供一种开关电源电路,能在电压检测端检测到负载端的电压过 高时,开关电源电路中的PWM控制芯片停止输出PWM信号,进而停止了变压器的初级绕组的 交变电输入,使开关电源电路停止对负载电路供电,保护负载电路,避免负载端因电压过高 而造成损坏。
附图说明
[0017]图1是本实用新型实施例提供的一种过压检测电路的结构示意图;
[0018]图2是本实用新型实施例提供的一种开关电源电路的结构示意图。
具体实施方式
[0019]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,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部实 施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所 获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
[0020]请参阅图1,其是本实用新型实施例的一种过压检测电路11的结构示意图。本实用 新型实施例的过压检测电路11具有用于与开关电源电路中的负载连接端连接的电压检测 端VI以及用于与所述开关电源电路中的PWM控制芯片的输出使能端连接的检测信号输出端 V2;所述过压检测电路11包括稳压二极管DT与光耦合器0C;所述光耦合器0C包括发光二极 管LED与光敏三极管Q3;所述稳压二极管DT的阴极与所述电压检测端VI连接,所述稳压二极 管DT的阳极与所述发光二极管LED的阳极连接;所述发光二极管LED的阴极接地;所述光敏 三极管Q3的集电极与所述检测信号输出端V2连接,所述光敏三极管Q3的源极接地。 t〇〇21] 本实用新型实施例的工作原理是:
[0022]当所述电压检测端VI检测到所述负载连接端的电压正常时,输入到所述过压检测 电路11的电压小于所述稳压二极管DT的反向击穿电压,所述稳压二极管DT截止,使所述发 光二极管LED截止,导致所述光敏三极管Q3截止,所述检测信号输出端V2输出高电平;
[0023]当所述电压检测端VI检测到所述负载连接端的电压过高时,输入到所述过压检测 电路11的电压大于所述稳压二极管DT的反向击穿电压,所述稳压二极管DT导通,使所述发 光二极管LED导通,进而使所述光敏三极管Q3导通,所述光敏三极管Q3导通后,所述光敏三 极管Q3的集电极的电压因所述光敏三极管Q3的发射极接地而拉低,所述检测信号输出端V2 输出低电平。
[0024] 进一步地,所述稳压二极管DT为齐纳二极管。
[0025] 进一步地,所述过压检测电路11还包括第一电阻R1;
[0026] 在本实施方式中,所述稳压二极管DT的阴极通过所述第一电阻R1与所述电压检测 端VI连接;
[0027]在另一种实施方式中,所述稳压二极管DT的阳极通过所述第一电阻R1与所述发光 二极管LED的阳极连接;
[0028] 所述第一电阻R1用于限流分压,避免所述稳压二极管DT因超过额定功耗而损坏, 保护所述稳压二极管DT。
[0029] 进一步地,所述过压检测电路U还包括NPN型三极管Q1、PNP型三极管Q2、第二电阻 R2与第三电阻R3;所述NPN型三极管Q1的基极与所述发光二极管LED的阴极连接,所述NPN型 三极管Q1的源极接地,所述NPN型三极管Q1的集电极与所述PNP型三极管Q2的基极连接;所 述PNP型三极管Q2的源极与直流电源连接端VCC连接,所述PNP型三极管Q2的集电极与所述 发光二极管LED的阳极连接;所述第二电阻R2的第一端与所述NPN型三极管Q1的基极连接, 所述第二电阻R2的第二端接地;所述第三电阻R3的第一端与直流电源连接端VCC连接,所述 第三电阻R3的第二端与所述PNP型三极管Q2的基极连接。所述NPN型三极管Q1、所述PNP型三 极管Q2、所述第二电阻R2、所述第三电阻R3与所述发光二极管LED组成的电路用于锁定所述 过压检测电路11,在检测到负载电压过高时,所述检测信号输出端V2稳定输出低电平,避免 因负载电压不稳定而导致所述检测信号输出端V2的输出不稳定,进而使开关电源电路不断 开与关,损坏开关电源电路和负载;
[0030] 所述NPN型三极管Q1、所述PNP型三极管Q2、所述第二电阻R2、所述第三电阻R3与所 述发光二极管LED组成的电路的工作原理是:
[0031] 当所述电压检测端VI检测到所述负载连接端的电压正常时,因所述稳压二极管DT 与所述发光二极管LED截止,由于所述NPN型三极管Q1的基极通过所述第二电阻R2接地,所 述NPN型三极管Q1的基极的电压被拉低,所以所述NPN型三极管Q1截止;由于所述PNP型三极 管Q2的基极通过所述第三电阻R3连接到直流电源连接端VCC,所述PNP型三极管Q2的基极的 电压被拉高,所以所述PNP型三极管Q2截止,所述PNP型三极管Q2的集电极为低电平;所述发 光二极管LED维持截止状态,导致所述光敏三极管Q3截止,所述检测信号输出端V2输出高电 平。
[0032] 当所述电压检测端VI检测到所述负载连接端的电压过高时,因所述稳压二极管DT 与所述发光二极管LED导通,所述NPN型三极管Q1的基极为高电平,所以所述NPN型三极管Q1 导通,所述NPN型三极管Q1的集电极输出低电平;因所述PNP型三极管Q2的基极与所述NPN型 三极管Q1的集电极连接,所述PNP型三极管Q2的基极的电压被拉低,所以所述PNP型三极管 Q2导通,所述PNP型三极管Q2的集电极输出高电平;因所述发光二极管LED的阳极与所述PNP 型三极管Q2的集电极连接,所述发光二极管LED导通,所以所述NPN型三极管Q1的基极为高 电平;此时,由所述NPN型三极管Q1、所述PNP型三极管Q2、所述第二电阻R2、所述第三电阻R3 与所述发光二极管LED组成的电路被锁定;所述发光二极管LED的阳极能稳定维持高电平状 态,使所述发光二极管LED能稳定维持导通状态,进而使所述光敏三极管Q3持续导通,所述 检测信号输出端V2能稳定输出低电平。因此,即便负载连接端的电压恢复正常后,所述检测 信号输出端V2也不会再输出高电平,因而所述开关电源电路中的PWM控制芯片也不再输出 PWM信号,需要将直流电源连接端VCC的电压拉低至低电平才能解除锁定状态。
[0033] 请参阅图2,其是本实用新型实施例提供的一种开关电源电路的结构示意图。本实 用新型实施例的一种开关电源电路具有直流电输入端及负载连接端;所述开关电源电路包 括WM控制芯片U1、M0S管FET、变压器T1、输出整流滤波电路I2及如上所述的过压检测电路 11;所述变压器T1的初级绕组的第一端与所述直流电输入端连接,所述变压器T1的初级绕 组的第二端与所述M0S管FET的漏极连接;所述MOS管FET的栅极与所述P丽控制芯片U1的信 号输出端GATE连接,所述M0S管FET的源极接地;所述输出整流滤波电路12跨接到所述变压 器T1的次级绕组的两端,所述输出整流滤波电路12的电压输出端与所述负载连接端连接; 所述过压检测电路11的电压检测端与所述负载连接端连接;所述过压检测电路11的检测信 号输出端与所述PWM控制芯片U1的输出使能端FB连接;所述PWM控制芯片U1的接地端GND接 地。 t〇〇34] 进一步地,所述输出整流滤波电路12包括二极管D1与第一电容Cl;所述二极管D1 的阳极与所述变压器T1的次级绕组的第一端连接,所述二极管D1的阴极与所述第一电容Cl 的第一端连接;所述电容的第二端与所述变压器T1的次级绕组的第二端连接;所述二极管 D1与所述第一电容C1的连接点作为所述输出整流滤波电路12的电压输出端。所述二极管D1 用于整流,所述第一电容C1用于滤波。
[0035] 进一步地,所述开关电源电路还包括输入整流滤波电路I3;所述输入整流滤波电 路13的两个交流电输入端分别与火线连接端、零线连接端连接,所述输入整流滤波电路13 的输出端作为所述直流电输入端。
[0036] 进一步地,所述输入整流滤波电路13包括整流桥BR及第二电容C2;所述整流桥BR 包括第一输入端、第二输入端、第一输出端与第二输出端;所述第一输入端与所述第二输入 端为所述输入整流滤波电路13的两个交流电输入端;所述第一输出端与所述第二输出端之 间通过所述第二电容C2连接;所述第一输出端为所述输入整流滤波电路13的输出端;所述 第二输出端接地。输入的交流电通过所述整流桥BR及所述第二电容C2后输出稳定的直流 电。
[0037] 进一步地,所述开关电源电路还包括第四电阻R4;所述M0S管FET的源极通过所述 第四电阻R4接地;所述PWM控制芯片U1还具有电流检测端CS;所述M0S管FET的源极与所述电 流检测端CS连接。所述第四电阻R4用于分流,所述PWM控制芯片U1的电流检测端CS用于检测 所述变压器T1的初级绕组的电流,当检测到电流过大时,所述PWM控制芯片U1的信号输出端 GATE输出用于关断所述M0S管FET的信号,关断所述M0S管FET,实现过流保护。
[0038] 进一步地,所述负载连接端用于与LH)电路的电源端连接。
[0039] 本实用新型实施例的工作原理是:
[0040] 当所述电压检测端检测到所述负载连接端的电压正常时,所述过压检测电路11的 检测信号输出端输出高电平到所述PWM控制芯片U1的输出使能端FB,所述PWM控制芯片U1正 常工作,输出PWM信号控制所述M0S管FET开关,所述直流电输入端的直流电通过所述变压器 T1与所述输出整流滤波电路12后得到平滑的直流输出电,为负载供电;
[0041]当所述电压检测端检测到所述负载连接端的电压过高时,所述过压检测电路u的 检测信号输出端输出低电平到所述PWM控制芯片U1的输出使能端FB,所述PWM控制芯片U1停 止输出PWM信号,使所述变压器T1的次级绕组不产生感应电流,所述开关电源电路停止对负 载供电。
[0042]相比于现有技术,本实用新型的一种过压检测电路的有益效果在于:本实用新型 所具有用于与开关电源电路中的负载连接端连接的电压检测端以及用于与所述开关电源 电路中的PWM控制芯片的输出使能端连接的检测信号输出端;所述过压检测电路包括稳压 二极管与光耦合器;所述光耦合器包括发光二极管与光敏三极管;所述稳压二极管的阴极 与所述电压检测端连接,所述稳压二极管的阳极与所述发光二极管的阳极连接;所述发光 二极管的阴极接地;所述光敏三极管的集电极与所述检测信号输出端连接,所述光敏三极 管的源极接地。通过以上结构,本实用新型能在电压检测端检测到负载端的电压过高时,产 生用于控制PWM控制芯片停止输出PWM信号的检测信号,由于过压检测电路在负载电压达到 稳压二极管的反向击穿电压时才工作,使过压检测电路的精度和可靠性得到有效的提高; 在开关电源电路中的PWM控制芯片不具备过压保护功能或PWM控制芯片中用于过压保护的 电源端由辅助电源供电的情况下,通过增加过压检测电路就能实现对负载端的过压保护, 方便实用。本实用新型还提供一种开关电源电路,能在电压检测端检测到负载端的电压过 高时,开关电源电路中的制芯片停止输出wm信号,进而停止了变压器的初级绕组的 交变电输入,使开关电源电路停止对负载电路供电,保护负载电路,避免负载端因电压过高 而造成损坏。
[0043]以上所述是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术 的前提下,还可以触轩__饰:这些改进和润

Claims (10)

1. 一种过压检测电路,其特征在于,所述过压检测电路具有用于与开关电源电路中的 负载连接端连接的电压检测端以及用于与所述开关电源电路中的PWM控制芯片的输出使能 端连接的检测信号输出端;所述过压检测电路包括稳压二极管与光耦合器;所述光耦合器 包括发光二极管与光敏三极管;所述稳压二极管的阴极与所述电压检测端连接,所述稳压 二极管的阳极与所述发光二极管的阳极连接;所述发光二极管的阴极接地;所述光敏三极 管的集电极与所述检测信号输出端连接,所述光敏三极管的源极接地。
2. 如权利要求1所述的过压检测电路,其特征在于,所述过压检测电路还包括第一电 阻;所述稳压二极管的阴极通过所述第一电阻与所述电压检测端连接。
3. 如权利要求1所述的过压检测电路,其特征在于,所述过压检测电路还包括第一电 阻;所述稳压二极管的阳极通过所述第一电阻与所述发光二极管的阳极连接。
4. 如权利要求1到3任一项所述的过压检测电路,其特征在于,所述过压检测电路还包 括NPN型三极管、PNP型三极管、第二电阻与第三电阻;所述NPN型三极管的基极与所述发光 二极管的阴极连接,所述NPN型三极管的源极接地,所述NPN型三极管的集电极与所述PNP型 三极管的基极连接;所述PNP型三极管的源极与直流电源连接端连接,所述PNP型三极管的 集电极与所述发光二极管的阳极连接;所述第二电阻的第一端与所述NPN型三极管的基极 连接,所述第二电阻的第二端接地;所述第三电阻的第一端与直流电源连接端连接,所述第 三电阻的第二端与所述PNP型三极管的基极连接。
5. —种开关电源电路,其特征在于,所述开关电源电路具有直流电输入端及负载连接 端;所述开关电源电路包括PWM控制芯片、MOS管、变压器、输出整流滤波电路及如权利要求1 至IJ4任一项所述的过压检测电路;所述变压器的初级绕组的第一端与所述直流电输入端连 接,所述变压器的初级绕组的第二端与所述MOS管的漏极连接;所述MOS管的栅极与所述PWM 控制芯片的信号输出端连接,所述MOS管的源极接地;所述输出整流滤波电路跨接到所述变 压器的次级绕组的两端,所述输出整流滤波电路的电压输出端与所述负载连接端连接;所 述过压检测电路的电压检测端与所述负载连接端连接;所述过压检测电路的检测信号输出 端与所述PWM控制芯片的输出使能端连接。
6. 如权利要求5所述的开关电源电路,其特征在于,所述输出整流滤波电路包括二极管 与第一电容;所述二极管的阳极与所述变压器的次级绕组的第一端连接,所述二极管的阴 极与所述第一电容的第一端连接;所述电容的第二端与所述变压器的次级绕组的第二端连 接;所述二极管与所述第一电容的连接点作为所述输出整流滤波电路的电压输出端。
7. 如权利要求5所述的开关电源电路,其特征在于,所述开关电源电路还包括输入整流 滤波电路;所述输入整流滤波电路的两个交流电输入端分别与火线连接端、零线连接端连 接,所述输入整流滤波电路的输出端作为所述直流电输入端。
8. 如权利要求7所述的开关电源电路,其特征在于,所述输入整流滤波电路包括整流桥 及第二电容:所述整流桥包括第一输入端、第二输入端、第一输出端与第二输出端;所述第 一输入端与所述第二输入端分别为所述输入整流滤波电路的两个交流电输入端;所述第一 输出端与所述第二输出端之间通过所述第二电容连接;所述第一输出端为所述输入整流滤 波电路的输出端;所述第二输出端接地。
9. 如权利要求5所述的开关电源电路,其特征在于,所述开关电源电路还包括第四电 阻;所述MOS管的源极通过所述第四电阻接地;所述PWM控制芯片还具有电流检测端;所述 MOS管的源极与所述电流检测端连接。
10.如权利要求5所述的开关电源电路,其特征在于,所述负载连接端用于与LED电路的 电源端连接。
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