CN206370681U - 开关电源过压保护电路及开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种开关电源过压保护电路，用于根据开关电源中变压器辅助绕组上采集的电压对适配器开关电源电路输出电压进行过压保护，包括用于与辅助绕组的电压输出端连接，获取所述采集的电压的过压保护触发模块以及用于根据所述过压保护触发模块在所述采集的电压超过预设阈值时提供的导通电压，输出反馈信号；所述反馈信号用于提供给保护芯片执行保护动作的三极管模块。上述过压保护电路，解决了传统方法中适配器满载和空载时的过电压保护阀值不一致，往往空载的过电压保护阀值要比满载时高4V到5V的问题，使得适配器在空载和满载的过压保护电压相差在1V以内。本实用新型还提供了一种包含上述过压保护电路的开关电源。

Description

开关电源过压保护电路及开关电源

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术领域，特别是涉及一种开关电源过压保护电路及开关电源。

背景技术

通常适配器都要求有输出过电压保护电路。当适配器输出电压高于我们预设的某一个电压值时，适配器必须停止输出电压，以达到保护用电设备的目的，避免造成用电设备由于输入电压过高而损坏。

传统的适配器开关电源中的电压保护电路如图1所示，比较简单地采用电解电容EC1、稳压管ZD1、整流管D1、电阻R1和R2构成一个过压保护电路。当电解电容EC1的电压高于稳压管ZD1的导通阀值时，稳压管ZD1导通，从而将电源芯片U1的FB脚电压拉高，使电源芯片停止工作，输出电压中断。而变压器绕组N2、电解电容EC1、整流管D1构成了一个电解电容EC1的充电回路。保护电路的启动与否取决于电解电容的电压，而电解电容的电压在空载和满载时会差很多，从而导致适配器过电压保护的电压阀值在适配器空载和满载的时候差很多，非常不精准。由于现在的电源芯片为了节能，基本上都采用了空载低频技术，开关频率在空载时候比满载的时候低很多，导致电解电容EC1放电时间比充电时间长很多，这样电解电容EC1的电压在适配器空载的时候比满载的时候低很多。此时，N2绕组在空载时必须有更高的电压才能将电解电容EC1充电至可以使稳压管ZD1导通，从而拉高电源芯片FB引脚的电压，使电源芯片停止工作。变压器N2绕组耦合N3绕组，使得其电压与N3绕组的电压成正比例，也就是说，采用这种电路，适配器满载和空载时的过电压保护阀值不一致，往往空载的过电压保护阀值要比满载时高4V到5V。

实用新型内容

基于此，有必要针对采用传统过压保护电路，适配器满载和空载时的过电压保护阀值不一致，往往空载的过电压保护阀值要比满载时高4V到5V的问题，提供一种开关电源过压保护电路及开关电源。

一种开关电源过压保护电路，用于根据开关电源中变压器辅助绕组上采集的电压对适配器开关电源电路输出电压进行过压保护，包括：三极管模块和过压保护触发模块，

所述过压保护触发模块包括稳压管和第一二极管，所述稳压管阳极与所述第一二极管阳极连接，所述稳压管阴极与所述三极管模块连接，所述第一二极管阴极用于与辅助绕组的电压输出端连接，获取所述采集的电压；

所述三极管模块用于根据所述过压保护触发模块在所述采集的电压超过预设阈值时提供的导通电压，输出反馈信号；所述反馈信号用于提供给保护芯片执行保护动作。

在其中一个实施例中，所述开关电源过压保护电路还包括滤波模块，所述滤波模块包括第一电阻和电容，所述第一电阻和所述电容串联后并联于所述变压器辅助绕组两端并与所述过压保护触发模块连接，用于将变压器辅助绕组漏感引起的尖峰脉冲电压滤除，防止稳压管误触发。

在其中一个实施例中，所述三极管模块包括三极管、第二电阻、第三电阻以及第四电阻，

所述三极管基极连接所述第二电阻到所述过压保护触发模块；

所述三极管发射极连接所述第三电阻到所述辅助绕组；

所述三极管集电极连接所述第四电阻到保护芯片，用于输出反馈信号并将反馈信号提供给保护芯片执行保护动作。

在其中一个实施例中，所述三极管为PNP型三极管。

在其中一个实施例中，所述开关电源过压保护电路还包括三极管电压模块，所述三极管电压模块与所述三极管模块连接，用于给所述三极管模块提供稳定电压。

在一个实施例中，所述三极管电压模块包括第二二极管和电解电容，所述第二二极管阳极与所述电解电容负极连接并通过所述变压器辅助绕组构成所述电解电容的充电回路，用于给所述三极管模块的发射极提供稳定电压。

一种开关电源，包括上述的开关电源保护电路，还包括依次连接的电磁干扰抑制电路、整流滤波电路、变压器转换电路和输出整流电路，

所述开关电源保护电路用于根据开关电源中变压器转换电路中辅助绕组上采集的电压对适配器开关电源电路输出电压进行过压保护；

电磁干扰抑制电路，所述电磁干扰抑制电路包括安规电容和共模电感，用于滤除传导干扰信号；

整流滤波电路，所述整流滤波电路包括整流桥和高压电解电容，用于将输入的交流电转换为直流电输出；

变压器转换电路，所述变压器转换电路包括电源变压器、电源芯片和MOS管，用于通过初级绕组与次级绕组的匝数比以及MOS开关，将初级绕组的高压转换成次级绕组的低压；

输出整流电路，所述输出整流电路包括整流二极管和低压电解电容，用于将次级绕组的电压整流成供用电设备使用的直流电压。

在其中一个实施例中，所述安规电容为X电容。

在其中一个实施例中，所述电源变压器包括铁芯、初级绕组、辅助绕组和次级绕组，

所述初级绕组与所述次级绕组耦合，将初级绕组的高压转换为次级绕组的低压；

所述辅助绕组与所述次级绕组耦合，将所述次级绕组的交流电压耦合为直流电压并将耦合所得直流电压输出给所述过压保护电路。

上述开关电源过压保护电路及开关电源，由于稳压管的击穿电压只与辅助绕组的交流电压有关，而跟电解电容的电压没有关系。由于受适配器的空载与满载影响比较大的只有电解电容的电压，辅助绕组耦合的是次级绕组的交流电压，次级绕组的电压受适配器满载与空载的影响只有零点几伏，也就是说辅助绕组的电压受适配器满载与空载的影响也只有零点几伏，从而使适配器在空载和满载的过压保护电压相差在1V以内，解决了传统方法中适配器满载和空载时的过电压保护阀值不一致，往往空载的过电压保护阀值要比满载时高4V到5V的问题。

附图说明

图1为传统开关电源的电压保护电路示意图；

图2为一个实施例中开关电源过压保护电路示意图；

图3为另一个实施例中开关电源过压保护电路示意图；

图4为又一个实施例中开关电源过压保护电路示意图；

图5为再一个实施例中开关电源过压保护电路示意图；

图6为一个实施例中开关电源示意图。

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，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

如图2所示，为一个实施例中开关电源过压保护电路示意图，本实施例中开关电源过压保护电路10包括过压保护触发模块100和三极管模块200。

过压保护触发模块100包括稳压管ZD1和二极管D1，稳压管ZD1的阳极与二极管D1阳极连接，稳压管ZD1的阴极与三极管模块200连接，二极管D1阴极与辅助绕组的电压输出端连接，采集辅助绕组的电压并提供给过压保护模块100。

三极管模块200感应辅助绕组的电压变化，在过压保护触发模块100采集的电压超过阈值时，输出反馈信号，用于提供给保护芯片执行相应的保护动作。

如图3所示，在一个实施例中，三极管模块200包括三极管Q1、电阻R2、电阻R3以及电阻R4。

三极管Q1的基极连接电阻R2到过压保护触发模块100，发射极连接电阻R3到辅助绕组，集电极连接电阻R4到保护芯片，用于输出反馈信号并将反馈信号提供给保护芯片执行保护动作。当过压保护触发模块100采集到的电压超过阈值时，稳压管ZD1被击穿，导致三极管Q1基极电压发生变化，亦即基极电压被拉低，此时三极管Q1的发射极和集电极导通，拉高保护芯片的反馈引脚电压，使保护芯片停止工作，中断输出，从而达到过压保护目的。其中三极管Q1可以是PNP型三极管。

如图4所示，为另一个实施例中开关电源过压保护电路示意图，本实施例中开关电源过压保护电路20除了包括图2所示实施例中的过压保护触发模块100和三极管模块200外，还包括三极管电压模块300。

三极管电压模块300包括二极管D2和电解电容EC1，二极管D2阳极与电解电容EC1负极连接并通过变压器辅助绕组构成电解电容EC1的充电回路，用于给三极管Q1的发射极提供稳定电压，保证三极管Q1的发射极和集电极导通时，三极管集电极能够输出稳定电压到保护芯片的反馈引脚。

如图5所示，为再一个实施例中开关电源过压保护电路示意图，本实施例中开关电源过压保护电路30除了包括图4所示实施例中的过压保护触发模块100、三极管模块200和三极管电压模块300外，还包括滤波模块400。

滤波模块400包括电阻R1和电容C1，电阻R1和电容C1串联后并联于变压器辅助绕组两端并与过压保护触发模块100连接，用于将变压器辅助绕组漏感引起的尖峰脉冲电压滤除，防止稳压管误触发。

如图6所示，为一个实施例中开关电源示意图，本实施例中的开关电源保护电路除了包括上述所述实施例中的开关电源过压保护电路30外，还包括依次连接的电磁干扰抑制电路40、整流滤波电路50、变压器转换电路60和输出整流电路70。

电磁干扰抑制电路40包括安规电容和共模电感，用于滤除传导干扰信号。安规电容的放电和普通电容不一样，普通电容在外部电源断开后电荷会保留很长时间，如果用手触摸就会被电到，而安规电容则没这个问题。它们用在电源滤波器里，起到电源滤波作用，分别对共模、差模干扰起滤波作用。安规电容分为X型和Y型。交流电源输入分为3个端子：火线L、零线N以及地线G。跨于“L-N”之间，即“火线-零线”之间的是X电容；跨于“L-G或N-G”之间，即“火线-地线或零线-地线”之间的是Y电容。本实施例中采用的是X 电容。

整流滤波电路50包括整流桥和高压电解电容，用于将输入的交流电转换为直流电输出。整流桥内部主要是由四个二极管组成的桥路来实现把输入的交流电压转化为输出的直流电压。

变压器转换电路60包括电源变压器、电源芯片和MOS管，用于通过初级绕组与次级绕组的匝数比以及MOS开关，将初级绕组的高压转换成次级绕组的低压。

在一个实施例中，电源变压器包括铁芯、初级绕组N1、辅助绕组N2和次级绕组N3。初级绕组N1与次级绕组N3耦合，将初级绕组N1的高压转换为次级绕组的低压；辅助绕组N2与次级绕组N3耦合，将次级绕组N3的交流电压耦合为直流电压并将耦合所得直流电压输出给过压保护电路。

输出整流电路70包括整流二极管和低压电解电容，用于将次级绕组的电压整流成供用电设备使用的直流电压。

上述开关电源过压保护电路及开关电源，当辅助绕组N2电压过高时，稳压管ZD1被击穿，这样辅助绕组N2、稳压管ZD1、二极管D1、电阻R1形成一个回路，从而拉低三极管Q1的基极电压，使三极管Q1的发射极和集电极导通，拉高保护芯片的FB脚电压，使保护芯片停止工作，中断输出。电阻R1和电容C2构成一个RC滤波电路，将辅助绕组N2漏感引起的尖峰脉冲电压滤除，防止稳压管ZD1误触发。辅助绕组N2、电解电容EC1和二极管D2构成一个电解电容EC1的充电回路，给三极管Q1的发射极提供一个稳定的电压。

由于稳压管ZD1的击穿电压只与辅助绕组N2的交流电压有关，而跟电解电容EC1的电压没有关系。由于受适配器的空载与满载影响比较大的只有电解电容EC1的电压，辅助绕组N2耦合的是次级绕组N3的交流电压，次级绕组N3的电压受适配器满载与空载的影响只有零点几伏，也就是说辅助绕组N2的电压受适配器满载与空载的影响也只有零点几伏，从而使适配器在空载和满载的过压保护电压相差在1V以内，解决了传统方法中适配器满载和空载时的过电压保护阀值不一致，往往空载的过电压保护阀值要比满载时高4V到5V的问题。

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 (9)

1.一种开关电源过压保护电路，用于根据开关电源中变压器辅助绕组上采集的电压对适配器开关电源电路输出电压进行过压保护，包括：三极管模块和过压保护触发模块，

所述过压保护触发模块包括稳压管和第一二极管，所述稳压管阳极与所述第一二极管阳极连接，所述稳压管阴极与所述三极管模块连接，所述第一二极管阴极用于与辅助绕组的电压输出端连接，获取所述采集的电压；

所述三极管模块用于根据所述过压保护触发模块在所述采集的电压超过预设阈值时提供的导通电压，输出反馈信号；所述反馈信号用于提供给保护芯片执行保护动作。

2.根据权利要求1所述的开关电源过压保护电路，其特征在于，还包括滤波模块，所述滤波模块包括第一电阻和电容，所述第一电阻和所述电容串联后并联于所述变压器辅助绕组两端并与所述过压保护触发模块连接。

3.根据权利要求1所述的开关电源过压保护电路，其特征在于：所述三极管模块包括三极管、第二电阻、第三电阻以及第四电阻，

所述三极管基极连接所述第二电阻到所述过压保护触发模块；

所述三极管发射极连接所述第三电阻到所述辅助绕组；

所述三极管集电极连接所述第四电阻到保护芯片，用于输出反馈信号并将反馈信号提供给保护芯片执行保护动作。

4.根据权利要求3所述的开关电源过压保护电路，其特征在于：所述三极管为PNP型三极管。

5.根据权利要求3所述的开关电源过压保护电路，其特征在于，还包括三极管电压模块，所述三极管电压模块与所述三极管模块连接，用于给所述三极管模块提供稳定电压。

6.根据权利要求5所述的开关电源过压保护电路，其特征在于：所述三极管电压模块包括第二二极管和电解电容，所述第二二极管阳极与所述电解电容负极连接并通过所述变压器辅助绕组构成所述电解电容的充电回路，用于给所述三极管模块的发射极提供稳定电压。

7.一种开关电源，包括权利要求1-6任一项所述的开关电源保护电路，还包括依次连接的电磁干扰抑制电路、整流滤波电路、变压器转换电路和输出整流电路，

所述开关电源保护电路用于根据开关电源中变压器转换电路中辅助绕组上采集的电压对适配器开关电源电路输出电压进行过压保护；

所述电磁干扰抑制电路包括安规电容和共模电感，用于滤除传导干扰信号；

所述整流滤波电路包括整流桥和高压电解电容，用于将输入的交流电转换为直流电输出；

所述变压器转换电路包括电源变压器、电源芯片和MOS管，用于通过初级绕组与次级绕组的匝数比以及MOS开关，将初级绕组的高压转换成次级绕组的低压；

所述输出整流电路包括整流二极管和低压电解电容，用于将次级绕组的电压整流成供用电设备使用的直流电压。

8.根据权利要求7所述的开关电源，其特征在于：所述安规电容为X电容。

9.根据权利要求7所述的开关电源，其特征在于：所述电源变压器包括铁芯、初级绕组、辅助绕组和次级绕组，

所述初级绕组与所述次级绕组耦合，将初级绕组的高压转换为次级绕组的低压；

所述辅助绕组与所述次级绕组耦合，将所述次级绕组的交流电压耦合为直流电压并将耦合所得直流电压输出给所述过压保护电路。