CN207638320U - 一种变频微波电源的保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种变频微波电源的保护电路，其特征在于：由电压取样回路、过压保护回路、过流保护回路和控制回路连接而成，电压取样回路的信号输入端连接交流电源端L和N、输出端连接过压保护回路的信号输入端，过压保护回路的信号输出端通过一耦合电阻连接控制回路的信号输入端；过流保护回路具有电流取样信号输入端，该电流采样输入端连接变频微波电源的电流信号输出端，过流保护回路的信号输出端通过一耦合电阻连接控制回路的信号输入端；控制回路的信号输出端输出控制信号PWM1、PWM2。具有过压及过流保护、防止电压异常等特点。

Description

一种变频微波电源的保护电路

技术领域

本实用新型涉及变频微波电源,尤其涉及一种变频微波电源的保护电路，属于微波电源电路技术领域。

背景技术

目前，变频微波电源因为具有效率高、轻巧、功率连续可调等特点，已广泛应用工业微波设备和家用微波炉中，正在逐步取代传统工频变压器。变频微波电源多为谐振半桥架构，电源中部分器件如功率开关管等只能在额定电压电流条件之内工作，由于电网环境复杂性，存在因为电网电压的不稳定、雷击、开关切换浪涌等导致输入电压升高而损坏电源的问题。因此需要有合适的过压过流保护电路来防止电压异常等原因造成变频微波电源失效和损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的，是为了解决现有技术的变频微波电源存在由于电网电压的不稳定、雷击、开关切换浪涌等导致输入电压升高而损坏电源的问题，提供一种变频微波电源的保护电路。具有过压及过流保护、防止电压异常及防止变频微波电源失效和损坏等特点。

本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种变频微波电源的保护电路，其结构特点在于：由电压取样回路、过压保护回路、过流保护回路和控制回路连接而成，电压取样回路的信号输入端连接交流电源端L和N、输出端连接过压保护回路的信号输入端，过压保护回路的信号输出端通过一耦合电阻连接控制回路的信号输入端；过流保护回路具有电流取样信号输入端，该电流取样输入端连接变频微波电源的电流信号输出端，过流保护回路的信号输出端通过一耦合电阻连接控制回路的信号输入端；控制回路的信号输出端输出控制信号PWM1、PWM2；形成具有过流/过压式变频微波电源保护电路。

本实用新型的目的还可以通过采取如下技术方案达到：

进一步地，所述电压取样回路包括交流输入端L、交流输入端N、保险管F1、电阻R1-R5和二极管D1-D2，交流输入端L依次通过保险管F1、电阻R1、电阻R2 连接二极管D1的正极，二极管D1的负极通过电阻R5接地，交流输入端N依次通过电阻R3、电阻R4连接二极管D2的正极，二极管D2的负极连接二极管D1的负极并通过电阻R5接地；二极管D1、D2和电阻R5的公共端连接端为电压取样回路的电压信号输出端，连接过压保护回路的输入端。

进一步地，所述过压保护回路包括稳压二极管ZD1、偏值电阻R6、滤波电容C1、三极管Q1和耦合电阻R8，所述稳压二极管ZD1的阴极连接电压取样回路的电压信号输出端、形成过压保护回路的电压信号输入端，稳压二极管ZD1的阳极连接三极管Q1的基极，偏值电阻R6和滤波电容C1并联后跨接在三极管Q1的基极和发射极之间，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极通过耦合电阻R8连接控制回路的信号输入端。

进一步地，所述过流保护回路包括电流取样信号输入端、电阻R9-R10、滤波电容C2和三极管Q2和耦合电阻R8，电流取样信号输入端通过电阻R10连接三极管 Q2的基极，电阻R9构成偏值电阻、其与滤波电容C2并联后跨接在三极管Q2的基极和地之间，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极通过耦合电阻R8连接控制回路的信号输入端。

进一步地，所述控制回路由单片机芯片U1、上拉电阻R7和双向二级管D3 组成，双向二级管D3包括二极管D31和D32，该D31的负极连接+5V电源、正极反向通过D32接地，D31正极与D32负极连接处通过上拉电阻 R7连接+5V电源及连接单片机芯片U1的信号输入端；单片机芯片U1的二个I/O端口分别输出PWM1、PWM2控制信号，构成控制回路的控制信号输出端。

进一步地，所述三极管Q1、Q2为NPN型三极管。

进一步地，所述稳压二极管ZD1的击穿电压的大小由交流输入电压过压保护电压值决定，即该稳压二极管ZD1选用击穿电压值大于或等于分压电阻R5的电压值的稳压管。

本实用新型具有如下突出的有益效果：

1、本实用新型由电压取样回路、过压保护回路、过流保护回路和控制回路连接而成，电压取样回路的信号输入端连接交流电源L/N、输出端连接过压保护回路的信号输入端，过压保护回路的信号输出端通过一耦合电阻连接控制回路的信号输入端；过流保护回路具有电流取样信号输入端，该电流取样输入端连接变频微波电源的电流信号输出端，过流保护回路的信号输出端通过一耦合电阻连接控制回路的信号输入端；控制回路的信号输出端输出PWM1、PWM2控制信号；形成具有过流/过压式变频微波电源保护电路；因此能够解决现有技术的变频微波电源存在由于电网电压的不稳定、雷击、开关切换浪涌等导致输入电压升高而损坏电源的问题，具有过压及过流保护、防止电压异常及防止变频微波电源失效和损坏等特点和有益效果。

2、本实用新型在实际应用中，当电网出现过电压或变频微波电源输出过电流时，保护电路会快速关断驱动信号输出，使电源电路停止工作，防止异常情况下造成电源损坏，提高变频微波电源可靠性。其中本实用新型过压保护电路电压取样是直接从交流输入端取样，电路响应快，对电源保护更及时，可靠性更高。

附图说明

图1本实用新型一个具体实施例的电路图。

具体实施方式

具体实施例1：

参照图1，本实施例由电压取样回路1、过压保护回路2、过流保护回路3和控制回路4连接而成，电压取样回路1的信号输入端连接交流电源端L和N、输出端连接过压保护回路2的信号输入端，过压保护回路 2的信号输出端通过一耦合电阻连接控制回路4的信号输入端；过流保护回路3具有电流取样信号输入端，该电流取样输入端连接变频微波电源的电流信号输出端，过流保护回路3的信号输出端通过一耦合电阻连接控制回路4的信号输入端；控制回路4的信号输出端输出控制信号 PWM1、PWM2；形成具有过流/过压式变频微波电源保护电路。

本实施例中：

所述电压取样回路1包括交流输入端L、交流输入端N、保险管F1、电阻R1-R5 和二极管D1-D2，交流输入端L依次通过保险管F1、电阻R1、电阻R2连接二极管 D1的正极，二极管D1的负极通过电阻R5接地，交流输入端N依次通过电阻R3、电阻R4连接二极管D2的正极，二极管D2的负极连接二极管D1的负极并通过电阻R5 接地；二极管D1、D2和电阻R5的公共端连接端为电压取样回路1的电压信号输出端，连接过压保护回路2的输入端。

所述过压保护回路2包括稳压二极管ZD1、偏值电阻R6、滤波电容C1、三极管 Q1和耦合电阻R8，所述稳压二极管ZD1的阴极连接电压取样回路1的电压信号输出端、形成过压保护回路2的电压信号输入端，稳压二极管ZD1的阳极连接三极管Q1 的基极，偏值电阻R6和滤波电容C1并联后跨接在三极管Q1的基极和发射极之间，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极通过耦合电阻R8连接控制回路4 的信号输入端。

所述过流保护回路3包括电流取样信号输入端、电阻R9-R10、滤波电容C2和三极管Q2和耦合电阻R8，电流取样信号输入端通过电阻R10连接三极管Q2的基极，电阻R9构成偏值电阻、其与滤波电容C2并联后跨接在三极管Q2的基极和地之间，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极通过耦合电阻R8连接控制回路4 的信号输入端。

所述控制回路4由单片机芯片U1、上拉电阻R7和双向二级管D3组成，双向二级管D3包括二极管D31和D32，该D31的负极连接+5V电源、正极反向通过D32接地，D31正极与D32负极连接处通过上拉电阻R7连接+5V电源及连接单片机芯片U1的信号输入端；单片机芯片U1的二个I/O 端口分别输出PWM1、PWM2控制信号，构成控制回路4的控制信号输出端。所述双向二极管D3内部集成二极管D31和D32,二极管D31的阴极接电源正极+5V 双向二极管D32的阳极接电源地；PWM输出1和PWM输出2为单片机U1的驱动信号输出，所述PWM输出1为半桥电路上管驱动信号，PWM输出2为半桥电路下管驱动信号。

所述三极管Q1、Q2为NPN型三极管。所述稳压二极管ZD1的击穿电压的大小由交流输入电压过压保护电压值决定，即该稳压二极管ZD1选用击穿电压值大于或等于分压电阻R5的电压值的稳压管。

本具体实施例1的作用原理如下：

当电网电压出现过电压或雷击等情况时，交流输入端L、N两端电压会突变升高，电压取样回路1中由分压电阻R5取样的电压会增大，稳压二极管ZD1被击穿，由稳压二极管ZD1和偏值电阻R6组成支路电流突变增加，偏值电阻R6两端电压升高，三极管Q1导通，其集电极电压由高电平变为低电平，经耦合电阻R8到控制跨路4的I/O口的电压也由高电平变为低电平，同时滤波电容C1可以起到滤波，去除电压信号干扰的作用。

与耦合电阻R8相连的单片机控制电路I/O口，在电源没有出现异常情况时，由于上拉电阻R7作用，此单片机I/O口一直维持高电平。当此单片机I/O口电平由高电平变为低电平时，此电平变化信号触发单片机中断，单片机立即停止PWM驱动信号输出，关断半桥电路的功率开关管，使电源停止工作，有效防止异常情况下造成电源损坏，提高变频微波电源可靠性。同时单片机控制电路中双向二极管D3可以起到保护单片机I/O口，防止异常情况或静电击穿单片机I/O口。

当电源出现过载或短路等异常情况时，过电流会引起电流取样信号的突变增加，经电阻R10会使偏值电阻R9两端电压升高，达到三极管Q2的导通电压时，三极管 Q2快速导通，其集电极电压由高电平变为低电平，经耦合电阻R8到单片机控制电路的I/O口的电压也由高电平变为低电平，使此单片机I/O口中断，单片机立即停止PWM驱动信号输出，从而有效保护电源电路的功率开关管不会因过流而损坏。

当电网电压出现异常时，电压突变会第一时间体现在电源交流输入端，本实用新型过压保护电路电压取样是直接从交流输入端取样，电路响应快，对电源保护更及时，可靠性更高。

以上所述，为本实用新型较佳的具体实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种变频微波电源的保护电路，其特征在于：由电压取样回路(1)、过压保护回路(2)、过流保护回路(3)和控制回路(4)连接而成，电压取样回路(1)的信号输入端连接交流电源端L和N、输出端连接过压保护回路(2)的信号输入端，过压保护回路(2)的信号输出端通过一耦合电阻连接控制回路(4)的信号输入端；过流保护回路(3)具有电流取样信号输入端，该电流取样信号输入端连接变频微波电源的电流信号输出端，过流保护回路(3)的信号输出端通过一耦合电阻连接控制回路(4)的信号输入端；控制回路(4)的信号输出端输出控制信号PWM1、PWM2；形成具有过流/过压式变频微波电源保护电路。

2.根据权利要求1所述的一种变频微波电源的保护电路，其特征在于：所述电压取样回路(1)包括交流输入端L、交流输入端N、保险管F1、电阻R1-R5和二极管D1-D2，交流输入端L依次通过保险管F1、电阻R1、电阻R2连接二极管D1的正极，二极管D1的负极通过电阻R5接地，交流输入端N依次通过电阻R3、电阻R4连接二极管D2的正极，二极管D2的负极连接二极管D1的负极并通过电阻R5接地；二极管D1、D2和电阻R5的公共端连接端为电压取样回路(1)的电压信号输出端，连接过压保护回路(2)的输入端。

3.根据权利要求1所述的一种变频微波电源的保护电路，其特征在于：所述过压保护回路(2)包括稳压二极管ZD1、偏值电阻R6、滤波电容C1、三极管Q1和耦合电阻R8，所述稳压二极管ZD1的阴极连接电压取样回路(1)的电压信号输出端、形成过压保护回路(2)的电压信号输入端，稳压二极管ZD1的阳极连接三极管Q1的基极，偏值电阻R6和滤波电容C1并联后跨接在三极管Q1的基极和发射极之间，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极通过耦合电阻R8连接控制回路(4)的信号输入端。

4.根据权利要求1所述的一种变频微波电源的保护电路，其特征在于：所述过流保护回路(3)包括电流取样信号输入端、电阻R9-R10、滤波电容C2和三极管Q2和耦合电阻R8，电流取样信号输入端通过电阻R10连接三极管Q2的基极，电阻R9构成偏值电阻、其与滤波电容C2并联后跨接在三极管Q2的基极和地之间，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极通过耦合电阻R8连接控制回路(4)的信号输入端。

5.根据权利要求1所述的一种变频微波电源的保护电路，其特征在于：所述控制回路(4)由单片机芯片U1、上拉电阻R7和双向二级管D3组成，双向二级管D3包括二极管D31和D32，该D31的负极连接+5V电源、正极反向通过D32接地，D31正极与D32负极连接处通过上拉电阻R7连接+5V电源及连接单片机芯片U1的信号输入端；单片机芯片U1的二个I/O端口分别输出PWM1、PWM2控制信号，构成控制回路(4)的控制信号输出端。

6.根据权利要求3所述的一种变频微波电源的保护电路，其特征在于：所述三极管Q1为NPN型三极管。

7.根据权利要求4所述的一种变频微波电源的保护电路，其特征在于：所述三极管Q2为NPN型三极管。

8.根据权利要求3所述的一种变频微波电源的保护电路，其特征在于：所述稳压二极管ZD1的击穿电压的大小由交流输入电压过压保护电压值决定，即该稳压二极管ZD1选用击穿电压值大于或等于分压电阻R5的电压值的稳压管。