CN209217952U - 一种滞回保护电路和开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种滞回保护电路和开关电源，所述滞回保护电路包括第一电压输入端、第二电压输入端、电压输出端、第一电压采样模块、第二电压采样模块、第三电压采样模块、第一开关模块和第二开关模块；当所述第一电压输入端的输入电压增大至第一电压阈值时，所述第一电压采样模块的电压增大至大于第一预设电压，控制第一开关模块导通，使得电压输出端输出第一电平信号；当所述输入电压减小至第二电压阈值时，所述第一电压采样模块的电压减小至小于第一预设电压，控制第一开关模块断开，所述第二电压采样模块根据所述第二电压输入端的基准电压使得电压输出端输出第二电平信号，进而实现滞回保护效果，保证了电路工作的稳定性且物料成本低。

Description

一种滞回保护电路和开关电源

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术领域，特别涉及一种滞回保护电路和开关电源。

背景技术

在一些保护电路的控制中，当电平达到门限电压就立刻翻转，在实际的电路应用 中反复的电平翻转会导致电路的震荡和工作不稳定，影响电路的寿命和相关设备的工作， 因此需要设置一种具有滞回功能的保护电路。如图1所示为现有的使用运算放大器设计的 具有保护功能的滞回保护电路，其特点是当时，运算 放大器输出电平翻转；当时，运算放大器输出电平再 次翻转；对应地，滞回保护电路的滞回特性如图2所示。但是使用运算放大器设计的滞回保 护电路存在以下缺点：电路使用运算放大器的物料成本高，而且运算放大器的供电要求高， 电路设计复杂。

因而现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种滞回保护电路和开关电源，所述滞回保护电路通过使用常用的电阻、电容、二极管和MOS管设计的具有滞回效果的保护电路，避免了使用比较器构成的滞回电路的复杂性，并且可直接通过设置电阻值实现滞回区间大小的调节。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种滞回保护电路，其包括第一电压输入端、第二电压输入端和电压输出端、第一电压采样模块、第二电压采样模块、第三电压采样模块、第一开关模块和第二开关模块；当所述第一电压输入端的输入电压增大至第一电压阈值时，所述第一电压采样模块的电压增大至大于第一预设电压，控制所述第一开关模块导通，使得所述电压输出端输出第一电平信号；当所述输入电压减小至第二电压阈值时，所述第一电压采样模块的电压减小至小于第一预设电压，控制所述第一开关模块断开，所述第二电压采样模块根据所述第二电压输入端的基准电压使得电压输出端输出第二电平信号，且控制所述第二开关模块导通，所述第三电压采样模块接入使得第一电压采样模块的电压继续减小至第二预设电压。

所述的滞回保护电路中，所述第一电压采样模块包括第一电压采样单元和第一滤波单元，所述第一电压采样单元用于根据所述输入电压的大小控制所述第一开关模块的导通状态；所述第一滤波单元用于对所述第一电压采样单元的电压进行滤波处理。

所述的滞回保护电路中，所述第一电压采样单元包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端连接所述第一电压输入端，所述第一电阻的另一端连接第二电阻的一端、第三电压采样模块、第一滤波单元和第一开关模块，所述第二电阻的另一端接地。

所述的滞回保护电路中，所述第一滤波单元包括第一电容，所述第一电容的一端连接第一开关模块、第三电压采样模块和第一电压采样单元，所述第一电容的另一端接地。

所述的滞回保护电路中，所述第一开关模块包括第一开关管，所述第一开关管的控制端连接第一电压采样模块和第三电压采样模块，所述第一开关管的第一连接端连接电压输出端和第二电压采样模块，所述第一开关管的第二连接端接地。

所述的滞回保护电路中，所述第二开关模块包括第二开关管，所述第二开关管的控制端连接第二电压采样模块，所述第二开关管的第一连接端连接所述第三电压采样模块，所述第二开关管的第二连接端接地。

所述的滞回保护电路中，所述第二电压采样模块包括第三电阻、第四电阻和第二电容，所述第三电阻的一端连接第二电压输入端，所述第三电阻的另一端连接第二开关模块、第一开关模块、第四电阻的一端、第二电容的一端和电压输出端，所述第四电阻的另一端和第二电容的另一端均接地。

所述的滞回保护电路中，所述第三电压采样模块包括第五电阻，所述第五电阻的一端连接第二开关模块，所述第五电阻的另一端连接第一电压采样模块。

一种开关电源，包括如上所述的滞回保护电路。

相较于现有技术，本实用新型提供的滞回保护电路和开关电源，所述开关电源包括第一电压输入端、第二电压输入端、电压输出端、第一电压采样模块、第二电压采样模块、第三电压采样模块、第一开关模块和第二开关模块；当所述第一电压输入端的输入电压增大至第一电压阈值时，所述第一电压采样模块的电压增大至大于第一预设电压，控制所述第一开关模块导通，使得所述电压输出端输出第一电平信号；当所述输入电压减小至第二电压阈值时，所述第一电压采样模块的电压减小至小于第一预设电压，控制所述第一开关模块断开，所述第二电压采样模块根据所述第二电压输入端的基准电压使得电压输出端输出第二电平信号，通过简单的电路结构实现滞回保护效果，保证了电路工作的稳定性且物料成本低。

附图说明

图1为现有的滞回保护电路的电路原理图；

图2为现有的滞回保护电路的滞回区间的示意图；

图3为本实用新型提供的滞回保护电路的结构框图；

图4为本实用新型提供的滞回保护电路的电路原理图；

图5为本实用新型提供的滞回保护电路优选实施例的电路原理图；

图6为本实用新型提供的滞回保护电路的滞回区间的示意图。

具体实施方式

本实用新型提供的滞回保护电路，通过使用常用的电阻、电容、二极管和MOS管设计的具有滞回效果的保护电路，避免了使用比较器构成的滞回电路的复杂性，并且可直接通过设置电阻值实现滞回区间大小的调节。

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图3，本实用新型提供的滞回保护电路，包括第一电压输入端Vin、第二电压输入端VCC、电压输出端Vout、第一电压采样模块100、第二电压采样模块400、第三电压采样模块500、第一开关模块200和第二开关模块300，所述第一电压采样模块100连接第一电压输入端Vin、第一开关模块200和第三电压采样模块500，所述第一开关模块200通过第二电压采样模块400连接电压输出端Vout，所述第二电压采样模块400连接第二电压输入端VCC和第二开关模块300；当所述第一电压输入端Vin的输入电压增大至第一电压阈值时，所述第一电压采样模块100的电压增大至大于第一预设电压，控制所述第一开关模块200导通，使得所述电压输出端Vout输出第一电平信号；当所述输入电压减小至第二电压阈值时，所述第一电压采样模块100的电压减小至小于第一预设电压，控制所述第一开关模块200断开，所述第二电压采样模块400根据所述第二电压输入端VCC的基准电压使得电压输出端Vout输出第二电平信号，且控制所述第二开关模块300导通，所述第三电压采样模块500接入使得第一电压采样模块100的电压继续减小至第二预设电压。

所述滞回保护电路通电之后，第一电压输入端Vin和第二电压输入端VCC的电压稳定，所述滞回保护电路保持正常工作状态，此时第一电压输入端Vin的电压通过第一电压采样单元110的分压作用为第一开关模块200提供电压，使得第二开关模块300导通，此时第一开关模块200保持断开状态，所述电压输出端Vout输出第一电平信号。而当所述输入电压逐渐减小至第二电压阈值时，使得第一电压采样模块100的电压小于第一预设电压，进而所述第一开关模块200断开；由所述第二电压采样模块400根据第二输入端的基准电压使得电压输出端Vout输出第二电平信号；与此同时，与第二电压采样模块400的第二开关模块300导通，使得第三电压采样模块500接入电路，进一步地使得所述第一电压采样模块100的电压继续减小至第二预设电压，即第二预设电压小于第一预设电压，使得电压输出端Vout在输入电压增大之前可保持输出第二电平信号。当所述输入电压之间增大至第一电压阈值时，使得第一电压采样模块100电压增大至大于第一预设电压，进而所述第一开关模块200导通，使得电压输出端Vout由第二电平信号翻转为第一电平信号，所述第一电压阈值与第二电压阈值形成滞回区间，使得电压输出端Vout的电压只有在所述输入电压大于第一电压阈值或者小于第二电压阈值才会发生电平的翻转，从而避免电压输出端Vout的输出电压在输入电压达到一个阈值电压后立即翻转，进而有效地避免电路发生震荡，保证了电路工作的稳定性，并且所述滞回保护电路仅需通过常见的电阻、电容、二极管和MOS管即可达到滞回保护效果，电路结构设计简单，成本低。其中，所述第一预设电压为第一开关模块200的开启电压。

进一步地，请一并参阅图4，所述第一电压采样模块100包括第一电压采样单元110和第一滤波单元120，所述第一电压采样单元110与第一电压输入端Vin、第三电压采样模块500、第一开关模块200和第一滤波单元120连接，所述第一滤波单元120还与第一开关模块200连接；所述第一电压采样单元110用于根据所述输入电压的大小控制所述第一开关模块200的导通状态；所述第一滤波单元120用于对所述第一电压采样单元110的电压进行滤波处理。

具体地，当所述输入电压大于第一电压阈值时，所述第一电压采样单元110的电压增大至大于第一预设电压，进而控制第一开关模块200导通，使得电压输出端Vout输出第一电平信号；当所述输入电压小于第二电压阈值时，所述第一电压采样单元110的电压减小至小于第一预设电压，进而控制第一开关模块200断开，此时由第二电压采样模块400根据所述基准电压使得电压输出端Vout的电平翻转至第二电平信号输出，即通过第一电压采样模块100可有效地控制第一开关模块200的导通状态，实现电压输出端Vout的电平信号的翻转；其中，所述第一滤波单元120将输入至第一开关模块200的电压即第一电压采样单元110的电压进行滤波处理，滤除干扰信号，保证输出至第一开关模块200的电压信号的稳定性和准确性。

更进一步地，所述第一电压采样单元110包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的一端连接所述第一电压输入端Vin，所述第一电阻R1的另一端连接第二电阻R2的一端、第三电压采样模块500、第一滤波单元120和第一开关模块200，所述第二电阻R2的另一端接地。具体地，当滞回保护电路工作稳定之后，通过第一电阻R1和第二电阻R2的分压作用为第一开关模块200提供一电压信号，该电压为第二电阻R2的分压即VR2=Vin*R2/（R1+R2）>Vref，此时所述第一开关模块200导通，其中，Vin为第一电压输入端Vin的输入电压，Vref为第一预设电压。当输入电压减小至第二阈值电压时，即VR2=Vin_min*R2/（R1+R2）<Vref，此时第一开关模块200关断，其中，Vin_min为第二电压阈值。

进一步地，所述第一滤波单元120包括第一电容C1，所述第一电容C1的一端连接第一开关模块200、第三电压采样模块500和第一电压采样单元110，所述第一电容C1的另一端接地；即通过将第一电容C1并联在第二电阻R2的两端，对第二电阻R2的分压进行滤波处理，进而保证为第一开关模块200提供的电压信号稳定无干扰。

具体实施时，请具体参阅图4，所述第一开关模块200包括第一开关管K1，所述第一开关管K1的控制端连接第二电阻R2的一端、第一电容C1一端和第三电压采样模块500，所述第一开关管K1的第一连接端连接电压输出端Vout和第二电压采样模块400，所述第一开关管K1的第二连接端接地，当通过第一电阻R1和第二电阻R2的分压为第一开关管K1提供电压信号大于第一预设电压时，所述第一开关管K1的导通，反之，第一开关管K1关断。优选地，所述第一预设电压为第一开关管K1的导通电压。

更进一步地，所述第二开关模块300包括第二开关管K2，所述第二开关管K2的控制端连接第二电压采样模块400，所述第二开关管K2的第一连接端连接所述第三电压采样模块500，所述第二开关管K2的第二连接端接地，当输入电压减小至第二阈值电压时，所述第一开关管K1关断，此时第二电压采样模块400对第二电压输入端VCC的基准电压进行分压，使得第二开关管K2的控制端为高电平，所述第二开关管K2导通，进而所述第三电压采样模块500接入电路，将会使得第二电阻R2的分压再次降低。

更进一步地，所述第二电压采样模块400包括第三电阻R3、第四电阻R4和第二电容C2，所述第三电阻R3的一端连接第二电压输入端VCC，所述第三电阻R3的另一端连接第二开关管K2的控制端、第一开关管K1的第一连接端、第四电阻R4的一端、第二电容C2的一端和电压输出端Vout，所述第四电阻R4的另一端和第二电容C2的另一端均接地，当所述第一开关管K1保持关断状态时，所述第四电阻R4和第五电阻R5通过采样第二电压输入端VCC的基准电压为电压输出端Vout提供另一电压信号，使得电压输出单元由第一电平信号翻转至第二电平信号；优选地，本实施例中，所述第一电平信号为低电平，所述第二电平信号为高电平。

具体实施时，所述第三电压采样模块500包括第五电阻R5，所述第五电阻R5的一端 连接第二开关管K2的第一连接端，所述第五电阻R5的另一端连接第一电阻R1的另一端、第 二电阻R2的一端、第二电容C2的一端和第一开关管K1的控制端，当所述输入电压减小至第 二阈值时，此时第一开关管K1的关断，所述第二开关管K2导通，所述第五电阻R5接入电路 中，且所述第五电阻R5和第二电阻R2并联，此时的， 即为所述第二预设电压，此时所述第二电阻R2的电压更低，进而提高电路的抗干扰能力。

为了更好的理解本实用新型，以下结合图5和图6对本实用新型的滞回保护电路的工作原理进行详细说明：

优选地，所述第一开关管为NPN三极管Q1，且所述第二开关管为n沟道MOS管Q2。即所述三极管Q1的基极连接第二电阻R2的一端、第一电容C1一端和第三电压采样模块500，所述三极管Q1的集电极连接电压输出端Vout和第二电压采样模块400，所述三极管Q1的发射极接地；所述MOS管Q2的栅极连接第二电压采样模块400，所述MOS管Q2的漏极连接所述第三电压采样模块500，所述MOS管Q2的源极接地。

当滞回保护电路通电后，所述第一电压输入端Vin和第二电压输入端VCC输入电压稳定，此时所述第一电压输入端Vin的输入电压通过第一电阻R1和第二电阻R2的分压作用为第一三极管Q1提供一电压信号即VR2=Vin*R2/（R1+R2）>Vref，此时第一三极管Q1导通，所述电压输出端Vout的电平信号被拉低为低电平Vout_L，此时第一MOS管Q2关断。

当所述输入电压降低至第二电压阈值Vin_min时，不足以使得第一三极管Q1导通， 即VR2=Vin_min*R2/（R1+R2）<Vref，此时所述第二电压输入端VCC的基准电压通过第四电阻 R4和第五电阻R5的分压作用为电压输出端Vout提供另一电压信号，使得电压输出端Vout的 低电平Vout_L翻转至高电平Vout_H；与此同时，所述第一MOS管Q2的栅极为高电平，即所述 第一MOS管Q2导通，使得第五电阻R5与第二电阻R2并联，即此时，从而导致第二电阻R2的电压更低，进而 提高了电路的抗干扰能力。当此时输入电压开始增加至第一电压阈值时，使得所述第二电 阻R2的电压大于第一预设电压即，进而 第一三极管Q1导通，使得所述电压输出端Vout的高电平Vout_H翻转至低电平Vout_L，其中 Vin_max为所述第一电压阈值。当所述输入电压再次减小时，最终减小至小于第二阈值时， 则第一三极管Q1关断，第一MOS管Q2导通，电压输出端Vout的高电平Vout_H才翻转至低电平 Vout_L，紧接着，当所述输入电压再次增大时，最终增大至大于第一阈值时，则第一三极管 Q1导通，第一MOS管Q2关断，电压输出端Vout的低电平Vout_L才翻转至高电平Vout_H，进而 形成一滞回保护区间，使得电压输出端Vout的电压只有在所述输入电压大于第一电压阈值 或者小于第二电压阈值才会发生电平的翻转，从而避免电压输出端Vout的输出电压在输入 电压达到一阈值电压后立即翻转，进而有效地避免电路发生震荡，保证了电路工作的稳定 性。

进一步地，根据上述的分析可以得出第二电压阈值为，

所述第一电压阈值为，具 体地，所述滞回保护电路的滞回保护区间如图6所示，且由上述可知滞回保护区间值可通过 第二电阻R2的阻值来设定，所述第一电压阈值大于所述第二电压阈值。

基于上述的滞回保护电路，本实用新型还相应提供了一种开关电源，所述开关电源包括如上所述的滞回保护电路，由于上文对该滞回保护电路进行了详细描述，此处不再赘述。

综上所述，本实用新型提供的滞回保护电路和开关电源，所述滞回保护电路包括第一电压输入端、第二电压输入端、电压输出端、第一电压采样模块、第二电压采样模块、第三电压采样模块、第一开关模块和第二开关模块；当所述第一电压输入端的输入电压增大至第一电压阈值时，所述第一电压采样模块的电压增大至大于第一预设电压，控制所述第一开关模块导通，使得所述电压输出端输出第一电平信号；当所述输入电压减小至第二电压阈值时，所述第一电压采样模块的电压减小至小于第一预设电压，控制所述第一开关模块断开，所述第二电压采样模块根据所述第二电压输入端的基准电压使得电压输出端输出第二电平信号，通过简单的电路结构实现滞回保护效果，保证了电路工作的稳定性且物料成本低。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种滞回保护电路，包括第一电压输入端、第二电压输入端和电压输出端，其特征在于，还包括第一电压采样模块、第二电压采样模块、第三电压采样模块、第一开关模块和第二开关模块；当所述第一电压输入端的输入电压增大至第一电压阈值时，所述第一电压采样模块的电压增大至大于第一预设电压，控制所述第一开关模块导通，使得所述电压输出端输出第一电平信号；当所述输入电压减小至第二电压阈值时，所述第一电压采样模块的电压减小至小于第一预设电压，控制所述第一开关模块断开，所述第二电压采样模块根据所述第二电压输入端的基准电压使得电压输出端输出第二电平信号，且控制所述第二开关模块导通，所述第三电压采样模块接入使得第一电压采样模块的电压继续减小至第二预设电压。

2.根据权利要求1所述的滞回保护电路，其特征在于，所述第一电压采样模块包括第一电压采样单元和第一滤波单元，所述第一电压采样单元用于根据所述输入电压的大小控制所述第一开关模块的导通状态；所述第一滤波单元用于对所述第一电压采样单元的电压进行滤波处理。

3.根据权利要求2所述的滞回保护电路，其特征在于，所述第一电压采样单元包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端连接所述第一电压输入端，所述第一电阻的另一端连接第二电阻的一端、第三电压采样模块、第一滤波单元和第一开关模块，所述第二电阻的另一端接地。

4.根据权利要求2所述的滞回保护电路，其特征在于，所述第一滤波单元包括第一电容，所述第一电容的一端连接第一开关模块、第三电压采样模块和第一电压采样单元，所述第一电容的另一端接地。

5.根据权利要求 1所述的滞回保护电路，其特征在于，所述第一开关模块包括第一开关管，所述第一开关管的控制端连接第一电压采样模块和第三电压采样模块，所述第一开关管的第一连接端连接电压输出端和第二电压采样模块，所述第一开关管的第二连接端接地。

6.根据权利要求 1所述的滞回保护电路，其特征在于，所述第二开关模块包括第二开关管，所述第二开关管的控制端连接第二电压采样模块，所述第二开关管的第一连接端连接所述第三电压采样模块，所述第二开关管的第二连接端接地。

7.根据权利要求 1所述的滞回保护电路，其特征在于，所述第二电压采样模块包括第三电阻、第四电阻和第二电容，所述第三电阻的一端连接第二电压输入端，所述第三电阻的另一端连接第二开关模块、第一开关模块、第四电阻的一端、第二电容的一端和电压输出端，所述第四电阻的另一端和第二电容的另一端均接地。

8.根据权利要求 1所述的滞回保护电路，其特征在于，所述第三电压采样模块包括第五电阻，所述第五电阻的一端连接第二开关模块，所述第五电阻的另一端连接第一电压采样模块。

9.一种开关电源，其特征在于，包括如权利要求1~8任意一项所述的滞回保护电路。