CN209358239U - 一种双变压器开关电源电路保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电源技术领域，具体涉及一种双变压器开关电源电路保护电路，包括PWM控制芯片、三极管V3、三极管V4、保护RC模组、电阻R20和极性电容C34，PWM控制芯片包括接线端CSS、和输入端INV IN，接线端CSS与极性电容C34正极连接，极性电容C34负极连接接地端DGND，三极管V4的集电极和极性电容C34正极连接，三极管V4的发射极和极性电容C34负极连接，三极管V4的基极和三极管V3发射极连接，三极管V3的集电极与V4的集电极连接，三极管V3的基极与电阻R20连接，电阻R20的另一端连接保护信号源，保护RC模组的一端连接在电阻R20和三极管V3的基极之间，保护RC模组的另一端连接接地端DGND，此结构能实现快速的保护，对整个电路进行全面保护，提高电路的安全性。

Description

一种双变压器开关电源电路保护电路

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，具体涉及一种双变压器开关电源电路保护电路。

背景技术

功放，是各类音响器材中最大的一个家族，其作用主要是将音源器材输入的较微弱信号进行放大后，产生足够大的电流去推动扬声器进行声音的重放。大功率功放主要应用在迪厅、舞厅、舞台演出、体育场馆等场合，需要长时间高功率、高声压的连续输出，因此大功率功放需要连续高功率输出的稳定性和可靠性。一般大功率功放使用的电容滤波整流电源必须使用大容量变压器材能保证较高的性能，因此电源系统存在体积大、质量重、成本高等问题。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。开关电源一般由PWM控制芯片接收一输入电压，然后 PWM控制芯片控制输出PWM信号，进而调节输出电压，使得输出电压达到设定电压值。PWM控制芯片自带电路保护功能，但是自带电路保护功能反应速度慢，对电路保护不全面，经常发生烧毁开关电源的情况，因此有必要开发出全面保护的开关电源保护电路。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种双变压器开关电源电路保护电路，对电路保护反应速度快，全面保护开关电源电路，输出稳定电压，防止双变压器开关电源烧毁。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种双变压器开关电源电路保护电路包括PWM控制芯片、三极管V3、三极管V4、保护RC模组、电阻 R20和极性电容C34,PWM控制芯片包括接线端CSS、电源端VC、电源端VCC、输出端OUT A、输出端OUT B和输入端INV IN,输入端INV IN与接地端DGND 连接，输出端OUT A连接第一信号源输入端S1，输出端OUT B连接第二信号源输入端S2，电源端VC和电源端VCC连接控制电源，接线端CSS与极性电容C34正极连接，极性电容C34负极连接接地端DGND，三极管V4的集电极和极性电容C34正极连接，三极管V4的发射极和极性电容C34负极连接，三极管V4的基极和三极管V3发射极连接，三极管V3的集电极与V4的集电极连接，三极管V3的基极与电阻R20连接，电阻R20的另一端连接保护信号源，保护RC模组的一端连接在电阻R20和三极管V3的基极之间，保护RC模组的另一端连接接地端DGND，保护RC模组由电容C14和电阻R43并联组成；保护RC模组的作用抑制电源内部产生的干扰信号进入电路；保护信号源经过电阻R20，电阻R20为偏置电阻，提供大小适当的基极电流，基极电流经过保护 RC模组滤波，促使三极管V3和三极管V4导通，极性电容C34两端接通，形成快速放电，极性电容C34放电后，PWM控制芯片停止工作，保护双变压器开关电源；通过输出端OUT A和输出端OUT B对大功率功放控制电路通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲。

进一步的，所述保护信号源包括并联连接的过热保护信号、功放保护信号和电源其他保护信号，过热保护信号经过二极管D8后与电阻R20连接，功放保护信号经过二极管D10后与电阻R20连接，电源其他保护信号经过二极管 D9后与电阻R20连接；通过二极管单向导通的功能防止电流逆流，保护获取保护信号的元件。

相对于现有技术，双变压器开关电源电路保护电路的结构能实现快速的保护，对整个功放电路进行全面保护，提高电路的安全性。

附图说明

图1为大功率功放双变压器开关电源电路工作原理图。

图2为变压器电路工作原理图。

图3为桥式开关电路工作原理图。

图4为开关保护电路工作原理图。

图5为驱动变压器T7和驱动变压器T8连接大功率功放控制电路工作原理图。

图6为第一组大功率功放控制保护电路工作原理图。

图7为双变压器开关电源电路保护电路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。

如图1-7所示，一种大功率功放双变压器开关电源电路，包括输入端1、整流变压电路2、变压器电路3、整流电路4、滤波电路5、输出端6、双变压器开关电源电路保护电路7、大功率功放控制电路8、控制电源9、驱动变压器 T7和驱动变压器T8。

控制电源9为13V直流电，所述整流变压电路2的输入端连接输入端1。

所述变压器电路3包括桥式开关电路10、变压器T5和变压器T6。

变压器T5的初级线圈T50设有接线端1C和接线端2C，变压器T6的初级线圈T60设有接线端1D和接线端2D，接线端2C和接线端1D连接，接线端 1C与桥式开关电路10连接，接线端2D与桥式开关电路10连接，变压器T5 的次级线圈由次级线圈T51、次级线圈T52、次级线圈T53和次级线圈T54组成，变压器T6次级线圈由次级线圈T61、次级线圈T62、次级线圈T63和次级线圈T64组成，变压器T5的次级线圈与变压器T6的次级线圈并联，变压器 T5的次级线圈与变压器T6的次级线圈输出端连接到整流电路4，整流电路4 的输出端连接滤波电路5，滤波电路5的输出端连接输出端6。

桥式开关电路10连接驱动变压器T7和驱动变压器T8，驱动变压器T7和驱动变压器T8与大功率功放控制电路8连接，双变压器开关电源电路保护电路7连接大功率功放控制电路8，双变压器开关电源电路保护电路7、驱动变压器T7和驱动变压器T8连接控制电源9。整流电路4和滤波电路5之间连接有电容C99，电容C99的另一端连接接地端AGND，输入端1接入电网交流电源，在本实施例中，电压为220V，整流变压电路2将电网交流电源直接整流为直流电，在本实施例中，直流电压为320V，驱动变压器T7和驱动变压器T8的初级线圈形成串联电路，通过桥式开关电路10交替输入，对驱动变压器T7和驱动变压器T8的初级线圈输入方向相反的电流，其输出电流瞬间响应速度高，电压输出特性好。驱动变压器T7和驱动变压器T8的次级线圈形成并联连接，次级线圈电流叠加，以满足输出大功率的需要；通过整流电路4和滤波电路5，提供输出端稳定可靠的直流电源。

接线端1C与RC模组的一端连接，接线端2D与RC模组的另一端连接，所述RC模组由串联的电阻R37和电容C21组成。电容C21防止电压突变，吸收尖峰状态的过电压，串联的电阻R37起阻尼作用，电阻消耗过电压的能量，从而抑制电路的振荡。

驱动变压器T7的初级线圈由初级线圈T71和初级线圈T72组成，初级线圈T71和初级线圈T72设有公共接线端2A，初级线圈T71另设有接线端1A，初级线圈T72另设有接线端3A，驱动变压器T7的次级线圈由并联连接的次级线圈T73和次级线圈T74组成，次级线圈T73设有接线端7A和接线端6A，次级线圈T74设有接线端5A和接线端4A，接线端7A、接线端6A、接线端5A 和接线端4A依次排列；所述驱动变压器T8的初级线圈由初级线圈T81和初级线圈T82组成，初级线圈T81和初级线圈T82设有公共接线端2B，初级线圈 T81另设有接线端1B，初级线圈T82另设有接线端3B，接线端1A与接线端 1B连接，接线端2B与接线端2A连接后连接控制电源9，接线端3A与接线端 3B连接，驱动变压器T8的次级线圈由并联连接的次级线圈T83和次级线圈T84 组成，次级线圈T83设有接线端7B和接线端6B，次级线圈T84设有接线端5B 和接线端4B，接线端7B、接线端6B、接线端5B和接线端4B依次排列。若初级线圈T71和初级线圈T81工作，产生电流方向相同，若初级线圈T72和初级线圈T82工作，则产生电流方向与初级线圈T71和初级线圈T81工作时产生的电流方向相反。通过接通断开上述两组初级线圈，从而使次级线圈T73、次级线圈T74、次级线圈T83、次级线圈T84产生两种方向相反的电流，方便控制桥式开关电路。

桥式开关电路10包括四组开关保护电路11，所述开关保护电路包括保护电路12和开关电路13，保护电路12包括电压源E1端、电压源E2端、三极管 V9、二极管D11、负载电阻R30、集电极负载电阻R14、基极电阻R26、电压源电阻R8，三极管V9的基极连接基极电阻R26，基极电阻R26的另一端和二极管D11的负极连接电压源的E1端，三极管V9的发射极连接二极管D11的正极，三极管V9的集电极连接集电极负载电阻R14，集电极负载电阻R14的另一端和负载电阻R30连接电压源电阻R8，电压源电阻R8连接电压源E2端，负载电阻R30的另一端与二极管D11的正极及三极管V9的发射极连接；开关电路包括输出端E3、输出端E4、MOS管Q3和开关RC模组，所述MOS管 Q3的漏极连接开关RC模组一端和输出端E3，MOS管Q3的源极连接开关 RC模组的另一端和输出端E4，MOS管Q3的源极与二极管D11的正极连接， MOS管Q3的栅极经过电压源电阻R8连接电压源E2端，开关RC模组两端分别连接输出端E3和输出端E4，开关RC模组由串联连接的电阻R34和电容C18 串联组成；如电压源E2端为高电平，则电压源E1端为低电平，在该状态下， MOS管Q3的栅极获得开启电压，使得MOS管Q3的源极和MOS管Q3的漏极导通，三极管V9的基极为低电平，三极管V9不导通；如电压源E2端为低电平，则电压源E1端为高电平，在该状态下，MOS管Q3的栅极为低电平，使得MOS管Q3的源极和MOS管Q3的漏极不导通，三极管V9的基极为高电平，三极管V9导通，将MOS管Q3的栅极与MOS管Q3的源极连通，释放掉因MOS管Q3导电后断开产生的残余电压，起到保护MOS管Q3的作用；同时，开关RC模组为这个反峰电压提供了释放回路，防止MOS管Q3反向击穿。

第一组开关保护电路1000的电压源E1端与驱动变压器T7的接线端6A连接，第一组开关保护电路1000的电压源E2端与驱动变压器T7的接线端7A连接，第一组开关保护电路1000的电压源E3端与整流变压电路2输出端连接，第一组开关保护电路1000的电压源E4端与驱动变压器T5的接线端1C连接；第二组开关保护电路2000的电压源E2端与驱动变压器T8的接线端5B连接，第二组开关保护电路2000的电压源E1端与驱动变压器T8的接线端4B连接，第二组开关保护电路2000的电压源E3端与变压器T6的接线端2D连接，第二组开关保护电路2000的电压源E4端与接地端AGND连接；第三组开关保护电路3000的电压源E1端与驱动变压器T8的接线端7B连接，第三组开关保护电路3000的电压源E2端与驱动变压器T7的接线端6B连接，第三组开关保护电路3000的电压源E3端与整流变压电路2的输出端连接，第三组开关保护电路 3000的电压源E4端与驱动变压器T6的接线端2D连接，第四组开关保护电路4000的电压源E2端与驱动变压器T7的接线端4A连接，第四组开关保护电路 4000的电压源E1端与驱动变压器T7的接线端5A连接，第四组开关保护电路 4000的电压源E3端与变压器T5的接线端1C连接，第四组开关保护电路4000 的电压源E4端与接地端AGND连接。若初级线圈T71和初级线圈T81工作，第一组开关保护电路1000和第二组开关保护电路2000的电压源E2端为高电平，第一组开关保护电路1000和第二组开关保护电路2000的电压源E1端为低电平，第三组开关保护电路3000和第四组开关保护电路4000的电压源E2端为低电平，第三组开关保护电路3000和第四组开关保护电路4000的电压源E1端为高电平，第一组开关保护电路1000和第二组开关保护电路2000的MOS管Q3栅极获得开启电压，第一组开关保护电路1000和第二组开关保护电路2000的MOS管Q3 导通，电流依次经过整流变压电路、第一组开关保护电路的MOS管Q3、初级线圈T50、初级线圈T60和第二组开关保护电路2000的MOS管Q3后与接地端AGND 连接形成回路，初级线圈T50和初级线圈T60获得正向电压；若初级线圈T72 和初级线圈T82工作，第一组开关保护电路1000和第二组开关保护电路2000 的电压源E2端为低电平，第一组开关保护电路1000和第二组开关保护电路 2000的电压源E1端为高电平，第三组开关保护电路3000和第四组开关保护电路4000的电压源E2端为高电平，第三组开关保护电路3000和第四组开关保护电路4000的电压源E1端为低电平，第三组开关保护电路和第四组开关保护电路的MOS管Q3栅极获得开启电压，第三组开关保护电路和第四组开关保护电路的MOS管Q3导通，电流依次经过整流变压电路、第三组开关保护电路的MOS 管Q3、初级线圈T60、初级线圈T50和第四组开关保护电路MOS管Q3后与接地端AGND连接形成回路，初级线圈T50和初级线圈T60获得反向电压；这样第一组开关保护电路和第二组开关保护电路工作，第三组开关保护电路和第四组开关保护电路不工作，反复交替工作，将整流后的直流电通过变压器T5和变压器 T6变压后输入到整流电路5中。

大功率功放控制电路8包括第一组大功率功放控制保护电路14和第二组大功率功放控制保护电路15。

所述第一组大功率功放控制保护电路14包括第一信号源输入端S1、电阻 R18、二极管D7、基极电阻R23和三极管V8，三极管V8的集电极与负载端 F1连接，三极管V8的发射极与接地端DGND连接，三极管V8的基极与基极电阻R23连接，基极电阻R23与二极管D7的负极连接，二极管D7的正极连接第一信号源输入端S1，第一信号源输入端S1与接地端DGND之间连接电阻 R18。

所述第二组大功率功放控制保护电路15包括第二信号源输入端S2、电阻 R19、二极管D6、基极电阻R22三极管V7和负载端F2，三极管V7的集电极与负载端F2连接，三极管V7的发射极与接地端DGND连接，三极管V7的基极与基极电阻R22连接，基极电阻R22与二极管D6的负极连接，二极管D6 的正极连接第二信号源输入端S2，第二信号源输入端S2与接地DGND之间连接电阻R19。

基极电阻R23使三极管V8发射极处于正向偏置，并提供大小适当的基极电流，以使放大电路获得合适的工作点，电阻R18具有分流的作用，二极管 D6防止三极管V8失效时电流反向流动，损坏信号元件；同理第二组大功率功放控制保护电路15与第一组大功率功放控制保护电路14对应的电子元件具有相同作用；若第一信号源输入端S1有输入电流信号，三极管V8的基极得到足够电流而饱和导通，即三极管V8的集电极和发射极导通，使负载端连接的负载工作；同样第二组大功率功放控制保护电路15的工作原理相同；当第一信号源输入端S1和第二信号源输入端S2间歇交替工作，负载就可间歇工作。

所述三极管V8的集电极和三极管V8的发射极连接第一RC模组的两端，所述第一RC模组由电阻R24和电容C19串联组成；所述三极管V7的集电极和三极管V7的发射极连接第二RC模组的两端，所述第二RC模组由电阻R25 和电容C20串联组成；所述二极管D7的正极与开关管Q8的基极连接，二极管D7的负极与开关管Q8的发射极连接，开关管Q8的集电极连接接地端DGND；所述二极管D6的正极与开关管Q9的基极连接，二极管D6的负极与开关管 Q9的发射极连接，开关管Q9的集电极连接接地端DGND；第一RC模组和第二RC模组的作用相同，电容防止电压突变，吸收尖峰状态的过电压，串联的电阻起阻尼作用，电阻消耗过电压的能量，从而抑制电路的振荡。对于开关管 Q8来说，当S1为低电平时，三极管V8断开，开关管Q8的基极为低电平，由于三极管V8在断开的瞬间有残余电，因此，在开关管Q8的发射极上产生高电平，开关管Q8导通，释放掉残余电，起到保护的作用。开关管Q9的作用于 Q8的作用相同。

所述变压器T7的接线端1A和变压器T8的接线端1B连接负载端F1，所述变压器T7的接线端3A和变压器T8的接线端3B连接负载端F2；当第一信号源输入端S1有输入信号，三极管V8的集电极和发射极导通，初级线圈T71 和初级线圈T81工作，次级线圈T73、次级线圈T74、次级线圈T83、次级线圈T83产生正向电流，为四组开关保护电路提供正向电流；当第二信号源输入端S2有输入电流信号，三极管V7的集电极和发射极导通，初级线圈T72和初级线圈T82工作，次级线圈T73、次级线圈T74、次级线圈T83、次级线圈T83 产生反向电流，为四组开关保护电路提供反向电流。

双变压器开关电源电路保护电路包括PWM控制芯片、三极管V3、三极管 V4、保护RC模组、电阻R20和极性电容C34,PWM控制芯片包括接线端CSS、电源端VC、电源端VCC、输出端OUT A、输出端OUT B和输入端INV IN,输入端INV IN与接地端DGND连接，输出端OUT A连接第一信号源输入端S1，输出端OUT B连接第二信号源输入端S2，电源端VC和电源端VCC连接控制电源，接线端CSS与极性电容C34正极连接，极性电容C34负极连接接地端 DGND，三极管V4的集电极和极性电容C34正极连接，三极管V4的发射极和极性电容C34负极连接，三极管V4的基极和三极管V3发射极连接，三极管 V3的集电极与V4的集电极连接，三极管V3的基极与电阻R20连接，电阻R20 的另一端连接保护信号源，保护RC模组的一端连接在电阻R20和三极管V3 的基极之间，保护RC模组的另一端连接接地端DGND，保护RC模组由电容 C14和电阻R43并联组成；保护RC模组的作用抑制电源内部产生的干扰信号进入电路；保护信号源经过电阻R20，电阻R20为偏置电阻，提供大小适当的基极电流，当三极管V3的基极获得开启电压时，三极管V3导通，当三极管 V3导通后，三极管V4导通，极性电容C34两端接通，形成快速放电，极性电容C34放电后，PWM控制芯片停止工作，保护双变压器开关电源，从而达到保护整个电路的作用。通过输出端OUT A和输出端OUT B对大功率功放控制电路通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲。

保护信号源包括并联连接的过热保护信号、功放保护信号和电源其他保护信号，过热保护信号经过二极管D8后与电阻R20连接，功放保护信号经过二极管D10后与电阻R20连接，电源其他保护信号经过二极管D9后与电阻R20 连接；通过二极管单向导通的功能防止电流逆流，保护获取保护信号的元件。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型首先直接对交流电进行整流滤波然后输入到变压器电路中，利用双变压器开关电源电路保护电路和大功率功放控制电路控制变压器电路，让变压器T5和T6交替输出方向相反的电压最后通过整流电路和滤波电路输入到输出端供功放机使用，由于变压器电路的初级采用串联的初级线圈，变压器电路的次级线圈并联，因此，让该电源电路的输出稳定。本实用新型的桥式开关电路具有自身的保护作用，大功率功放控制电路具有自身的保护作用。相对于现有技术，双变压器开关电源电路保护电路的结构能实现快速的保护，提高电路的安全性。

Claims (2)

1.一种双变压器开关电源电路保护电路，其特征在于：包括PWM控制芯片、三极管V3、三极管V4、保护RC模组、电阻R20和极性电容C34，PWM控制芯片包括接线端CSS、电源端VC、电源端VCC、输出端OUT A、输出端OUT B和输入端INV IN,输入端INV IN与接地端DGND连接，输出端OUT A连接第一信号源输入端S1，输出端OUT B连接第二信号源输入端S2，电源端VC和电源端VCC连接控制电源，接线端CSS与极性电容C34正极连接，极性电容C34负极连接接地端DGND，三极管V4的集电极和极性电容C34正极连接，三极管V4的发射极和极性电容C34负极连接，三极管V4的基极和三极管V3发射极连接，三极管V3的集电极与V4的集电极连接，三极管V3的基极与电阻R20连接，电阻R20的另一端连接保护信号源，保护RC模组的一端连接在电阻R20和三极管V3的基极之间，保护RC模组的另一端连接接地端DGND，保护RC模组由电容C14和电阻R43并联组成。

2.根据权利要求1所述的一种双变压器开关电源电路保护电路，其特征在于：所述保护信号源包括并联连接的过热保护信号、功放保护信号和电源其他保护信号，过热保护信号经过二极管D8后与电阻R20连接，功放保护信号经过二极管D10后与电阻R20连接，电源其他保护信号经过二极管D9后与电阻R20连接。