CN209559340U - 一种温度保护及告警信号电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种温度保护及告警信号电路，包括稳压源模块、比较模块、温度采样模块、滞回模块、信号控制模块；稳压源模块用于稳定输入电压，同时为比较模块、温度采集模块和信号控制模块提供高精度的稳定电压；温度采集模块将采集到的温度信号转换为电压信号并与比较模块的基准电压进行比较处理，输出一个高电平或低电平电压给滞回模块和信号控制模块，控制滞回模块和信号控制模块的开通与关断，从而完成对电路的关断保护和恢复。

Description

一种温度保护及告警信号电路

技术领域

本实用新型涉及设备温度检测领域，具体的，涉及一种过温度保护以及告警信号的输出电路。

背景技术

随着半导体工艺和封装技术的发展，开关电源的功率密度越来越大，转换效率越来越高，功耗也随之增大，导致产品工作过程中内部温度快速升高，造成电子器件的损坏从而导致产品故障。为保证产品工作过程的稳定性和安全可靠性，需要给开关电源设计过温保护电路，防止过高温度对产品造成损坏或引发安全事故，保证电路的正常工作。对应于现有技术，可实现模块化、超小型化应用于各种电路保护和电路检测中。本实用新型相对于现有温度保护检测技术，无需专用的温度保护IC和比较器IC，也无需特定的供电范围，扩展了使用的范围，降低了成本，还可以实现电路间的电气隔离。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种温度保护及告警信号电路，无需专用保护IC和多电平供电，可实现宽范围的单电平供电，同时实现检测电路与信号控制的隔离。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种温度保护及告警信号电路，包括稳压源模块、比较模块、温度采用模块、滞回模块、信号控制模块；所述稳压源模块用于稳定输入电压并输出高精度的稳定电压，所述温度采集模块用于将温度信号转换为电压信号，所述比较模块用于比较内部基准电压与温度采集模块输出的电压信号并输出一个高电平或低电平，用于控制滞回模块和信号控制模块的开通与关断，从而完成对电路的关断保护和恢复；

所述稳压源模块的输入端作为所述温度保护及告警信号电路的输入端连接输入电压VIN，所述稳压源模块的输出端与所述比较模块的输入端、所述温度采样模块的输入端、所述信号控制模块的输入端连接；所述比较模块的输出端与所述滞回模块的输入端、所述信号控制模块的控制端连接；所述滞回模块的输出端与所述比较模块的比较输入端、所述温度采样模块的输出端连接；所述信号控制模块的反馈输出端作为所述温度保护及告警信号电路的输出端。

优选的，所述稳压源模块包括三端稳压器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1；所述稳压源模块的输入端与电阻R1一端连接；电阻R1另一端与三端稳压器U1的阴极和电阻R2一端、电容C1一端连接作为所述稳压源模块的输出端，电阻R2另一端与三端稳压器U1的参考端、电阻R3一端连接，三端稳压器U1的阳极、电阻R3另一端与电容C1另一端连接参考地。

优选的，述比较模块包括三端稳压器U2和电阻R4；电阻R4一端作为所述比较模块的输入端，电阻R4另一端连接三端稳压器U2的阴极，其连接点作为所述比较模块的输出端，三端稳压器U2的参考端作为所述比较模块的比较输入端，三端稳压器U2的阳极连接参考地。

优选的，所述温度采样模块包括热敏电阻RNTC和电阻R5；热敏电阻RNTC一端作为所述温度采样模块的输入端，热敏电阻RNTC另一端连接电阻R5一端作为所述温度采样模块的输出端，电阻R5另一端连接参考地。

优选的，所述热敏电阻RNTC为负温度系数热敏电阻。

优选的，所述滞回模块包括开关管T1、电阻R6和电阻R7；电阻R6一端与开关管T1栅极连接作为滞回模块的输入端，电阻R7一端连接开关管T1漏极，电阻R7另一端作为滞回模块的输出端，电阻R6另一端与开关管T1源极连接参考地。

优选的，所述信号控制模块包括开关管T2和电阻R8，电阻R8一端作为所述信号控制模块的输入端，开关管T2栅极作为所述信号控制模块的控制端，电阻R8另一端连接开关管T2漏极同时作为所述信号控制模块的反馈输出端，开关管T2源极连接参考地。

优选的，所述稳压源模块还包括稳压二极管ZD1；稳压二极管ZD1阴极连接电阻R1一端，稳压二极管ZD1阳极连接参考地。

优选的，所述信号控制模块包括电阻R8、开关管T2和光电耦合器OC1；电阻R8一端作为所述信号控制模块的输入端，开关管T2栅极作为所述信号控制模块的控制端，电阻R8另一端连接光电耦合器OC1发光二极管阳极，光电耦合器OC1发光二极管阴极连接开关管T2漏极，光电耦合器OC1三极管集电极作为所述信号控制模块的反馈输出端，光电耦合器OC1三极管发射极连接地，开关管T2源极连接参考地。

本实用新型的有益效果如下：

1、减小对芯片保护功能的高需求；

2、能适应宽范围的输入电压；

3、有更高的电气隔离安全性；

4、能应用于各种使用环境的温度保护；

5、能满足设定各种温度点的保护。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型第一实施例的电路原理图；

图3为本实用新型第二实施例的电路原理图；

图4为本实用新型第三实施例的电路原理图。

具体实施方式

图1为本实用新型温度保护及告警信号电路的原理框图，一种温度保护及告警信号电路，包括稳压源模块、比较模块、温度采样模块、滞回模块和信号控制模块；所述稳压源模块的输入端作为所述温度保护及告警信号电路的输入端连接输入电压VIN，所述稳压源模块的输出端与所述比较模块的输入端、所述温度采样模块的输入端、所述信号控制模块的输入端连接，所述比较模块的输出端与所述滞回模块的输入端、所述信号控制模块的控制端连接，所述滞回模块的输出端与所述比较模块的比较输入端、所述温度采样模块的输出端连接，所述信号控制模块的反馈输出端作为所述温度保护及告警信号电路的输出端。

为了更好的了解本实用新型，以下将结合具体实施例和附图，对本实用新型进一步详细说明。

第一实施例

如图2所示，为本实用新型第一实施例的电路原理图。

稳压源模块：包括三端稳压器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电容C1；

比较模块：包括三端稳压器U2和电阻R4；

温度采样模块：包括负温度系数热敏电阻RNTC和电阻R5；

滞回模块：包括开关管T1、电阻R6和电阻R7；

信号控制模块：包括开关管T2和电阻R8。

各模块的连接关系为：

电阻R1一端作为稳压源模块的输入端连接输入电压VIN，电阻R1另一端与三端稳压器U1的阴极和电阻R2一端、电容C1一端连接作为所述稳压源模块的输出端，三端稳压器U1的参考端连接电阻R2另一端和电阻R3一端，输出一个稳定的电压值，三端稳压器U1的阳极、电阻R3另一端和电容C1另一端连接参考地GND；电阻R4一端作为所述比较模块的输入端，电阻R4另一端连接三端稳压器U2的阴极，其连接点作为所述比较模块的输出端，三端稳压器U2的参考端作为所述比较模块的比较输入端，三端稳压器U2的阳极连接参考地GND；负温度系数热敏电阻RNTC一端作为所述温度采样模块的输入端，负温度系数热敏电阻RNTC另一端连接电阻R5一端，其连接点作为所述温度采样模块的输出端连接至所述比较模块的比较输入端，电阻R5另一端连接参考地GND；开关管T1的栅极和电阻R6一端连接作为所述滞回模块的输入端，开关管T1的漏极通过电阻R7连接至所述比较模块的比较输入端，开关管T1的源极和电阻R6另一端连接参考地GND；电阻R8一端作为所述信号控制模块的输入端，开关管T2的栅极连接所述比较模块的输出端，电阻R8另一端和开关管T2的漏极连接作为所述信号控制模块的反馈输出端，开关管T2的源极连接参考地GND。

本实施例的工作原理：

本实用新型第一实施例的工作原理为：

上电时：输入电压VIN通过电阻R1给三端稳压器U1供电，然后三端稳压器U1的参考端输出一个稳定电压U1，经过电容C1进行滤波，将此稳定电压过滤为更干净的直流电压，此稳定电压U1的大小可通过电阻R2和电阻R3的阻值来调整；此稳定电压U1通过电阻R4给比较模块的三端稳压器U2供电，三端稳压器U2内部产生一个基准电压U2；此稳定电压U1给负温度系数热敏电阻RNTC和电阻R5供电，负温度系数热敏电阻RNTC和电阻R5经过分压产生的电压为温度采样模块的输出电压U3，该输出电压U3与三端稳压器U2内部产生的基准电压U2进行比较，当U2>U3时，比较模块输出一个高电压UH，当U2<U3时，比较模块输出一个低电压UL；比较模块输出端的输出电压给到滞回模块的输入端，当比较模块输出高电压UH时，控制开关管T1导通，当比较模块输出低电压UL时，控制开关管T1关断；此稳定电压U1通过电阻R8给开关管T2供电，比较模块输出端的输出电压给到信号控制模块的控制端，当比较模块输出高电压UH时，控制开关管T2导通，当比较模块输出低电压UL时，控制开关管T2关断。

未过温保护时：当被测元件温度未达到过温保护点时，负温度系数热敏电阻RNTC阻值较大，三端稳压器U2内部产生的基准电压U2大于温度采样模块的输出电压U3，比较模块的输出端输出高电压UH，驱动开关管T1导通，此时电阻R5与电阻R7并联，并联后的等效阻值减小，与负温度系数热敏电阻RNTC经过分压产生的的输出电压U3变小，比较模块的输出端继续输出高电压UH，驱动开关管T2导通，所述信号控制模块的反馈输出端输出控制信号，次级电路将正常工作。

过温保护时：当被测元件温度上升时，负温度系数热敏电阻RNTC阻值变小，电阻R5与电阻R7并联的等效阻值的两端电压升高，与负温度系数热敏电阻RNTC经过分压产生的输出电压U3增大，当温度达到过温保护点时，温度采样模块的输出电压U3大于三端稳压器U2内部产生的基准电压U2，比较模块的输出端输出低电压UL，开关管T1关断，电阻R7断开，此时只有电阻R5与负温度系数热敏电阻RNTC进行分压，输出电压U3的电压值更高，比较模块的输出端继续输出低电压UL，开关管T2关断，所述信号控制模块的反馈输出端无控制信号输出，次级电路无法正常工作。

过温保护恢复时：当被测元件温度从过温保护点下降时，负温度系数热敏电阻RNTC阻值开始变大，电阻R5两端的电压减小，即温度采样模块的输出电压U3减小，当温度持续降低并低于过温保护恢复点时，温度采样模块的输出电压U3小于三端稳压器U2内部产生的基准电压U2，比较模块的输出端输出高电压UH，开关管T1导通，电阻R5与电阻R7并联，并联后的等效阻值减小，与负温度系数热敏电阻RNTC经过分压产生的的输出电压U3变小，比较模块的输出端继续输出高电压UH，驱动开关管T2导通，所述信号控制模块的反馈输出端重新输出控制信号，次级电路进入正常工作状态。

第二实施例

如图3所示，为本实用新型第二实施例的电路原理图，与第一实施例不同的是，所述稳压源模块还包括一个稳压二极管ZD1；稳压二极管ZD1阴极连接电阻R1一端，稳压二极管ZD1阳极连接参考地GND。

第二实施例增加的稳压二极管ZD1用于钳位输入电压，保护稳压源模块承受更高的输入电压，第二实施例较第一实施例结构更加可靠，适用输入电压范围更广泛。

本实施例的工作原理与第一实施例相同，在此不做累述。

第三实施例

如图4所示，为本实用新型第三实施例的电路原理图，与第一实施例不同的是，所述信号控制模块还包括一个光电耦合器OC1；

电阻R8一端作为所述信号控制模块的输入端，开关管T2栅极作为所述信号控制模块的控制端，电阻R8另一端连接光电耦合器OC1发光二极管阳极，光电耦合器OC1发光二极管阴极连接开关管T2漏极，光电耦合器OC1三极管集电极作为所述信号控制模块的反馈输出端，光电耦合器OC1三极管发射极连接地。

相比于第一实施例的信号控制模块，第三实施例的信号控制模块增加了光电耦合器OC1，当过温保护时，信号控制模块的开关管T2关断，光电耦合器OC1三极管集电极与发射极断开，控制信号无法正常输出；当过温保护恢复时，信号控制模块的开关管T2导通，光电耦合器OC1三极管集电极和发射极短接，控制信号正常输出，次级电路正常工作；第三实施例较第一实施例增加光电耦合器，能有效将告警信号传输给信号检测端，能实现检测电路与信号电路之间的电气隔离，让电路更加的可靠。

本实施例的其它工作原理与第一实施例相同，在此不做累述。

以上仅是本实用新型优选的实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为本实用新型的限制，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，在本实用新型图1原理框图的基础上，对本实用新型所做的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (9)

1.一种温度保护及告警信号电路，其特征在于：包括稳压源模块、比较模块、温度采用模块、滞回模块、信号控制模块；所述稳压源模块用于稳定输入电压并输出高精度的稳定电压，所述温度采集模块用于将温度信号转换为电压信号，所述比较模块用于比较内部基准电压与温度采集模块输出的电压信号并输出一个高电平或低电平，用于控制滞回模块和信号控制模块的开通与关断，从而完成对电路的关断保护和恢复；

所述稳压源模块的输入端作为所述温度保护及告警信号电路的输入端连接输入电压VIN，所述稳压源模块的输出端与所述比较模块的输入端、所述温度采样模块的输入端、所述信号控制模块的输入端连接；所述比较模块的输出端与所述滞回模块的输入端、所述信号控制模块的控制端连接；所述滞回模块的输出端与所述比较模块的比较输入端、所述温度采样模块的输出端连接；所述信号控制模块的反馈输出端作为所述温度保护及告警信号电路的输出端。

2.根据权利要求1所述的温度保护及告警信号电路，其特征在于：所述稳压源模块包括三端稳压器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1；所述稳压源模块的输入端与电阻R1一端连接；电阻R1另一端与三端稳压器U1的阴极和电阻R2一端、电容C1一端连接作为所述稳压源模块的输出端，电阻R2另一端与三端稳压器U1的参考端、电阻R3一端连接，三端稳压器U1的阳极、电阻R3另一端与电容C1另一端连接参考地。

3.根据权利要求1所述的温度保护及告警信号电路，其特征在于：所述比较模块包括三端稳压器U2和电阻R4；电阻R4一端作为所述比较模块的输入端，电阻R4另一端连接三端稳压器U2的阴极，其连接点作为所述比较模块的输出端，三端稳压器U2的参考端作为所述比较模块的比较输入端，三端稳压器U2的阳极连接参考地。

4.根据权利要求1所述的温度保护及告警信号电路，其特征在于：所述温度采样模块包括热敏电阻RNTC和电阻R5；热敏电阻RNTC一端作为所述温度采样模块的输入端，热敏电阻RNTC另一端连接电阻R5一端作为所述温度采样模块的输出端，电阻R5另一端连接参考地。

5.根据权利要求4所述的温度保护及告警信号电路，其特征在于：所述热敏电阻RNTC为负温度系数热敏电阻。

6.根据权利要求1所述的温度保护及告警信号电路，其特征在于：所述滞回模块包括开关管T1、电阻R6和电阻R7；电阻R6一端与开关管T1栅极连接作为滞回模块的输入端，电阻R7一端连接开关管T1漏极，电阻R7另一端作为滞回模块的输出端，电阻R6另一端与开关管T1源极连接参考地。

7.根据权利要求1所述的温度保护及告警信号电路，其特征在于：所述信号控制模块包括开关管T2和电阻R8，电阻R8一端作为所述信号控制模块的输入端，开关管T2栅极作为所述信号控制模块的控制端，电阻R8另一端连接开关管T2漏极同时作为所述信号控制模块的反馈输出端，开关管T2源极连接参考地。

8.根据权利要求2所述的温度保护及告警信号电路，其特征在于：所述稳压源模块还包括稳压二极管ZD1；稳压二极管ZD1阴极连接电阻R1一端，稳压二极管ZD1阳极连接参考地。

9.根据权利要求7所述的温度保护及告警信号电路，其特征在于：所述信号控制模块包括电阻R8、开关管T2和光电耦合器OC1；电阻R8一端作为所述信号控制模块的输入端，开关管T2栅极作为所述信号控制模块的控制端，电阻R8另一端连接光电耦合器OC1发光二极管阳极，光电耦合器OC1发光二极管阴极连接开关管T2漏极，光电耦合器OC1三极管集电极作为所述信号控制模块的反馈输出端，光电耦合器OC1三极管发射极连接地，开关管T2源极连接参考地。