CN209656865U - 一种直流电压过欠压检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种直流电压过欠压检测电路，其包括与直流源连接的输出过压和输出欠压的采样电路、信号输出电路，输出过压和输出欠压的采样电路由电压监视器N1、基准分压电阻R1、过压采样电阻R2和欠压采样电阻R3组成，信号输出电路由隔离信号输出光耦V1、限流电阻R4、放电电阻R5和防干扰电容C1组成。本实用新型简单高效，抗干扰能力强，通过最少的元器件完成了对开关电源的直流输出电压负载端带来的尖峰干扰进行吸收。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关电源技术领域，尤其是涉及一种直流电压过欠压检测电路。
背景技术
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，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
在开关电源技术领域中，经常会遇到需要对开关电源输出的直流电压进行检测，检测输出的直流电压是否在后端所带负载的正常供电范围内，如果输出的直流电压出现输出过压或者输出欠压的情况，应当有相应的检测报警电路来提醒用户，应及时切断后端负载，防止因为输出的直流电压异常（超出后端负载的正常工作范围）未被及时发现而对后端负载造成损坏，因此直流电压过欠压检测电路在开关电源中被广泛应用。
但在实际应用过程中，开关电源直流输出电压后端的负载类型种类繁多，应用环境存在多样化，经常会遇到后端负载在导通和关断瞬间，会对开关电源直流输出电压带来反向的电压或者电流干扰，而常用的直流电压过欠压检测电路中的核心器件电压监视器MC33161P对电压响应非常灵敏，存在微秒级的尖峰电压干扰，就有可能让电压监视器MC33161P判断为输出过压或者输出欠压故障，从而导通后端隔离信号输出光耦，而误报故，错误的输出故障信号；由此可见原有的电压监视器MC33161P典型电路只能应用在没有瞬时电压畸变、较纯净的负载环境下应用；对于负载端串联机械开关、并联电容等一些复杂环境会存在误触发、误导通、误报警的情况，存在一定弊端。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种结构简单、参数可调、调试方便的直流电压过欠压检测电路。
为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种直流电压过欠压检测电路，其包括输出过压和输出欠压的采样电路、信号输出电路，输出过压和输出欠压的采样电路包括电压监视器N1，电压监视器N1的VCC脚与直流源U1的正输出端相连，基准分压电阻R1连接在直流源U1的正输出端与电压监视器N1的过压采样点IN1之间，过压采样电阻R2连接在电压监视器N1的过压采样点IN1与欠压采样点IN2之间，欠压采样电阻R3连接在电压监视器N1的欠压采样点IN2与直流源U1的负输出端之间；信号输出电路包括隔离信号输出光耦V1，光耦V1的正输入端通过限流电阻R4与直流源U1的正输出端相连，光耦V1的负输入端与电压监视器N1的欠压输出脚UOT1和过压输出脚OUT2相连；光耦V1的正、负输入端之间接有防干扰电容C1，放电电阻R5并联在防干扰电容C1的两端。
所述的直流电压过欠压检测电路，其直流源U1的输出直流电压为5～40V。
由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下优越性：
该直流电压过欠压检测电路，其对直流电压后端所带负载带来的反向干扰，比如后端电路串联机械开关在开关过程中带来的尖峰电压、后端电路并联的电容在充电过程中带来的冲击电流，通过防干扰电容进行吸收，能够防止电路末端信号输出光耦或者三极管（开关类型电子元器件）在此过程中不会被误触发，误导通而带来的错误信号输出；同时当关断主回路电压后，通过防干扰电容上并联的放电电阻来释放防干扰电容上的能量，来保证在频繁接通和关断主回路的过程中，防干扰电容都能有效的起到防干扰吸收作用；简单高效，抗干扰能力强，通过最少的元器件完成了对开关电源的直流输出电压负载端带来的尖峰干扰进行吸收，有效解决了电压监视器MC33161P对电压波动响应过于灵敏的缺点，在开关电源实际应用中有着很广阔的应用前景。
附图说明
图1是本实用新型直流电压过欠压检测电路的原理图；
图2是本实用新型直流电压过欠压检测电路的实例使用原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。
如图1所示，该直流电压过欠压检测电路，其包括输出过压和输出欠压的采样电路、信号输出电路，输出过压和输出欠压的采样电路包括电压监视器N1，电压监视器N1的VCC脚与直流源U1的正输出端相连，基准分压电阻R1连接在直流源U1的正输出端与电压监视器N1的过压采样点IN1之间，过压采样电阻R2连接在电压监视器N1的过压采样点IN1与欠压采样点IN2之间，欠压采样电阻R3连接在电压监视器N1的欠压采样点IN2与直流源U1的负输出端之间；基准分压电阻R1、过压采样电阻R2、欠压采样电阻R3在回路中是串联分压关系，能通过调整过压采样电阻R2的阻值来精确的设置直流电压过压采集点，通过调整欠压采样电阻R3的阻值来精确的设置直流电压欠压采集点；信号输出电路包括隔离信号输出光耦V1，光耦V1的正输入端（引脚1）通过限流电阻R4与直流源U1的正输出端相连，光耦V1的负输入端（引脚2）与电压监视器N1的欠压输出脚UOT1和过压输出脚OUT2相连；光耦V1的正输入端（引脚1）、负输入端（引脚2）之间接有防干扰电容C1，放电电阻R5并联在防干扰电容C1的两端。
上述的直流源U1的输出直流电压为5～40V。
在本实用新型直流电压过欠压检测电路中，电压监视器N1的型号为MC33161P；光耦V1的型号为M211。
在正常工作过程中，直流源U1的直流输出电压值若在设置的正常电压范围内（不过压也不欠压），电压监视器N1的OUT1端、OUT2端会持续输出高电平，此时光耦V1不导通，光耦V1的正输出端（引脚4）、负输出端（引脚3）处于断开状态，此时没有检测信号输出；当直流源U1的直流输出电压值超出设置的正常电压范围（输出过压或者输出欠压），电压监视器N1的OUT1端、OUT2端会被拉低，此时光耦V1导通，光耦V1的正、负输出端处于导通状态，此时有检测信号输出。
如图2所示，在实际应用过程中，当开关电源（直流源U1）的直流输出电压后端的负载回路中串联有机械开关S1或者并联有电容C2的时候，每次导通或者关断机械开关S1都会对直流输出电压反馈回一个尖峰下冲电压，此尖峰下冲电压一般是微秒级别的，但是已经足以让电压监视器N1判断直流电压为欠压状态（处于微秒级别的欠压状态），此时虽然电压监视器N1的OUT1端会被拉低，但是由于光耦V1的正、负输入端之间接有防干扰电容C1（至少10μF以上），必须要先给防干扰电容C1充电，当防干扰电容C1两端电压充电达到光耦V1的导通电压（通常为1.1V）后，光耦V1才能导通，但是此充电过程持续时间为毫秒级别，远大于尖峰下冲电压的微秒级别（此尖峰电压持续的时间不足以让防干扰电容C1两端电压充电达到光耦V1的导通电压），因此在尖峰下冲电压来临之时虽然电压监视器N1的OUT1端被拉低了，但是光耦V1却因为防干扰电容C1的存在而没有导通，通过这样来防止检测信号的错误输出。
本实用新型直流电压过欠压检测电路，其根据实际负载端造成干扰持续时间的长短，来调整防干扰电容C1的容值大小，通过给防干扰电容C1充电的时间大于干扰持续时间这个过程来延迟让隔离信号输出光耦V1导通，能够有效吸收开关电源的直流输出电压后端的负载在导通和关断瞬间所带来的各种干扰，起到防止误导通、误报警的作用。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种直流电压过欠压检测电路，其特征是：其包括输出过压和输出欠压的采样电路、信号输出电路，输出过压和输出欠压的采样电路包括电压监视器N1，电压监视器N1的VCC脚与直流源U1的正输出端相连，基准分压电阻R1连接在直流源U1的正输出端与电压监视器N1的过压采样点IN1之间，过压采样电阻R2连接在电压监视器N1的过压采样点IN1与欠压采样点IN2之间，欠压采样电阻R3连接在电压监视器N1的欠压采样点IN2与直流源U1的负输出端之间；信号输出电路包括隔离信号输出光耦V1，光耦V1的正输入端通过限流电阻R4与直流源U1的正输出端相连，光耦V1的负输入端与电压监视器N1的欠压输出脚UOT1和过压输出脚OUT2相连；光耦V1的正、负输入端之间接有防干扰电容C1，放电电阻R5并联在防干扰电容C1的两端。
2.根据权利要求1所述的直流电压过欠压检测电路，其特征是：其直流源U1的输出直流电压为5～40V。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112285591A (zh) * | 2020-06-09 | 2021-01-29 | 许继集团有限公司 | 一种多路直流电源电压检测控制装置 |
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