CN210270645U - 电源设备的电压保护电路及电源设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电源设备的电压保护电路，包括第一反馈回路和第二反馈回路，该两个反馈回路的输入端均连接电源设备的输出端，该两个反馈回路的输出端均连接电源设备的驱动单元，第一反馈回路工作时对电源设备的输出电压进行采样，并在采样到的输出电压大于第一稳压值时，向驱动单元发送反馈信号，触发驱动单元调节调压比例降低电源设备的输出电压；第二反馈回路工作时对电源设备的输出电压进行采样，并在采样到的输出电压大于第二稳压值时，向驱动单元发送所述反馈信号，其中，所述第二稳压值大于所述第一稳压值。本实用新型能够提高电源设备的供电可靠性。

Description

电源设备的电压保护电路及电源设备

技术领域

本实用新型属于电源技术领域，更具体地说，是涉及一种电源设备的电压保护电路及电源设备。

背景技术

目前，用电模块稳定运行的前提是电源设备能够为用电模块提供稳点的电压输出。为了使电源设备能够进行稳定的电压输出，通常需要在电源设备的电路中设置一控制环路，该控制环路的作用是对电源设备的输出电压进行采样，当在电源设备的输出电压升高时，可以反馈给电源设备的驱动单元，以控制驱动单元调节电源设备的输入端与输出端之间的调压比例，降低输出电压，以避免过高的输出电压损坏负载或电源设备本身。

然而，上述控制环路存在着失效的可能，当上述控制环路失效时，输出电压会由于不受控而逐渐变大，最终导致由该输出电压供电的用电电路出现过压而损坏器件。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电源设备的电压保护电路及电源设备，旨在减少现有技术中电源设备的输出电压升高而造成用电电路器件损坏的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种电源设备的电压保护电路，所述电源设备包括用于调节所述电源设备的输入端与输出端之间的调压比例的驱动单元，所述电压保护电路包括：

第一反馈回路，其输入端连接所述电源设备的输出端，其输出端连接所述驱动单元，其工作状态时对所述电源设备的输出电压进行采样，并在采样到的输出电压大于第一稳压值时，向所述驱动单元发送反馈信号，所述反馈信号用于触发所述驱动单元调节所述调压比例以降低所述电源设备的输出电压；

第二反馈回路，其输入端连接所述电源设备的输出端，其输出端连接所述驱动单元，其工作状态时对所述电源设备的输出电压进行采样，并在采样到的输出电压大于第二稳压值时，向所述驱动单元发送所述反馈信号，其中，所述第二稳压值大于所述第一稳压值。

可选的，所述第一反馈回路包括第一采样电路和第一光电耦合器，所述第一采样电路的输入端连接所述电源设备的输出端，对所述电源设备的输出电压进行采样；

所述第一光电耦合器的输入端连接所述第一采样电路的输出端，所述第一光电耦合器的输入端连接所述驱动单元的反馈端口，在所述第一采样电路采样到的输出电压大于第一稳压值时，所述第一光电耦合器导通并向所述反馈端口发送所述反馈信号。

可选的，所述第二反馈回路包括第二采样电路和第二光电耦合器，所述第二采样电路的输入端连接所述电源设备的输出端，对所述电源设备的输出电压进行采样；

所述第二光电耦合器的输入端连接所述第二采样电路的输出端，所述第二光电耦合器的输入端连接所述驱动单元的反馈端口，在所述第二采样电路采样到的输出电压大于第二稳压值时，所述第二光电耦合器导通并向所述反馈端口发送所述反馈信号。

可选的，所述电压保护电路还包括：

回路失效保护单元，其输入端连接所述电源设备的输出端，其输出端连接所述驱动芯片，其工作状态时将所述电源设备的输出电压与所述第三稳压值进行比较，并在所述电源设备的输出电压大于所述第三稳压值时向所述驱动单元发送过压信号，所述过压信号用于触发所述驱动单元执行过压保护操作。

可选的，所述回路失效保护单元包括第三光电耦合器和第一电压比较器；

所述第一电压比较器的输入端连接所述电源设备的输出端，所述第一电压比较器的输出端连接所述第三光电耦合器的输入端，所述第三光电耦合器的输出端连接至所述驱动单元；

工作状态时，所述第一电压比较器比较所述电源设备的输出电压与所述第三稳压值，在所述电源设备的输出电压大于所述第三稳压值时，触发所述第三光电耦合器导通并向所述驱动单元发送所述过压信号。

可选的，所述驱动单元包括PWM控制芯片，所述第三光电耦合器的输出端连接至所述PWM控制芯片的检测端口或COM端口。

可选的，所述电源设备包括工作于冗余备份模式的第一电源板和第二电源板，所述电压保护电路还包括：

第一报警单元，用于检测所述第一电源板的正向电压和所述电源设备的输出电压的大小，并在所述正向电源小于所述电源设备的输出电压时，发出第一报警信号，所述第一报警信号用于指示所述第一电源板故障；

第二报警单元，用于检测所述第二电源板的正向电压和所述电源设备的输出电压的大小，在所述第二电源板的正向电源小于所述电源设备的输出电压时，发出第二报警信号，所述第二报警信号用于指示所述第二电源板故障。

可选的，所述第一报警单元包括第二电压比较器，所述第二电压比较器的同相输入端连接所述第一电源板的正向电压，所述第二电压比较器的反向输入端连接所述电源设备的输出电压。

可选的，所述第二报警单元包括第三电压比较器，所述第三电压比较器的同相输入端连接所述第二电源板的正向电压，所述第三电压比较器的反向输入端连接所述电源设备的输出电压。

一种电源设备，所述电源设备包括如上任一项所述的电源设备的电压保护电路。

本实用新型提供的电源设备的电压保护电路的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型提供的电源设备的电压保护电路包括两个反馈回路，其中，第二反馈回路的稳压值大于第一反馈回路的稳压值，如此一来，正常情况下可以由第一反馈回路为电源设备的驱动单元提供电压升高的反馈信号，输出电压大于第一稳压值时，触发第一反馈回路向驱动单元发送反馈信号，驱动单元会降低电源设备的输出电压，使得其输出电压不会达到第二反馈回路的第二稳压值，不会触发第二反馈回路工作；在第一反馈回路失效时，电源设备的输出电压便可能升高至第二稳压值，触发第二反馈回路向驱动单元发送反馈信号，进而驱动单元会降低电源设备的输出电压。本实用新型通过在在第一反馈回路失效时由第二反馈回路进行输出电压的反馈，避免相关的用电电路由于输出电压过高而损坏，提高了供电电路的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的电源设备的电压保护电路的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的电源设备的反馈回路的一个电路示意图。

图3为本实用新型实施例提供的回路失效保护单元的一个电路示意图。

图4为本实用新型实施例提供的冗余备份配置电源板的一个结构框图。

图5为本实用新型实施例提供的报警单元的一个电路示意图。

图6为本实用新型实施例提供的电源设备的一个电路示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。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1，现对本实用新型提供的电源设备的电压保护电路进行说明。如图1所示，电源设备10包括用于调节所述电源设备的输入端与输出端之间的调压比例的驱动单元101，驱动单元101可以通过开关电源102调节所述电源设备的输入端Vin与输出端Vout之间的调压比例，例如，驱动单元101可以输出控制信号调节开关单元102的开关状态，以实现对输出端Vout的输出电压的调节。又例如，驱动单元101可以通过延长开关单元102处于断开状态的时长来降低输出端Vout的输出电压，或者，可以通过延长开关单元102处于导通状态的时长来提高输出端Vout的输出电压。

如图1所示，电源设备10的电压保护电路可以包括：第一反馈回路111，其输入端连接电源设备的输出端Vout，其输出端连接驱动单元101，其工作状态时对电源设备的输出端Vout的输出电压进行采样，并在采样到的输出电压大于第一稳压值时，向驱动单元101发送反馈信号，该反馈信号可以用于触发驱动单元101调节上述调压比例以降低电源设备的输出端Vout的输出电压。

电源设备10的电压保护电路还包括：第二反馈回路111，其输入端连接电源设备的输出端Vout，其输出端连接驱动单元101，其工作状态时对电源设备的输出电压进行采样，并在采样到的输出电压大于第二稳压值时，向驱动单元 101发送所述反馈信号，其中，所述第二稳压值大于所述第一稳压值。

在本申请实施例中，驱动单元101可以采用28C44芯片，开关单元102可以是场效应管，28C44芯片连接场效应管的栅极，输出控制信号通过控制场效应管的通断实现对调压比例的调节。

由上可知，本实用新型提供的电源设备的电压保护电路包括两个反馈回路，其中，第二反馈回路的稳压值大于第一反馈回路的稳压值，如此一来，正常情况下可以由第一反馈回路为电源设备的驱动单元提供电压升高的反馈信号，输出电压大于第一稳压值时，触发第一反馈回路向驱动单元发送反馈信号，驱动单元会降低电源设备的输出电压，使得其输出电压不会达到第二反馈回路的第二稳压值，不会触发第二反馈回路工作；在第一反馈回路失效时，电源设备的输出电压便可能升高至第二稳压值，触发第二反馈回路向驱动单元发送反馈信号，进而驱动单元会降低电源设备的输出电压。本实用新型通过在第一反馈回路失效时由第二反馈回路进行输出电压的反馈，避免相关的用电电路由于输出电压过高而损坏，提高了供电电路的可靠性。

请参阅图2，为本实用新型实施例提供的上述反馈回路(第一反馈回路，第二反馈回路)的一个电路示意图。

如图2所示，第一反馈回路可以包括第一采样电路20(虚线框内所示电路) 和第一光电耦合器IC1，第一采样电路20的输入端连接电源设备的输出端 (+15V-F)，对电源设备的输出电压进行采样。第一光电耦合器IC1的一个输入端(1)连接第一采样电路20的一个输出端(经分压电阻R1和R2分压后的输出端)，第一光电耦合器IC1的另一个输入端(2)连接第一采样电路20的另一个输出端(经分压电阻R3分压后的输出端，该输出端的输出电压经包括稳压管IC2、可变电阻RP1及外围器件(R4、R5、R6、R7、R8、R9、C1和 C2)的稳压电路进行稳压调节)。

第一光电耦合器IC1的输入端(3)连接驱动单元的基准电压端口，获得基准电压Vref，第一光电耦合器IC1的输出端(4)连接驱动单元的反馈端口Vfb。在输入端(1)的电压大于输入端(2)时，IC1的光电二极管导通，进而使三极管导通，输入端(3)的基准电压Vref经输出端(4)输出到驱动单元的反馈端口Vfb，实现了向反馈端口Vfb发送反馈信号。在输入端(1)的电压不大于输入端(2)时，IC1的光电二极管不导通，进而输出端(4)无输出电压，不向反馈端口Vfb发送反馈信号。

在本申请实施例中，第二反馈回路的电路可以与图2所示电路具有相同的电路结构和连接关系，在此不再赘述。

可选的，在一个实施例中，如图1所示，电源设备10的电压保护电路还包括：回路失效保护单元113(图1中的虚线部分)，回路失效保护单元113的输入端连接电源设备的输出端Vout，回路失效保护单元113的输出端连接驱动单元101，工作状态时回路失效保护单元113将电源设备的输出电压与第三稳压值进行比较，并在电源设备的输出电压大于第三稳压值时向驱动单元101发送过压信号，该过压信号用于触发驱动单元101执行过压保护操作。

请参阅图3，为本实用新型实施例提供的回路失效保护单元的一个电路示意图。该回路失效保护单元包括第三光电耦合器IC3、第一电压比较器IC4以及其它外围器件(分压电阻R10、R11、R12、R13和R14)。

其中，第一电压比较器IC4的一个输入端(2)连接电源设备的输出端 (+15V-F)，第一电压比较器IC4的另一个输入端(3)连接基准电压Vref，第一电压比较器IC4的输出端(1)连接第三光电耦合器IC3的输入端(1)，第三光电耦合器IC3的输出端连接至所述驱动单元。

工作状态时，第一电压比较器IC4对输入端(2)和输入端(3)的电压进行比较，也即比较电源设备的输出电压与所述第三稳压值。在输入端(2)电压不大于所述输入端(3)的电压时，第一电压比较器IC4输出低电平，第三光电耦合器IC3不导通。

当环路失效时，15V-F电压会不断上升，当它升到一定值时使得输入端(2) 电压大于所述输入端(3)的电压，第一电压比较器IC4输出高电平，第三光电耦合器IC3导通，最终通过R10上端电压(+15V-pow)抬升。

R10下端可以取电流采样点S0连接至驱动单元，R10上端电压(+15V-pow) 的抬升会使得驱动单元触发过流保护而关驱动，进而电源设备的输出电压也就随着驱动关闭而下降。

在本申请实施例中，驱动单元可以为PWM控制芯片28C44，第三光电耦合器IC3的输出端(S0)可以连接至PWM控制芯片的检测端口(Is)或COM 端口。

请参阅图4，为本实用新型实施例提供的冗余备份配置电源板的一个结构框图。

在本申请实施例中，电源设备配置有工作于冗余备份模式的第一电源板40 和第二电源板41，该电源设备的电压保护电路还包括：

第一报警单元401，用于检测第一电源板40的正向电压和所述电源设备的输出电压的大小，并在第一电源板40的正向电源小于所述电源设备的输出电压时，发出第一报警信号，所述第一报警信号用于指示所述第一电源板故障。

第二报警单元411，用于检测第二电源板41的正向电压和所述电源设备的输出电压的大小，在第二电源板41的正向电源小于所述电源设备的输出电压时，发出第二报警信号，所述第二报警信号用于指示所述第二电源板故障。

请参阅图5，为本实用新型实施例提供的报警单元的一个电路示意图，第一报警单元可以包括第二电压比较器IC5，第二电压比较器IC5的同相输入端 (5)连接第一电源板40的正向电压(+15V-F)，第二电压比较器IC5的反向输入端(6)连接所述电源设备的输出电压(+15V)。在本实施例中，第二报警单元的电路结构可以与上述第一报警单元一致，在此不再赘述。

当电源板正常工作时，第二电压比较器IC5的同相输入端(5)的电压大于反向输入端(6)的电压时，第二电压比较器IC5的输出端(7)输出高电平(+15V)，电路正常，无报警信号(Alarm)。

当某个电源板损坏时，第二电压比较器IC5的在同相输入端(5)的电压小于反向输入端(6)的电压，第二电压比较器IC5的输出端(7)输出低电平，输出电压低于R18上端电压(+15V)，输出报警信号(Alarm)，以指示相应的电源板出现故障。

本申请还提供一种电源设备，该电源设备包括如上述任一项所述的电源设备的电压保护电路。

请参阅图6，为本实用新型实施例提供的电源设备的一个电路示意图，如图6所示，其驱动单元采用48C22，包括供电端口VCC、输出端口OUT、检测端口CS、基准电压端口Vref和反馈端口Vfb，该电源设备的变压电路包括初级绕组T1A、次级绕组T1B和辅助绕组T1C。其中，+15V-F所在点表示电源板的正向电压，电源设备的输出电压有+15V和-15V。开关单元采用场效应管，上述电压保护电路可以根据相应的连接关系设置于该电源设备中，对该电源设备形成相应的保护，提高该电源设备的安全性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电源设备的电压保护电路，所述电源设备包括用于调节所述电源设备的输入端与输出端之间的调压比例的驱动单元，其特征在于，所述电压保护电路包括：

第一反馈回路，其输入端连接所述电源设备的输出端，其输出端连接所述驱动单元，其工作状态时对所述电源设备的输出电压进行采样，并在采样到的输出电压大于第一稳压值时，向所述驱动单元发送反馈信号，所述反馈信号用于触发所述驱动单元调节所述调压比例以降低所述电源设备的输出电压；

第二反馈回路，其输入端连接所述电源设备的输出端，其输出端连接所述驱动单元，其工作状态时对所述电源设备的输出电压进行采样，并在采样到的输出电压大于第二稳压值时，向所述驱动单元发送所述反馈信号，其中，所述第二稳压值大于所述第一稳压值。

2.根据权利要求1所述的电源设备的电压保护电路，其特征在于，所述第一反馈回路包括第一采样电路和第一光电耦合器，所述第一采样电路的输入端连接所述电源设备的输出端，对所述电源设备的输出电压进行采样；

所述第一光电耦合器的输入端连接所述第一采样电路的输出端，所述第一光电耦合器的输入端连接所述驱动单元的反馈端口，在所述第一采样电路采样到的输出电压大于第一稳压值时，所述第一光电耦合器导通并向所述反馈端口发送所述反馈信号。

3.根据权利要求1所述的电源设备的电压保护电路，其特征在于，所述第二反馈回路包括第二采样电路和第二光电耦合器，所述第二采样电路的输入端连接所述电源设备的输出端，对所述电源设备的输出电压进行采样；

所述第二光电耦合器的输入端连接所述第二采样电路的输出端，所述第二光电耦合器的输入端连接所述驱动单元的反馈端口，在所述第二采样电路采样到的输出电压大于第二稳压值时，所述第二光电耦合器导通并向所述反馈端口发送所述反馈信号。

4.根据权利要求1至3任一项所述的电源设备的电压保护电路，其特征在于，所述电压保护电路还包括：

回路失效保护单元，其输入端连接所述电源设备的输出端，其输出端连接所述驱动单元，其工作状态时将所述电源设备的输出电压与第三稳压值进行比较，并在所述电源设备的输出电压大于所述第三稳压值时向所述驱动单元发送过压信号，所述过压信号用于触发所述驱动单元执行过压保护操作。

5.根据权利要求4所述的电源设备的电压保护电路，其特征在于，所述回路失效保护单元包括第三光电耦合器和第一电压比较器；

所述第一电压比较器的输入端连接所述电源设备的输出端，所述第一电压比较器的输出端连接所述第三光电耦合器的输入端，所述第三光电耦合器的输出端连接至所述驱动单元；

工作状态时，所述第一电压比较器比较所述电源设备的输出电压与所述第三稳压值，在所述电源设备的输出电压大于所述第三稳压值时，触发所述第三光电耦合器导通并向所述驱动单元发送所述过压信号。

6.根据权利要求5所述的电源设备的电压保护电路，其特征在于，所述驱动单元包括PWM控制芯片，所述第三光电耦合器的输出端连接至所述PWM控制芯片的检测端口或COM端口。

7.根据权利要求1至3任一项所述的电源设备的电压保护电路，其特征在于，所述电源设备包括工作于冗余备份模式的第一电源板和第二电源板，所述电压保护电路还包括：

第一报警单元，用于检测所述第一电源板的正向电压和所述电源设备的输出电压的大小，并在所述正向电源小于所述电源设备的输出电压时，发出第一报警信号，所述第一报警信号用于指示所述第一电源板故障；

第二报警单元，用于检测所述第二电源板的正向电压和所述电源设备的输出电压的大小，在所述第二电源板的正向电源小于所述电源设备的输出电压时，发出第二报警信号，所述第二报警信号用于指示所述第二电源板故障。

8.根据权利要求7所述的电源设备的电压保护电路，其特征在于，所述第一报警单元包括第二电压比较器，所述第二电压比较器的同相输入端连接所述第一电源板的正向电压，所述第二电压比较器的反向输入端连接所述电源设备的输出电压。

9.根据权利要求7所述的电源设备的电压保护电路，其特征在于，所述第二报警单元包括第三电压比较器，所述第三电压比较器的同相输入端连接所述第二电源板的正向电压，所述第三电压比较器的反向输入端连接所述电源设备的输出电压。

10.一种电源设备，其特征在于，所述电源设备包括如权利要求1至9任一项所述的电源设备的电压保护电路。

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