CN210468788U - 一种开关电源的输出控制电路装置 - Google Patents

Abstract

一种开关电源的输出控制电路装置，其可实现输出欠压时其他输出的迅速关断，其包括电压基准IC3，电压基准IC3参考极分别连接电阻R6、R7一端，电阻R6另一端分别连接电阻R8、5V+输出电压，电阻R8另一端分别连接电阻R9一端、光电耦合器IC2的2管脚，电阻R7另一端分别连接电压基准IC3阳极、5VG输出输出电压，光电耦合器IC2的3管脚连接光电耦合器IC1的4管脚，光电耦合器IC2的1管脚分别连接12V‑输出电压，光电耦合器IC2的3管脚分别连接电阻R2一端、三极管Q1基极，三极管Q1集电极分别连接电阻R3一端、电容C1一端、单向可控硅SCR控制极，单向可控硅SCR阳极分别连接电阻R3另一端、电解电容CD3、CD2正极、电感L一端、电阻R4一端、24V+输出电压。

Description

一种开关电源的输出控制电路装置

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术领域，具体为一种开关电源的输出控制电路装置。

背景技术

无论是驱动设备还是检测设备，均需要电源为其供电，目前常用的电源包括开关电源，尤其是需要同时给模拟信号采集设备、数字信号采集设备、继电器等多个电子芯片供电时，需设计多路输出，但是具有高敏感性、高抗扰性的输出与其它各路输出之间要求不能互相干扰和影响，若所有输出均采用同一变压器，则高敏感性、高抗扰性输出与其它各路输出之间会存在极大的干扰性，因此，在设计时会设置至少两个变压器，其中一个独立变压器用于为高敏感性、高抗扰性的输出提供、储存能量，另外一个变压器用于给其它输出提供和储存能量，其他各路输出如果发生短路、过流、过压等非正常工作情况时，具有独立变压器的高敏感性、高抗扰性的那路输出则完全不受影响，仍能正常工作。但是在某些特定条件下，又希望使用独立变压器储能的输出能被其他路输出影响，例如：要求5V、±12V电压的其它各路输出使用同一变压器，要求24V电压的高敏感性、高抗扰性输出使用另外一个单独变压器，正常情况下互不干扰，若要求5V、±12V电压的其它各路输出中的任一一路发生欠压时，则需迅速关断要求24V电压的高敏感性、高抗扰性输出，目前常用的实现其它各路输出与高敏感性、高抗扰性输出欠压关断的方式是人工手动关断，通过人工监控各路输出的电流、电压状况，但是人工手动关断存在操作不及时等问题，高敏感性、高抗扰性输出电路中的电子元件极易因关断不及时而发生损坏，而现有技术中用于实现两者欠压时互相关联的电路装置较为缺乏，因此，发明一种输出欠压迅速关断其他输出的控制电路装置，成为本领域人员亟待解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的用于实现输出欠压迅速关断其他输出的控制电路装置缺乏，人工手动关断的方式易存在关断不及时，导致电子元件损坏的问题，本实用新型提供了一种开关电源的控制电路装置，其可实现输出欠压时其他输出的迅速关断，可避免因关断不及时而导致的电子元件损坏的问题出现。

一种开关电源的输出控制电路装置，其包括5V电源回路、12V电源回路、24V电源回路，所述5V电源回路用于输出5V+输出电压、5VG输出电压，所述12V电源回路用于输出+12V输出电压、-12V输出电压源，所述24V电源回路用于输出24V+输出电压、24VG输出电压源，其特征在于，所述5V电源回路包括电压基准IC3，所述电压基准IC3的参考极分别连接电阻R6、R7的一端，所述电阻R6的另一端分别连接电阻R8、5V+输出电压，所述电阻R8的另一端分别连接电阻R9的一端、光电耦合器IC2的1管脚，所述电阻R9的另一端分别连接电压基准IC3的阴极、光电耦合器IC2的2管脚，所述电阻R7的另一端分别连接电压基准IC3的阳极、5VG输出电压，所述光电耦合器IC2的4管脚连接稳压二极管DW1的阳极，所述光电耦合器IC2的3管脚连接光电耦合器IC1的4管脚，所述光电耦合器IC1的2管脚连接-12V输出电压，所述光电耦合器IC1的1管脚连接稳压二极管DW2的阳极，所述稳压二极管DW2的阴极连接电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端分别连接+12V输出电压，所述光电耦合器IC1的3管脚分别连接电阻R2的一端、三极管Q1的基极，所述三极管Q1的集电极分别连接电阻R3的一端、电容C1的一端、电阻R10的一端，单向可控硅SCR的控制极，所述单向可控硅SCR的阳极分别连接所述电阻R3的另一端、电解电容CD3、CD2的正极、电感L的一端、电阻R4的一端、24V+输出电压，所述电感L的另一端分别连接电解电容CD1的正极、二极管D1的阴极，所述二极管D1的阳极连接变压器U2的次级绕组的同名端，所述电阻R2的另一端分别连接电解电容CD3的负极、电阻R1的一端，所述电阻R4的另一端连接所述稳压二极管DW1的阴极，所述单向可控硅SCR的阴极、电容C1的另一端、电阻R10的另一端、三极管Q1的发射极、电阻R1的另一端、电解电容CD1、CD2的负极、变压器U2的次级绕组的异名端均连接24VG输出电压。

其进一步特征在于，

所述5V电源回路还包括电解电容CD5、CD4，所述5V+输出电压还分别连接所述电解电容CD5的正极、电感L1的一端，所述电感L1的另一端分别连接所述电解电容CD4的正极、二极管D3的阴极，所述二极管D3的阳极连接变压器U1的次级绕组一的同名端，所述变压器U1的次级绕组一的异名端、电解电容CD5、CD4的负极连接所述5VG输出电压；

所述12V电源回路还包括电解电容CD6、CD7、CD8、CD9，所述12V+输出电压还分别连接所述电解电容CD7的正极、电感L2的一端，所述电感L2的另一端分别连接所述电解电容CD6的正极、二极管D2的阴极，所述二极管D2的阳极连接变压器U1的次级绕组二的同名端，所述变压器U1的次级绕组二的异名端、电解电容CD7、CD6的负极、电解电容CD8、CD9的正极、变压器U1的次级绕组三的同名端连接公共端口COM，所述变压器U1的次级绕组三的异名端连接二极管D3的阴极，所述二极管D3的阳极分别连接电解电容CD8的负极、电感L3的一端，所述电感L3的另一端、所述电解电容CD9的负极连接所述-12V输出电压；

所述光电耦合器IC1、IC2的型号均为PC817；

所述电压基准IC3的型号为TL431；

所述单向可控硅SCR的型号为TNY612。

采用本实用新型的上述结构，光电耦合器IC1、IC2可起到光电隔离的作用，因此在本控制电路中布置光电耦合器IC1、IC2可有效抵抗5V+输出电压、+12V输出电压与24V+输出电压之间的相互干扰，确保各个输出电压输出的稳定性；电压基准IC3可控制输出电压，确保了输出电压输出的稳定性和精度；单向可控硅SCR作为无触点开关，可快速接通或切断电路，其优点是能以很小的电流控制大功率的设备，电阻R6、R7具有分压作用；若5V+输出电压、+12V输出电压中的任一路输出欠压，则电压基准IC3、光电耦合器IC1、IC2、稳压二极管DW2组成的串联回路断开，光电耦合器IC1、IC2的3、4管脚无法导通，从而使单向可控硅SCR迅速触发，进而24V+输出电压迅速关闭，进而达到了输出欠压时其他输出的迅速关断的作用，避免了因关断不及时而导致的电子元件损坏的问题出现。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图；

图2为5V电源回路欠压迅速关断24V输出电压的电路原理图；

图3为12V电源回路欠压迅速关断24V输出电压的电路原理图。

具体实施方式

见图1，一种开关电源的控制电路装置，其包括5V电源回路1、12V电源回路2、24V电源回路3，5V电源回路1用于输出5V+输出电压、5VG输出电压，12V电源回路1用于输出+12V输出电压、-12V输出电压源，24V电源回路3用于输出24V+输出电压、24VG输出电压源，5V电源回路包括电压基准IC3，电压基准IC3的参考极分别连接电阻R6、R7的一端，电阻R6的另一端分别连接电阻R8、5V+输出电压，电阻R8的另一端分别连接电阻R9的一端、光电耦合器IC2的1管脚，电阻R9的另一端分别连接电压基准IC3的阴极、光电耦合器IC2的2管脚，电阻R7的另一端分别连接电压基准IC3的阳极、5VG输出电压，光电耦合器IC2的4管脚连接稳压二极管DW1的阳极，光电耦合器IC2的3管脚连接光电耦合器IC1的4管脚，光电耦合器IC1的2管脚连接-12V输出电压，光电耦合器IC1的1管脚连接稳压二极管DW2的阳极，稳压二极管DW2的阴极连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端分别连接+12V输出电压，光电耦合器IC1的3管脚分别连接电阻R2的一端、三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极分别连接电阻R3的一端、电容C1的一端、电阻R10的一端、单向可控硅SCR的控制极，单向可控硅SCR的阳极分别连接电阻R3的另一端、电解电容CD3、CD2的正极、电感L的一端、电阻R4的一端、24V+输出电压，电感L的另一端分别连接电解电容CD1的正极、二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接变压器U2的次级绕组的同名端，电阻R2的另一端分别连接电解电容CD3的负极、电阻R1的一端，电阻R4的另一端连接稳压二极管DW1的阴极，单向可控硅SCR的阴极、电容C1的另一端、三极管Q1的发射极、电阻R1的另一端、电阻R10的一端、变压器U2的次级绕组的异名端、电解电容CD1、CD2的负极均连接24VG输出电压；

5V电源回路还包括电解电容CD5、CD4，5V+输出电压还分别连接电解电容CD5的正极、电感L1的一端，电感L1的另一端分别连接电解电容CD4的正极、二极管D3的阴极，二极管D3的阳极连接变压器U1的次级绕组一的同名端，变压器U1的次级绕组一的异名端、电解电容CD5、CD4的负极连接5VG输出电压；

12V电源回路还包括电解电容CD6、CD7、CD8、CD9，12V+输出电压还分别连接电解电容CD7的正极、电感L2的一端，电感L2的另一端分别连接电解电容CD6的正极、二极管D2的阴极，二极管D2的阳极连接变压器U1的次级绕组二的同名端，变压器U1的次级绕组二的异名端、电解电容CD7、CD6的负极、电解电容CD8、CD9的正极、变压器U1的次级绕组三的同名端连接公共端口COM，变压器U1的次级绕组三的异名端连接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极分别连接电解电容CD8的负极、电感L3的一端，电感L3的另一端、电解电容CD9的负极连接-12V输出电压；光电耦合器IC1、IC2的型号均为PC817；电压基准IC3的型号为TL431；单向可控硅SCR的型号为TNY612。

其具体工作原理如下所述：型号为PC817的光电耦合器IC1、IC2，是一种可以进行信号传输、上下级电路完全隔离的常见的线性光耦，光电耦合器IC1、IC2内部等效于一个光电二极管和一个光敏三极管，当光电耦合器IC1、IC2的输入端的1、2管脚分别加上电信号时，光电耦合器IC1、IC2内部的发光二极管发出光线，分别照射在相应的光敏三极管上，光敏三极管接收到光线后导通，产生光电流从输出端的3、4管脚输出，完成“电-光-电”的转换，从而起到输入、输出隔离的作用，其具有速度快、寿命长、损耗小、无触点、抗干扰能力强、输出与输入间绝缘等特点；

光电耦合器常常与电压基准一起使用，作为开关电源输出的稳压反馈，电压基准IC3的型号为TL431，是一种可调式精密基准电压源，其电压可以在2.5V~36V范围内调整，电压基准IC3内含一个2.5V的基准源Vref，当输出反馈从控制端引入时，电压基准IC3通过从阴极到阳极的分流控制输出电压，在原理图图1中，在5V正常输出的情况下，通过电阻R6、R7对5V+输出电压进行分压，对电压基准IC3引入反馈，保证电压基准IC3可以正常工作，R8、R9、电压基准IC3、光电耦合器IC2的输入端的1、2管脚组成的串联回路导通，其中R8、R9起到分压分流的作用，保证电压基准IC3和光电耦合器IC2正常工作时所需的电流；

单向可控硅SCR的型号为TNY612，其可以用作无触点开关以快速接通或切断电路，单向可控硅SCR的控制极一旦达到触发电压，就会导通并呈低阻状态，

单向可控硅SCR的型号为TNY612，其可以用作无触点开关以快速接通或切断电路，单向可控硅SCR的控制极一旦达到触发电压，就会导通并呈低阻状态。若光电耦合器IC1或IC2的3、4管脚不导通会导致三极管Q1无法导通，三极管Q1不导通则电容C1、电阻R10、单向可控硅控制极与24VG之间的电压降无法保持在近似为0V的状态下，24V+输出电压经电阻R3给电容C1充电，单向可控硅SCR的控制脚电压逐渐抬高，触发单向可控硅SCR导通，使24V迅速保护，可控硅的优点是能以很小的电流控制大功率的设备，导通和关断的速度极快，无噪音、无火花；

在本实施例中，设置5V+输出电压处的欠压点为4.5V，电压基准IC3的基准电压为2.5V，通过电阻R6、R7的分压，当5V+输出电压未处于欠压状态时，电压基准IC3正常工作，光电耦合器IC2导通，但是当5V+输出电压欠压时，电压基准IC3则无法正常工作，光电耦合器IC2则不能导通，从而使24V+输出电压迅速关断；

在本实施例中，当+12V输出电压、-12V输出电压正常工作时，+12V输出电压与-12V输出电压之间的压差为24V，欠压点由稳压管DW2的稳压值决定，电阻R5、稳压管DW2、光电耦合器IC1导通后组成了电压为24V的串联回路，电阻R5的作用主要是分压、限流，提供光电耦合器IC1导通所需的电流，若+12V输出电压欠压，稳压管DW2不能导通则串联回路断开，光电耦合器IC1不能导通，从而使24V+输出电压迅速关断；

当5V+输出电压、+12V输出电压与24V+输出电压均正常工作时，即未出现欠压状况时，稳压二极管DW1、光电耦合器IC1、IC2均导通，三极管Q1基极有电流流过，且电阻R4、R5能保证三极管Q1充分导通，将可控硅SCR的控制脚拉低、近似接地，单向可控硅SCR无法动作，从而确保了24V+输出电压可以正常工作，此时电阻R3还可以作为24V+输出电压的假负载使用，不用额外添加假负载，减少了损耗；

如果只需要5V欠压迅速关断24V，原理图图1中的电阻R5、稳压二极管DW2、光电耦合器IC1不安装，光电耦合器IC1的3、4脚贴0Ω的电阻短接，见图2；如果只需要±12V欠压迅速关断24V，原理图图1中的电阻R6、R7、R8、R9、IC2、IC3不安装，光电耦合器IC2的3、4脚贴0Ω的电阻短接，见图3。

图1 中的电容C1起到了防止误触发的作用，其利用了电容两端的电压无法瞬间突变的原理避免了偶尔的干扰引起的触发；在开机的瞬间，5V+输出电压、+12V输出电压、-12V输出电压有一个从0V上升到正常工作电压的建立的过程，无法立即达到正常工作电压，在本开关电源控制电路装置的作用下，24V+输出电压也会被持续拉低直到5V+输出电压、+12V输出电压正常建立。根据电容具有两端电压无法突变的特性，在线路中增加了电解电容CD3，电容CD3为电解电容，刚开机的瞬间电容CD3两端电压为0相当于短路，输出电压对电容CD3进行充电，通过电阻R2迅速使三极管Q1导通，拉低单向可控硅SCR的触发脚到地，避免单向可控硅SCR触发，从而使24V+输出电压可以正常建立，本电路装置可广泛应用于各种电源模块中，在使用本实用新型装置时，选用两块输入电压相同的输出电压模块，一块输出为5V+输出电压、+12V输出电压模块和一块单路24V+输出电压模块，根据图1所示的电路原理图将相应的电子元件搭出外围电路，用5V采样电阻改为电位器调节输出电压达到设定的欠压点或人为地使任一输出端短路的方法测试该线路，经过调试，微调个别元器件的参数后5V、±12V欠压迅速关断24V的功能可以充分实现。证明本专用电路切实有效。

Claims (3)

1.一种开关电源的输出控制电路装置，其包括5V电源回路、12V电源回路、24V电源回路，所述5V电源回路用于输出5V+输出电压、5VG输出电压，所述12V电源回路用于输出+12V输出电压、-12V输出电压源，所述24V电源回路用于输出24V+输出电压、24VG输出电压源，其特征在于，所述5V电源回路包括电压基准IC3，所述电压基准IC3的参考极分别连接电阻R6、R7的一端，所述电阻R6的另一端分别连接电阻R8、5V+输出电压，所述电阻R8的另一端分别连接电阻R9的一端、光电耦合器IC2的1管脚，所述电阻R9的另一端分别连接电压基准IC3的阴极、光电耦合器IC2的2管脚，所述电阻R7的另一端分别连接电压基准IC3的阳极、5VG输出电压，所述光电耦合器IC2的4管脚连接稳压二极管DW1的阳极，所述光电耦合器IC2的3管脚连接光电耦合器IC1的4管脚，所述光电耦合器IC1的2管脚连接-12V输出电压，所述光电耦合器IC1的1管脚连接稳压二极管DW2的阳极，所述稳压二极管DW2的阴极连接电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端分别连接+12V输出电压，所述光电耦合器IC1的3管脚分别连接电阻R2的一端、三极管Q1的基极，所述三极管Q1的集电极分别连接电阻R3的一端、电容C1的一端、电阻R10的一端，单向可控硅SCR的控制极，所述单向可控硅SCR的阳极分别连接所述电阻R3的另一端、电解电容CD3、CD2的正极、电感L的一端、电阻R4的一端、24V+输出电压，所述电感L的另一端分别连接电解电容CD1的正极、二极管D1的阴极，所述二极管D1的阳极连接变压器U2的次级绕组的同名端，所述电阻R2的另一端分别连接电解电容CD3的负极、电阻R1的一端，所述电阻R4的另一端连接所述稳压二极管DW1的阴极，所述单向可控硅SCR的阴极、电容C1的另一端、电阻R10的另一端、三极管Q1的发射极、电阻R1的另一端、电解电容CD1、CD2的负极、变压器U2的次级绕组的异名端均连接24VG输出电压。

2.根据权利要求1所述的一种开关电源的输出控制电路装置，其特征在于，所述5V电源回路还包括电解电容CD5、CD4，所述5V+输出电压还分别连接所述电解电容CD5的正极、电感L1的一端，所述电感L1的另一端分别连接所述电解电容CD4的正极、二极管D3的阴极，所述二极管D3的阳极连接变压器U1的次级绕组一的同名端，所述变压器U1的次级绕组一的异名端、电解电容CD5、CD4的负极连接所述5VG输出电压。

3.根据权利要求1所述的一种开关电源的输出控制电路装置，其特征在于，所述12V电源回路还包括电解电容CD6、CD7、CD8、CD9，所述12V+输出电压还分别连接所述电解电容CD7的正极、电感L2的一端，所述电感L2的另一端分别连接所述电解电容CD6的正极、二极管D2的阴极，所述二极管D2的阳极连接变压器U1的次级绕组二的同名端，所述变压器U1的次级绕组二的异名端、电解电容CD7、CD6的负极、电解电容CD8、CD9的正极、变压器U1的次级绕组三的同名端连接公共端口COM，所述变压器U1的次级绕组三的异名端连接二极管D3的阴极，所述二极管D3的阳极分别连接电解电容CD8的负极、电感L3的一端，所述电感L3的另一端、所述电解电容CD9的负极连接所述-12V输出电压。

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