CN210780081U - 一种开关电源过压保护电路和开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开关电源过压保护电路和开关电源，所述开关电源过压保护电路与开关电源中的主控模块连接，包括整流模块、分压模块、滤波模块和保护模块；所述整流模块用于对交流电源的输入电压进行整流后输出至所述分压模块，所述分压模块用于对所述输入电压进行分压取样后输出采样电压至所述滤波模块；所述滤波模块用于对所述采样电压进行滤波处理后输出至所述保护模块；所述保护模块用于当采样电压大于其门槛电压时导通，控制所述主控模块关闭；所述保护模块还用于当采样电压小于其门槛电压时关闭，控制所述主控模块重新启动；本实用新型能够有效避免因输入电压过大损坏开关电源，且在可在输入电压正常之后自动启动开关电源。

Description

一种开关电源过压保护电路和开关电源

技术领域

本实用新型涉及开关电源领域，特别涉及一种开关电源过压保护电路和开关电源。

背景技术

在反激式开关电源当中，在开关管截止时，开关管承受的电压应力来源有3种，分别为交流输入整流后的电压、输出电压根据匝比折算到原边的反射电压、变压器初级漏感与开关管结电容谐振产生的尖峰电压。当三种电压叠加超过开关管耐压时会因开关管被击穿而导致电源失效；从成本上考虑，反激式开关电源使用开关管耐压不会太高，正常情况下，不会出现因开关管被击穿而导致电源失效的情况，但当输入电压由于异常而过高时，就会存在由于开关管承受过高电压而出现损坏，用电安全性得不到保障。

因而现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种开关电源过压保护电路和开关电源，解决开关电源的用电安全性问题。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种开关电源过压保护电路，与开关电源中的主控模块连接，包括整流模块、分压模块、滤波模块和保护模块；所述整流模块用于对交流电源的输入电压进行整流后输出至所述分压模块，所述分压模块用于对所述输入电压进行分压取样后输出采样电压至所述滤波模块；所述滤波模块对所述采样电压进行滤波处理后输出至所述保护模块；所述保护模块用于当采样电压大于所述保护模块的门槛电压时导通，使得所述主控模块关闭；所述保护模块还用于当采样电压低于所述门槛电压时关闭，使得所述主控模块重新启动。

所述的开关电源过压保护电路中，所述保护模块包括基准电压源，所述基准电压源的阴极连接所述主控模块，所述基准电压源的阳极接地，所述基准电压源的基准端连接所述滤波模块。

所述的开关电源过压保护电路中，所述整流模块包括第一二极管，所述第一二极管的正极连接输入电压输入端，所述第一二极管的负极连接所述分压模块。

所述的开关电源过压保护电路中，所述分压模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；所述第一电阻的一端连接所述第一二极管的负极，所述第一电阻的另一端通过所述第二电阻连接所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接所述第四电阻的一端和所述滤波模块，所述第四电阻的另一端接地。

所述的开关电源过压保护电路中，所述滤波模块包括第一电容，所述第一电容的一端连接所述第三电阻的一端、所述第四电阻的一端和所述保护模块，所述第一电容的另一端接地。

一种开关电源，包括如上所述的开关电源过压保护电路，还包括电磁干扰抑制模块、整流滤波模块、供电模块、主控模块、开关管和变压器；所述开关电源过压保护电路用于根据输入电压的变化控制所述主控模块关闭进行过压保护；所述电磁干扰抑制模块用于滤除传导干扰信号；所述整流滤波模块用于将交流电源的输入电压进行整流处理后输出直流电；所述供电模块用于所述主控模块提供工作电能；所述主控模块用于控制所述开关管的导通或关断使得所述变压器完成电能-磁能-电能的转换过程。

所述的开关电源中，所述电磁干扰抑制模块包括第二电容、第三电容和共模电感；所述第二电容的一端连接火线端，所述第二电容的另一端连接零线端；所述共模电感的第1脚连接所述火线端，所述共模电感的第2脚连接所述零线端，所述共模电感的第3脚连接所述第三电容的一端，所述共模电感的第4脚连接所述第三电容的另一端。

所述的开关电源中，所述整流滤波模块包括第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管和第四电容；所述第二二极管的正极和所述第三二极管的负极连接所述第三电容的另一端，所述第四二极管的正极和所述第五二极管的负极连接所述第三电容的一端，所述第二二极管的负极和所述第四二极管的负极连接所述变压器的第1脚；所述第三二极管的正极和所述第五二极管的正极均接地；所述第四电容的一端连接所述变压器的第1脚，所述第四电容的另一端接地。

所述的开关电源中，所述供电模块包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第五电容和第六二极管；所述第五电阻的一端连接所述变压器的第1脚，所述第五电阻的另一端通过所述第六电阻连接所述第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端通过所述第八电阻连接所述主控模块和所述第五电容的一端，所述第五电容的另一端接地；所述第九电阻的一端连接所述主控模块，所述第九电阻的另一端连接所述第六二极管的负极，所述第六二极管的正极连接所述主控模块和所述变压器的第3脚。

所述的开关电源中，所述主控模块包括控制芯片、第六电容、第十电阻和第十一电阻；所述控制芯片的第5脚连接所述第五电容的一端，所述控制芯片的第6脚连接所述第十电阻的一端和所述第十一电阻的一端，所述第十电阻的另一端连接所述变压器的第3脚，所述第十一电阻的另一端接地；所述控制芯片的第7脚连接所述开关电源过压保护电路和所述第五电容的一端，所述控制芯片的第4脚通过所述第六电容接地。

相较于现有技术，本实用新型提供的开关电源过压保护电路和开关电源，所述开关电源过压保护电路与开关电源中的主控模块连接，包括整流模块、分压模块、滤波模块和保护模块；所述整流模块用于对交流电源的输入电压进行整流后输出至所述分压模块，所述分压模块用于对所述输入电压进行分压取样后输出采样电压至所述滤波模块；所述滤波模块用于对所述采样电压进行滤波处理后输出至所述保护模块，所述保护模块用于当所述采样电压大于所述保护模块的门槛电压时导通，使得所述主控模块关闭；所述保护模块还用于当所述采样电压小于所述门槛电压时关闭，使得所述主控模块重新启动；本实用新型能够有效避免因输入电压过大损坏开关电源，且在可在输入电压正常之后自动启动开关电源。

附图说明

图1为本实用新型提供的开关电源的结构框图；

图2为本实用新型提供的开关电源过压保护电路的结构图；

图3为本实用新型提供的开关电源过压保护电路的电路原理图。

具体实施方式

本实用新型提供一种开关电源过压保护电路和开关电源，能够有效避免因输入电压过大损坏开关电源，且在可在输入电压正常之后自动启动开关电源。

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。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，本实用新型提供的开关电源包括开关电源过压保护电路20、电磁干扰抑制模块100、整流滤波模块200、供电模块300、主控模块400、开关管500和变压器600；所述电磁干扰抑制模块100的输入端连接交流电源，所述电磁干扰抑制模块100的输出端连接所述整流滤波模块200和所述开关电源过压保护电路20，所述整流滤波模块200还连接供电模块300和所述主控模块400，所述供电模块300连接所述主控模块400，所述主控模块400还连接所述开关管500、变压器600和所述开关电源过压保护电路20。

其中，所述开关电源过压保护电路20用于根据输入电压的变化控制所述主控模块400关闭进行过压保护；所述电磁干扰抑制模块100对所述输入电压进行滤波处理后输出至所述开关电源过压保护电路20和所述整流滤波模块200，用于滤除传导干扰信号；所述整流滤波模块200用于将交流电源的输入电压进行整流处理后输出直流电；所述供电模块300用于所述主控模块400提供工作电能；所述主控模块400用于控制所述开关管500的导通或关断使得所述变压器600完成电能-磁能-电能的转换过程，所述变压器600通过能量转换后将原边能量传递到副边为负载供电，以实现所述开关电源的供电作用。

具体实施时，请参阅图2，所述开关电源过压保护电路20与开关电源中的主控模块400连接，包括整流模块210、分压模块220、滤波模块230和保护模块240，所述整流模块210连接所述电磁干扰抑制模块100和所述分压模块220，所述分压模块220还连接所述滤波模块230，所述滤波模块230还连接所述保护模块240，所述保护模块240还连接所述主控模块400；所述整流模块210用于对交流电源的输入电压进行整流后输出至所述分压模块220，所述分压模块220用于对所述输入电压进行分压取样后输出采样电压至所述滤波模块230；所述滤波模块230用于对所述采样电压进行滤波处理后输出至所述保护模块240，通过所述滤波模块230消除所述采样电压中的干扰信号避免所述保护模块240的误动作；所述保护模块240当采样电压超过保护模块240的门槛电压时导通，使得所述主控模块400关闭，停止工作；所述保护模块240还用于当采样电压低于所述门槛电压时关闭，使得所述主控模块400重新启动，即通过所述开关电源过压保护电路20能够有效避免因输入电压过大损坏开关电源，且在可在输入电压正常之后自动启动开关电源，实现了开关电源的自动恢复功能，提高了所述开关电源的安全性。

进一步地，请参阅图3，所述保护模块240包括基准电压源S1，所述基准电压源S1的阴极连接所述主控模块400，所述基准电压源S1的阳极接地，所述基准电压源S1的基准端连接所述滤波模块230，当所述输入电压经所述整流模块210整流之后输出至所述分压模块220，通过所述分压模块220分压后得到采样电压，当所述滤波模块230检测到所述采样电压达不到门槛电压时，则所述基准电压源S1截止，控制所述主控模块400继续工作；当所述采样电压大于门槛电压时，则所述基准电压源S1导通，控制所述主控模块400关闭停止工作，进而所述开关电源停止工作，反射电压和尖峰电压消失，所述开关管M1承受的电压降低；之后，当所述输入电压恢复正常之后，所述滤波模块230检测到所述采样电压小于门槛电压，所述基准电压源S1则截止，使得所述主控模块400重新启动，恢复正常工作，由此实现对所述主控模块400的过压保护和自动恢复启动功能。

进一步地，所述整流模块210包括第一二极管D1，所述第一二极管D1的正极连接所述电磁干扰抑制模块100的输出端，所述第一二极管D1的负极连接所述分压模块220，所述第一二极管D1对所述输入电压进行整流处理之后输出至所述分压模块220，以便于后续实现对所述输入电压大小的检测。

进一步地，所述分压模块220包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；所述第一电阻R1的一端连接所述第一二极管D1的负极，所述第一电阻R1的另一端通过所述第二电阻R2连接所述第三电阻R3的一端，所述第三电阻R3的另一端连接所述第四电阻R4的一端和所述滤波模块230，所述第四电阻R4的另一端接地，由所述第一电阻R1、所述第二电阻R2、所述第三电阻R3和所述第四电阻R4对所述整流模块210输出的电压进行采样后获得所述采样电压，以便于后续根据所述采样电压判断是否触发过压保护。

进一步地，所述滤波模块230包括第一电容C1，所述第一电容C1的一端连接所述第三电阻R3的一端、所述第四电阻R4的一端和所述基准电压源S1的基准端，所述第一电容C1的另一端接地，当所述第一电容C1上的电压即采样电压达不到门槛电压时，所述基准电压源S1截止；当所述第一电容C1上的电压大于所述门槛电压时，则所述基准电压源S1导通，由此实现所述开关电源的过压保护，本实施例中所述门槛电压为2.5V，所述基准电压源S1的型号为TL431，当然在其他实施例中也可以选择具有相同功能的基准电压源S1，本实用新型对此不做限定。

进一步地，请继续参阅图3，所述电磁干扰抑制模块100包括第二电容C2、第三电容C3和共模电感L1；所述第二电容C2的一端连接火线端L，所述第二电容C2的另一端连接零线端N；所述共模电感L1的第1脚连接所述火线端L，所述共模电感L1的第2脚连接所述零线端N，所述共模电感L1的第3脚连接所述第三电容C3的一端，所述共模电感L1的第4脚连接所述第三电容C3的另一端，通过所述第二电容C2和所述第三电容C3以及所述共模电感L1对所述交流电源的输入电压进行滤波处理后，能够有效抑制干扰信号。

进一步地，所述整流滤波模块200包括第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5和第四电容C4；所述第二二极管D2的正极和所述第三二极管D3的负极连接所述第三电容C3的另一端，所述第四二极管D4的正极和所述第五二极管D5的负极连接所述第三电容C3的一端，所述第二二极管D2的负极和所述第四二极管D4的负极连接所述变压器T1的第1脚；所述第三二极管D3的正极和所述第五二极管D5的正极均接地；所述第四电容C4的一端连接所述变压器T1的第1脚，所述第四电容C4的另一端接地，所述第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5组成桥式整流将交流电整流成直流电，之后经所述第四电容C4进行滤波处理后得到较平稳的直流电。

进一步地，所述供电模块300包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第五电容C5和第六二极管D6；所述第五电阻R5的一端连接所述变压器T1的第1脚，所述第五电阻R5的另一端通过所述第六电阻R6连接所述第七电阻R7的一端，所述第七电阻R7的另一端通过所述第八电阻R8连接所述主控模块400和所述第五电容C5的一端，所述第五电容C5的另一端接地；所述第九电阻R9的一端连接所述主控模块400，所述第九电阻R9的另一端连接所述第六二极管D6的负极，所述第六二极管D6的正极连接所述主控模块400和所述变压器T1的第3脚，所述主控模块400在启动过程中，由所述第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8为所述第五电容C5充电，当所述第五电容C5的电压达到18.5V后控制所述主控模块400开始工作，通过所述供电模块300确保所述主控模块400的正常工作；当所述变压器T1的辅助绕组电压升高后，由所述第九电阻R9和第六二极管D6以及所述变压器T1的辅助绕组为所述控制芯片U1提供电能。

进一步地，所述主控模块400包括控制芯片U1、第六电容C6、第十电阻R10和第十一电阻R11；所述控制芯片U1的第5脚连接所述第五电容C5的一端，所述控制芯片U1的第6脚连接所述第十电阻R10的一端和所述第十一电阻R11的一端，所述第十电阻R10的另一端连接所述变压器T1的第3脚，所述第十一电阻R11的另一端接地；所述控制芯片U1的第7脚连接所述开关电源过压保护电路20和所述第五电容C5的一端，所述控制芯片U1的第4脚通过所述第六电容C6接地，本实施例中所述控制芯片U1的型号为MT7930，当然在其他实施例中也可以选择具有相同功能的控制芯片U1，本实施例中对此不做限定。

其中，所述第十电阻R10和所述第十一电阻R11组成分压器连接所述变压器T1的辅助绕组，用来检测输出电压并反馈至所述控制芯片U1；所述控制芯片U1的第7脚连接所述基准电压源S1的阴极，本实施例中，当所述第一电容C1上的电压大于2.5V时，所述基准电压源S1导通，将所述控制芯片U1第7脚的电压钳位在2V；由于所述控制芯片U1的第7脚的电压低于7.2V而自动关闭，所述开关电源停止工作，反射电压与尖峰电压消失，所述开关管M1承受电压降低；当所述输入电压恢复正常之后，所述第一电容C1上电压小于2.5V，所述基准电压源S1重新截止，所述控制芯片U1重新启动，开关电源恢复正常工作，进而实现所述开关电源的过压保护，提高开关电源的安全性。

进一步地，请继续参阅图3，所述开关电源还包括第十二电阻R12，所述第十二电阻R12的一端连接所述开关管M1，所述第十二电阻R12的另一端接地，本实施例中所述开关管M1为MOS管，所述第十二电阻R12为过流保护电阻，通过检测流过所述变压器T1的初级绕组上的电流，当所述第十二电阻R12上的电压超过2.2V时，所述控制芯片U1立即关断所述MOS管；当所述控制芯片U1控制所述MOS管导通时，所述变压器T1充当储能电感，能量存储在变压器T1的初级绕组当中，当所述MOS管截止时，所述变压器T1将能量传递到次级。

本实用新型还提供了一种开关电源过压保护电路，由于上文对该开关电源过压保护电路进行了详细的描述，此处不再赘述。

综上所述，本实用新型提供的一种开关电源过压保护电路和开关电源，所述开关电源过压保护电路与开关电源中的主控模块连接，包括整流模块、分压模块、滤波模块和保护模块；所述整流模块用于对交流电源的输入电压进行整流后输出至所述分压模块，所述分压模块用于对所述输入电压进行分压取样后输出采样电压至所述滤波模块；所述滤波模块用于对所述采样电压进行滤波处理后输出至所述保护模块；所述保护模块用于当所述采样电压大于所述保护模块的门槛电压时导通，使得所述主控模块关闭；所述保护模块还用于当所述采样电压小于所述门槛电压时关闭，使得所述主控模块重新启动；本实用新型能够有效避免因输入电压过大损坏开关电源，且在可在输入电压正常之后自动启动开关电源。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种开关电源过压保护电路，其特征在于，其与开关电源中的主控模块连接，包括整流模块、分压模块、滤波模块和保护模块；所述整流模块用于对交流电源的输入电压进行整流后输出至所述分压模块，所述分压模块用于对所述输入电压进行分压取样后输出采样电压至所述滤波模块；所述滤波模块用于对所述采样电压进行滤波处理后输出至所述保护模块，所述保护模块用于当所述采样电压大于所述保护模块的门槛电压时导通，控制所述主控模块关闭；所述保护模块还用于当所述采样电压小于所述门槛电压时关闭，控制所述主控模块重新启动。

2.根据权利要求1所述的开关电源过压保护电路，其特征在于，所述保护模块包括基准电压源，所述基准电压源的阴极连接所述主控模块，所述基准电压源的阳极接地，所述基准电压源的基准端连接所述滤波模块。

3.根据权利要求1所述的开关电源过压保护电路，其特征在于，所述整流模块包括第一二极管，所述第一二极管的正极连接输入电压输入端，所述第一二极管的负极连接所述分压模块。

4.根据权利要求3所述的开关电源过压保护电路，其特征在于，所述分压模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；所述第一电阻的一端连接所述第一二极管的负极，所述第一电阻的另一端通过所述第二电阻连接所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接所述第四电阻的一端和所述滤波模块，所述第四电阻的另一端接地。

5.根据权利要求4所述的开关电源过压保护电路，其特征在于，所述滤波模块包括第一电容，所述第一电容的一端连接所述第三电阻的一端、所述第四电阻的一端和所述保护模块，所述第一电容的另一端接地。

6.一种开关电源，其特征在于，包括如权利要求1-5任意一项所述的开关电源过压保护电路，还包括电磁干扰抑制模块、整流滤波模块、供电模块、主控模块、开关管和变压器；所述开关电源过压保护电路用于根据输入电压的变化控制所述主控模块关闭进行过压保护；所述电磁干扰抑制模块用于滤除传导干扰信号；所述整流滤波模块用于将交流电源的输入电压进行整流处理后输出直流电；所述供电模块用于所述主控模块提供工作电能；所述主控模块用于控制所述开关管的导通或关断使得所述变压器反复充放电完成电能-磁能-电能的转换过程。

7.根据权利要求6所述的开关电源，其特征在于，所述电磁干扰抑制模块包括第二电容、第三电容和共模电感；所述第二电容的一端连接火线端，所述第二电容的另一端连接零线端；所述共模电感的第1脚连接所述火线端，所述共模电感的第2脚连接所述零线端，所述共模电感的第3脚连接所述第三电容的一端，所述共模电感的第4脚连接所述第三电容的另一端。

8.根据权利要求7所述的开关电源，其特征在于，所述整流滤波模块包括第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管和第四电容；所述第二二极管的正极和所述第三二极管的负极连接所述第三电容的另一端，所述第四二极管的正极和所述第五二极管的负极连接所述第三电容的一端，所述第二二极管的负极和所述第四二极管的负极连接所述变压器的第1脚；所述第三二极管的正极和所述第五二极管的正极均接地；所述第四电容的一端连接所述变压器的第1脚，所述第四电容的另一端接地。

9.根据权利要求6所述的开关电源，其特征在于，所述供电模块包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第五电容和第六二极管；所述第五电阻的一端连接所述变压器的第1脚，所述第五电阻的另一端通过所述第六电阻连接所述第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端通过所述第八电阻连接所述主控模块和所述第五电容的一端，所述第五电容的另一端接地；所述第九电阻的一端连接所述主控模块，所述第九电阻的另一端连接所述第六二极管的负极，所述第六二极管的正极连接所述主控模块和所述变压器的第3脚。

10.根据权利要求9所述的开关电源，其特征在于，所述主控模块包括控制芯片、第六电容、第十电阻和第十一电阻；所述控制芯片的第5脚连接所述第五电容的一端，所述控制芯片的第6脚连接所述第十电阻的一端和所述第十一电阻的一端，所述第十电阻的另一端连接所述变压器的第3脚，所述第十一电阻的另一端接地；所述控制芯片的第7脚连接所述开关电源过压保护电路和所述第五电容的一端，所述控制芯片的第4脚通过所述第六电容接地。

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