CN212063482U - 一种开关电源输入过、欠压保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种开关电源输入过、欠压保护电路，其特征在于，所述保护电路包括分压采样单元，分压采样单元通过采样点输出采样电压，采样点分别与稳压二极管Z1及二极管D5的阴极，稳压二极管Z1的阳极与三极管Q1的基极相连，二极管D5的阳极与二极管Q2的基极相连，三极管Q1的发射极及三极管Q2的集电极接地，三极管Q1的集电极与三极管Q2的发射极相连后连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接开关电源控制单元的供电端。本实用新型采用过压欠压保护电路，可以使开关电源在输入电网波动较大，电压过高或过低，通过关闭控制芯片工作，避免开关电源工作不稳定甚至造成MOS管损坏的情况，可以大大减少了产品故障率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种开关电源输入过压、欠压保护电路。
背景技术
在目前多数电子电路系统中，直流低压供电均采用开关电源，开关电源的核心器件开关管采用高压MOS管，受高压MOS管成本及工艺限制，高压MOS管的耐压会受到一定限制，它在正常工作状态下承受的电压是在极限耐压值以下一定范围内，这样才能保证开关管的安全。
因为开关电源都是直接连接在电压波动较大的市电电网上，在一些特殊场所如果电网电压偏离额定电压值较大，会造成电源工作不稳定甚至损坏，这些隐患直接影响开关电源及其相关系统的安全。
当输入电压过高时高压MOS管所承受的电压会有很大的增加，不但引起开关电源高频噪声增大，更严重的会造成高压MOS管过压损坏。同样的如果输入电压过低，电源开关管占空比过大也可能导致电源输出直流电压下降，不能满足负载电路的要求。
实用新型内容
本实用新型的目的是：为开关电源本身设计一个过压欠压保护电路。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种开关电源输入过、欠压保护电路，所述开关电源包括由交流电输入至直流电输出依次连接的AC/DC整流滤波单元、DC/DC变换器及高频整流滤波单元，高频整流滤波单元的直流输出还连接检测反馈电路，检测反馈单元与开关电源控制单元相连，开关电源控制单元控制DC/DC变换器，开关电源控制单元的供电端与高频整流滤波单元相连，其特征在于，所述保护电路包括分压采样单元，分压采样单元通过采样点输出采样电压，采样点分别与稳压二极管Z1及二极管D5的阴极，稳压二极管Z1的阳极与三极管Q1的基极相连，二极管D5的阳极与二极管Q2的基极相连，三极管Q1的发射极及三极管Q2的集电极接地，三极管Q1的集电极与三极管Q2的发射极相连后连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接开关电源控制单元的供电端。
优选地，所述分压采样单元包括串联在所述AC/DC整流滤波单元的输出端与地之间的串联电阻，串联电阻中的至少一个电阻的一端形成所述采样电压。
在电网电压波动较大，超出额定电压一定范围外，开关电源输入电压大于265V(+20％)，或者低于175V(-20％)时本实用新型提供的保护电路启动，通过控制芯片关闭MOS管的方式，停止开关电源工作，避免开关电源故障。具体而言，在电压超过额定电压的±20％时，本实用新型提供的保护电路会将开关电源控制芯片VDD引脚的供电拉到低电平，从而使控制芯片处于关闭状态，开关电源不会启动。只有输入电压在正常范围内时，由辅助电源提供的17V电压满足开关电源控制芯片VDD启动电压条件，电源才会正常工作。
本实用新型采用过压欠压保护电路，可以使开关电源在输入电网波动较大，电压过高或过低，通过关闭控制芯片工作，避免开关电源工作不稳定甚至造成MOS管损坏的情况，可以大大减少了产品故障率。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种开关电源输入过、欠压保护电路的电路图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示，本实施例中的开关电源包括由交流电输入至直流电输出依次连接的AC/DC整流滤波单元、DC/DC变换器及高频整流滤波单元，高频整流滤波单元的直流输出还连接检测反馈电路，检测反馈单元与集成了MOS管的控制芯片IC1(型号为VIPER12A)相连，开关电源控制单元控制DC/DC变换器，开关电源控制单元的供电端与高频整流滤波单元相连。DC/DC变换器就是高频变压器及其附属电路，控制芯片IC1控制内部的MOS管通过DC/DC变换器完成电源的能量传递，检测反馈单元检测输出电压，反馈到控制芯片IC1用来控制MOS管驱动从而控制输出电压稳定。
除上述电子元件外，图1中其他详细电路就是本实用新型设计的保护电路，包括采样电阻R1，采样电阻R1的一端连接到直流母线正极，采样电阻R1的另一端连接采样电阻R2的一端，采样电阻R2的另一端分别连接稳压二极管Z1的阴极、二极管D5的阴极和采样电阻R3的一端，采样电阻R3的另一端接地，稳压二极管Z1的正极连接到三极管Q1的基极，二极管D5的阳极连接到三极管Q2的基极。
电路中NPN型三极管Q1，PNP型三极管Q2作为触发控制芯片保护的器件，三极管Q1的发射极接地，三极管Q2的集电极接地，三极管Q1的集电极分别连接三极管Q2的发射极及电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接开关电源控制芯片IC1的4号脚，接地电容C1、稳压二极管Z2的阴极和电阻R5的一端共同连接到开关电源控制芯片IC1的4号脚，稳压二极管Z2的正极接地，电阻R5的另一端连接二极管D6的负极，二极管D6的正极连接到辅助电源的17V输出。开关电源控制芯片IC1的1、2号脚共同接地，检测反馈单元分别连接接地电容C2及开关电源控制芯片IC1的3号脚，开关电源控制芯片IC1的5、6、7、8脚共同连接到DC/DC变换器的变压器。
额定市电交流220V时对应直流母线电压U+是310V高压，本实用新型提供的保护电路工作原理是：通过连接到AC/DC整流滤波单元输出正极的采样电阻R1、采样电阻R2及采样电阻R3分压，在取压点A降到低压，选取采样电阻R1和采样电阻R2的阻值都是100KΩ，采样电阻R3取13KΩ，对应取压点A的电压是310*R3/(R1+R2+R3)，则取压点A电压UA等于18.9V。这里稳压二极管Z1选用22V稳压管，电路中DC/DC变换器辅助输出电源是17V，开关电源控制芯片IC1的4号脚VDD得到16.3V供电，三极管Q1和三极管Q2均处于截止状态。因为VDD是16.3V高于开关电源控制芯片IC1的启动电压14.5V，所以开关电源控制芯片IC1启动，开关电源正常工作。
当输入交流电压高于265V时，母线电压U+达到371V，计算出电压UA约等于22.7V，三极管Q1导通，VDD通过电阻R4接地，开关电源控制芯片IC1关闭MOS管，开关电源停止工作。按照VDD等于16.3V计算，电压UA低于15V时三极管Q2导通，同样使电阻R4接地，导致开关电源控制芯片IC1关闭达到保护开关电源的目的，对应电压UA低于15V时，U+低于246V，对应输入交流低于约175V，这样就达到了过、欠压保护的目的。
本实用新型经过实验电路测试，保护电路能够可靠工作，保护电压误差在可控范围内，满足设计要求。
Claims (2)
1.一种开关电源输入过、欠压保护电路，所述开关电源包括由交流电输入至直流电输出依次连接的AC/DC整流滤波单元、DC/DC变换器及高频整流滤波单元，高频整流滤波单元的直流输出还连接检测反馈电路，检测反馈单元与开关电源控制单元相连，开关电源控制单元控制DC/DC变换器，开关电源控制单元的供电端与高频整流滤波单元相连，其特征在于，所述保护电路包括分压采样单元，分压采样单元通过采样点输出采样电压，采样点分别与稳压二极管Z1及二极管D5的阴极相连，稳压二极管Z1的阳极与三极管Q1的基极相连，二极管D5的阳极与二极管Q2的基极相连，三极管Q1的发射极及三极管Q2的集电极接地，三极管Q1的集电极与三极管Q2的发射极相连后连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接开关电源控制单元的供电端。
2.如权利要求1所述的一种开关电源输入过、欠压保护电路，其特征在于，所述分压采样单元包括串联在所述AC/DC整流滤波单元的输出端与地之间的串联电阻，串联电阻中的至少一个电阻的一端形成所述采样电压。
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| CN202020497690.7U CN212063482U (zh) | 2020-04-08 | 2020-04-08 | 一种开关电源输入过、欠压保护电路 |
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| CN113495208A (zh) * | 2021-06-10 | 2021-10-12 | 广州亚美信息科技有限公司 | 实装电路板电源电路测试装置、测试系统和方法 |
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2020
- 2020-04-08 CN CN202020497690.7U patent/CN212063482U/zh active Active
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| CN113495208B (zh) * | 2021-06-10 | 2023-12-26 | 广州亚美信息科技有限公司 | 实装电路板电源电路测试装置、测试系统和方法 |
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