CN212343314U - 一种用于电源模组的可关断电源ic的主备电转换检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于电源模组的可关断电源IC的主备电转换检测电路，其包括：输入电压模块、参考电压模块、比较器、光耦模块以及电源IC控制模块；输入电压模块与电源模组的AC输入端连接，用于对AC输入端的电压进行滤波分压，比较器将输入电压模块以及参考电压模块的输出电压进行比较，在输入电压模块的输出电压过低时使得光耦模块断开，并通过电源IC控制模块控制电源IC关断。本实用新型的主备电转换检测电路可持续检测AC输入端的输入电压，并在输入电压欠压时自动关闭电源IC，同时在输入电压正常时打开电源IC，从而实现对电源IC的欠压保护，避免其在低电压的情况下长期工作导致的发热甚至烧毁的问题。

Description

一种用于电源模组的可关断电源IC的主备电转换检测电路

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种用于电源模组的可关断电源IC的主备电转换检测电路。

背景技术

在消防灯、通信设备或部分医疗设备中，通常采用主电(交流市电)和备电(电池)相互备份的方式，以提高设备的可靠性，避免停电情况下设备失效。上述的设备中，通常会具有主备电转换装置，用于在主电失效的时候切换至备电进行供电。

现有的检测电路通常包括采样电路、继电器、单片机等原件构成。现有的主备电切换电路在切换过程中通常只进行线路的切换，不会对主电和备电进行控制。这种方式结构简单，具有较低的成本，但是在特殊情况下可靠性不足。

例如，当主电的电压过低，设备切换至备电供电时，如果主电源的电源IC没有关断，则电源IC会持续进行工作。在此情况下，由于输入电压过低，电源IC的导通周期会边长，这会使得低输入电压工作时电源IC发热严重，甚至烧毁电源，造成安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种用于电源模组的可关断电源IC的主备电转换检测电路，该电路通过在检测到电源模组输入电压过低时提示控制模块切换至备电，同时关断电源IC，以解决现有技术中存在的问题。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种于电源模组的可关断电源IC的主备电转换检测电路，所述电源模组包括用于进行斩波的电源IC，所述电源IC具有一个使能端，所述主备电转换检测电路包括：

输入电压模块，与电源模组的AC输入端连接，用于将所述电源模组的输入电压转换为脉冲直流电，并将脉冲直流电分压后输出；

参考电压模块，用于生成参考电压；

比较器，其同向端与所述参考电压模块的输出端连接，其反相端与所述输入电压模块的输出端连接；所述比较器的输出端通过两个串联的上拉电阻与VCC端连接；

光耦模块，其输入端的负极与和正极分别与所述比较器的输出端以及两个所述上拉电阻的连接点进行连接；所述光耦模块的输出端与控制模块连接；

电源IC控制模块，其输出端与所述电源IC的使能端连接，其输入端与所述比较器的输出端连接，用于在其输入端为高电平时，将所述电源IC的使能端置为低电平以关断所述电源IC。

本实用新型的进一步改进在于，所述输入电压模块包括：

两个二极管，其阳极分别与AC输入端的两个引脚连接，其阴极均与第三电阻的第一端连接；所述第三电阻的第二端为所述输入电压模块的输出端；

滤波电路，包括第六电容、第九电阻以及第十电阻；所述第九电阻与所述第十电阻串联，串联后二者与所述第六电容并联；所述第六电容的一端接地，另一端与所述第三电阻第二端连接。

本实用新型的进一步改进在于，所述滤波电路连接有抖动消除模块；所述抖动消除模块包括：

第二晶体管，其源极接地，其漏极与第九电阻以及第十电阻的连接点进行连接；其栅极和源极之间连接有第十一电阻；其栅极通过第十二电阻与所述比较器的输出端连接。

本实用新型的进一步改进在于，所述电源模组还包括整流模块、变压器以及输出滤波模块；

所述整流模块的输入端与所述AC输入端连接，其输出端的负极接地；

所述变压器的原边的一端与所述整流模块的输出端的正极连接，另一端与所述电源IC连接；所述变压器的副边与所述输出滤波模块连接；

所述VCC端连接有线性稳压模块，所述线性稳压模块的输入端与所述整流模块的输出端连接。

本实用新型的进一步改进在于，所述参考电压模块包括可控精密稳压源以及第四电容；所述可控精密稳压源的阳极接地；所述第四电容连接在所述可控精密稳压源的阳极和参考端之间；所述可控精密稳压源的阴极与所述参考端以及所述比较器的同向端连接；所述比较器的同向端通过第四电阻与VCC端连接。

本实用新型的优点是：

(1)可持续检测AC输入端的输入电压，并在输入电压欠压时自动关闭电源IC，同时在输入电压正常时打开电源IC，从而实现对电源IC的欠压保护，避免其在低电压的情况下长期工作导致的发热甚至烧毁的问题；

(2)采用抖动消除模块使得AC输入端的输入电压在上升过程和下降过程中具有不同的欠压临界值，使得主备电转换检测电路具有回滞特性，避免AC输入电压处于欠压临界值附近时主备电反复切换导致的供电波动。

附图说明

图1为用于电源模组的可关断电源IC的主备电转换检测电路的原理图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

实施例：如图1所示，本实用新型的实施例包括一种用于电源模组的可关断电源IC的主备电转换检测电路。该备电转换检测电路用于交流供电的电源模组，用于监测电源模组的输入交流电压是否欠压，并在输入交流电压欠压时向控制模块IC4发送信号，提示其切换供电方式，同时关断电源IC(图1中的IC1)。

本实施例涉及的电源模组包括：用于进行斩波的电源IC、整流模块、变压器以及输出滤波模块。具体的，整流模块包括整流电桥DB1以及电解电容C1。整流模块的输入端与AC输入端连接，其输出端的负极接地；正极与变压器T1的原边绕组的一端连接，其原边绕组的另一端与电源IC连接，电源IC用于进行斩波。变压器T1的副边与输出滤波模块连接。输出滤波模块包括二极管D1以及电解电容C2。电源IC具有一个使能端，当使能端为低电平时，其处于工作状态，使能端处于高电平或悬空状态时，电源IC处于工作状态。

如图1所示，本实施例的主备电转换检测电路包括：输入电压模块1、参考电压模块、比较器IC3、光耦模块OP1、电源IC控制模块2以及抖动消除模块3。具体的：

输入电压模块1与电源模组的AC输入端连接，其包括电容和电阻构成的滤波电路，用于将电源模组的输入电压转换为脉冲直流电，并将脉冲直流电分压后输出。

在一个具体实施例中，输入电压模块1包括两个二极管D2、D3，二极管D2、D3的阳极分别与AC输入端的AC2引脚和AC1引脚连接。二极管D2、D3的阴极均与第三电阻R3的第一端连接。第三电阻R3的第二端为输入电压模块1的输出端。输入电压模块1的滤波电路包括第六电容C6、第九电阻R9以及第十电阻R10。第九电阻R9与第十电阻R10串联后与第六电容C6并联。第六电容C6的一端接地，另一端与第三电阻R3第二端连接。

参考电压模块用于生成参考电压。参考电压模块包括可控精密稳压源IC2以及第四电容C4。可控精密稳压源IC2采用TL431芯片进行实现，其阳极接地，第四电容C4连接在可控精密稳压源IC2的阳极和参考端之间。可控精密稳压源IC2的阴极与参考端以及比较器IC3的同向端连接。比较器的同向端通过第四电阻R4与VCC端连接。

在一个具体实施例中，参考电压模块以及输入电压模块1的输出电压应该满足当AC输入端的输入电压处于欠压临界值时，输入电压模块1的输出电压的最低值等于参考电压模块的输出电压。参考电压模块采用TL431芯片实现，其配置方式是本领域的惯用技术手段。输入电压模块1为电阻电容构成的电路网络，其输出电压可也根据需求进行调节。图1中给出了一种具体实施方式，图中给出了参考电压模块以及输入电压模块1的各元件的参数。该参数对应的欠压临界值为165V。

比较器IC3的同向端与参考电压模块的输出端连接，其反相端与输入电压模块1的输出端连接。比较器IC3的输出端通过两个串联的上拉电阻R5、R6与VCC端连接。当AC输入端的输入电压低于欠压临界值时，比较器IC3的输出端处于高阻态，受上拉电阻R5、R6的影响，此时比较器IC3的输出端为高电平；反之，比较器IC3的输出端为低电平。

光耦模块OP1的输入端的负极与和正极分别与比较器IC3的输出端以及两个上拉电阻R5、R6的连接点进行连接。光耦模块OP1的输出端与控制模块IC4连接。当AC输入端的输入电压高于欠压临界值时，比较器IC3的输出端为低电平，上拉电阻R6两端具有一定的电压，使得光耦模块发光，从而使得控制模块IC4的相应引脚接收到高电平信号。当AC输入端的输入电压低于欠压临界值时，比较器IC3的输出端处于高电平状态，此时光耦模块OP1不发光，此时控制模块IC4的相应引脚接收到低电平信号。本实施例中，控制模块IC4为MCU，光耦可起到隔离的作用。控制模块IC4可根据主备电转换检测电路的检测结果进行主备电切换。

电源IC控制模块2以及抖动消除模块3的结构相似。二者采用NMOS晶体管进行实现，二者的控制端均与比较器IC3的输出端连接。当AC输入端的输入电压低于欠压临界值时，比较器IC3的输出端处于高电平，使得电源IC控制模块2以及抖动消除模块3的NMOS导通。

为了实现上述功能，在一个具体实施例中，电源IC控制模块2包括第二电阻R2、第三电容C3、第一电阻R1以及MOS管Q1。MOS管Q1的源极接地，漏极与电源IC的使能端连接。第一电阻R1、第三电容C3均连接在MOS管Q1的源极和栅极之间。第二电阻R2的一端与MOS管Q1的栅极连接，另一端作为电源IC控制模块2的控制端与比较器IC3的输出端连接。当MOS管Q1源极漏极导通时，电源IC的使能端处于低电平，电源IC处于关闭状态，反之电源IC处于工作状态。

在一个具体实施例中，抖动消除模块3包括第二晶体管Q2，其源极接地，其漏极与第九电阻R9以及第十电阻R10的连接点连接在一起；其栅极和源极之间连接有第十一电阻R11；其栅极通过第十二电阻R12与比较器IC3的输出端连接。

AC输入端的输入电压下降至欠压临界值时，由于输入电压模块1输出的电压是脉动直流电，其具有直流成分和交流成分，在AC输入端的输入电压继续下降的过程中，输入电压模块1输出的电压会在参考电压模块的输出电压上下波动，这会导致比较器IC3的输出端的状态反复变化。

通过引入抖动消除模块3，在输入电压首次降低至欠压临界值以下时，比较器IC3的输出端进入高电平状态，使得抖动消除模块3中的MOS管Q2导通。MOS管Q2导通后，输入电压模块1中的第十电阻R10两端短接，使得第六电容C6迅速放电，同时降低了输入电压模块1的输出端的分压比例，从而使得输入电压模块1输出的电压值迅速降低，避免其在参考电压模块的输出电压上下波动导致比较器IC3的输出端的状态反复变化。

在AC输入端的输入电压低于欠压临界值时，本实施例的主备电转换检测电路还可检测输入电压是否恢复至欠压临界值以上。AC输入端的输入电压高于欠压临界值时，比较器IC3的输出端进入低电平状态，同时光耦模块OP1导通、电源IC的使能端置空使其进入工作状态、抖动消除模块3中的MOS管Q2由导通变为截止状态。MOS管Q2变为截止状态，可使得输入电压模块1输出的电压值迅速升高，避免其在参考电压模块的输出电压上下波动导致比较器IC3的输出端的状态反复变化。

在本实施例中，通过采用抖动消除模块3并搭配合适的电路参数，使得AC输入端的输入电压上升至175V AC时，主备电转换检测电路判断输入的AC电压大于欠压临界值，同时控制电源IC启动；并使得AC输入端的输入电压下降至165V AC时，主备电转换检测电路判断输入的AC电压低于欠压临界值，同时控制电源IC关断。采用抖动消除模块3使得AC输入端的输入电压在上升过程和下降过程中具有不同的欠压临界值，使得主备电转换检测电路具有回滞特性，避免AC输入电压处于欠压临界值附近时主备电反复切换导致的供电波动。

以上的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、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 (5)

1.一种用于电源模组的可关断电源IC的主备电转换检测电路，所述电源模组包括用于进行斩波的电源IC，所述电源IC具有一个使能端，其特征在于所述主备电转换检测电路包括：

输入电压模块，与电源模组的AC输入端连接，用于将所述电源模组的输入电压转换为脉冲直流电，并将脉冲直流电分压后输出；

参考电压模块，用于生成参考电压；

比较器，其同向端与所述参考电压模块的输出端连接，其反相端与所述输入电压模块的输出端连接；所述比较器的输出端通过两个串联的上拉电阻与VCC端连接；

光耦模块，其输入端的负极和正极分别与所述比较器的输出端以及两个所述上拉电阻的连接点进行连接；所述光耦模块的输出端与控制模块连接；

电源IC控制模块，其输出端与所述电源IC的使能端连接，其输入端与所述比较器的输出端连接，用于在其输入端为高电平时，将所述电源IC的使能端置为低电平以关断所述电源IC。

2.根据权利要求1所述的一种用于电源模组的可关断电源IC的主备电转换检测电路，其特征在于，所述输入电压模块包括：

两个二极管，其阳极分别与AC输入端的两个引脚连接，其阴极均与第三电阻的第一端连接；所述第三电阻的第二端为所述输入电压模块的输出端；

滤波电路，包括第六电容、第九电阻以及第十电阻；所述第九电阻与所述第十电阻串联，串联后二者与所述第六电容并联；所述第六电容的一端接地，另一端与所述第三电阻第二端连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于电源模组的可关断电源IC的主备电转换检测电路，其特征在于，所述滤波电路连接有抖动消除模块；所述抖动消除模块包括：

第二晶体管，其源极接地，其漏极与第九电阻以及第十电阻的连接点进行连接；其栅极和源极之间连接有第十一电阻；其栅极通过第十二电阻与所述比较器的输出端连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于电源模组的可关断电源IC的主备电转换检测电路，其特征在于，所述电源模组还包括整流模块、变压器以及输出滤波模块；

所述整流模块的输入端与所述AC输入端连接，其输出端的负极接地；

所述变压器的原边的一端与所述整流模块的输出端的正极连接，另一端与所述电源IC连接；所述变压器的副边与所述输出滤波模块连接；

所述VCC端连接有线性稳压模块，所述线性稳压模块的输入端与所述整流模块的输出端连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于电源模组的可关断电源IC的主备电转换检测电路，其特征在于，所述参考电压模块包括可控精密稳压源以及第四电容；所述可控精密稳压源的阳极接地；所述第四电容连接在所述可控精密稳压源的阳极和参考端之间；所述可控精密稳压源的阴极与所述参考端以及所述比较器的同向端连接；所述比较器的同向端通过第四电阻与VCC端连接。

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