CN212660100U - 过压保护电路和反激式开关电源 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种过压保护电路和反激式开关电源，其中保护电路包括：过压检测模块，其输入端用于与电源连接；电压限制模块，包括被限制端和参考端，所述被限制端分别与所述过压检测模块的输出端和开关电源的反馈电压输入端连接，所述参考端接地；滤波模块，一端分别与所述过压检测模块的输出端所述被限制端和开关电源的反馈电压输入端连接，另一端接地。在电压经过过压检测模块时，可以获得不同的过电压保护动作点的电压值，电压限制模块将电压限制合理范围内，可以保护开关电源的反馈电压输入端不至于被过电压而损坏，滤波模块可以对开关电源的反馈电压输入端的电压吸收尖峰干扰脉冲，可以有效防止过压烧毁电源控制芯片。

Description

过压保护电路和反激式开关电源

技术领域

本申请涉及电源技术领域，具体而言，涉及一种过压保护电路和反激式开关电源。

背景技术

由于现有的很多反激式开关电源技术方案，当输入端发生过电压时，没有一种保护机制，使开关电源过电压而停止工作，从而会使电源的开关管因为过电压而损坏。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种过压保护电路和反激式开关电源，以解决开关电源输入端发生过压时，导致开关电源由于过压而损坏的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种过压保护电路，用于反激式开关电源，所述保护电路包括：过压检测模块，其输入端用于与电源连接；电压限制模块，包括被限制端和参考端，所述被限制端分别与所述过压检测模块的输出端和开关电源的反馈电压输出端连接，所述参考端接地；滤波模块，一端分别与所述过压检测模块的输出端所述被限制端和开关电源的反馈电压输出端连接，另一端接地。

可选地，所述过压检测模块包括：瞬态二极管，其中，负极用于与所述电源连接，正极为所述过压检测模块的输出端。

可选地，所述过压检测模块还包括：限流电阻，一端与所述瞬态二极管的负极连接，另一端用于与所述电源连接。

可选地，所述电压限制模块包括：钳位二极管，所述钳位二极管的负极与分别与所述过压检测模块的输出端和开关电源的反馈电压输出端连接，所述钳位二极管的正极接地。

可选地，所述滤波模块包括：电容，一端分别与所述过压检测模块的输出端所述被限制端和开关电源的反馈电压输出端连接，另一端接地。

可选地，所述滤波模块还包括：放电电阻，与所述电容并联连接。

可选地，过压保护电路还包括：隔离模块，一端分别与所述过压检测模块的输出端所述被限制端和开关电源的反馈电压输出端连接，另一端用于与所述开关电源的反馈电压输出端。

可选地，所述隔离模块包括：二极管，所述二极管的正极分别与所述过压检测模块的输出端所述被限制端和开关电源的反馈电压输出端连接，所述二极管的负极用于与所述开关电源的反馈电压输出端。

根据第二方面，本实用新型提出了一种反激式开关电源，包括：反馈电压输出端；如上述第一方面任意一项所述过压保护电路，其中，所述过压保护电路的过压检测模块输入端与所述反激式开关电源的输入端连接；所述反馈电压输出端与所述过压保护电路的压检测模块的输出端连接。

可选地，所述反激式开关电源包括反激式AC/DC和/或反激式DC/DC。

在电压经过过压检测模块时，可以获得不同的过电压保护动作点的电压值，电压限制模块将电压限制合理范围内，可以保护开关电源的反馈电压输出端不至于被过电压而损坏，滤波模块一端与过压检测模块的输出端所述被限制端和开关电源的反馈电压输出端可以对开关电源的反馈电压输出端的电压吸收尖峰干扰脉冲，同样对开关电源进行保护，可以有效防止过压烧毁电源控制芯片。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的过压保护电路模块化示意图；

图2是根据本申请实施例的过压保护电路原理程示意图；

图3是根据本申请实施例的瞬态二极管的伏安特性曲线示意图；

图4是根据本申请实施例的反激式开关电源电路原理示意图；

图5是根据本申请实施例的另一反激式开关电源电路原理示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

正如背景技术所述，现在的家用电器产品、工业自动化控制等领域，只要有用电子电路的地方，已经普片采用开关电源为电子电路供电的方案。而这些小功率的开关电源方案，则又以反激式开关电源应用为主。发明人发现，有时存在在反激式开关电源使用的过程中出现开关管与电源控制芯片共同烧毁的现象。经过发明人研究发现，由于反激式开关电源工作时，变压器次级会有反射到初级的电压(与变压器原副边匝比有关)，同时变压器的漏感会导致开关管关断瞬间产生比较高的尖脉冲，上述两部分电压和开关电源输入电压相互迭加后，一起加在开关管上，使开关管承受较高的应力，使得开关电源输入一旦过电压就可能将开关管连带控制芯片一同烧毁的现象。基于此，发明人提出了一种过压保护电路，适用于反激式开关电源，如图1所示，该过压保护电路包括：

过压检测模块10，其输入端用于与电源连接；电压限制模块20，包括被限制端和参考端，所述被限制端分别与所述过压检测模块的输出端和开关电源的反馈电压输出端FB连接，所述参考端接地；滤波模块30，一端分别与所述过压检测模块的输出端所述被限制端和开关电源的反馈电压输出端FB连接，另一端接地GND。

在电压经过过压检测模块10时，可以获得不同的过电压保护动作点的电压值，电压限制模块20将电压限制合理范围内，可以保护开关电源的反馈电压输出端FB不至于被过电压而损坏，滤波模块30一端与过压检测模块10的输出端所述被限制端和开关电源的反馈电压输出端FB可以对开关电源的反馈电压输出端FB的电压吸收尖峰干扰脉冲，同样对开关电源进行保护，可以有效防止过压烧毁电源控制芯片。

作为示例性的实施例，如图2所示，过压检测模块10包括：瞬态二极管 TVS1，其中，负极用于与所述电源连接，正极为所述过压检测模块10的输出端。可选地，过压检测模块还包括：限流电阻R3，一端与所述瞬态二极管TVS1 的负极连接，另一端用于与所述电源连接。即限流电阻R3与瞬态二极管TVS1 串联，限流电阻R3设置在瞬态二极管TVS1和电源之间。

作为示例性的实施例，如图2所示，所述电压限制模块20包括：钳位二极管ZD1，所述钳位二极管ZD1的负极与分别与所述过压检测模块10的输出端和开关电源的反馈电压输出端FB连接，所述钳位二极管ZD1的正极接地，所示钳位二极管ZD1包括钳位齐纳二极管。

作为示例性的实施例，如图2所示，所述滤波模块30包括：电容C2，一端分别与所述过压检测模块10的输出端所述被限制端和开关电源的反馈电压输出端FB连接，另一端接地。可选地，所述滤波模块30还包括：放电电阻 R1，与所述电容C2并联连接。放电电阻R1为电容C2的放电电阻R1，同时也起到吸收瞬态二极管TVS1关断时的漏电流，另一方面放电电阻R1的作用可以一定程度提高电路的响应时间。

作为示例性的实施例，过压保护电路还可以包括隔离模块40，以对电源控制芯片正常工作状态时进行隔离，一端分别与所述过压检测模块10的输出端所述被限制端和开关电源的反馈电压输出端FB连接，另一端用于与所述开关电源的反馈电压输出端FB。示例性的，隔离模块40包括：二极管D2，所述二极管D2的正极分别与所述过压检测模块10的输出端所述被限制端和开关电源的反馈电压输出端FB连接，所述二极管D2的负极用于与所述开关电源的反馈电压输出端FB。

下面示例性的对过压保护电路的原理进行详细介绍。如图2所示，过压检测模块10的输入端接入开关电源原边电压输入母线，地可以接入开关电源芯片地，开关电源的反馈电压输出端FB为开关电源芯片的输出反馈电压参考脚。限流电阻R3和瞬态二极管TVS1构成了过压检测模块10，选择不同电压的TVS管，可以获得不同的过电压保护动作点。ZD1为钳位齐纳二极管，用于保护芯片的FB脚不至于被过电压而损坏。电容C2用于滤波，用于吸收尖峰干扰脉冲。放电电阻R1为电容C2的放电电阻R1，同时也起到吸收瞬态二极管TVS1关断时的漏电流，另一方面电阻R1的作用可以一定程度提高电路的响应时间。如图3所示，由于瞬态二极管TVS1具有和齐纳二极管相同的伏安特性，电路正常工作时，V_IN＜V_br，瞬态二极管TVS1可认为处于关断状态，其中，V_IN为开关电源原边电压输入母线的输入电压；V_br为瞬态二极管TVS1 的击穿电压。电容C2上的电压基本上为0，二极管D2因反向偏置而截止，电源控制芯片反馈电压输出端FBFB工作在正常的输出电压反馈状态。当输入电压V_IN大于V_br后，瞬态二极管TVS1中的电流迅速增加而处于导通状态，电容C2上的电压迅速升高，当V_C2-V_D2＞V_FB时，芯片立即停止工作。

在本实施例中，下面将详细介绍电路元器件参数的选择。

电压限制模块20中的钳位二极管ZD1的钳位值(稳压)确定：设电源控制芯片U1的反馈电压输出端FBFB最高耐压为V_FBM，FB参考电压基准值为 V_FB，钳位二极管ZD1的钳位电压为V_ZD1，二极管D2正向压降为V_D2，则V_ZD1可按照下式选择：

VFB＜(VZD1-VD2)＜VFBM

过压检测模块10的瞬态二极管TVS1的击穿电压V_br确定：设输入电压保护点为V_IVP,则V_br的值按照下式计算：

V_br＝V_IVP-V_D2-V_FB

过压检测模块10中的限流电阻R3阻值的确定：当瞬态二极管TVS1由于过压而击穿导通时，以限制瞬态二极管TVS1中的电流峰值建议不超过2mA 为宜，设过压时最高电压为V_INM，则R₃的值按照下式计算：

R₃＝(V_INM-V_IVP)/2mA

本实施例还提供了一种开关电源，如图4和图5示出的示例性的开关电源电路，其中开关电源电路包括：反馈电压输出端FB；

上述实施例中描述的过压保护电路，其中，所述过压保护电路的过压检测模块输入端与所述反激式开关电源的输入端连接；所述反馈电压输出端FB与所述过压保护电路的压检测模块的输出端连接。

作为示例性的实施例，反激式开关电源包括反激式AC/DC和/或反激式 DC/DC。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种过压保护电路，其特征在于，用于反激式开关电源，所述保护电路包括：

过压检测模块，其输入端用于与电源连接；

电压限制模块，包括被限制端和参考端，所述被限制端分别与所述过压检测模块的输出端和开关电源的反馈电压输出端连接，所述参考端接地；

滤波模块，一端分别与所述过压检测模块的输出端所述被限制端和开关电源的反馈电压输出端连接，另一端接地。

2.如权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述过压检测模块包括：瞬态二极管，其中，负极用于与所述电源连接，正极为所述过压检测模块的输出端。

3.如权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于，所述过压检测模块还包括：限流电阻，一端与所述瞬态二极管的负极连接，另一端用于与所述电源连接。

4.如权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述电压限制模块包括：

钳位二极管，所述钳位二极管的负极与分别与所述过压检测模块的输出端和开关电源的反馈电压输出端连接，所述钳位二极管的正极接地。

5.如权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述滤波模块包括：电容，一端分别与所述过压检测模块的输出端所述被限制端和开关电源的反馈电压输出端连接，另一端接地。

6.如权利要求5所述的过压保护电路，其特征在于，所述滤波模块还包括：

放电电阻，与所述电容并联连接。

7.如权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，还包括：隔离模块，一端分别与所述过压检测模块的输出端所述被限制端和开关电源的反馈电压输出端连接，另一端用于与所述开关电源的反馈电压输出端。

8.如权利要求7所述的过压保护电路，其特征在于，所述隔离模块包括：

二极管，所述二极管的正极分别与所述过压检测模块的输出端所述被限制端和开关电源的反馈电压输出端连接，所述二极管的负极用于与所述开关电源的反馈电压输出端。

9.一种反激式开关电源，其特征在于，包括：

反馈电压输出端；

如权利要求1-8任意一项所述过压保护电路，其中，所述过压保护电路的过压检测模块输入端与反激式开关电源的输入端连接；

所述反馈电压输出端与所述过压保护电路的压检测模块的输出端连接。

10.如权利要求9所述的反激式开关电源，其特征在于，所述反激式开关电源包括反激式AC/DC和/或反激式DC/DC。

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