CN213302883U - 一种用于线性稳压基准的异常保护电路及驱动电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于线性稳压基准的异常保护电路及驱动电源，包括：输入电路、基准电路、输出电路、以及保护优化电路；输入电路的输入端连接输入信号，输入电路的输出端连接基准电路的输入端，基准电路的输出端连接输出电路并向输出电路产生基准电压；输出电路的输入端连接输入电路，输出电路的控制端连接基准电路，输出电路的输出端在输出电路根据基准电压导通导通时输出输出信号；保护优化电路与输出电路的输出端连接、在保护信号触发时降低电压电流应力。本实用新型可有效改善线性稳压基准的异常保护功能，命名保护过程更加稳定可靠，达到真正的异常保护，避免电源芯片及相关器件被损坏。

Description

一种用于线性稳压基准的异常保护电路及驱动电源

技术领域

本实用新型涉及过压保护的技术领域，更具体地说，涉及一种用于线性稳压基准的异常保护电路及驱动电源。

背景技术

电路保护设计的方法多种多样，最常用的就是使用集成芯片特有的某些功能实现保护，比如电源芯片的输入AC欠压保护，输出端过压保护等，芯片的固有功能设计简单方便，但是遇到某些芯片没有的特殊要求保护功能时，就需要设计外部电路进行相应的保护功能。实现特殊情况下出现的异常保护，比如AC输入过压保护，电源芯片基本没有这个功能，在有输入过压的特定场景下使用的电源就需要设计有过压保护的功能。

然而，现有的输入过压保护电路中，存在无法完全保护的现象，进而导致电源芯片及相关器件被损坏。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种用于线性稳压基准的异常保护电路及驱动电源。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于线性稳压基准的异常保护电路，包括：输入电路、基准电路、输出电路、以及保护优化电路；

所述输入电路的输入端连接输入信号，所述输入电路的输出端连接所述基准电路的输入端，所述基准电路的输出端连接所述输出电路并向所述输出电路产生基准电压；

所述输出电路的输入端连接所述输入电路，所述输出电路的控制端连接所述基准电路，所述输出电路的输出端在所述输出电路根据所述基准电压导通导通时输出输出信号；

所述保护优化电路与所述输出电路的输出端连接、在保护信号触发时降低电压电流应力。

优选地，所述输入电路包括：第一单向导通电路、限流电路、以及第一滤波电路；

所述第一单向导通电路的输入端接入所述输入信号，所述第一单向导通电路的输入端连接所述限流电路的输入端，所述限流电路的输出端连接所述输出电路的输入端和所述第一滤波电路。

优选地，所述第一单向导通电路包括：二极管。

优选地，所述限流电路包括至少一个限流电阻。

优选地，所述第一单向导通电路包括：第一二极管；所述限流电路包括：第一电阻、第二电阻；所述第一滤波电路包括：第一滤波电容；

所述第一二极管的阳极接入所述输入信号，所述第一二极管的阴极连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接所述第一滤波电容的第一端、所述基准电路的输入端和所述输出电路的输入端，所述第二电阻与所述第一电阻并联，所述第一滤波电容的第二端接地。

优选地，所述基准电路包括：第三电阻、第四二极管、以及第一稳压管；

所述第三电阻的第一端作为所述基准电路的输入端连接所述第一电阻的第二端，所述第三电阻的第二端连接所述输出电路的控制端和所述第四二极管的阳极，所述第四二极管的阴极连接所述第一稳压管的阴极，所述第一稳压管的阳极接地。

优选地，所述输出电路包括：开关电路、第二单向导通电路以及第二滤波电路；

所述开关电路的输入端作为所述输出电路的输入端连接所述输入电路的输出端，所述开关电路的控制端作为所述输出电路的控制端连接所述基准电路，所述开关电路的输出端连接所述第二单向导通电路的输入端，所述第二单向导通电路的输出端连接所述第二滤波电路并输出所述输出信号。

优选地，所述开关电路包括：三极管；所述第二单向导通电路包括：第二二极管；所述第二滤波电路包括：第二滤波电容和第三滤波电容；

所述三极管的集电极作为所述开关电路的输入端连接所述第一电阻的第二端，所述三极管的发射极作为所述开关电路的输出端连接所述第二二极管的阳极，所述三极管的基极作为所述开关电路的控制端连接所述第三电阻的第二端和所述第四二极管的阳极；

所述第二二极管的阴极连接所述第二滤波电容的第一端和所述第三滤波电容的第一端并输出输出信号，所述第二滤波电容的第二端和所述第三滤波电容的第二端接地。

优选地，所述保护优化电路包括：第三二极管；

所述第三二极管的阳极连接所述第二二极管的阴极，所述第三二极管的阴极连接所述第四二极管的阴极和所述第一稳压管的阴极。

本实用新型还提供一种驱动电源，包括以上所述的用于线性稳压基准的异常保护电路。

实施本实用新型的用于线性稳压基准的异常保护电路及驱动电源，具有以下有益效果：包括：输入电路、基准电路、输出电路、以及保护优化电路；输入电路的输入端连接输入信号，输入电路的输出端连接基准电路的输入端，基准电路的输出端连接输出电路并向输出电路产生基准电压；输出电路的输入端连接输入电路，输出电路的控制端连接基准电路，输出电路的输出端在输出电路根据基准电压导通导通时输出输出信号；保护优化电路与输出电路的输出端连接、在保护信号触发时降低电压电流应力。本实用新型可有效改善线性稳压基准的异常保护功能，命名保护过程更加稳定可靠，达到真正的异常保护，避免电源芯片及相关器件被损坏。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例提供的用于线性稳压基准的异常保护电路的原理框图；

图2是本实用新型实施例提供的用于线性稳压基准的异常保护电路的电路图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

参考图1，图1为本实用新型提供的用于线性稳压基准的异常保护电路各实施例一可选的实施例的原理框图。该电路可应用于电源供应装置，如利用线性VCC供电，在异常状态下关闭VCC进行保护的线路中。其中，电源供应装置可以为照明驱动电源，如LED驱动电源等。

具体的，如图1所示，该用于线性稳压基准的异常保护电路，其特征在于，包括：输入电路11、基准电路12、输出电路13、以及保护优化电路14。

其中，输入电路11的输入端连接输入信号，输入电路11的输出端连接基准电路12的输入端，基准电路12的输出端连接输出电路13并向输出电路13产生基准电压。输出电路13的输入端连接输入电路11，输出电路13的控制端连接基准电路12，输出电路13的输出端在输出电路13根据基准电压导通导通时输出输出信号；保护优化电路14与输出电路13的输出端连接、在保护信号触发时降低电压电流应力。

具体的，该输入电路11用于接收输入信号，并对输入信号进行整流滤波处理。该基准电路12用于根据输入电路11输出的经过整流滤波处理后的信号产生一个稳定的基准电压，该基准电压可用于控制输出电路13导通，以使得输出电路13在导通时向输出端输出稳定的输出信号。该保护优化电路14用于在输出电路13的输出端触发保护信号时，有效降低电压电流应力，以达到更加平滑稳定的进入保护状态。

可选的，在一些实施例中，该输入电路11可包括：第一单向导通电路、限流电路、以及第一滤波电路。

第一单向导通电路的输入端接入输入信号，第一单向导通电路的输入端连接限流电路的输入端，限流电路的输出端连接输出电路13的输入端和第一滤波电路。

可选的，该第一单向导通电路包括：二极管。该限流电路包括至少一个限流电阻。其中，当限流电路采用多个限流电阻时，多个限流电阻可采用串联、并联或者串并联的方式实现。

进一步地，在一些实施例中，该输出电路13包括：开关电路、第二单向导通电路以及第二滤波电路。

开关电路的输入端作为输出电路13的输入端连接输入电路11的输出端，开关电路的控制端作为输出电路13的控制端连接基准电路12，开关电路的输出端连接第二单向导通电路的输入端，第二单向导通电路的输出端连接第二滤波电路并输出输出信号。

以下以一个具体实施例进行说明。

如图2所示，在该实施例中第一单向导通电路包括：第一二极管D1；限流电路包括：第一电阻R1、第二电阻R2；第一滤波电路包括：第一滤波电容CE1。基准电路12包括：第三电阻R3、第四二极管D4、以及第一稳压管ZD1。开关电路包括：三极管Q1；第二单向导通电路包括：第二二极管D2；第二滤波电路包括：第二滤波电容CE2和第三滤波电容C3。保护优化电路14包括：第三二极管D3。其中，如图2所示，第三二极管D3和第四二极管D4为一个双向二极管。VIN表示输入信号。VOUT表示输出信号。

具体的，如图2所示，第一二极管D1的阳极接入输入信号，第一二极管D1的阴极连接第一电阻R1的第一端，第一电阻R1的第二端连接第一滤波电容CE1的第一端、基准电路12的输入端和输出电路13的输入端(三极管Q1的集电极)，第二电阻R2与第一电阻R1并联，第一滤波电容CE1的第二端接地。

第三电阻R3的第一端作为基准电路12的输入端连接第一电阻R1的第二端，第三电阻R3的第二端连接输出电路13的控制端(三极管Q1的基极)和第四二极管D4的阳极，第四二极管D4的阴极连接第一稳压管ZD1的阴极，第一稳压管ZD1的阳极接地。

三极管Q1的集电极作为开关电路的输入端连接第一电阻R1的第二端，三极管Q1的发射极作为开关电路的输出端连接第二二极管D2的阳极，三极管Q1的基极作为开关电路的控制端连接第三电阻R3的第二端和第四二极管D4的阳极；第二二极管D2的阴极连接第二滤波电容CE2的第一端和第三滤波电容C3的第一端并输出输出信号，第二滤波电容CE2的第二端和第三滤波电容C3的第二端接地。

第三二极管D3的阳极连接第二二极管D2的阴极，第三二极管D3的阴极连接第四二极管D4的阴极和第一稳压管ZD1的阴极。

如图2所示，正常工作时，VIN信号通过第一二极管D1、第一电阻R1、第二电阻R2后，由第一滤波电容CE1电解滤波为稳定的直流信号。其中，第一二极管D1为整流二极管，可起到单向导通作用，同时起到整流作用，第一电阻R1和第二电阻R2为瞬态限流电阻，可避免VIN信号产生瞬变时产生在的电压应力，导致三极管Q1可靠性下降。VIN信号经过第一滤波电容CE1电解滤波后变为含有少量纹波的直流信号，该直流信号经过第三电阻R3、第四二极管D4、第一稳压管ZD1后形成一个稳定的基准电压。其中，第三电阻R3起限流作用，一般可设置一个合适的电流使得第一稳压管ZD1微过饱和偏置，从而保证第一稳压管ZD1产生的基准电压稳定。第二二极管D2单向导通，当三极管Q1的基极产生电压后，三极管Q1的基极和发射极产生偏置电压，三极管Q1的集电极和发射极导通，直流信号经过三极管Q1的发射极进入第二二极管D2、第二滤波电容CE2和第三滤波电容C3进行滤波后变为更加平滑稳定的电压信号(即输出信号)。其中，该电压信号的大小为基准信号减去三极和的基极和发射极偏置电压和第二二极管D2导通压降电压的值，如基准电压为18V，二极管压降为0.7V，三极管Q1偏置电压为0.7V，那么输出的VCC电压就是VOUT＝18V-0.7V-0.7V＝16.6V。

当触发保护信号时，VP点电压被拉低，VOUT电压通过第三二极管D3迅速放电，VOUT电压变为失效的低电平，同时三极管Q1的基极电压也被拉低为低电平，VIN整流后的直流电压无法通过三极管Q1流入第二滤波电容CE2，所以VOUT可以稳定的保持为低电频，外加的微小启动电流流入VOUT并流入第二滤波电容CE2后被第三二极管D3拉低，同时，在VP点电压被拉低时，由于VOUT有第二滤波电容CE2储能，所以能量充足，不能瞬间拉低，而第四二极管D4则可阻止三极管Q1的回流偏置效应，从而达到快速将VOUT拉低。具体的，通过设置第三二极管D3和第四二极管D4，由于二极管的单向导通性，当VP点电压被拉低时，三极管Q1的基极快速的变低一点时，短时间会出现三极管Q1集电极与发射极断流的情况从而导致三极管Q1的发射极与第二二极管D2之间出现了没有维持电压的电流而变为低电平，这个低电平的电压变低的速度远远快于VP点的电压变低的速度，这会让三极管Q1的基极到发射极产生偏压，使得三极管Q1的集电极与发射极再次导通，VIN电压又快速的为第二滤波电容CE2提供能量维持VOUT电压，所以会出现VOUT电压拉不低或拉低需要较长时间，同时产生非常大的器件损耗，因此，本实用新型通过设置第四二极管D4可阻止VP点电压对Q1三极管Q1的回流偏置效应，从而快速的将VOUT拉低。

通过实施本实用新型的异常保护电路可以有效解决在使用异常信号去控制拉低线性稳压三极管Q1的基极后，三极管Q1会关闭从三极管Q1集电极到发射极的通路后，三极管Q1发射极输出端因还有其他的辅助启动电路，这个启动电路会造成系统的反复微启动的问题，实现真正有异常保护。

进一步地，本实用新型的异常保护电路还可解决保护的触发及过渡过程却存在功耗大效率低的问题，从而导致热稳定性不好，保护器件在过渡状态下温升损耗大，保护点温漂严重的问题。即本申请通过设置第三二极管D3和第四二极管D4，从而在触发保护时可起到优化的作用，可抑制瞬态变化出现的反向偏置问题，准确的实现三极管Q1基极电压偏置的控制。

进一步地，本实用新型还提供一种驱动电源，该驱动电源可包括本实用新型实施例公开的用于线性稳压基准的异常保护电路。

以上实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，并不能限制本实用新型的保护范围。凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于线性稳压基准的异常保护电路，其特征在于，包括：输入电路、基准电路、输出电路、以及保护优化电路；

所述输入电路的输入端连接输入信号，所述输入电路的输出端连接所述基准电路的输入端，所述基准电路的输出端连接所述输出电路并向所述输出电路产生基准电压；

所述输出电路的输入端连接所述输入电路，所述输出电路的控制端连接所述基准电路，所述输出电路的输出端在所述输出电路根据所述基准电压导通导通时输出输出信号；

所述保护优化电路与所述输出电路的输出端连接、在保护信号触发时降低电压电流应力。

2.根据权利要求1所述的用于线性稳压基准的异常保护电路，其特征在于，所述输入电路包括：第一单向导通电路、限流电路、以及第一滤波电路；

所述第一单向导通电路的输入端接入所述输入信号，所述第一单向导通电路的输入端连接所述限流电路的输入端，所述限流电路的输出端连接所述输出电路的输入端和所述第一滤波电路。

3.根据权利要求2所述的用于线性稳压基准的异常保护电路，其特征在于，所述第一单向导通电路包括：二极管。

4.根据权利要求2所述的用于线性稳压基准的异常保护电路，其特征在于，所述限流电路包括至少一个限流电阻。

5.根据权利要求2所述的用于线性稳压基准的异常保护电路，其特征在于，所述第一单向导通电路包括：第一二极管；所述限流电路包括：第一电阻、第二电阻；所述第一滤波电路包括：第一滤波电容；

所述第一二极管的阳极接入所述输入信号，所述第一二极管的阴极连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接所述第一滤波电容的第一端、所述基准电路的输入端和所述输出电路的输入端，所述第二电阻与所述第一电阻并联，所述第一滤波电容的第二端接地。

6.根据权利要求5所述的用于线性稳压基准的异常保护电路，其特征在于，所述基准电路包括：第三电阻、第四二极管、以及第一稳压管；

所述第三电阻的第一端作为所述基准电路的输入端连接所述第一电阻的第二端，所述第三电阻的第二端连接所述输出电路的控制端和所述第四二极管的阳极，所述第四二极管的阴极连接所述第一稳压管的阴极，所述第一稳压管的阳极接地。

7.根据权利要求6所述的用于线性稳压基准的异常保护电路，其特征在于，所述输出电路包括：开关电路、第二单向导通电路以及第二滤波电路；

所述开关电路的输入端作为所述输出电路的输入端连接所述输入电路的输出端，所述开关电路的控制端作为所述输出电路的控制端连接所述基准电路，所述开关电路的输出端连接所述第二单向导通电路的输入端，所述第二单向导通电路的输出端连接所述第二滤波电路并输出所述输出信号。

8.根据权利要求7所述的用于线性稳压基准的异常保护电路，其特征在于，所述开关电路包括：三极管；所述第二单向导通电路包括：第二二极管；所述第二滤波电路包括：第二滤波电容和第三滤波电容；

所述三极管的集电极作为所述开关电路的输入端连接所述第一电阻的第二端，所述三极管的发射极作为所述开关电路的输出端连接所述第二二极管的阳极，所述三极管的基极作为所述开关电路的控制端连接所述第三电阻的第二端和所述第四二极管的阳极；

所述第二二极管的阴极连接所述第二滤波电容的第一端和所述第三滤波电容的第一端并输出输出信号，所述第二滤波电容的第二端和所述第三滤波电容的第二端接地。

9.根据权利要求8所述的用于线性稳压基准的异常保护电路，其特征在于，所述保护优化电路包括：第三二极管；

所述第三二极管的阳极连接所述第二二极管的阴极，所述第三二极管的阴极连接所述第四二极管的阴极和所述第一稳压管的阴极。

10.一种驱动电源，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的用于线性稳压基准的异常保护电路。

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