CN214380663U - 一种基于恒功率输出电源的多段式ocp保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池充电技术领域，提供一种基于恒功率输出电源的多段式OCP保护电路，在现有技术的基础上增设了基准点调整电路，将基准点调整电路中调压电阻接入比较电路的第二输入端，将基准点调整电路的输入端与恒功率输出电源电路的输出端连接，如此，在恒功率输出电源电路的输出电压变化时，将导通基准点调整电路，使得调压电阻接入比较电路中，从而调整比较电路的第二输入端的电阻值，进而改变比较电路的基准电压，实现OCP点的改变。本实用新型在恒功率电源输出电压改变时，可控制OCP点跟随输出电压的变化而变化，以增加电源稳定性和OCP点的及时性；而通过增设基准点调整电路的数量可实现对应的多段OCP点的设置，电路简单、灵活性高、成本低。

Description

一种基于恒功率输出电源的多段式OCP保护电路

技术领域

本实用新型涉及电池充电技术领域，尤其涉及一种基于恒功率输出电源的多段式OCP保护电路。

背景技术

现有市场的恒功率输出电源电路，参见图1，在电路保护中仅有唯一的OCP 保护点(过流点)，因此，在宽电压输出的恒功率电源方面存在缺陷。因为恒功率电源的特性，在电压变低的时候，电流会增大，电压变高的时候，电流减小。因此，对于唯一OCP保护点，将只会把OCP保护点设置在电流最高点。在这种情况下，将会出现在电源高电压输出时，OCP保护点远离正常的输出电流点，无法进行正常的过压或过流检测，导致OCP保护不及时，进而影响电源的稳定性。

发明内容

本实用新型提供一种基于恒功率输出电源的多段式OCP保护电路，解决了现有的恒功率输出电源电路存在局限性，仅设有唯一的OCP保护点，因此在输出电源电压变化时，OCP保护点不准确导致的电路保护失效的技术问题。

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种基于恒功率输出电源的多段式 OCP保护电路，包括依次连接的采样电路、放大电路以及比较电路，还包括至少一个与所述比较电路连接的基准点调整电路；所述比较电路包括第一输入端和第二输入端；所述基准点调整电路包括调压电阻，所述基准点调整电路的输入端与恒功率输出电源电路的输出端连接，另一端通过所述调压电阻接入所述第二输入端。

本基础方案在以采样电路、放大电路以及比较电路为核心的OCP保护电路上，增设了基准点调整电路，将基准点调整电路中调压电阻接入比较电路的第二输入端，将基准点调整电路的输入端与恒功率输出电源电路的输出端连接，如此，在恒功率输出电源电路的输出电压变化时，将导通基准点调整电路，使得调压电阻接入比较电路中，从而调整比较电路的第二输入端的电阻值，进而改变比较电路的基准电压，实现OCP点(过流点)的改变。本实用新型在恒功率电源输出电压改变时，可控制OCP点跟随输出电压的变化而变化，以增加电源稳定性和OCP点的及时性；而通过增设基准点调整电路的数量可实现对应的多段OCP点的设置，电路简单、灵活性高、成本低。

在进一步的实施方案中，所述基准点调整电路还包括电性连接的稳压模块和开关模块，所述开关模块与所述调压电阻连接；所述稳压模块与所述恒功率输出电源电路的输出端连接。

在进一步的实施方案中，所述开关模块包括开关管、滤波电容和保护电阻；当所述开关管为NPN型三极管时，所述开关管的集电极与所述调压电阻连接、发射极接地，基极分别通过滤波电容和保护电阻接地、还与所述稳压模块连接。

本方案设置以开关管为核心的开关模块，将调压电阻的一端连接到比较电路的第二输入端、另一端连接到开关管的集电极。如此，在恒功率输出电源电路的输出电压不变化时，开关管不导通，调压电阻也就未被接入第二输入端，将不会影响比较电路的正常基准电压；在需要调整比较电路的基准电压时，则利用输出电压的变化，自动导通开关管，将调压电阻接入第二输入端，从而可自动改变比较电路的基准电压，利用开关管的高灵敏度，可提高保护电路的反应灵敏度。

在进一步的实施方案中，所述稳压模块包括限流电阻和稳压二极管；所述稳压二极管的正极连接所述在进一步的实施方案中，开关模块的输入端、负极通过限流电阻与所述恒功率输出电源电路的输出端连接。

本方案在开关模块与恒功率输出电源电路的输出端之间串联限流电阻和稳压二极管，其中，限流电阻可将稳压二极管的反向工作电流限定在合适的范围内，防止短路电流过大导致稳压二极管彻底击穿而损坏；充分利用稳压二极管的元器件特性，可及时检测到输出电压的电压变化，及时传递到开关模块中，以调整OCP点。

在进一步的实施方案中，所述比较电路还包括第一电容、第一电阻、第二电阻、第二电容；所述第二输入端连接所述第一电容、所述第一电阻、所述第二电阻的一端，所述第一电容、所述第一电阻的另一端接地，所述第二电阻的另一端连接到参考电压输入端，所述第二电容与所述第二电阻并联；所述调压电阻与所述第二电阻一端连接。

本方案设置调压电阻的一端与第二电阻一端连接，另一端与第二输入端连接，如此，在电路输出电压稳定时，可控制调压电阻另一端断路，从而使调压电阻不接入回路；在电路输出电压变化时，使得调压电阻与第一电阻并联，以改变第二输入端的电阻值，从而改变输入的基准电压，进而跟随电压的变化改变过流点。

在进一步的实施方案中，本实用新型提供一种基于恒功率输出电源的多段式OCP保护电路，还包括主控模块，所述主控模块为控制芯片，所述比较电路的输出端接入所述主控模块。

在进一步的实施方案中，所述采样电路包括采样电阻，所述采样电阻串联在所述恒功率输出电源电路主回路上。

在进一步的实施方案中，所述放大电路包括运算放大器，所述运算放大器设有第三输入端、第四输入端，所述第三输入端、所述第四输入端分别连接在所述采样电阻的两端，所述放大电路的输出端接入所述比较电路的第一输入端。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的现有技术的恒功率输出电源保护电路的框架图；

图2是本实用新型实施例提供的一种基于恒功率输出电源的多段式OCP保护电路的框架图；

图3是本实用新型实施例1提供的部分硬件电路图(比较电路3、基准点调整电路4)；

图4是本实用新型实施例1提供的部分硬件电路图(采样电路1、放大电路 2)；

图5是本实用新型实施例2提供的一种基于恒功率输出电源的多段式OCP 保护电路的连接关系示意图；

其中：采样电路1，放大电路2，运算放大器U1A；比较电路3，比较器U1B、第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第二电容C2；基准点调整电路4，调压电阻R3，开关模块41，开关管Q1、滤波电容C3、保护电阻R4，稳压模块42，限流电阻R5、稳压二极管ZD1；主控模块5。

具体实施方式

下面结合附图具体阐明本实用新型的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本实用新型的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本实用新型专利保护范围的限制，因为在不脱离本实用新型精神和范围基础上，可以对本实用新型进行许多改变。

实施例1

本实用新型实施例提供的一种基于恒功率输出电源的多段式OCP保护电路，如图2～图4所示，在本实施例中，包括依次连接的采样电路1、放大电路2以及比较电路3，还包括与比较电路3连接的基准点调整电路4；比较电路3包括第一输入端和第二输入端；基准点调整电路4包括调压电阻R3，基准点调整电路4的输入端与恒功率输出电源电路的输出端连接，另一端通过调压电阻R3接入第二输入端。

在本实施例中，基准点调整电路4还包括电性连接的稳压模块42和开关模块41，开关模块41与调压电阻R3连接；稳压模块42与恒功率输出电源电路的输出端连接。

在本实施例中，开关模块41包括开关管Q1、滤波电容C3和保护电阻R4；当开关管Q1为NPN型三极管时，开关管Q1的集电极与调压电阻R3连接、发射极接地，基极分别通过滤波电容C3和保护电阻R4接地、还与稳压模块42 连接。

本实施例设置以开关管Q1为核心的开关模块41，将调压电阻R3的一端连接到比较电路3的第二输入端、另一端连接到开关管Q1的集电极。如此，在恒功率输出电源电路的输出电压不变化时，开关管Q1不导通，调压电阻R3也就未被接入第二输入端，将不会影响比较电路3的正常基准电压；在需要调整比较电路3的基准电压时，则利用输出电压的变化，自动导通开关管Q1，将调压电阻R3接入第二输入端，从而可自动改变比较电路3的基准电压，利用开关管 Q1的高灵敏度，可提高保护电路的反应灵敏度。

在本实施例中，稳压模块42包括限流电阻R5和稳压二极管ZD1；稳压二极管ZD1的正极连接在本实施例中，开关模块41的输入端、负极通过限流电阻 R5与恒功率输出电源电路的输出端连接。

本实施例在开关模块41与恒功率输出电源电路的输出端之间串联限流电阻 R5和稳压二极管ZD1，其中，限流电阻R5可将稳压二极管ZD1的反向工作电流限定在合适的范围内，防止短路电流过大导致稳压二极管ZD1彻底击穿而损坏；充分利用稳压二极管的元器件特性，可及时检测到输出电压的电压变化，及时传递到开关模块41中，以调整OCP点。

在本实施例中，比较电路3还包括第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻 R2、第二电容C2；第二输入端连接第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2 的一端，第一电容C1、第一电阻R1的另一端接地，第二电阻R2的另一端连接到参考电压输入端，第二电容C2与第二电阻R2并联；调压电阻R3与第二电阻R2一端连接。

其中，比较电路3还包括比较器U1B，第一输入端、第二输入端分别为比较器U1B的正向输入端、反向输入端。

本实施例设置调压电阻R3的一端与第二电阻R2一端连接，另一端与第二输入端连接，如此，在电路输出电压稳定时，可控制调压电阻R3另一端断路，从而使调压电阻R3不接入回路；在电路输出电压变化时，使得调压电阻R3与第一电阻R1并联，以改变第二输入端的电阻值，从而改变输入的基准电压，进而跟随电压的变化改变过流点。

在本实施例中，本实用新型提供一种基于恒功率输出电源的多段式OCP保护电路，还包括主控模块5，主控模块5为控制芯片，比较电路3的输出端接入主控模块5。

在本实施例中，采样电路1包括采样电阻，采样电阻串联在恒功率输出电源电路主回路上。

在本实施例中，放大电路2包括运算放大器U1A，运算放大器U1A设有第三输入端、第四输入端，第三输入端、第四输入端分别连接在采样电阻的两端，放大电路2的输出端接入比较电路3的第一输入端。

以上主控模块5、采样电路1、放大电路2以及比较电路3为现有技术中常用的技术，其具体结构参见附图2，在本实施例中不再赘述其连接关系及功能。

本实用新型实施例提供的OCP保护电路的工作原理如下：

根据恒功率输出电源电路的电压上升变化配置对应的稳压二极管ZD1，即使用反向击穿电压为变化后的输出电压值的稳压二极管ZD1；在本实施例中开关管Q1为NPN型三极管。

串联在恒功率输出电源电路主回路上的采样电阻上通过电流时，产生了对应的采样电压，被运算放大器U1A采集得到并进行放大处理后，输出到比较器 U1B的正向输入端。

其中，比较器U1B的反相输入端接入参考电压输入端，因此提供了预先设定的内部设定参考电压。

此时，比较器U1B进行工作，比较两个输入端的电压，若如果正向输入端电压高于反向输入端电压，其输出端将产生一个高电平给到主控模块5，主控模块5接收到高电平就会关断恒功率输出电源电路，从而实现OCP保护。

在恒功率输出电源电路输出电压为常规状态时，可由第一电阻R1和第二电阻R2决定反相输入端的基准电压。

在恒功率输出电源电路输出电压为上升至稳压二极管ZD1的反向击穿电压时，稳压二极管ZD1反向导通，进一步使得开关管Q1导通，调压电阻R3的另一端接地，使得调压电阻R3与第一电阻R1并联，改变了比较器U1B反向输入端的电阻值(同时改变了基准电压)，进一步地改变了OCP点(过流点的值)。

本实用新型实施例在以采样电路1、放大电路2以及比较电路3为核心的 OCP保护电路上，增设了基准点调整电路4，将基准点调整电路4中调压电阻 R3接入比较电路3的第二输入端，将基准点调整电路4的输入端与恒功率输出电源电路的输出端连接，如此，在恒功率输出电源电路的输出电压变化时，将导通基准点调整电路4，使得调压电阻R3接入比较电路3中，从而调整比较电路3的第二输入端的电阻值，进而改变比较电路3的基准电压，实现OCP点(过流点)的改变。本实用新型在恒功率电源输出电压改变时，可控制OCP点跟随输出电压的变化而变化，以增加电源稳定性和OCP点的及时性；而通过增设基准点调整电路4的数量可实现对应的多段OCP点的设置，电路简单、灵活性高、成本低。

实施例2

参见图5，本实施例与实施例1的区别在于，包括两个或两个以上的基准点调整电路4(1～i)，两个或两个以上的基准点调整电路4并联在比较电路3的第二输入端上。其中，每一基准点调整电路4中的调压电阻R3的阻值可根据用户需要进行设置，每一基准点调整电路4的触发电压可通过设置对应的稳压二极管ZD1的反向击穿电压实现。通过设置两个或两个以上的基准点调整电路4，可实现多段式的OCP点保护。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于恒功率输出电源的多段式OCP保护电路，包括依次连接的采样电路、放大电路以及比较电路，其特征在于：还包括至少一个与所述比较电路连接的基准点调整电路；所述比较电路包括第一输入端和第二输入端；所述基准点调整电路包括调压电阻，所述基准点调整电路的输入端与恒功率输出电源电路的输出端连接，另一端通过所述调压电阻接入所述第二输入端。

2.如权利要求1所述的一种基于恒功率输出电源的多段式OCP保护电路，其特征在于：所述基准点调整电路还包括电性连接的稳压模块和开关模块，所述开关模块与所述调压电阻连接；所述稳压模块与所述恒功率输出电源电路的输出端连接。

3.如权利要求2所述的一种基于恒功率输出电源的多段式OCP保护电路，其特征在于：所述开关模块包括开关管、滤波电容和保护电阻；当所述开关管为NPN型三极管时，所述开关管的集电极与所述调压电阻连接、发射极接地，基极分别通过滤波电容和保护电阻接地、还与所述稳压模块连接。

4.如权利要求2所述的一种基于恒功率输出电源的多段式OCP保护电路，其特征在于：所述稳压模块包括限流电阻和稳压二极管；所述稳压二极管的正极连接所述开关模块的输入端、负极通过限流电阻与所述恒功率输出电源电路的输出端连接。

5.如权利要求1所述的一种基于恒功率输出电源的多段式OCP保护电路，其特征在于：所述比较电路还包括第一电容、第一电阻、第二电阻、第二电容；所述第二输入端连接所述第一电容、所述第一电阻、所述第二电阻的一端，所述第一电容、所述第一电阻的另一端接地，所述第二电阻的另一端连接到参考电压输入端，所述第二电容与所述第二电阻并联；所述调压电阻与所述第二电阻一端连接。

6.如权利要求1所述的一种基于恒功率输出电源的多段式OCP保护电路，其特征在于：还包括主控模块，所述主控模块为控制芯片，所述比较电路的输出端接入所述主控模块。

7.如权利要求1所述的一种基于恒功率输出电源的多段式OCP保护电路，其特征在于：所述采样电路包括采样电阻，所述采样电阻串联在所述恒功率输出电源电路主回路上。

8.如权利要求7所述的一种基于恒功率输出电源的多段式OCP保护电路，其特征在于：所述放大电路包括运算放大器，所述运算放大器设有第三输入端、第四输入端，所述第三输入端、所述第四输入端分别连接在所述采样电阻的两端，所述放大电路的输出端接入所述比较电路的第一输入端。

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