CN214503738U - 一种开关电源初级输出过压检测保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了开关电源领域的一种开关电源初级输出过压检测保护电路，包括变压器，变压器的初级侧经整流管整流后连接采样单元与线性稳压供电单元的输入端，线性稳压供电单元的输出端连接比较控制单元的供电端，采样单元的采样端连接比较控制单元的反相输入端；比较控制单元的同相输入端输入基准电压单元提供的基准电压，输出端通过开关元件连接到PWM控制电路，PWM控制电路控制变压器的输出电压。本实用新型适用于各种隔离型开关电源或DC/DC变换器，通过此电路可以在输出电压过压时对整个电路起到保护作用。整个控制电源原理简单，不仅提高产品的安全性和可靠性，同时减少隔离器件的使用，更利于开关电源的小型化设计。

Description

一种开关电源初级输出过压检测保护电路

技术领域

本实用新型涉及开关电源领域，具体是一种开关电源初级输出过压检测保护电路。

背景技术

开关电源因其体积小、重量轻、效率高以及性能稳定等一系列优点而被广泛应用于航天、航空、电子、兵器、船舶、地面设备等军用领域。在开关电源设计中，输出过压保护功能对终端用户的影响较为明显，当开关电源输出电压过高时，有可能对终端用户造成无法估量的损失。传统的过压保护，是在开关电源的次级对输出电压采样比较，然后采用光耦控制将结果传输到初级。随着开关电源低成本、小型化以及高可靠性的要求，这种利用光耦控制的传统过压保护方式已满足不了模块电源趋于小型化的设计要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种开关电源初级输出过压检测保护电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种开关电源初级输出过压检测保护电路，包括变压器，所述变压器的初级侧经整流管整流后连接采样单元与线性稳压供电单元的输入端，线性稳压供电单元的输出端连接比较控制单元的供电端，采样单元的采样端连接比较控制单元的反相输入端；比较控制单元的同相输入端输入基准电压单元提供的基准电压，输出端通过开关元件连接到PWM控制电路，PWM控制电路控制变压器的输出电压。

作为本实用新型的改进方案，所述开关元件为第三二极管，第三二极管的阴极连接比较控制单元的输出端，阳极连接PWM控制电路。

作为本实用新型的改进方案，所述采样单元包括串联连接的第一电阻与第二电阻，第一电阻的第一端连接整流管的阴极，第二电阻的第二端接地。

作为本实用新型的改进方案，比较控制单元包括运算放大器、第二电容、第三电容，第二电容连接在运算放大器的同相输入端与地端之间，第三电容连接在运算放大器的反相输入端与地端之间。

作为本实用新型的改进方案，所述基准电压单元包括串联在供电电源与地端之间的第四电阻、第五电阻，第四电阻与第五电阻的公共端连接运算放大器的同相输入端。

所述线性稳压供电单元包括稳压管、第三电阻、第一电容与NPN三极管，第三电阻的第一端连接整流管的阴极与NPN三极管的集电极，第二端连接NPN三极管的基极、稳压管的阴极与第一电容的第一端，稳压管的阳极与第一电容的第二端接地端，NPN三极管的发射极连接运算放大器的供电端。

有益效果：本实用新型通过PCB绕组在开关电源的初级对次级的输出电压进行一定比例的采样，当输出电压过高时，通过PCB绕组后进入运算放大器的采样电压偏高，使得运算放大器输出端为低电平，然后通过控制PWM控制电路的电平实现输出电压的控制。整个控制电源原理简单，不仅提高产品的安全性和可靠性，同时减少隔离器件的使用，更利于开关电源的小型化设计。

附图说明

图1为本实用新型的电路框图；

图2为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1-2，一种开关电源初级输出过压检测保护电路，包括变压器T1、采样单元1、线性稳压供电单元2、比较控制单元4、基准电压单元3。变压器T1的初级侧输出端连接整流管，整流管可选为第一二极管D1。

采样单元包括串联连接的第一电阻R1与第二电阻R2，第一电阻R1的第一端连接第一二极管D1的阴极，第一二极管D1的阳极连接变压器T1的初级绕组同名端，第二电阻R2的第二端接地。

比较控制单元包括运算放大器N1、第二电容C2、第三电容C3，第二电容C2连接在运算放大器N1的同相输入端与地端之间，第三电容C3连接在运算放大器N1的反相输入端与地端之间。第二电容C2、第三电容C3均为去耦电容，起到抗干扰的作用。运算放大器的反相输入端还连接到第一电阻R1与第二电阻R2的连接节点上，第一电阻R1与第二电阻R2用于对变压器T1初级侧的输出电压分压取样。

运算放大器N1的输出端通过开关元件连接到PWM控制电路，通过运算放大器比较输出的高低电平控制开关元件的导通关断，进而控制PWM控制电路的通断，实现对变压器输出电压的控制。优选地，开关元件为第三二极管D3，第三二极管D3的阴极连接比较控制单元的输出端，阳极连接PWM控制电路。

运算放大器N1的同相输入端连接基准电压单元，基准电压单元包括串联在供电电源与地端之间的第四电阻R4、第五电阻R5，第四电阻R4与第五电阻R5对供电电压分压并提供基准电压，其连接的公共端连接运算放大器N1的同相输入端。

线性稳压供电单元连接在变压器T1的初级侧。线性稳压供电单元包括稳压管D2、第三电阻R3、第一电容C1与NPN三极管Q1，第三电阻R3为限流电阻，其第一端连接整流管D1的阴极与NPN三极管Q1的集电极，第二端连接NPN三极管Q1的基极、稳压管D2的阴极与第一电容C1的第一端，第一电容C1为去耦电容，稳压管D2的阳极与第一电容C1的第二端接地端，NPN三极管Q1的发射极连接运算放大器N1的供电端。线性稳压供电单元起到为运算放大器供电的作用。

工作原理：当开关电源工作时，采样单元1通过变压器将输出电压按一定的比例采样到初级，经第一二极管D1整流后通过第一电阻R1和第二电阻R2分压采样进入比较控制单元4的反向输入端，基准电压单元2为比较控制单元4提供基准电压。当输出电压小于过压点时，运算放大器N1的反相输入端的输入电压小于正相输入端的基准电压，输出端输出为高电平，使第三二极管D3截止，PWM控制器不受影响，正常控制变压器T1的输出电压。

当输出电压大于过压点时，运算放大器N1的反相输入端的输入电压大于正相输入端的基准电压，输出端输出为低电平，使第三二极管D3导通，其结果反馈到PWM控制电路，PWM控制电路关闭脉宽输出信号，使变压器T1输出电压为零。

本实用新型适用于各种隔离型开关电源或DC/DC变换器，通过此电路可以在输出电压过压时对整个电路起到保护作用。整个控制电源原理简单，不仅提高产品的安全性和可靠性，同时减少隔离器件的使用，更利于开关电源的小型化设计。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种开关电源初级输出过压检测保护电路，包括变压器(T1)，其特征在于，所述变压器(T1)的初级侧经整流管整流后连接采样单元与线性稳压供电单元的输入端，线性稳压供电单元的输出端连接比较控制单元的供电端，采样单元的采样端连接比较控制单元的反相输入端；比较控制单元的同相输入端输入基准电压单元提供的基准电压，输出端通过开关元件连接到PWM控制电路，PWM控制电路控制变压器(T1)的输出电压。

2.根据权利要求1所述的一种开关电源初级输出过压检测保护电路，其特征在于，所述开关元件为第三二极管(D3)，第三二极管(D3)的阴极连接比较控制单元的输出端，阳极连接PWM控制电路。

3.根据权利要求1所述的一种开关电源初级输出过压检测保护电路，其特征在于，所述采样单元包括串联连接的第一电阻(R1)与第二电阻(R2)，第一电阻(R1)的第一端连接整流管的阴极，第二电阻(R2)的第二端接地。

4.根据权利要求1所述的一种开关电源初级输出过压检测保护电路，其特征在于，比较控制单元包括运算放大器(N1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)，第二电容(C2)连接在运算放大器(N1)的同相输入端与地端之间，第三电容(C3)连接在运算放大器(N1)的反相输入端与地端之间。

5.根据权利要求4所述的一种开关电源初级输出过压检测保护电路，其特征在于，所述基准电压单元包括串联在供电电源与地端之间的第四电阻(R4)、第五电阻(R5)，第四电阻(R4)与第五电阻(R5)的公共端连接运算放大器(N1)的同相输入端。

6.根据权利要求4或5所述的一种开关电源初级输出过压检测保护电路，其特征在于，所述线性稳压供电单元包括稳压管(D2)、第三电阻(R3)、第一电容(C1)与NPN三极管(Q1)，第三电阻(R3)的第一端连接整流管的阴极与NPN三极管(Q1)的集电极，第二端连接NPN三极管(Q1)的基极、稳压管(D2)的阴极与第一电容(C1)的第一端，稳压管(D2)的阳极与第一电容(C1)的第二端接地端，NPN三极管(Q1)的发射极连接运算放大器(N1)的供电端。

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