CN215071615U - 用于电源的输入欠压保护模块及电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于电源的输入欠压保护模块，包括输入采样电路、偏置电路和比较输出电路；所述输入采样电路对电源的输入电压进行分压采样，取得输入采样电压；所述偏置电路用于取得偏置电压；所述偏置电压和所述输入采样电压叠加的电压后传送到所述比较输出电路与设定的参考电压比较，所述比较输出电路依据比较结果输出输入欠压保护信号；同时，所述偏置电压和所述输入采样电压叠加的电压还为所述比较输出电路供电。本实用新型还涉及一种电源。实施本实用新型的用于电源的输入欠压保护模块及电源，具有以下有益效果：其成本较低、信号时序的要求较为宽松。

Description

用于电源的输入欠压保护模块及电源

技术领域

本实用新型涉及电源领域，更具体地说，涉及一种用于电源的输入欠压保护模块及电源。

背景技术

在具有输入欠压保护功能(即在输入电压未达到设定电压时，使得电源不工作或停机)的电源中，现有技术中可以通过采样输入电压信号送进单片机、 DSP等MCU控制芯片，通过内部软件设计实现欠压保护功能，该方案电路方案图如图1所示。这种方式具有电路简洁、控制灵活的优点，但相对成本较高、存在程序可能“跑飞”的缺陷(特别是在环境较恶劣的情况下)。也可以通过采样输入电压与给定基准电压送入运算放大器或比较器芯片端口，做正反馈，实现欠压保护功能，电路方案图如图2所示。该电路有电路简单、成本低的优点，但对输入电压信号与基准电压信号时序有严格要求。在运放或比较器的工作电压达到或建立前，输入电压信号建立需慢于基准电压信号建立，否则存在第一次上电开机时，欠压保护功能没有回差，导致输入电压为欠压点附近开机时存在异常。在高电压输入应用中，一般要独立辅助电源供电，也基本无法实现输入电压信号滞后于基准电压建立。因此，现有技术中存在成本较高、信号时序要求严格的缺陷。

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成本较高、信号时序要求严格的缺陷，提供一种成本较低、信号时序要求较为宽松的用于电源的输入欠压保护模块及电源。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于电源的输入欠压保护模块，包括输入采样电路、偏置电路和比较输出电路；所述输入采样电路对电源的输入电压进行分压采样，取得输入采样电压；所述偏置电路用于取得偏置电压；所述偏置电压和所述输入采样电压叠加的电压后传送到所述比较输出电路与设定的参考电压比较，所述比较输出电路依据所述比较结果输出输入欠压保护信号；同时，所述偏置电压和所述输入采样电压叠加的电压还为所述所述比较输出电路供电。

更进一步地，所述比较输出电路包括比较单元和输出缓冲单元，所述比较单元比较所述叠加后的电压和参考电压的大小，并将比较结果传输到所述输出缓冲单元，所述输出缓冲单元将所述比较结果转换为相反的电平信号输出。

更进一步地，所述比较单元包括比较器，所述比较器包括正输入端、负输入端和输出端；所述叠加后的电压通过两个电阻分压，分压取得的电压输送到所述负输入端；所述正输入端输入所述参考电压；所述输出端与所述输出缓冲单元连接，并通过反馈电阻与所述正输入端连接。

更进一步地，所述叠加后的电压还输送到所述比较器的电源端。

更进一步地，所述输出缓冲单元包括MOS管，所述MOS管的源极接地，其栅极与所述比较器的输出端连接，其漏极输出所述输入欠压保护信号；所述输入欠压保护信号在低电平时使得电源进入输入欠压保护。

更进一步地，所述输入采样电路包括第一电阻、第二电阻和第一电容，所述第一电阻一端连接在输入电压端，另一端与所述第二电阻一端连接，所述第二电阻另一端接地；所述第一电容并接在所述第二电阻两端；所述第一电阻和第二电阻的连接端为所述输入采样点。

更进一步地，所述偏置电路包括偏置电阻，所述偏置电阻一端与电源的辅助电源连接，另一端与输入采样点连接，与所述输入采样电路配合取得偏置电压。

更进一步地，所述比较输出电路包括用于为控制器或处理器提供复位信号的复位集成电路。

本实用新型还涉及一种电源，包括控制单元和为所述控制单元提供输入欠压保护信号的输入欠压保护模块，所述输入欠压保护模块包括如上述任意一项所述的用于电源的输入欠压保护模块。

实施本实用新型的用于电源的输入欠压保护模块及电源，具有以下有益效果：由于具有偏置电路和输入采样电路，在对输入电压采样时，使得输入电压采样得到的采样电压叠加在上述偏置电路引入的偏置电压上，得到叠加电压，该叠加电压在输送到比较输出电路中与参考电压进行比较的同时，还作为电源电压对比较输出电路供电；这就使得输入电压的建立和比较器的电源是同步的，避开了现有技术中在运放或比较器的工作电压达到或建立前，输入电压信号建立需慢于基准电压信号建立的情况，也就是输入电压的建立可以不慢于基准电压的建立。因此，其成本较低、信号时序的要求较为宽松。

附图说明

图1是现有技术中一种输入欠压保护电路的结构示意图；

图2是现有技术中另一种输入欠压保护电路的结构示意图；

图3是本实用新型用于电源的输入欠压保护模块及电源实施例中该输入欠压保护电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步说明。

如图3所示，在本实用新型的用于电源的输入欠压保护模块及电源实施例中，该用于电源的输入欠压保护模块，包括输入采样电路1、偏置电路2和比较输出电路3；所述输入采样电路1对电源的输入电压进行分压采样，取得输入采样电压；所述偏置电路2用于取得偏置电压；所述偏置电压和所述输入采样电压叠加的电压后传送到所述比较输出电路3与设定的参考电压比较，所述比较输出电路依据比较结果输出输入欠压保护信号4；同时，所述偏置电压和所述输入采样电压叠加的电压还为所述比较输出电路3供电。也就是说，在本实施例中，首先是对输入电压进行采样，得到的输入电压的采样值和偏置电压进行叠加，得到叠加后的电压值，该叠加后的电压值不仅仅输送到上述比较输出电路和参考电压进行比较，同时还作为电源，为该比较输出电路供电。这样设置的结果是用于比较的输入电压采样值(实际上述叠加电压)和比较输出电路的电源电压是同一个电压，所以是同时出现的。这就避免了现有技术中输入电压建立在比较输出电路(或比较器)的电源电压之前的情况出现，因为一旦出现这种情况，从时序正确的角度来看，就会要求输入电压信号建立需慢于基准电压信号建立，否则就会在特定的时刻出现工作不可靠或状态不能建立的情况。而在本实施例中，由于使用上述叠加电压作为比较器电源，输入电压和比较器电源是同时建立的，所以也就不用要求输入电压信号建立需慢于基准电压信号建立。所以，在本实施例中，其时序要求较为宽松。

具体来讲，如图3所示，在本实施例中，所述输入采样电路1包括第一电阻R1、第二电阻R2和第一电容C1，所述第一电阻R1的一端连接在输入电压端(图3中标记为VIN)，所述第一电阻R1的另一端与所述第二电阻R2的一端连接，所述第二电阻R2的另一端接地；所述第一电容C1并接在所述第二电阻2的两端；所述第一电阻R1和第二电阻R2的连接端或连接点为所述输入采样点，该点的电压为输入采样电压。所述偏置电路2包括偏置电阻R3，所述偏置电阻R3的一端与该电源的辅助电源(图3中标记为VCC)连接，所述偏置电阻R3的另一端与所述输入采样点连接，所述偏置电阻R3与所述输入采样电路配合取得偏置电压。从电流的角度来看，来自辅助电源VCC的电流经过上述偏置电阻R3后，通过上述第二电阻R2到地，返回辅助电源，所以从这个意义上来讲在上述输入采样点上形成偏置电压。

在本实施例中，所述比较输出电路3包括比较单元和输出缓冲单元，所述比较单元比较所述叠加后的电压和参考电压的大小，并将比较结果传输到所述输出缓冲单元，所述输出缓冲单元将所述比较结果转换为相反的电平信号输出。具体而言，在图3中，所述比较单元包括比较器U1B，所述比较器U1B 包括正输入端、负输入端和输出端；所述叠加后的电压通过两个电阻分压后，通过上述分压取得的电压输送到所述负输入端；所述参考电压(图3中标记为 REF)输送到所述正输入端；所述输出端与所述输出缓冲单元连接，并通过反馈电阻与所述正输入端连接；所述比较器还包括电源端，所述叠加后的电压还输送到所述比较器的电源端，即所述输入采样点还与所述比较器的电源端连接。所述输出缓冲单元包括MOS管，所述MOS管的源极接地，其栅极与所述比较器的输出端连接，其漏极输出所述输入欠压保护信号4；所述输入欠压保护信号4在低电平时使得电源进入输入欠压保护。在上述参考电压值大于输入采样值时，表示输入电压欠压，上述比较器输出高电平时，上述MOS管导通，该MOS管的漏极被拉低到地电位，表示处于输入欠压保护，输出低电平的输入欠压保护信号或欠压停止信号；而在上述参考电压小于上述输入采样值时，表示输入电压正常，上述比较器输出低电平，上述MOS管截止，该MOS 管的漏极处于高阻状态或者说不再输出上述输入欠压保护信号或欠压停止信号。

在本实施例中的一些情况下，为了节省布线空间或占用电路板的空间，所述比较输出电路也可以使用用于为控制器或处理器提供复位信号的复位集成电路。

本实用新型还涉及一种电源，包括控制单元和为所述控制单元提供输入欠压保护信号的输入欠压保护模块，所述输入欠压保护模块是上述的用于电源的输入欠压保护模块。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种用于电源的输入欠压保护模块，其特征在于，包括输入采样电路、偏置电路和比较输出电路；所述输入采样电路对电源的输入电压进行分压采样，取得输入采样电压；所述偏置电路用于取得偏置电压；所述偏置电压和所述输入采样电压叠加的电压后传送到所述比较输出电路与设定的参考电压比较，所述比较输出电路依据比较结果输出输入欠压保护信号；同时，所述偏置电压和所述输入采样电压叠加的电压还为所述比较输出电路供电。

2.根据权利要求1所述的用于电源的输入欠压保护模块，其特征在于，所述比较输出电路包括比较单元和输出缓冲单元，所述比较单元比较所述叠加后的电压和参考电压的大小，并将比较结果传输到所述输出缓冲单元，所述输出缓冲单元将所述比较结果转换为相反的电平信号输出。

3.根据权利要求2所述的用于电源的输入欠压保护模块，其特征在于，所述比较单元包括比较器，所述比较器包括正输入端、负输入端和输出端；所述叠加后的电压通过两个电阻分压，分压取得的电压输送到所述负输入端；所述正输入端输入所述参考电压；所述输出端与所述输出缓冲单元连接，并通过反馈电阻与所述正输入端连接。

4.根据权利要求3所述的用于电源的输入欠压保护模块，其特征在于，所述叠加后的电压还输送到所述比较器的电源端。

5.根据权利要求4所述的用于电源的输入欠压保护模块，其特征在于，所述输出缓冲单元包括MOS管，所述MOS管的源极接地，其栅极与所述比较器的输出端连接，其漏极输出所述输入欠压保护信号；所述输入欠压保护信号在低电平时使得电源进入输入欠压保护。

6.根据权利要求5所述的用于电源的输入欠压保护模块，其特征在于，所述输入采样电路包括第一电阻、第二电阻和第一电容，所述第一电阻一端连接在输入电压端，另一端与所述第二电阻一端连接，所述第二电阻另一端接地；所述第一电容并接在所述第二电阻两端；所述第一电阻和第二电阻的连接端为所述输入采样点。

7.根据权利要求6所述的用于电源的输入欠压保护模块，其特征在于，所述偏置电路包括偏置电阻，所述偏置电阻一端与电源的辅助电源连接，另一端与输入采样点连接，与所述输入采样电路配合取得偏置电压。

8.根据权利要求7所述的用于电源的输入欠压保护模块，其特征在于，所述比较输出电路包括用于为控制器或处理器提供复位信号的复位集成电路。

9.一种电源，包括控制单元和为所述控制单元提供输入欠压保护信号的输入欠压保护模块，其特征在于，所述输入欠压保护模块包括如权利要求1-8任意一项所述的用于电源的输入欠压保护模块。

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