CN215343893U - 一种输出过压保护电路及隔离电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型用于电气技术领域，提供一种输出过压保护电路及隔离电源，电路包括检测模块、比较模块和过压保护模块，检测模块与待检测电源的输出端连接，用于检测待检测电源的输出电压并输出检测电压；比较模块与检测模块连接，用于将检测电压与基准电压比较后输出比较信号；过压保护模块与比较模块以及待检测电源的电源芯片的电压引脚连接，用于接收比较信号，并根据比较信号控制电源芯片的工作状态。本实用新型通过比较模块将检测电压与基准电压进行比较后输出比较信号至过压保护模块，过压保护模块根据该比较信号控制电源芯片的工作状态，能准确根据待检测电源的输出电压控制电源芯片工作或者停机不工作，实现精准过压保护功能。

Description

一种输出过压保护电路及隔离电源

技术领域

本实用新型属于电气技术领域，尤其涉及一种输出过压保护电路及隔离电源。

背景技术

隔离电源是指通过变压器将高电压降为低电压，并整流成直流电。转换过程因为没有和大地连接，所以不会有触电危险，例如在一些实验室或高要求场合，一般将实验的输入电源采用1：1的工频变压器与市电进行隔离，这样一来，实验室实验人员无论碰到线路的哪一根线都不会有触电的危险，能保证实验人员的安全。在工业控制设备中，例如在环境较差或者对电源质量要求较高的设备，选用抗干扰性强的隔离电源为每个模块单独供电，防止一个模块因受高压放电或其他原因导致损坏后殃及其他模块。这样做的目的可以保证每个模块独立工作，保证电源的可靠性，降低电势差和导线干扰的影响。

现有隔离电源的过压保护通常采用检测线圈感应电压实现，但是，检测线圈感应的电压不稳定，电压可大可小，电压检测精准度较差，导致无法对隔离电源进行精确的过压保护。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种输出过压保护电路，旨在解决现有隔离电源的输出电压检测精度不高的问题。

本实用新型实施例提供一种输出过压保护电路，包括：

检测模块，与待检测电源的输出端连接，用于检测待检测电源的输出电压并输出检测电压；

比较模块，与检测模块连接，用于将检测电压与基准电压比较后输出比较信号；

过压保护模块，与比较模块以及待检测电源的电源芯片的电压引脚连接，用于接收比较信号，并根据比较信号控制电源芯片的工作状态。

第二方面，本申请还提供一种隔离电源，隔离电源包括如上述的输出过压保护电路。

本实用新型实施例通过检测模块检测待检测电源的输出电压，然后根据待检测电源的输出电压输出检测电压至比较模块，比较模块将检测电压与基准电压进行比较后输出比较信号至过压保护模块，过压保护模块与电源芯片的电压引脚连接，从而根据该比较信号控制电源芯片的工作状态，能准确根据待检测电源的输出电压控制电源芯片工作或者停机不工作，实现精准过压保护功能。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种输出过压保护电路一个实施例的模块示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种输出过压保护电路另一个实施例的模块示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种输出过压保护电路一个实施例的电路结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种输出过压保护电路另一个实施例的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

现在的隔离电源采用检测线圈感应电压实现过压保护，电压检测精准度不高。本实用新型能准确根据待检测电源的输出电压控制电源芯片工作或者停机不工作，实现精准过压保护功能。

实施例一

在一些可选实施例中，如图1所示，本申请一个实施例提供一种输出过压保护电路，包括检测模块1、比较模块2和过压保护模块3。

检测模块1与待检测电源的输出端Vd+连接，用于检测待检测电源的输出电压并输出检测电压；

比较模块2与检测模块1连接，用于将检测电压与基准电压比较后输出比较信号；

过压保护模块3与比较模块2以及待检测电源的电源芯片U1的电压引脚Vdd连接，用于接收比较信号，并根据比较信号控制电源芯片U1的工作状态。

在实施时，检测模块1与待检测电源的输出端Vd+以及比较模块2的输入端耦合，待检测电源是本申请输出过压保护电路进行过压保护的隔离电源，检测模块1通过检测待检测电源的输出电压，并输出检测电压至比较模块2的输入端，比较模块2根据该检测电压与基准电压进行比对，输出比较信号至过压保护模块3，基准电压是可以由基准电压电路提供，过压保护模块3与比较模块2和电源芯片U1的电压引脚Vdd耦合，从而可以根据接收到的比较信号控制电源芯片U1的工作状态，在一些实施例中，电源芯片U1可以采用常用的电源管理芯片，电源管理芯片包括但不限于HIP6301、IS6537、RT9237、ADP3168、KA7500或者SM750等，检测模块1可以采用分压电阻检测方式对待检测电源的输出电压进行检测，比较模块2可以采用运放或者比较器，以比较模块2采用运算放大器为例，运算放大器的同相输入端和反相输入端分别连接基准电压和检测电压，过压保护模块3可以采用开关元件，开关元件包括但不限于三极管、MOS管、光耦合器或者其组合等，以过压保护模块3包括第一三极管和第二三极管为例，运算放大器的输出端与第一三极管的基极连接，第一三极管的发射极接芯片工作电压，第一三极管的集电极与第二三极管的基极连接，第一三级管的集电极还通过一个电阻接地，第二三极管的集电极连接电源芯片U1的电压引脚Vdd，第二三极管的发射极接地，在正常工作过程中，电压引脚Vdd连接芯片工作电压，当基准电压小于检测电压，运算放大器输出高电平，第一三极管截止，导致第二三极管截止，此时，电源芯片U1的电压引脚Vdd依然是接入芯片工作电压，电源芯片U1正常工作。而当基准电压大于检测电压时，运算放大器输出低电平，第一三极管导通，导致第二上级单通，此时，电源芯片U1的电压引脚Vdd的电压置零，电源芯片U1不工作，实现精准过压保护功能。

本申请实施例通过检测模块1检测待检测电源的输出电压，然后根据待检测电源的输出电压输出检测电压至比较模块2，比较模块2将检测电压与基准电压进行比较后输出比较信号至过压保护模块3，过压保护模块3与电源芯片U1的电压引脚Vdd连接，从而根据该比较信号控制电源芯片U1的工作状态，能准确根据待检测电源的输出电压控制电源芯片U1工作或者停机不工作，实现精准过压保护功能。

实施例二

在一些可选实施例中，如图2所示，电路还包括基准电压模块4，基准电压模块4与比较模块2连接，用于输出基准电压至比较模块2。

在实施时，基准电压模块4用于产生基准电压，例如基准电压模块4采用TL431，TL431是一种可控精密稳压源，TL431的输出电压用两个电阻就可以设置从Vref(2.5V)到36V范围内的任何值，从而为比较模块2提供稳定的基准电压信号。

实施例三

在一些可选实施例中，如图3所示，检测模块1包括第一电阻R1和第二电阻R2；

第一电阻R1的一端与待检测电源的输出端Vd+连接，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端连接；第二电阻R2的一端与比较模块2连接，第二电阻R2的另一端接地。

在实施时，第一电阻R1和第二电阻R2串联后接地，待检测电源的输出端Vd+的输出电压经过第一电阻R1和第二电阻R2的分压后，第一电阻R1和第二电阻R2之间的线路输出检测电压至比较模块2。第一电阻R1和第二电阻R2采用可调电阻从而输出不同电压值的检测电压，在另一些实施例中，还可以通过更换第一电阻R1和/或第二电阻R2以使检测电压的电压值不同。

在一些实施例中，比较模块2包括比较器U1A，比较器U1A的反相输入端与第二电阻R2的一端连接，比较器U1A的同相输入端与基准电压模块4连接，比较器U1A的输出端与过压保护模块3连接。

基准电压模块4包括第三电阻R3和稳压器U2；在实施时，稳压器U2采用上述的TL431，稳压器U2包括阳极、阴极和输出电压设定端，稳压器U2的阳极接地，稳压器U2的阴极与第三电阻R3的一端连接，稳压器U2的阴极和输出电压设定端与比较器U1A的同相输入端连接；第三电阻R3的另一端与第一电压端V1+连接。

过压保护模块3包括第四电阻R4和光耦合器U3；光耦合器U3包括输入正脚j1、输入负脚j2、输出正脚j3和输出负脚j4，光耦合器U3的输入正脚j1通过第四电阻R4与第一电压端V1+连接，光耦合器U3的输入负脚j2与比较器U1A的输出端连接，光耦合器U3的输出正脚j3与电压引脚Vdd连接，光耦合器U3的输出负脚j4接地。

在实施时，比较器U1A可以采用LM358，在另一些实施例中，比较器U1A还可以采用LM393，当采用LM393时，需要在LM393的输出端上拉电阻，在一些实施例中，如图4所示，比较模块2还包括第五电阻R5，第五电阻R5的一端与比较器U1A的输出端连接，第五电阻R5的另一端与第一电压端V1+连接。

以基准电压模块4输出2.5V基准电压为例，比较器U1A的反向输入端接入第一电阻R1和第二电阻R2进行分压检测后输出的检测电压，比较器U1A的同相输入端接入2.5V基准电压，一般情况下，当检测电压低于基准电压，比较器U1A输出高电平，比较器U1A输出的高电平能使光耦合器U3不导通即可，此时，光耦合器U3不导通，电压引脚Vdd的电压依然是芯片工作电压，电源芯片U1正常工作；当检测电压高于基准电压时，比较器U1A输出低电平，比较器U1A输出的低电平能使光耦合器U3导通即可，此时，光耦合器U3导通，电压引脚Vdd接地，电源芯片U1不工作，实现精准过压保护功能。

实施例四

在一些可选实施例中，本申请还提供一种隔离电源，隔离电源包括如上述的输出过压保护电路。电路包括检测模块1、比较模块2和过压保护模块3。

检测模块1与待检测电源的输出端Vd+连接，用于检测待检测电源的输出电压并输出检测电压；

比较模块2与检测模块1连接，用于将检测电压与基准电压比较后输出比较信号；

过压保护模块3与比较模块2以及待检测电源的电源芯片U1的电压引脚Vdd连接，用于接收比较信号，并根据比较信号控制电源芯片U1的工作状态。

在实施时，待检测电源即隔离电源，电源芯片U1即隔离电源的电源管理芯片，检测模块1与待检测电源的输出端Vd+以及比较模块2的输入端耦合，待检测电源是本申请输出过压保护电路进行过压保护的隔离电源，检测模块1通过检测待检测电源的输出电压，并输出检测电压至比较模块2的输入端，比较模块2根据该检测电压与基准电压进行比对，输出比较信号至过压保护模块3，基准电压是可以由基准电压电路提供，过压保护模块3与比较模块2和电源芯片U1的电压引脚Vdd耦合，从而可以根据接收到的比较信号控制电源芯片U1的工作状态，在一些实施例中，检测模块1可以采用分压电阻检测方式对待检测电源的输出电压进行检测，比较模块2可以采用运放或者比较器，以比较模块2采用运算放大器为例，运算放大器的同相输入端和反相输入端分别连接基准电压和检测电压，过压保护模块3可以采用光耦合器，运算放大器的输出端与光耦合器连接，以控制光耦合器的通断，光耦合器连接电源芯片U1的电压引脚Vdd，电压引脚Vdd还连接芯片工作电压，在一般情况下，当基准电压小于检测电压，运算放大器输出高电平以使光耦合器截止，此时，电源芯片U1的电压引脚Vdd依然是接入芯片工作电压，电源芯片U1正常工作。而当基准电压大于检测电压时，运算放大器输出低电平以使光耦合器导通，此时，电源芯片U1的电压引脚Vdd接地，电源芯片U1不工作，实现精准过压保护功能。

本申请实施例通过检测模块1检测待检测电源的输出电压，然后根据待检测电源的输出电压输出检测电压至比较模块2，比较模块2将检测电压与基准电压进行比较后输出比较信号至过压保护模块3，过压保护模块3与电源芯片U1的电压引脚Vdd连接，从而根据该比较信号控制电源芯片U1的工作状态，能准确根据待检测电源的输出电压控制电源芯片U1工作或者停机不工作，实现精准过压保护功能。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种输出过压保护电路，其特征在于，包括：

检测模块，与待检测电源的输出端连接，用于检测所述待检测电源的输出电压并输出检测电压；

比较模块，与所述检测模块连接，用于将所述检测电压与基准电压比较后输出比较信号；

过压保护模块，与所述比较模块以及所述待检测电源的电源芯片的电压引脚连接，用于接收所述比较信号，并根据所述比较信号控制所述电源芯片的工作状态。

2.如权利要求1所述的输出过压保护电路，其特征在于，所述电路还包括：

基准电压模块，与所述比较模块连接，用于输出所述基准电压至所述比较模块。

3.如权利要求2所述的输出过压保护电路，其特征在于，所述检测模块包括第一电阻和第二电阻；

所述第一电阻的一端与所述待检测电源的输出端连接，另一端与所述第二电阻的一端连接；

所述第二电阻的一端与所述比较模块连接，另一端接地。

4.如权利要求3所述的输出过压保护电路，其特征在于，所述比较模块包括比较器，所述比较器的反相输入端与所述第二电阻的一端连接，同相输入端与所述基准电压模块连接，输出端与所述过压保护模块连接。

5.如权利要求4所述的输出过压保护电路，其特征在于，所述基准电压模块包括第三电阻和稳压器；

所述稳压器的阳极接地，阴极与所述第三电阻的一端连接，阴极和输出电压设定端与所述比较器的同相输入端连接；

所述第三电阻的另一端与第一电压端连接。

6.如权利要求5所述的输出过压保护电路，其特征在于，所述过压保护模块包括第四电阻和光耦合器；

所述光耦合器的输入正脚通过所述第四电阻与第一电压端连接，输入负脚与所述比较器的输出端连接，输出正脚与所述电压引脚连接，输出负脚接地。

7.如权利要求6所述的输出过压保护电路，其特征在于，所述比较模块还包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述比较器的输出端连接，另一端与所述第一电压端连接。

8.如权利要求3至7中任一项所述的输出过压保护电路，其特征在于，所述第一电阻和所述第二电阻为阻值可变电阻。

9.一种隔离电源，其特征在于，所述隔离电源包括如权利要求1至8中任一项所述的输出过压保护电路。

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