CN215498248U - 一种过压保护电路及电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子电路技术领域，公开了一种过压保护电路及电源。过压保护电路包括触发电路、开关电路及控制器，触发电路与电压检测端连接，触发电路可在电压检测端的电压大于预设电压阈值时，输出触发信号，开关电路与触发电路连接，开关电路可在接收到触发信号时导通，并且输出第一电平信号，控制器与开关电路连接，控制器可根据第一电平信号，停止工作。因此，通过以上方式，能够拓宽过压保护的适用范围，并且能够提高采样精度。

Description

一种过压保护电路及电源

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种过压保护电路及电源。

背景技术

在一些电源电路中，电路发生过压时，会对电源电路或与电源电路连接的负载造成不利影响，例如，在开关电源应用中，若输入端发生过压，则有可能导致通过开关管的电流过大而烧毁开关管，若输出端发生过压，则有可能烧毁负载，因此，为避免产生不必要的损失，一些电源电路一般会增加过压保护功能。过压保护，一般是通过检测电路发生过压时，提供一个过压信号给电源控制电路，电源控制电路根据该过压信号，控制电源电路停止工作。

在一些传统的输出端过压保护中，一般是从原边的辅助绕组中采样电压信号，根据原边的辅助绕组与副边绕组的匝数比关系，推算出输出端的电压，当采样电压信号指示输出端的电压大于一定电压阈值时，控制电路停止工作，从而实现过压保护。然而，此种过压保护方式一般只能应用在反激拓扑中，适用范围小，并且，采样电压信号容易受到带载的影响，导致采样精度较低。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种过压保护电路及电源，能够解决相关技术中的过压保护实现方式适用范围小或采样精度低的技术问题。

本实用新型实施例为解决上述技术问题提供了如下技术方案：

在第一方面，本实用新型实施例提供一种过压保护电路，包括：

触发电路，用于与电压检测端连接，所述触发电路用于在所述电压检测端的电压大于预设电压阈值时，输出触发信号；

开关电路，与所述触发电路连接，所述开关电路用于在接收到所述触发信号时导通，并且输出第一电平信号；

控制器，与所述开关电路连接，所述控制器用于根据所述第一电平信号，执行过压保护操作。

可选地，所述触发电路包括稳压电路及光耦；

所述光耦包括发光二极管及光电三极管，所述发光二极管与所述稳压电路串联连接在所述电压检测端与地之间，所述光电三极管的集电极与所述控制器连接，所述光电三极管的发射极与所述开关电路连接。

可选地，所述触发电路还包括放电电路，所述放电电路的一端与所述发光二极管的阳极连接，所述放电电路的另一端接地。

可选地，所述稳压电路包括第一稳压二极管；

所述第一稳压二极管的阴极用于与所述电压检测端连接，所述第一稳压二极管的阳极与所述发光二极管的阳极连接。

可选地，所述稳压电路包括还第二稳压二极管；

所述第二稳压二极管的阴极与所述第一稳压二极管的阳极连接，所述第二稳压二极管的阳极与所述发光二极管的阳极连接。

可选地，所述触发电路还包括第一限流电路；

所述第一限流电路的一端用于所述电压检测端连接，所述第一限流电路的另一端与所述第一稳压二极管的阴极连接。

可选地，所述开关电路包括可控硅；

所述可控硅的阳极及所述光电三极管的集电极共同连接于所述控制器，所述可控硅的门极与所述光电三极管的发射极连接，所述可控硅的阴极接地。

可选地，所述开关电路还包括吸收电路；

所述吸收电路的一端、所述可控硅的控制端及所述光电三极管的发射极共同连接，所述吸收电路的另一端接地。

可选地，所述吸收电路包括第一电阻及第一电容；

所述第一电阻的一端、所述第一电容的一端、所述可控硅的门极及所述光电三极管的发射极共同连接，所述第一电阻的另一端及所述第一电容的另一端接地。

在第二方面，本实用新型实施例提供一种电源，包括如上所述的过压保护电路；以及

电源电路，所述电源电路与所述过压保护电路连接。

本实用新型实施例的有益效果是：提供了一种过压保护电路及电源。过压保护电路包括触发电路、开关电路及控制器，触发电路与电压检测端连接，触发电路可在电压检测端的电压大于预设电压阈值时，输出触发信号，开关电路与触发电路连接，开关电路可在接收到触发信号时导通，并且输出第一电平信号，控制器与开关电路连接，控制器可根据第一电平信号，停止工作。因此，通过以上方式，能够拓宽过压保护的适用范围，并且能够提高采样精度。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片仅作为示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本实用新型实施例提供一种电源的电路结构框图；

图2是图1中提供一种过压保护电路的结构示意图；

图3是图2中提供一种过压保护电路的电路结构示意图；

图4是图2中提供另一种过压保护电路的电路结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施方式，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在第一方面，本实用新型实施例提供一种电源。如图1所示，电源100包括过压保护电路10及电源电路20。

电源电路20可基于任意电源转换拓扑结构，例如正激拓扑、反激拓扑，以及等等，此处不对电源电路20的结构或形式进行限定。

过压保护电路10与电源电路20连接，在实现过压保护时，首先通过在电源电路20上设置电压检测端20A，然后通过过压保护电路10检测该电压检测端20A的电压，当检测到电压检测端20A的电压大于一定值时，控制电源电路20停止工作。电压检测端20A可以设置在电源电路20的任意位置，例如，设置在电源电路20的电源输入端或电源输出端。

电源电路20可对电源输入端输入的电源进行转换，在电源输出端输出目标输出电源，该目标输出电源可为任意连接在电源输出端的负载进行供电，在电源电路20为负载供电时，若电源输出端的电压由于一些因素出现异常波动，电压高于正常输出时的电压，此时，过高的电压会对负载产生不利影响，例如出现烧毁负载的情况。于是，通过在电源电路20的电源输出端设置电压检测端20A，在电压检测端20A的的电压大于安全值时，控制电源电路20停止输出，电源电路20的电源输出端电压为0，以对负载进行保护，避免出现负载被施加高压而损坏的情况。

具体地，如图2所示，过压保护电路10包括触发电路11、开关电路12和控制器13。

触发电路11与电源电路20的电压检测端20A连接，触发电路11可检测电压检测端20A的电压，并且，在电压检测端20A的电压大于预设电压阈值，触发电路11输出触发信号。在一些实施例中，触发信号为电平信号。

开关电路12与触发电路11的输出端连接，开关电路12在接收到触发电路11输出的触发信号时导通，同时输出第一电平信号。

控制器13与开关电路12的输出端连接，控制器13接收到开关电路12输出的第一电平信号后，停止工作。具体地，控制器13可通过输出控制信号对电源电路20进行控制，例如，通过输出PWM控制信号控制电源电路20工作，以实现电源转换，输出目标输出电源，或者，控制电源电路20停止工作，以关闭电源电路20的输出。其中，控制器13包括供电引脚VCC，控制器13的供电引脚VCC与外部供电端连接，当外部供电端向控制器13的供电引脚VCC提供工作电压时，控制器13正常工作，否则，控制器13停止工作。

控制器13的供电引脚VCC还与开关电路12的输出端连接，控制器13的供电引脚VCC在正常情况下被输入工作电压(高电平)，而当开关电路12输出第一电平信号(低电平)时，控制器13的供电引脚VCC的输入电压被拉至低电平，此时，控制器13未能正常供电，从而使得控制器13停止工作，控制器13停止工作后，无法对电源电路20进行控制，因此，电源电路20也将停止工作，电源电路20的输出关闭。

因此，在输出过压保护应用中，通过在电源电路20的输出端设置电压检测端20A，并且，利用过压保护电路10检测电源电路20的输出端电压，当电源电路20的输出端电压大于预设电压阈值时，例如大于42V时，控制电源电路20停止输出，以对负载进行保护。

控制器13可以为任意通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISC Machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。还有，控制器13还可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。控制器13也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP和/或任何其它这种配置。

在一些实施例中，控制器13的型号为NCP1252A。NCP1252A芯片是一种PWM控制器，常用于双管正激电路的应用场合。

电源100工作时，外部供电端为控制器13的供电引脚VCC的提供工作电压，可以理解的是，电源电路20的电源输出端出现过压时，开关电路12输出低电平拉低控制器13的供电引脚VCC的电压，于是，控制器13停止工作，电源电路20的输出也随之关闭，当下一刻电源电路20的电源输出端过压消失，开关电路12未输出低电平，控制器13的供电恢复正常，控制器13得以正常控制电源电路20，电源电路20也得以恢复正常输出。通过在电源电路20的电源输出端出现过压时，关闭电源电路20的输出，在电源电路20的电源输出端过压消失时，恢复电源电路20的输出，可对负载进行有效保护，避免损坏负载。

在一些实施例中，如图3所示，触发电路11包括稳压电路111及光耦112。

光耦112包括发光二极管VD和光电三极管VT，发光二极管VD与稳压电路111串联连接在电压检测端20A与地之间，光电三极管VT的集电极与控制器13的供电引脚VCC连接，光电三极管VT的发射极与开关电路12连接。

在本实施例中，当电压检测端20A的电压大于预设电压阈值时，流过稳压电路和发光二极管VD的电流大于预设电流阈值，此时，发光二极管VD1向光电三极管VT发射光线以使光电三极管VT导通，光电三极管VT发射极电压几乎等于控制器13的供电引脚VCC的电压，光电三极管VT发射极电压作为触发开关电路12导通的触发电压。

具体地，如图3所示，稳压电路111包括第一稳压二极管ZD。

第一稳压二极管ZD1的阴极与电压检测端20A连接，第一稳压二极管ZD的阳极与发光二极管VD的阳极连接。

可以理解的是，第一稳压二极管ZD1的设置方式并不限于此，其可以包括任意合适的设置方式，例如，第一稳压二极管ZD1的阴极与发光二极管VD的阴极连接，第一稳压二极管ZD1的阳极接地。

在本实施例中，当电压检测端20A的电压大于第一电压值时，第一稳压二极管ZD1开始击穿，第一稳压二极管ZD1击穿后，若电压检测端20A的电压大于第二电压值时，流过发光二极管VD的电流大于预设电流阈值，此时，光电三极管VT导通。

为了拓宽电压检测范围，在一些实施例中，稳压电路111包括多个同向串联的稳压二极管。如图4所示，稳压电路111还包括第二稳压二极管ZD2。

第二稳压二极管ZD2的阴极与第一稳压二极管ZD1的阳极连接，第二稳压二极管ZD2的阳极与发光二极管VD1的阳极连接。

第一稳压二极管ZD1的稳压值(击穿电压值)可以与第二稳压二极管ZD2相同，也可以不同。在一些实施例中，第一稳压二极管ZD1和第二稳压二极管ZD2的稳压值均为18V，于是，当电压检测端20A的电压大于36V时，第一稳压二极管ZD1和第二稳压二极管ZD2开始击穿，第一稳压二极管ZD1和第二稳压二极管ZD2击穿后，若电压检测端20A的电压大于一定值时，例如42V时，流经发光二极管VD的电流可达到预设电流阈值，例如30mA，此时，发光二极管VD发射的光线使得光电三极管VT导通。

为了限制流经发光二极管VD的电流，在一些实施例中，如图4所示，触发电路11还包括第一限流电路113。

第一限流电路114的一端与电压检测端20A连接，第一限流电路113的另一端与第一稳压二极管ZD1的阴极连接。

可以理解的是，第一限流电路113的设置方式并不限于此，其可以包括任意合适的设置方式，例如，第一限流电路113的一端与第二稳压二极管ZD2的阳极连接，第一限流电路113的另一端与发光二极管VD的阳极连接。

具体地，如图4所示，第一限流电路113为限流电阻R2。其中，限流电阻R2的阻值为200R。

为了防止光耦112的发光二极管VD误导通，在一些实施例中，如图3所示，触发电路11还包括放电电路114。

放电电路114的一端与光耦112的发光二极管VD的阳极连接，放电电路114的另一端接地。

具体地，如图3所示，放电电路114为放电电阻R3。放电电阻R3还可限制发光二极管VD两端的电压，从而保护发光二极管VD。

在一些实施例中，如图3所示，开关电路12包括可控硅SCR。

可控硅SCR1的阳极与光耦112的光电三极管VT的集电极共同连接于控制器13的供电引脚VCC，可控硅SCR的门极与光电三极管VT发射极连接，可控硅SCR的阴极接地。

在本实施例中，光电三极管VT导通时，光电三极管VT的发射极电压几乎等于控制器13的供电引脚VCC的电压，光电三极管VT的发射极电压作为触发电压触发可控硅SCR导通，可控硅SCR导通后，可控硅SCR的阳极电位被拉低，从而控制器13的供电引脚VCC的电压被拉低，控制器13停止工作，电源电路20的输出关闭。

为了对可控硅SCR进行保护，在一些实施例中，如图4所示，开关电路12还包括吸收电路121。

吸收电路121的一端、可控硅SCR的门极及光电三极管VT的发射极共同连接，吸收电路121的另一端接地。

具体地，吸收电路121包括第一电阻R1及第一电容C1。

第一电阻R1的一端、第一电容C1的一端、可控硅SCR的门极及光电三极管VT的发射极共同连接，第一电阻R1的另一端及第一电容C1的另一端接地。

最后要说明的是，本实用新型可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本实用新型内容的额外限制，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。并且在本实用新型的思路下，上述各技术特征继续相互组合，并存在如上所述的本实用新型不同方面的许多其它变化，均视为本实用新型说明书记载的范围；进一步地，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)

1.一种过压保护电路，其特征在于，包括：

触发电路，用于与电压检测端连接，所述触发电路用于在所述电压检测端的电压大于预设电压阈值时，输出触发信号；

开关电路，与所述触发电路连接，所述开关电路用于在接收到所述触发信号时导通，并且输出第一电平信号；

控制器，与所述开关电路连接，所述控制器用于根据所述第一电平信号，停止工作。

2.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述触发电路包括稳压电路及光耦；

所述光耦包括发光二极管及光电三极管，所述发光二极管与所述稳压电路串联连接在所述电压检测端与地之间，所述光电三极管的集电极与所述控制器连接，所述光电三极管的发射极与所述开关电路连接。

3.根据权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于，所述触发电路还包括放电电路，所述放电电路的一端与所述发光二极管的阳极连接，所述放电电路的另一端接地。

4.根据权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于，所述稳压电路包括第一稳压二极管；

所述第一稳压二极管的阴极用于与所述电压检测端连接，所述第一稳压二极管的阳极与所述发光二极管的阳极连接。

5.根据权利要求4所述的过压保护电路，其特征在于，所述稳压电路包括还第二稳压二极管；

所述第二稳压二极管的阴极与所述第一稳压二极管的阳极连接，所述第二稳压二极管的阳极与所述发光二极管的阳极连接。

6.根据权利要求4所述的过压保护电路，其特征在于，所述触发电路还包括第一限流电路；

所述第一限流电路的一端用于所述电压检测端连接，所述第一限流电路的另一端与所述第一稳压二极管的阴极连接。

7.根据权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于，所述开关电路包括可控硅；

所述可控硅的阳极及所述光电三极管的集电极共同连接于所述控制器，所述可控硅的门极与所述光电三极管的发射极连接，所述可控硅的阴极接地。

8.根据权利要求7所述的过压保护电路，其特征在于，所述开关电路还包括吸收电路；

所述吸收电路的一端、所述可控硅的控制端及所述光电三极管的发射极共同连接，所述吸收电路的另一端接地。

9.根据权利要求8所述的过压保护电路，其特征在于，所述吸收电路包括第一电阻及第一电容；

所述第一电阻的一端、所述第一电容的一端、所述可控硅的门极及所述光电三极管的发射极共同连接，所述第一电阻的另一端及所述第一电容的另一端接地。

10.一种电源，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述过压保护电路；以及

电源电路，所述电源电路与所述过压保护电路连接。

Images