CN215528597U - 一种控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种控制电路，包括采样电路、延时电路、恒流控制电路。用于开关电源实现过压或者过载等功能电路，采样电路用于采集开关电源中过流或者过压等信号；延时电路用于控制延迟自恢复时间；恒流控制电路用于对对电容的恒流充电，使得电容两端的电压线性上升，实现延迟保护功能。本实用新型的方法及电路，可解决开关电源过压、过载等情况下延时保护功能。具有电路结构简易、延时精确，具有自恢复功能，成本较低的特点。

Description

一种控制电路

技术领域

本实用新型属于延时控制领域，特别涉及一种延时控制及自恢复启动电路。

背景技术

开关电源的带载能力是其主要性能指标之一，为了有更高的瞬时带载能力，并且过载时不会导致其损坏，保护功能是开关电源控制电路中重要组成部分，多数开关电源都具有延迟过流保护的功能。但是现有的延时保护电路的控制方式、器件组成、成本、结构及性能方面不具有优势。现有技术主要有以下特点：

目前常用的延时控制电路广泛采用以微处理器的定时器的数字控制电路方案，这种方案一方面需要外挂数字控制器使得器件成本高昂，外围电路较为复杂，会造成空间和成本的浪费；另一方面采用数字控制器方案较适合短时间、高精度的延时控制电路，在开关电源过载保护中不满足需要维持峰值功率较长时间的需求。

另外也有采用模拟器件搭建的延时保护电路，但其不可实现自恢复功能，且结构复杂、成本较高。采用自带过流保护的控制IC通常过载后出现“打嗝”现象或者不能自恢复。

因此，亟待一种延时保护及延迟自恢复电路，实现开关电源过压、过载等情况下的延时保护功能，且具有自恢复功能，具有电路结构简易、延时精确、成本较低的特点。

实用新型内容

为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种延时保护及延迟自恢复电路，解决开关电源中过载保护和延时恢复的问题。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种控制电路，用于开关电源，其特征在于，包括采样电路、延时电路和恒流控制电路，采样电路的输出端连接恒流控制电路和延时电路的输入端，采样电路用于采样电压或电流，采集过压或过功率信息，延时电路用于实现延时保护，恒流控制电路用于实现电路保护功能后的自恢复启动。

作为采样电路的一种实施方式，包括运放U1A和二极管D1，运放U1A的同相输入端用于输入采样电压，运放U1A的反相输入端用于输入第一参考电压，二极管D1阳极连接运放U1A的输出端，二极管D1的阴极用于连接延时电路和恒流控制电路。

作为延时电路的一种实施方式，包括电容C1、运放U1C、电阻R3、电阻R4、电阻R1、运放U1B、电阻R5、二极管D2和三极管Q2，电容C1正极连接运放U1C同相输入端和电阻R1一端，该连接点用于连接采样电路和恒流控制电路，电阻R3一端连接运放U1C的输出端，运放U1C的输出端短接其反相输入端，运放U1B的同相输入端连接电阻R3另一端、电阻R4一端和电阻R5一端，其反相输入端用于连接第二参考电压，二极管D2阴极连接电阻R5另一端，运放U1B输出端连接二极管D2阳极和三极管Q2基极，电容C1另一端、电阻R1另一端、三极管Q2的发射极、电阻R4另一端接参考地。

作为恒流控制电路的一种实施方式，包括电容C2、电阻R2、431比较器U3、电阻R6和三极管Q1，431比较器U3的1脚连接电阻R2一端和电容C2一端，电容C2另一端连接电阻R6一端和三极管Q1的发射极，且用于连接采样电路和延时电路，431比较器U3的2 脚连接电阻R6另一端和三极管Q1基极，431比较器U3的3脚、三极管Q1的集电极和电阻 R2的另一端接地。

一种控制电路，用于开关电源电路，其特征在于：包括采样电路、延时电路和恒流控制电路，采样电路包括运放U1A和二极管D1，延时电路包括电容C1、运放U1C、电阻R3、电阻R4、电阻R1、运放U1B、电阻R5、二极管D2和三极管Q2，恒流控制电路包括电容 C2、电阻R2、431比较器U3、电阻R6和三极管Q1，运放U1A正相输入端用于接输入电压 VIN，运放U1A负相输入端用于接基准电压VREF，运放U1A输出端接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接电容C1、电阻R1和电容C2的一端，还连接三极管Q1的发射极，电容C2的另一端连接电阻R2的一端和431比较器的1脚，431比较器的2脚连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接三极管Q1的发射极，运放U1C的正相输入端连接二极管D1阴极和电容C1一端的连接点，运放U1C负相输入端和其输出端短接，电阻R3串联于运放U1C 输出端和运放U1B正相输入端之间，电阻R4一端和电阻R5一端连接运放U1B的正相输入端，运放U1B的负相输入端用于接基准电压VREF，电阻R5的另一端连接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极连接运放U1B输出端，三极管Q2的基极连接运放U1B的输出端，三极管 Q2的集电极用于连接开关电源电路的保护电路，运放U1A的地端、电容C1的另一端、电阻 R1的另一端、电阻R2的另一端、431比较器的3脚、三极管Q1的集电极、电阻R4的另一端和三极管Q2的发射极用于接地。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型当瞬态过功率时，开关电源不会立刻进入保护状态，待达到所设计的延迟保护时间后即进入保护状态，可提高开关电源的峰值带载能力；

2.本实用新型电路，针对输出主功率电压进行采样时，可以用作开关电源的过压保护功能电路，针对输出主功率电流采样时，可以用作开关电源的过功率保护功能电路，同样也可以作为过温保护功能电路等，实现电路的多种复用功能；

3.本实用新型具有可调节延迟保护时间和延迟自恢复时间功能，通过对恒流控制电路以及延时电路的电阻、电容的调节，可以调节延迟时间，有效解决开关电源长时间过载导致器件过热问题；

4.本实用新型电路中未使用数字控制芯片，降低了电路的复杂程度，减少了开发成本，在空间和成本方面更具有优势。

附图说明

图1是本实用新型实施例的一种延迟保护及延迟自恢复电路的电路结构图。

具体实施方式

为使得本实用新型技术方案更加清晰，以下结合附图对本实用新型实施例进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的部分实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动，对本实用新型做出其它多种形式的修改、替换或变更，仍属于本实用新型的保护范围。

实施例一

请参考图1，一种延迟保护及延迟自恢复电路的电路包括采样电路、延时电路和恒流控制电路。采样电路的输出端连接恒流控制电路和延时电路的输入端。

采样电路包括运放U1A和二极管D1，运放U1A的同相输入端输入采样电压，运放U1A的反相输入端输入第一参考电压，二极管D1阳极连接运放U1A的输出端。采样电路用于采集开关电源中过流或者过压信号，当采样电压大于第一参考电压时，运放U1A输出高电平对电容C1充电。

延时电路包括电容C1、运放U1C、电阻R3、电阻R4、电阻R1、运放U1B、电阻R5、二极管D2和三极管Q2，电容C1正极连接运放U1C同相输入端和电阻R1一端，电阻R3 一端连接运放U1C的输出端，运放U1C的输出端短接其反相输入端，运放U1B的同相输入端分别连接电阻R3另一端、电阻R4一端和电阻R5一端，其反相输入端连接第二参考电压，二极管D2连接阴极连接电阻R5另一端，运放U1B输出端分别连接二极管D2阳极和三极管 Q2基极，电容C1另一端、电阻R1另一端、三极管Q2的发射极、电阻R4另一端接参考地，三极管Q2的集电极连接开关电源待保护引脚。

延时电路工作过程如下：电容C1的电压缓慢升高时，运放U1C的同相输入端的电压缓慢升高，通过运放U1C实现电压跟随功能，经过一段延迟时间后，运放U1B的同相输入端电压高于第二参考电压，输出高电平触发三极管Q2导通，使得开关电源保护脚的第一输出电压拉低实现延迟保护功能。同时运放U1B输出端通过二极管D2和电阻R5给同相输入端提高电压，进一步使得三极管Q2持续导通，采样电压信号关断后，延时控制电路将同时维持主功率电路、控制芯片及其外围电路的状态一段时间，直到运放U1B的同相输入端电压低于第二参考电压，三极管Q2关断，实现延迟自恢复功能。

恒流控制电路包括电容C2、电阻R2、431比较器U3、电阻R6和三极管Q1，431比较器U3的1脚连接电阻R2一端和电容C2一端，电容C2另一端连接二极管D1的阴极、电阻 R6一端和三极管Q1的集电极，431比较器U3的2脚连接电阻R6另一端和三极管Q1基极， 431比较器U3的3脚、三极管Q1的发射极和电阻R2的另一端接地。

恒流控制电路工作过程如下：电容C1充电时，电容C2同时充电，电流经过电阻R2和431比较器U3的1脚获得基准电压，通过431比较器U3的导通与关断得到三极管Q1基极电压高低切换，进一步控制三极管Q1的导通与关断，实现对电容C1的恒流充电，使得电容两端的电压线性上升。

本实用新型实施例，是针对提高电源峰值带载能力及解决长时间过载导致的热问题提出一种电路。正常工作下，运放U1A输入端压差正常，输出为零，无法对电容C1充电，因此三极管Q2不导通，电源不进行保护；当发生过功率事件时，运放U1A输入端压差为零，运放U1A输出电压为高电平，通过U3反馈对电容C1恒流充电，电容C1上的电压线性上升，运放U1C作为电压跟随器，数秒后，当运放U1B输入端压差为零时，运放U1B输出电压为高电平，驱动三极管Q2导通，进行电源保护。同时二极管D2和电阻R5构成一个回差电路，当电源保护后，运放U1A输入端压差正常，输出为零，电容C1通过电阻R1实现放电，运放U1C作为电压跟随器，数秒后，当运放U1B输入端压差正常时，运放U1B输出电压为低电平，使三极管Q2关断，电源自恢复启动。

本实用新型电路可应用于开关电源中过压保护、过功率保护功能的采样电路，可采样电压信号和电流信号，针对输出主功率电压进行采样时，可用作开关电源的过压保护功能电路。针对输出主功率电流采样时，可用作开关电源的过功率保护功能电路。同样也可用作过温保护等功能功能电路，实现多种复用功能。

以上仅用说明本说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管根据实施例对本实用新型进行了详细叙述，领域的普通技术人员可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或替换，这些未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者替换，均在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种控制电路，用于开关电源，其特征在于，包括采样电路、延时电路和恒流控制电路，采样电路的输出端连接恒流控制电路和延时电路的输入端，采样电路用于采样电压或电流，采集过压或过功率信息，延时电路用于实现延时保护，恒流控制电路用于实现电路保护功能后的自恢复启动。

2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：所述采样电路包括运放U1A和二极管D1，运放U1A的同相输入端用于输入采样电压，运放U1A的反相输入端用于输入第一参考电压，二极管D1阳极连接运放U1A的输出端，二极管D1的阴极用于连接延时电路和恒流控制电路。

3.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：所述延时电路包括电容C1、运放U1C、电阻R3、电阻R4、电阻R1、运放U1B、电阻R5、二极管D2和三极管Q2，电容C1正极连接运放U1C同相输入端和电阻R1一端，该连接点用于连接采样电路和恒流控制电路，电阻R3一端连接运放U1C的输出端，运放U1C的输出端短接其反相输入端，运放U1B的同相输入端连接电阻R3另一端、电阻R4一端和电阻R5一端，其反相输入端用于连接第二参考电压，二极管D2阴极连接电阻R5另一端，运放U1B输出端连接二极管D2阳极和三极管Q2基极，电容C1另一端、电阻R1另一端、三极管Q2的发射极、电阻R4另一端接参考地。

4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：所述恒流控制电路包括电容C2、电阻R2、431比较器U3、电阻R6和三极管Q1，431比较器U3的1脚连接电阻R2一端和电容C2一端，电容C2另一端连接电阻R6一端和三极管Q1的发射极，且用于连接采样电路和延时电路，431比较器U3的2脚连接电阻R6另一端和三极管Q1基极，431比较器U3的3脚、三极管Q1的集电极和电阻R2的另一端接地。

5.一种控制电路，用于开关电源电路，其特征在于：包括采样电路、延时电路和恒流控制电路，采样电路包括运放U1A和二极管D1，延时电路包括电容C1、运放U1C、电阻R3、电阻R4、电阻R1、运放U1B、电阻R5、二极管D2和三极管Q2，恒流控制电路包括电容C2、电阻R2、431比较器U3、电阻R6和三极管Q1，运放U1A正相输入端用于接输入电压VIN，运放U1A负相输入端用于接基准电压VREF，运放U1A输出端接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接电容C1、电阻R1和电容C2的一端，还连接三极管Q1的发射极，电容C2的另一端连接电阻R2的一端和431比较器的1脚，431比较器的2脚连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接三极管Q1的发射极，运放U1C的正相输入端连接二极管D1阴极和电容C1一端的连接点，运放U1C负相输入端和其输出端短接，电阻R3串联于运放U1C输出端和运放U1B正相输入端之间，电阻R4一端和电阻R5一端连接运放U1B的正相输入端，运放U1B的负相输入端用于接基准电压VREF，电阻R5的另一端连接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极连接运放U1B输出端，三极管Q2的基极连接运放U1B的输出端，三极管Q2的集电极用于连接开关电源电路的保护电路，运放U1A的地端、电容C1的另一端、电阻R1的另一端、电阻R2的另一端、431比较器的3脚、三极管Q1的集电极、电阻R4的另一端和三极管Q2的发射极用于接地。

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