CN216489744U - 开关电源的过温保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开关电源的过温保护电路，开关电源包括光耦模块，光耦模块包括发光二极管，过温保护电路包括二极管D8、运算放大器、第一分压偏置电路和第二分压偏置电路，二极管D8的负极与运算放大器的输出端连接，二极管D8的正极与发光二极管连接，运算放大器的正相输入端与第一分压偏置电路连接，运算放大器的反相输入端与第二分压偏置电路连接，且第一、第二分压偏置电路均与同一个基准电压连接，第二分压偏置电路包括用于拉低运算放大器的输出端的电平使开关电源进入过温保护的负温度系数热敏电阻。本申请能够实现对开关电源附近温度的高度感应，并且不会发生误触发的情况，对开关电源提供了稳定又精确的过温保护。

Description

开关电源的过温保护电路

技术领域

本实用新型涉及档位开关技术领域，特别涉及一种开关电源的过温保护电路。

背景技术

在开关电源应用中，由于功率器件长时间工作或工作异常的时候会大量发热，进而导致电源的温度非常高，如果温度高到一定程度的时候，便会造成电源的损坏，引发安全事故。传统的开关电源一般是通过以下方式来实现高温保护：其中一种方案为，在电路上串联一个保险丝，一旦温度过高，保险丝自动熔断来断开电路，这种过温保护方式比较极端，当温度恢复之后需要重新更换元件才能恢复电路的正常运行；另一种方案为，在保护电路中串接热敏电阻，通过热敏电阻串联普通电阻分压来检测温度，当温度升高时，热敏电阻的阻值降低，采样电压升高，保护电路中的三极管切换到导通状态，来拉低控制芯片的控制端口，使开关电源关闭，但是这种方式又存在着温度保持特性不稳定，过温保护精度不高的缺陷。

实用新型内容

本实用新型提出了一种开关电源的过温保护电路，解决了现有技术中的开关电源的过温保护电路的检测精度差、过温保护可靠性差等技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：所述开关电源包括光耦模块，所述光耦模块包括发光二极管，所述发光二极管的输出端为第二引脚，所述过温保护电路包括二极管D8、运算放大器、第一分压偏置电路和第二分压偏置电路，二极管D8的负极与所述运算放大器的输出端连接，所述二极管D8的正极与所述发光二极管的第二引脚连接，所述运算放大器的正相输入端与所述第一分压偏置电路连接，所述运算放大器的反相输入端与所述第二分压偏置电路连接，且所述第一分压偏置电路和第二分压偏置电路均与同一个基准电压连接，所述第二分压偏置电路包括负温度系数热敏电阻，所述负温度系数热敏电阻用于拉低所述运算放大器的输出端的电平使开关电源进入过温保护。

进一步地，所述第一分压偏置电路包括电阻R44，所述电阻R44的一端连接所述基准电压，另一端连接所述运算放大器的正相输入端连接。

进一步地，所述第一分压偏置电路还包括电阻R45，所述电阻R45的一端与所述电阻R44连接，另一端接地。

进一步地，所述第二分压偏置电路还包括电阻R47和电阻R46，所述电阻R47、电阻R46和负温度系数热敏电阻串联，所述电阻R46与所述基准电压连接，所述电阻R47与所述运算放大器的反相输入端连接。

进一步地，所述第二分压偏置电路还包括电阻R48，所述电阻R48的一端与所述运算放大器的反相输入端连接，另一端接地。

进一步地，所述开关电源还包括：EMI模块、输入整流滤波模块、变压器、功率控制模块、输出整流滤波模块、PWM控制模块、反馈控制模块，所述光耦模块连接在所述反馈控制模块和PWM控制模块之间。

有益效果：与现有技术相比，本申请在开关电源中设置了过温保护电路，通过将过温保护电路连接在开关电路中的光耦模块上，通过在运算放大器的正相输入端和反相输入端上连接同一个基准电压，通过偏压分置电路使得运算放大器的正相输入端和反相输入端输入稳定且压差较大的电压，使得运算放大器的输出端能够稳定输出控制电压到二极管D8，当温度过高的时候，负温度系数热敏电阻的阻值发生改变，进而使运算放大器的输出端的电压被拉低，进而通过打开二极管D8能够以拉低光耦模块的发光二极管电压的方式使电源进入过温保护，整个过程中能够实现对开关电源附近温度的高度感应，并且不会发生误触发的情况，对开关电源提供了稳定又精确的过温保护。

同时，本申请中的过温保护电路还具有简单可靠，成本相对较低，易于生产和控制等优点。

附图说明

图1为本实用新型中开关电源的结构示意图。

图2为本实用新型中过温保护电路的电路结构示意图。

其中，本实用新型中的主要附图标记为：

1、EMI模块；2、输入整流滤波模块；3、变压器；4、功率控制模块；5、输出整流滤波模块；6、PWM控制模块；7、反馈控制模块；8、光耦模块；9、PWM供电控制模块；10、过温保护电路。

具体实施方式

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本实用新型提供了一种开关电源的过温保护电路，其中，如图1所示，本申请中的开关电源主要包括EMI模块、输入整流滤波模块、变压器、功率控制模块、输出整流滤波模块、PWM控制模块、反馈控制模块、光耦模块、PWM供电控制模块以及过温保护电路。

EMI模块一端与AC供电电压连接，另一端与输入整流滤波模块连接，输入整流滤波模块与变压器连接，变压器与输出整流滤波模块连接，输出整流滤波模块一端为直流输出端，直流输出端与负载连接，其工作原理为：AC交流电输入到EMI模块和输入整流滤波模块，滤除杂波并对输入电流整流成为直流电，之后电流经过变压器后降压，再经过输出整流滤波模块整流成稳定可靠的直流电输出给负载。

另外，反馈控制模块的输入端与输出整流滤波模块的输出端连接，用于采集输出的电流信号；且反馈控制模块的另一端还与光耦模块，反馈控制模块将采集的电流信号输入光耦模块的输入端，光耦模块中包含发光二极管，发光二极管的输入端为第一引脚，发光二极管的输出端为第二引脚，用于根据接收到的采样信号的强弱改变光耦模块输出信号的占空比，PWM控制模块的输入端与光耦模块的输出端相连，PWM控制模块的输出端与功率控制模块的输入端连接，功率控制模块与变压器的绕组线圈相连，通过光耦模块的输出的占空比的变化来对交流信号进行PWM脉宽调制。

其中，本申请中设置的过温保护电路与光耦模块的输出端(即发光二极管的第二引脚)连接，如图2所示，本申请中的过温保护电路主要包括运算放大器，运算放大器包括有输出端、正相输入端和反相输入端，运算放大器的输出端与光耦模块的输出端(发光二极管的负极)连接，运算放大器的正相输入端与第一分压偏置电路连接，第一分压偏置电路的输入端接入基准电压Vref，基准电压Vref经过第一分压偏置电路的降压分流形成稳定的电压输入，运算放大器的反相输入端与第二分压偏置电路连接，第二分压分压偏置电路的输入端也接入所述基准电压Vref，基准电压Vref经过第二分压偏置电路的降压分流形成稳定的电压输入，并且在第二分压偏置电路上设有一个负温度系数热敏电阻RT2。

本申请还包括二极管D8，二极管D8的负极与运算放大器的输出端连接，二极管D8的正极与光耦模块的输出端(即发光二极管的负极)的连接，二极管D8的正极电压大于负极电压的时候，二极管D8导通，当二极管D8的正极电压小于负极电压的时候，二极管D8截止。

当温度处于预设温度值以下的时候，第一分压偏置电路的总阻值要低于第二分压偏置电路的总阻值，运算放大器的正相输入端的电压便大于负向输入端的电压值，此时运算放大器输出端输出高电平，二极管D8的负极电压高于正极电压，二极管D8截止，光耦电压不受到过温保护电路的影响；当环境温度的逐渐升高至预设温度值的时候，负温度系数热敏电阻RT2的阻值也随之降到一定的数值，此时第二分压偏置电路的总阻值要低于第一分压偏置电路的总阻值，运算放大器的正相输入端的电压便小于负向输入端的电压值，运算放大器的输出端输出低电平，电平被拉低之后，二极管D8导通，随及会拉低光耦的电压，使得光耦的输出端占空比发生改变，通过PWM控制模块调节交流电的输入，进而控制开关电源进入到过温保护。

与现有技术相比，本申请在开关电源中设置了过温保护电路，通过将过温保护电路连接在开关电路中的光耦模块上，通过在运算放大器的正相输入端和反相输入端上连接同一个基准电压，通过偏压分置电路使得运算放大器的正相输入端和反相输入端输入稳定且压差较大的电压，使得运算放大器的输出端能够稳定输出控制电压到二极管D8，当温度过高的时候，负温度系数热敏电阻的阻值发生改变，进而使运算放大器的输出端的电压被拉低，进而通过打开二极管D8能够以拉低光耦模块的发光二极管电压的方式使电源进入过温保护，整个过程中能够实现对开关电源附近温度的高度感应，并且不会发生误触发的情况，对开关电源提供了稳定又精确的过温保护。同时，本申请中的过温保护电路还具有简单可靠，成本相对较低，易于生产和控制等优点。

进一步地，第一分压偏置电路具体包括电阻R44，电阻R44的一端连接基准电压Vref，另一端连接运算放大器的正相输入端连接，通过串联电阻R44能够降低电压到0.83V输入到运算放大器的正相输入端，从而提供稳定且大小合适的电压值。另外，第一分压偏置电路还包括电阻R45，电阻R44连接运算放大器的正相输入端的一端还与电阻R45连接，且电阻R45接地，通过电阻R45能够有效降低运算放大器的正相输入端的电流。

进一步地，第二分压偏置电路还包括电阻R47和电阻R46，电阻R47、电阻R46和负温度系数热敏电阻串联，电阻R46与基准电压Vref连接，电阻R47与运算放大器的反相输入端连接，从而提供稳定且大小合适的电压值到运算放大器的反相输入端。另外，第二分压偏置电路还包括电阻R48，电阻R47的与运算放大器的反相输入端连接的一端还与电阻R48连接，且电阻R48接地，通过电阻R45能够有效降低运算放大器的反相输入端的电流。

需要补充说明的是，本实施例中的运算放大器选用的是恒流恒压控制芯片U4，其包括8个引脚，内部含有两个运算放大器，本实施例中的通过恒流恒压控制芯片U4的引脚3接入基准电压Vref，可同时对内部的两个运算放大器提供基准电压，此设计直接引用市面上现有的芯片实现过温保护，能够避免复杂的接线结构，提升通用性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种开关电源的过温保护电路，所述开关电源包括光耦模块，所述光耦模块包括发光二极管，所述发光二极管的输出端为第二引脚，其特征在于，所述过温保护电路包括二极管D8、运算放大器、第一分压偏置电路和第二分压偏置电路，二极管D8的负极与所述运算放大器的输出端连接，所述二极管D8的正极与所述发光二极管的第二引脚连接，所述运算放大器的正相输入端与所述第一分压偏置电路连接，所述运算放大器的反相输入端与所述第二分压偏置电路连接，且所述第一分压偏置电路和第二分压偏置电路均与同一个基准电压连接，所述第二分压偏置电路包括负温度系数热敏电阻，所述负温度系数热敏电阻用于拉低所述运算放大器的输出端的电平使开关电源进入过温保护。

2.根据权利要求1所述的开关电源的过温保护电路，其特征在于，所述第一分压偏置电路包括电阻R44，所述电阻R44的一端连接所述基准电压，另一端连接所述运算放大器的正相输入端连接。

3.根据权利要求2所述的开关电源的过温保护电路，其特征在于，所述第一分压偏置电路还包括电阻R45，所述电阻R45的一端与所述电阻R44连接，另一端接地。

4.根据权利要求1所述的开关电源的过温保护电路，其特征在于，所述第二分压偏置电路还包括电阻R47和电阻R46，所述电阻R47、电阻R46和负温度系数热敏电阻串联，所述电阻R46与所述基准电压连接，所述电阻R47与所述运算放大器的反相输入端连接。

5.根据权利要求4所述的开关电源的过温保护电路，其特征在于，所述第二分压偏置电路还包括电阻R48，所述电阻R48的一端与所述运算放大器的反相输入端连接，另一端接地。

6.根据权利要求1所述的开关电源的过温保护电路，其特征在于，所述开关电源还包括：EMI模块、输入整流滤波模块、变压器、功率控制模块、输出整流滤波模块、PWM控制模块、反馈控制模块，所述光耦模块连接在所述反馈控制模块和PWM控制模块之间。

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