CN217692657U - 一种开关电源用快速保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种开关电源用快速保护电路，包括第一电流互感器，第二电流互感器，第一信号处理模块，第二信号处理模块与锁存器，第一电流互感器及第二电路互感器分别与两个取样点电连接，第一信号处理模块包括R1,R2与电容C1,R1电连接在第一电流互感器次级端的1、2脚之间，R2一端与第一电流互感器次级端的1脚电连接，另一端与锁存器电连接，C1一端连接在R2与锁存器之间，另一端接地，第二信号处理模块包括整流器，电阻R3,R4与电容C2，R3电连接在整流器的正极端与负极端之间，R4一端与整流器的正极端电连接，另一端与锁存器电连接，C2一端连接在R4与锁存器之间，另一端接地。快速处理电信号，保护速度可由毫秒级、微秒级提升到纳秒级，提高响应速度。

Description

一种开关电源用快速保护电路

技术领域

本实用新型涉及开关保护电路技术领域，特别是涉及一种开关电源用快速保护电路。

背景技术

开关电源，顾名思义就是通过控制开关管的导通时间以及关断时间来维持输出电压的稳定的电源，已逐渐向小型化、效率化快响应、模块化、高可靠性等方向发展。对于开关电源，输入保护电路很重要，开关输入保护电路具有过流保护、过压保护以及浪涌抑制等功能，对于电网的电压冲击以及EMC等具有至关重要的作用。传统的保护电路主要由信号取样，比较器及信号锁存组成，存在的问题是比较器响应速度慢，导致保护速度较慢，只能达到毫秒级或者微秒级，不能进一步提升响应速度，因此需要改进。

实用新型内容

基于此，有必要针对保护电路信号处理速度慢，导致保护速度慢的问题，提供一种开关电源用快速保护电路。

一种开关电源用快速保护电路，包括第一电流互感器，第二电流互感器，第一信号处理模块，第二信号处理模块与锁存器，所述第一电流互感器的初级端与开关电源打火取样点电连接，所述第一信号处理模块包括电阻R1,R2与电容C1,电阻R1电连接在所述第一电流互感器次级端的1、2脚之间，第一电流互感器次级端的2脚接地，电阻R2一端与第一电流互感器次级端的1脚电连接，另一端与锁存器的第一信号输入脚S1电连接，电容C1一端连接在电阻R2与锁存器之间，另一端接地，所述第二信号处理模块包括整流器，电阻R3,R4与电容C2，所述第二电流互感器的初级端与开关电源谐振取样点电连接，第二电流互感器次级端的1、2脚分别与整流器的AC输入脚电连接，电阻R3电连接在整流器的正极端与负极端之间，整流器负极端接地，电阻R4一端与整流器的正极端电连接，另一端与锁存器的第二信号输入脚S2电连接，电容C2一端连接在电阻R4与锁存器之间，另一端接地。

优选的，所述锁存器的输出脚上均串联有发光二极管VD。

优选的，所述锁存器的型号为CD4043BDR。

本实用新型的有益之处在于：利用第一信号处理模块及第二信号处理模块可快速处理信号，获取电流大小信息，输入至锁存器，利用锁存器内部触发门限作为保护门限，当信号高于门限时，直接输出保护信号。需要取消锁存信号时，输入高电平复位信号，锁存器恢复；保护速度可由毫秒级、微秒级提升到纳秒级，提升保护电路的响应速度。

附图说明

图1为其中一实施例一种开关电源用快速保护电路示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文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。本文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，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“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。

如图1所示，一种开关电源用快速保护电路，包括第一电流互感器1，第二电流互感器2，第一信号处理模块3，第二信号处理模块4与锁存器5，所述第一电流互感器1的初级端与开关电源打火取样点100电连接，所述第一信号处理模块3包括电阻R1,R2与电容C1,电阻R1电连接在所述第一电流互感器1次级端的1、2脚之间，第一电流互感器1次级端的2脚接地，电阻R2一端与第一电流互感器1次级端的1脚电连接，另一端与锁存器5的第一信号输入脚S1电连接，电容C1一端连接在电阻R2与锁存器5之间，另一端接地，所述第二信号处理模块4包括整流器41，电阻R3,R4与电容C2，所述第二电流互感器2的初级端与开关电源谐振取样点200电连接，第二电流互感器2次级端的1、2脚分别与整流器41的AC输入脚电连接，电阻R3电连接在整流器41的正极端与负极端之间，整流器41负极端接地，电阻R4一端与整流器41的正极端电连接，另一端与锁存器5的第二信号输入脚S2电连接，电容C2一端连接在电阻R4与锁存器5之间，另一端接地。具体的，在本实施例中，所述锁存器5的型号为CD4043BDR。使用时，第一电流互感器1及第二电流互感器2采用高速电流互感器，采集开关电源打火取样点100的电流脉冲信号和开关电源谐振取样点200的回路谐振电流信号，第一电流互感器1及第二电流互感器2取得电信号，根据互感器的比例大小输出。因为开关电源打火取样点100为单个脉冲信号，R1串联在第一电流互感器1的1,2脚之间，R1确定开关电源打火取样电100的保护电流大小。在此保护电路中，保护门限电压是锁存器5触发门限电压，这个电压是确定值。R2和C1组成RC滤波电路，只会影响打火取样信号的上升沿速度，不会改变其幅值。假设保护门限电压为U，根据公式U=RI。在电路中U值是确定的，那么R和I值成反比关系。第一电流互感器1输入电流（开关电源打火取样点100的电流）和输出电流（第一电流互感器1次级电流）成正比。改变R1值，第一电流互感器1次级电流值反向改变。比如R1值变大，在保护电路中第一电流互感器1次级电流值会变小，第一电流互感器1两侧电流成正比，则开关电源打火取样点100的保护电流就变小。同理，R1值变小，则开关打火取样点100保护电流变大。R2和C1组成典型RC滤波电路，R2和C1大小与脉冲信号前沿上升时间成正向关系，改变R2和C1值，可以改变开关电源打火取样点100的脉冲信号前沿上升到锁存器5的S1端触发门限电压的时间，从而控制保护时间，即确定保护快慢。可以理解的，RC滤波还有限流及过滤杂波作用，R2防止输入较大的脉冲电流信号，导致锁存器5烧坏，C1过滤杂波后再输出至锁存器5的S1脚，当脉冲信号高于锁存器触发门限时，锁存器5直接输出保护信号，反之，则不输出；而需要锁存器5取消锁存信号时，锁存器5的R1脚可输入一个高电平复位信号，复位，锁存器恢复至初始状态。

进一步的，因为开关电源谐振取样点200的取样信号是高频交流信号，因此在第二信号处理模块4加入整流器41，利用整流器41将交流信号整流为直流信号输出，R3与R1同理，用于确定谐振保护电流信号大小，R4与C1值确定保护快慢，再输出至锁存器5的S2脚，锁存器5后续处理流程同上，在此不再赘述。

如图1所示，所述锁存器5的输出脚上均串联有发光二极管VD，当锁存器5输出端输出高电平的保护信号后，发光二极管发光，起到一个指示作用。

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 (3)

1.一种开关电源用快速保护电路，其特征在于：包括第一电流互感器，第二电流互感器，第一信号处理模块，第二信号处理模块与锁存器，所述第一电流互感器的初级端与开关电源打火取样点电连接，所述第一信号处理模块包括电阻R1,R2与电容C1,电阻R1电连接在所述第一电流互感器次级端的1、2脚之间，第一电流互感器次级端的2脚接地，电阻R2一端与第一电流互感器次级端的1脚电连接，另一端与锁存器的第一信号输入脚S1电连接，电容C1一端连接在电阻R2与锁存器之间，另一端接地，所述第二信号处理模块包括整流器，电阻R3,R4与电容C2，所述第二电流互感器的初级端与开关电源谐振取样点电连接，第二电流互感器次级端的1、2脚分别与整流器的AC输入脚电连接，电阻R3电连接在整流器的正极端与负极端之间，整流器负极端接地，电阻R4一端与整流器的正极端电连接，另一端与锁存器的第二信号输入脚S2电连接，电容C2一端连接在电阻R4与锁存器之间，另一端接地。

2.如权利要求1所述的一种开关电源用快速保护电路，其特征在于：所述锁存器的输出脚上均串联有发光二极管VD。

3.如权利要求1所述的一种开关电源用快速保护电路，其特征在于：所述锁存器的型号为CD4043BDR。

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