CN217741302U - 一种开关电源前置过压及欠压保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及开关电源技术领域，具体涉及一种开关电源前置过压及欠压保护电路，包括过压保护模块、欠压保护模块以及开关管Q2；所述过压保护模块包括二极管D7、第一电压采样组件、基准电压U4、比较器U3‑A以及二极管D9；所述欠压保护模块包括二极管D6、第二电压采样组件、比较器U3‑B、二极管D8以及储能电容EC5。本实用新型当开关电源处于过压的时候，过压保护模块控制开关电源停止工作，同时使得欠压保护模块没有工作；当开关电源处于欠压的时候，欠压保护模块控制开关电源停止工作，同时使得过压保护模块没有工作。

Description

一种开关电源前置过压及欠压保护电路

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术领域，具体涉及一种开关电源前置过压及欠压保护电路。

背景技术

现有中低功率开关电源主控制芯片，特别是国产PWM芯片中，极少内置前置过压及欠压保护电路，造成开关电源在电网过压及欠压时，主控芯片仍在工作状态，极易造成主控功率器件及周边零件损坏，甚至使高频变压器进入磁饱和工作状态，损坏主控芯片、功率器件及周边元件，因开关电源失效，造成设备工作失常或无法工作。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中的上述不足，提供了一种开关电源前置过压及欠压保护电路。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：一种开关电源前置过压及欠压保护电路，包括过压保护模块、欠压保护模块以及开关管Q2；所述过压保护模块包括二极管D7、第一电压采样组件、基准电压U4、比较器U3-A以及二极管D9；所述欠压保护模块包括二极管D6、第二电压采样组件、比较器U3-B、二极管D8以及储能电容EC5；

所述二极管D7以及二极管D6分别与供电口连接；所述二极管D7分别与第一电压采样组件以及储能电容EC5连接；所述比较器U3-A的输入端分别与基准电压U4以及第一电压采样组件连接；所述比较器U3-A的输出端通过二极管D9与开关管Q2的控制端连接；所述第二电压采样组件的两端分别与二极管D7以及二极管D6连接；所述比较器U3-B的输入端分别与第二电压采样组件连接；所述比较器U3-B的输出端通过二极管D8与开关管Q2的控制端连接；所述开关管Q2开关端的一端接地；所述开关管Q2开关端的另一端设有接口。

本实用新型进一步设置为，所述第一电压采样组件包括依次连接的电阻R22、电阻R23以及可调电阻R24；所述电阻R22与二极管D7的负极连接；所述比较器U3-A的一个输入端与基准电压U4连接；所述比较器U3-A的另一个输入端设于电阻R23与可调电阻R24之间的连接处。

本实用新型进一步设置为，所述过压保护模块还包括设于电阻R22与电阻R23之间的电容C11以及与可调电阻R24并联的电容C12。

本实用新型进一步设置为，所述过压保护模块还包括反相器U3-C；所述比较器U3-A的输出端通过反相器U3-C后与二极管D9连接。

本实用新型进一步设置为，所述第二电压采样组件包括依次连接的电阻R25、电阻R26以及可调电阻R27；所述可调电阻R27与二极管D6的正极连接；所述电阻R25与二极管D7的负极连接；所述比较器U3-B的两个输入端分别设于可调电阻R27的两端。

本实用新型的有益效果：本实用新型当开关电源处于过压的时候，过压保护模块控制开关电源停止工作，同时使得欠压保护模块没有工作；当开关电源处于欠压的时候，欠压保护模块控制开关电源停止工作，同时使得过压保护模块没有工作。

附图说明

利用附图对实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本实用新型的电路图；

图2是本实用新型开关电源的电路图；

其中：1、接口；2、供电口；3、整流滤波模块；4、开关电源前置过压及欠压保护电路；5、开关变换模块；6、PWM控制模块；7、输出模块。

具体实施方式

结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。

由图1至图2可知，本实施例所述的一种开关电源前置过压及欠压保护电路，包括过压保护模块、欠压保护模块以及开关管Q2；所述过压保护模块包括二极管D7、第一电压采样组件、基准电压U4、比较器U3-A以及二极管D9；所述欠压保护模块包括二极管D6、第二电压采样组件、比较器U3-B、二极管D8以及储能电容EC5；

所述二极管D7以及二极管D6分别与供电口2连接；所述二极管D7分别与第一电压采样组件以及储能电容EC5连接；所述比较器U3-A的输入端分别与基准电压U4以及第一电压采样组件连接；所述比较器U3-A的输出端通过二极管D9与开关管Q2的控制端连接；所述第二电压采样组件的两端分别与二极管D7以及二极管D6连接；所述比较器U3-B的输入端分别与第二电压采样组件连接；所述比较器U3-B的输出端通过二极管D8与开关管Q2的控制端连接；所述开关管Q2开关端的一端接地；所述开关管Q2开关端的另一端设有接口1。其中接口1用于与PWM控制模块6的U1连接或者与开关变换模块5的开关管Q1连接。

具体地，如图2所示，开关电源包括整流滤波模块3、开关电源前置过压及欠压保护电路4、开关变换模块5、PWM控制模块6以及输出模块7。

本实施例所述的开关电源前置过压及欠压保护电路，当开关电源处于过压的时候，过压保护模块控制开关电源停止工作，同时使得欠压保护模块没有工作；当开关电源处于欠压的时候，欠压保护模块控制开关电源停止工作，同时使得过压保护模块没有工作。

本实施例能够解决中小功率多数芯片只有针对输出过压保护，无前置过压或欠压保护，在电网电压波动易造成功率器件、主控芯及周边元件损坏，造成供电电源失效，致使终端设备工作失常或不能工作。并且现有多数无前置过压或欠压保护电路的中小功率芯片设计开关电源时，通过插入本前置过压及欠压保护电路，使设备在电网出现过电压或瞬态过电压时得到有效保护。

本实施例针对仅设计有输出过压保护，无前置过压或欠压保护芯片，工作在电压波动较大的电网中的开关电源，在电网过电压或欠电压的作用下，防止其主控芯片、功率器件乃至周边元件受损，造成供电电源失效，并导致终端设备工作失常或不能工作，使开关电源及终端设备均得到有效保护。

本实施例所述的一种开关电源前置过压及欠压保护电路，所述第一电压采样组件包括依次连接的电阻R22、电阻R23以及可调电阻R24；所述电阻R22与二极管D7的负极连接；所述比较器U3-A的一个输入端与基准电压U4连接；所述比较器U3-A的另一个输入端设于电阻R23与可调电阻R24之间的连接处。本实施例所述的一种开关电源前置过压及欠压保护电路，所述过压保护模块还包括反相器U3-C；所述比较器U3-A的输出端通过反相器U3-C后与二极管D9连接。

具体地，过压保护模块通过电阻R24分压取样电压为VE，电压VE与基准电压U4产生的分压基准通过比较器U3-A产生一个输出电压，当电压VE高于电压U4产生基准电压时，比较器U3-A输出一个低电平，通过反相器U3-C进行反相后，驱动开关管Q2导通，从而将接口1VCC或接口1VG短路至地，使PWM控制模块6的U1或者开关变换模块5的开关管Q1停止工作；当过压消失时，电压VE低于基准电压VREF,比较器U3-A输出高电平，经反相器U3-C反相后，使开关管Q2关断，PWM控制模块6的U1或者开关变换模块5的开关管Q1恢复正常工作状态。

另外当电路处于过压工作状态时，二极管D7开通，电阻R25、电阻R26、可调电阻R27以及二极管D6回路被二极管D7箝位，可调电阻R27两端电压极低，低于比较器U3-B最低翻转电压,使得二极管D8反向截止，从而令欠压保护模块没有工作。

本实施例所述的一种开关电源前置过压及欠压保护电路，所述过压保护模块还包括设于电阻R22与电阻R23之间的电容C11以及与可调电阻R24并联的电容C12。电容C11以及电容C12为加速电容，使取样速度加快。

本实施例所述的一种开关电源前置过压及欠压保护电路，所述第二电压采样组件包括依次连接的电阻R25、电阻R26以及可调电阻R27；所述可调电阻R27与二极管D6的正极连接；所述电阻R25与二极管D7的负极连接；所述比较器U3-B的两个输入端分别设于可调电阻R27的两端。

具体地，欠压保护模块的取样电压可通过可调电阻R27进行调节，通过比较器U3-B设定输入最低保护电压上下限。当电网电压下降至某一电压点时，使得电压VC高于电压VD，使得二极管D7截止，由于储能电容EC5的作用，储能电容EC5、电阻R25、电阻R26、可调电阻R27、以及二极管D6回路有电流流过，VA-VB采样电压随电网电压越低相对上升，通过调节可调电阻R27可设定欠压保护最低电压限值，当VA-VB达到比较器U3-B滞回比较器门限时，比较器U3-B输出高电平，通过二极管D8驱动开关管Q2开通，使PWM控制模块6的U1或者开关变换模块5的开关管Q1停止工作，与此同时二极管D9反向截止。当电网电压退出欠压保护点时，VA-VB电压逐渐走低，当VA-VB低于比较器U3-B滞回比较器门限电压时，比较器U3-B翻转至低电压，开关管Q2截止，PWM控制模块6的U1或者开关变换模块5的开关管Q1恢复正常工作状态。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一种开关电源前置过压及欠压保护电路，其特征在于：包括过压保护模块、欠压保护模块以及开关管Q2；所述过压保护模块包括二极管D7、第一电压采样组件、基准电压U4、比较器U3-A以及二极管D9；所述欠压保护模块包括二极管D6、第二电压采样组件、比较器U3-B、二极管D8以及储能电容EC5；

所述二极管D7以及二极管D6分别与供电口(2)连接；所述二极管D7分别与第一电压采样组件以及储能电容EC5连接；所述比较器U3-A的输入端分别与基准电压U4以及第一电压采样组件连接；所述比较器U3-A的输出端通过二极管D9与开关管Q2的控制端连接；所述第二电压采样组件的两端分别与二极管D7以及二极管D6连接；所述比较器U3-B的输入端分别与第二电压采样组件连接；所述比较器U3-B的输出端通过二极管D8与开关管Q2的控制端连接；所述开关管Q2开关端的一端接地；所述开关管Q2开关端的另一端设有接口(1)。

2.根据权利要求1所述的一种开关电源前置过压及欠压保护电路，其特征在于：所述第一电压采样组件包括依次连接的电阻R22、电阻R23以及可调电阻R24；所述电阻R22与二极管D7的负极连接；所述比较器U3-A的一个输入端与基准电压U4连接；所述比较器U3-A的另一个输入端设于电阻R23与可调电阻R24之间的连接处。

3.根据权利要求2所述的一种开关电源前置过压及欠压保护电路，其特征在于：所述过压保护模块还包括设于电阻R22与电阻R23之间的电容C11以及与可调电阻R24并联的电容C12。

4.根据权利要求1所述的一种开关电源前置过压及欠压保护电路，其特征在于：所述过压保护模块还包括反相器U3-C；所述比较器U3-A的输出端通过反相器U3-C后与二极管D9连接。

5.根据权利要求1所述的一种开关电源前置过压及欠压保护电路，其特征在于：所述第二电压采样组件包括依次连接的电阻R25、电阻R26以及可调电阻R27；所述可调电阻R27与二极管D6的正极连接；所述电阻R25与二极管D7的负极连接；所述比较器U3-B的两个输入端分别设于可调电阻R27的两端。

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