CN218976333U - 一种开关电源前后级互锁保护电路及开关电源系统 - Google Patents
一种开关电源前后级互锁保护电路及开关电源系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种开关电源前后级互锁保护电路，电源VCC经电阻R7连接至三极管Q1的集电极；三极管Q1的基极经电阻R9引出端子EN‑L1，端子EN‑L1经电阻R8连接至电源VCC、经电阻R10接地；在三极管Q1的集电极引出端子PFC‑EN；电源VCC经电阻R3连接至光耦N1的1号引脚，光耦N1的2号引脚经电阻R5引出端子EN‑L2、经二极管D2在其阴极引出端子REM；光耦N1的3号引脚引出端子ON、4号端子接地；电源VCC经电阻R1连接至三极管Q2的基极；三极管Q2的基极经电阻R2接地；三极管Q2的发射极接地，集电极连接至光耦N1的1号引脚；三极管Q2的基极连接至二极管D1的阳极，二极管D1的阴极引出端子PFC‑OK。通过连锁实现楷固电源系统的稳定安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关电源领域，特别涉及一种开关电源前后及互锁保护电路。
背景技术
随着PFC技术应用的普及，PFC电路拓扑日渐成熟，同时PFC电路在提高电力电子装置网侧功率因数、降低电网谐波污染方面起着重要作用，所以PFC技术在开关电源中的应用也越来越多。现今控制系统越来越复杂，性能要求也越来越高，对产品正常工作及及时发现故障的要求也越来越高，但是由于不同控制系统工作在彼此独立的系统下，一旦发生故障容易产生连锁故障，进一步使得工作生产造成较大经济损失。
如图1所示，为现有技术具有PFC功能的开关电源的电路原理示意图，开关电源的前级PFC模块的输出端连接至开关电源的供电输入端；开关电源的电源输出端连接至后级降压稳压电路模块，然后生成稳定的电源。这种电路方式可以生成稳定的开关电源供电，但是存在当前级PFC因故障或其他原因停止工作后，后级电路无法得知，无法连锁动作停机；无法实现前后及电路模块工作的连锁控制，电路的安全性低。如专利申请号为202010819094.0的一种具有PFC电路的开关电源就不能解决上述问题。
实用新型内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种开关电源前后及互锁保护电路及开关电源，实现开关电源的前后级电路工作的互锁。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种开关电源前后级互锁保护电路，包括三极管Q1、Q2和光耦N1，电源VCC经电阻R7连接至三极管Q1的集电极；三极管Q1的基极经电阻R9引出端子EN-L1，端子EN-L1经电阻R8连接至电源VCC、经电阻R10接地；在三极管Q1的集电极引出端子PFC-EN；电源VCC经电阻R3连接至光耦N1的1号引脚，光耦N1的2号引脚经电阻R5引出端子EN-L2、经二极管D2在其阴极引出端子REM；光耦N1的3号引脚引出端子ON、4号端子接地；电源VCC经电阻R1连接至三极管Q2的基极；三极管Q2的基极经电阻R2接地；三极管Q2的发射极接地，集电极连接至光耦N1的1号引脚；三极管Q2的基极连接至二极管D1的阳极，二极管D1的阴极引出端子PFC-OK；其中端子PFC-EN连接至开关电源的前级PFC模块的使能端；端子PFC-OK连接至前级PFC模块的工作状态输出端；端子ON连接至开关电源的后级降压稳压电路模块的使能端；端子REM、端子EN-L1、端子EN-L2均连接至开关单元的使能控制输出端。
在电阻R10两端并联设置电容C2.
在电阻R2两端并联设置电容C1。
所述电阻R5为0欧姆电阻。
端子REM、端子EN-L1、端子EN-L2均连接至开关电源的启动控制单元的输出端。
一种开关电源系统，包括前级PFC模块、开关电源和后级后级降压稳压电路模块，所述系统所述的开关电源前后级互锁保护电路。
本实用新型的优点在于：将开关电源的前级PFC模块和后级的降压稳压模块通过连锁控制的方式实现其工作之间具备连锁保护功能，提高了开关电源系统的前后级模块之间的工作安全性，可以做到在其中一个模块故障时及时互锁停止工作后级模块，提高开关电源系统稳定性，减少损失。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本实用新型电路在开关电源中的应用示意图；
图2为本互锁电路前级部分电路图；
图3为本实用新型互锁保护电路后级部分电路原理图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1所示，本申请的互锁保护电路主要是应用于现有技术的开关电源的前级和后级，通过前后级之间的互锁保护，实现了前级和后级之间的工作状态互锁，避免故障的进一步拓展，可以快速的在前级故障后关断后级，其电路具体如下：
如图2、3所示，一种开关电源前后级互锁保护电路，包括三极管Q1、Q2和光耦N1，电源VCC经电阻R7连接至三极管Q1的集电极；电阻R两端并联设置电阻R6；
三极管Q1的基极经电阻R9引出端子EN-L1，端子EN-L1经电阻R8连接至电源VCC、经电阻R10接地；在电阻R10两端并联设置电容C2，用于对EN-L1端子输入的信号进行滤波。在三极管Q1的集电极引出端子PFC-EN，用于连接至前级PFC模块；
电源VCC经电阻R3连接至光耦N1的1号引脚即光耦的输入端发光二极管的阳极；电阻R3两端并联设置电阻R4；
光耦N1的2号引脚经电阻R5引出端子EN-L2、经二极管D2在其阴极引出端子REM；光耦N1的3号引脚引出端子ON、4号端子接地；
电源VCC经电阻R1连接至三极管Q2的基极；三极管Q2的基极经电阻R2接地；三极管Q2的发射极接地，集电极连接至光耦N1的1号引脚；三极管Q2的基极连接至二极管D1的阳极，二极管D1的阴极引出端子PFC-OK；电阻R2两端并联设置电容C1。
其中电阻R5为0欧姆电阻；其中端子PFC-EN连接至开关电源的前级PFC模块的使能端；端子PFC-OK连接至前级PFC模块的工作状态输出端；端子ON连接至开关电源的后级降压稳压电路模块的使能端；端子REM、端子EN-L1、端子EN-L2均连接至开关单元的使能控制输出端。端子PFC-OK连接至前级PFC模块的使能端，这样可以通过EN-L来控制是否拉低PFC-EN输入到前级PFC使能端的电平的高低，进而控制PFC的工作与否；PFC模块工作与否其对应的状态输出端口PFC-OK输出对应的电平信号，工作时和不工作输出不同的电压值PFC-OK端子。ON引脚连接至后级降压模块的使能端子。前级和后级模块的使能端子均可以控制其工作与否，本申请就利用使能端子的驱动以及引入前级PFC是否工作的信号来实现前级后级之间的连锁控制。
具体原理包括：
本实用新型只需在开关电源前后级电路中加入两个反馈信号，从而当电源任一部分故障时，其他部分迅速动作，停止工作，提高开关电源系统稳定性，减少损失。
本实用新型由光耦隔离电路、三极管、二极管等电路组成。其特征在于可同时由软件和硬件控制开关电源工作。R5是一个0欧姆电阻，当软件给REM一个低电平信号或硬件EN-L一个低电平信号输入时，三极管Q1不工作，PFC-EN会产生一个高电平信号传输到开关电源前级PFC电路，PFC电路正常工作后会产生一个PFC-OK低电平信号传输到开关电源后级电路中，后级三极管Q2基极被拉低成低电平，Q2截止，VCC信号此时可将光耦N1导通，N1导通后ON信号被拉低，当ON信号为低电平时后级电源可正常工作。当电源接收到软件或硬件开关机时电源没有正常输出时，也可以通过几个简单信号测量来判断出故障所在地，减少故障电源维修难度。本实用新型电路简单实用，由于电路采用一组电源供电，从而使得装置体积大大减小，降低了电源电路设计的复杂性，提高了系统的可靠性。
REM、EN-L均为开关电源控制芯片使出的控制开关电源工作的信号，其可以是软件输出或硬件输出的信号，当其为低电平时，Q1无法导通PFC-EN是高电平，这样前级PFC-EN因为高电平而使能工作，在其工作后会输出一个PFC-OK的低电平信号值端子PFC-OK，Q2截至，光耦导通，光耦ON端子被接地拉低，则后级的使能端输入低电平工作；同时由于开关电源的REM、EN-L也会送到开关电源中，开关电源也工作，系统处于工作状态；当REM、EN-L为高电平，开关电源停止工作，此时Q1导通PFC-OK被拉低，前级PFC电路模块不工作，前级PFC电路模块输出的信号PFC-OK为高电平，Q2导通工作，将光耦N1的1号引脚拉低导致光耦N1不导通，ON端无使能信号输出电平，后级电路也不工作，从而实现了前后级电路的互锁工作状态，保护整个电路的可靠稳定运行。
本申请还提供一种开关电源系统，包括前级PFC模块、开关电源和后级后级降压稳压电路模块，采用本申请的开关电源前后级互锁保护电路对系统进行连锁保护。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种开关电源前后级互锁保护电路，其特征在于：包括三极管Q1、Q2和光耦N1，电源VCC经电阻R7连接至三极管Q1的集电极；三极管Q1的基极经电阻R9引出端子EN-L1，端子EN-L1经电阻R8连接至电源VCC、经电阻R10接地；在三极管Q1的集电极引出端子PFC-EN；电源VCC经电阻R3连接至光耦N1的1号引脚，光耦N1的2号引脚经电阻R5引出端子EN-L2、经二极管D2在其阴极引出端子REM；光耦N1的3号引脚引出端子ON、4号端子接地；电源VCC经电阻R1连接至三极管Q2的基极；三极管Q2的基极经电阻R2接地；三极管Q2的发射极接地，集电极连接至光耦N1的1号引脚；三极管Q2的基极连接至二极管D1的阳极，二极管D1的阴极引出端子PFC-OK；其中端子PFC-EN连接至开关电源的前级PFC模块的使能端；端子PFC-OK连接至前级PFC模块的工作状态输出端；端子ON连接至开关电源的后级降压稳压电路模块的使能端；端子REM、端子EN-L1、端子EN-L2均连接至开关单元的使能控制输出端。
2.如权利要求1所述的一种开关电源前后级互锁保护电路，其特征在于：在电阻R10两端并联设置电容C2。
3.如权利要求1所述的一种开关电源前后级互锁保护电路，其特征在于：在电阻R2两端并联设置电容C1。
4.如权利要求1-3任一所述的一种开关电源前后级互锁保护电路，其特征在于：所述电阻R5为0欧姆电阻。
5.如权利要求1-3任一所述的一种开关电源前后级互锁保护电路，其特征在于：端子REM、端子EN-L1、端子EN-L2均连接至开关电源的启动控制单元的输出端。
6.一种开关电源系统，包括前级PFC模块、开关电源和后级后级降压稳压电路模块，其特征在于：所述系统包括如权利要求1-5任一所述的开关电源前后级互锁保护电路。
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