CN219875462U - 一种关断电压调整电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于开关电源领域，公开了一种关断电压调整电路，包括前级采样电路、供电电路、耗能电路、电压比较电路以及后级电压采样电路。前级采样电路对输入端的电压进行采样，并将采样电压信号传送至供电控制电路；供电电路对辅助供电电压进行通断放大的控制，输出控制后的供电电压；供电电压直接给耗能电路进行供电；后级电压采样电路对后级关断电压进行采样，并将关断采样电压通过电压比较电路与供电电压连接，当关断采样电压大于供电电压时，电压比较电路连通，耗能电路接入后级电压采样电路，使得后级关断电压可在理论关断电压之前进行关断，从而解决输入关断时关断电压过低带来的输出电压重启损坏负载系统的问题。

Description

一种关断电压调整电路

技术领域

本实用新型属于开关电源领域，涉及一种关断电压调整电路。

背景技术

开关电源在多样应用情况下对于输出电压的线性程度要求不同，尤其是开关电源的输出电压在启动和关断过程对后级设备影响很大，输出电压关断时容易出现重启，掉坑，震荡等异常现象，在这种输出电压形态下，后级负载设备系统容易出现反复启动，引入相关干扰，造成工作异常甚至损坏。而在输入电压关断后，后级拓扑的关断电压点由为重要，如LLC拓扑结构中，当输入停止后，后级关断电压越小，在低电压下维持输出电压所需的增益越大，当设计增益不够时就会出现输出电压的重启、掉坑等震荡现象。而常常当稳态运行时的后级电压设计完成后，理论的后级关断电压也已固定。本实用新型，用于在后级电压已设计完成后，输入关断时，调整后级关断电压，从而解决输出电压下电异常的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种关断电压调整电路，当输入关闭时，通过耗能电路调整后级关断电压，尤其是针对后级关断电压较低的产品，抬高后级关断电压至对应输出电压90％以下时，既不会影响掉电保持时间，还能调整关断过程中系统直流增益，从而以解决由于产品的输出电压重启、跌落、反复已致损坏后级设备的问题。

为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种关断电压调整电路，应用于开关电源，开关电源包括前级电路和后级电路，关断电压调整电路连接在前级电路与后级电路之间，前级电路设有开关电源的输入电压采样点，关断电压调整电路包括：前级采样电路、供电电路、耗能电路、电压比较电路以及后级电压采样电路；

前级采样电路与输入电压采样点连接，前级采样电路用于对输入电压采样点的电压进行采样获得第一电压信号，并将采样得到的第一电压信号传送至供电电路；

供电电路的第一输入端与辅助供电电压连接，供电电路的第二输入端与由前级采样电路输出的第一电压信号连接，供电电路的输出端与耗能电路输入端连接

后级电压采样电路与后级电路连接，后级电压采样电路用于对后级电路的关断电压进行采样获得第二电压信号，并将采样到的第二电压信号传送至电压比较电路；

电压比较电路分别与供电电路的输出端和第二电压信号连接。

优选地，前级采样电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电阻R3以及MOS管Q1；电阻R1的一端与输入电压采样点连接，电阻R1的另一端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端连接地；MOS管Q1的栅极与电阻R1与电阻R2的连接点连接，MOS管Q1的源极与地连接，MOS管Q1的漏极与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端作为前级采样电路的输出端，用于与供电电路连接；电容C1的一端与MOS管Q1的栅极连接，电容C1的另一端与地连接；

供电电路包括三极管Q2、电阻R4、电容C2以及电阻R5；三极管Q2的基极与前级采样电路的输出端连接，三极管Q2的发射极与辅助供电电压连接，三极管Q2的集电极与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端作为供电电路的输出端与耗能电路的输入端连接；电阻R4的一端与辅助供电电压连接，电阻R4的另一端与三极管Q2的基极连接；电容C2的一端与三极管Q2的集电极连接，电容C2的另一端与地连接。

优选地，耗能电路包含串联连接的继电器和限流电阻R5。

优选地，电压比较电路包括二极管D1、电阻R6以及电容C3；电阻R6的一端与供电电路的输出端连接，电阻R6的另一端与二极管D1的阴极连接；电容C3并联在电阻R6的两端；

后级电压采样包括电阻R7以及电阻R8；电阻R7的一端与二极管D1的阳极连接，电阻R7的另一端与后级电路的关断电压连接，电阻R8的一端与二极管D1的阳极连接，电阻R8的另一端连接地。

优选地，电压比较电路包括电阻R6、电容C3、运算放大比较器、电阻R10、电阻R11、电阻R12、三级管Q3以及MOS管Q4，

运算放大比较器的反向输入端通过电阻R6与供电电路的输出端连接，运算放大比较器的输出端通过电阻R10与三极管Q3的基极连接，三级管Q3的集电极与辅助供电电压连接，三级管Q3的发射极通过电阻R12与MOS管Q4的栅极连接；MOS管Q4的源极与运算放大比较器的同向输入端连接，MOS管Q4的漏级通过电阻R11接地；电容C3并联在电阻R6的两端；

后级电压采样包括电阻R7以及电阻R8，电阻R7的一端与MOS管Q4的源极连接，电阻R7的另一端与后级电路的关断电压连接；电阻R8的一端与MOS管Q4的源极连接，电阻R8的另一端与地连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型关断电压调整电路，电路简单，仅通过二极管D1、电阻R8、电容C4等可实现关断电压的调整；

(2)本实用新型中使用的是在通用电路上进行的实用创新，通过设置前级采样电路、耗能电路、供电电路、后级电压采样电路以及电压比较电路，实现关断电压的调整；

(3)本实用新型通过调整电容C2、电容C1及电阻R5的相关器件参数，可以将后级关断电压调整至合适的值；

(4)本实用新型电路可以提高输入关断时，工作状态的增益大小，从而调整产品输出电压的线性程度，解决产品输出电压因后级电压采样电路的输入电压太低导致输出重启、震荡等现象。

附图说明

图1为本实用新型关断电压调整电路第一实施例原理图；

图2为本实用新型关断电压调整电路第二实施例原理图。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

具体实施方式

第一实施例

参考图1，图1为本实用新型关断电压调整电路第一实施例原理图，应用于开关电源，开关电源包括前级电路和后级电路，关断电压调整电路用于连接在前级电路(未图示)和后级电路(未图示)之间，其中，前级电路设有开关电源的输入电压采样点，输入电压采样点的电压VDB+可为经整流桥整流后电压。关断电压调整电路包括前级采样电路101、供电电路102、耗能电路103、电压比较电路104和后级电压采样电路105。

前级采样电路101用于对开关电源的输入电压采样点的电压VDB+进行采样，并将采样到的第一电压信号传送至供电电路。前级采样电路101包括：采样电阻R1、采样电阻R2、滤波电容C1、电阻R3以及MOS管Q1，采样电阻R1的一端与输入端的电压VDB+连接，采样电阻R1的另一端与采样电阻R2的一端连接，采样电阻R2的另一端连接地GND；MOS管Q1的栅极与采样电阻R1与采样电阻R2的连接点连接，MOS管Q1的源极与地GND连接，MOS管Q1的漏极与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端作为前级采样电路101的输出端，用于与供电电路102连接；滤波电容C1的一端与MOS管Q1的栅极连接，两者的连接点定义为M点，滤波电容C1的另一端与地连接。

开关电源的输入电压采样点的电压VDB+通过采样电阻R1和采样电阻R2进行分压，滤波电容C1滤波，M点的电压驱动MOS管Q1的导通，M点的电压控制MOS管Q1通断与否。在其它实施例中，前级采样电路101输入端的电压可为输入端AC电压。

供电电路102的第一输入端与辅助供电电压VCC连接，供电电路102的第二输入端与前级采样电路101的输出端连接，供电电路102的输出端与耗能电路103的输入端连接。供电电路102包括：三极管Q2、电阻R4、电容C2以及电阻R5；三极管Q2的基极与前级采样电路101的输出端连接，三极管Q2的发射极与辅助供电电压VCC连接，三极管Q2的集电极与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端作为供电电路102的输出端与耗能电路103的输入端连接；电阻R4的一端与辅助供电电压VCC连接，电阻R4的另一端与三极管Q2的基极连接；电容C2的一端与三极管Q2的集电极连接，电容C2的另一端与地GND连接。在供电电路102中，供电电路102的第一输入端输入的电压为稳定的辅助供电电压VCC，供电电路102通过MOS管Q1的通断控制MOS管Q2的通断，从而给电容C2进行充电供能。

耗能电路103为继电器耗能电路，耗能电路103包含串联连接的继电器K1和限流电阻R5，耗能电路103通过继电器K1和限流电阻R5进行耗能。

电压比较电路104的第一端与供电电路102的输出端和耗能电路103的输入端连接，电压比较电路104的第二端与后级电压采样电路105连接。电压比较电路104包括：二极管D1、电阻R6、电容C3；电阻R6的一端与供电电路102的输出端连接，两者的连接点定义为A点，电阻R6的另一端与二极管D1的阴极连接，二极管D1的阳极与后级电压采样电路105中的电阻R8连接，两者的连接点定义为B点；电容C3并联在电阻R6的两端。电压比较电路104中，二极管D1两端的电压控制着二极管D1的通断。

后级电压采样电路105用于对后级电路的关断电压VBUS进行采样，并将采样到的第二电压信号传送至电压比较电路104，其中，后级电路的关断电压VBUS可为控制功率器件关断的相关电压，如LLC中输入电压。后级电压采样105包括：电阻R7以及电阻R8；电阻R7的一端与B点连接，电阻R7的另一端与关断电压VBUS连接。后级电压采样电路105的输入电压为后级电路的关断电压VBUS(通常为大电容电压)，后级电路的关断电压VBUS通过电阻R7和电阻R8进行分压。

关断电压调整电路的工作原理如下：

正常工作时，M点电压高于MOS管Q1的驱动电压，MOS管Q1处于导通状态，三极管Q2的基极电压被拉低，三极管Q2导通，A点电压基本等于辅助源供电电压VCC，通过电容C2蓄能。同时B点电压为来自后级电路的关断电压的采样电压。此时A点电压高于B点电压，二极管D1关断，A点电压直接给耗能电路103供电。下电时，M点电压降低，当M点电压低于MOS管Q1驱动电压时，MOS管Q1关断，从而三极管Q2关断，A点电压仅为电容C2上的电压，同时，后级电路上的电压也降低，即B点电压降低，耗能电路103耗能速度快，A点电压下降快，当A点电压小于B点电压时，二极管D1导通，此时B点接入耗能电路103，则后级电压采样电路105中的下拉采样电阻阻抗减小(如电阻R8的等效电阻阻抗减小)，B点电压立即达到关断点，以致于实际后级电路的关断电压VBUS比理论关断电压要高。

第二实施例

参考图2，图2为实用新型关断电压调整电路第一实施例原理图。第二实施例与第一实施例的区别在于：第二实施例的电压比较电路与第一实施例不同，第二实施例的电压比较电路104包括电阻R6、电容C3、运算放大比较器U1A、电阻R10、电阻R11、电阻R12、MOS管Q4和三级管Q3。

运算放大比较器U1A的反向输入端通过电阻R6与供电电路102的输出端连接，运算放大比较器U1A的输出端通过电阻R10与三极管Q3的基极连接，三级管Q3的集电极与辅助供电电压VCC连接，三级管Q3的发射极通过电阻R12与MOS管Q4的栅极连接；MOS管Q4的源极与运算放大比较器U1A的同向输入端连接，MOS管Q4的漏级通过电阻R11接地；电容C3并联在所述电阻R6的两端，其中，MOS管Q4的源极与运算放大比较器U1A的同向输入端连接点定义为C点。

关断电压调整电路正常工作时，A点电压高于B点电压，运算放大比较器U1A输出为低电平，三级管Q3关断。当输入下电时，A点电压低于B点电压时，运算放大比较器U1A输出高电平，三级管Q3导通，电阻R11与电阻R8电阻并联。电阻R8并联等效阻抗减小，C点电压快速到达后级电路的关断点，以致于实际后级电路的关断电压VBUS比理论关断电压要高。

Claims (5)

1.一种关断电压调整电路，应用于开关电源，所述开关电源包括前级电路和后级电路，所述关断电压调整电路连接在所述前级电路与所述后级电路之间，所述前级电路设有所述开关电源的输入电压采样点，其特征在于，所述关断电压调整电路包括：前级采样电路、供电电路、耗能电路、电压比较电路以及后级电压采样电路；

所述前级采样电路与所述输入电压采样点连接，所述前级采样电路用于对所述输入电压采样点的电压进行采样获得第一电压信号，并将采样得到的所述第一电压信号传送至所述供电电路；

所述供电电路的第一输入端与辅助供电电压连接，所述供电电路的第二输入端与由所述前级采样电路输出的所述第一电压信号连接，所述供电电路的输出端与所述耗能电路输入端连接；

所述后级电压采样电路与所述后级电路连接，所述后级电压采样电路用于对所述后级电路的关断电压进行采样获得第二电压信号，并将采样到的所述第二电压信号传送至所述电压比较电路；

所述电压比较电路分别与所述供电电路的输出端和所述第二电压信号连接。

2.根据权利要求1所述关断电压调整电路，其特征在于，

所述前级采样电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电阻R3以及MOS管Q1；所述电阻R1的一端与所述输入电压采样点连接，所述电阻R1的另一端与所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端连接地；所述MOS管Q1的栅极与所述电阻R1与所述电阻R2的连接点连接，所述MOS管Q1的源极与地连接，所述MOS管Q1的漏极与所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端作为所述前级采样电路的输出端，用于与所述供电电路连接；所述电容C1的一端与所述MOS管Q1的栅极连接，所述电容C1的另一端与地连接；

所述供电电路包括三极管Q2、电阻R4、电容C2以及电阻R5；所述三极管Q2的基极与所述前级采样电路的输出端连接，所述三极管Q2的发射极与所述辅助供电电压连接，所述三极管Q2的集电极与所述电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端作为所述供电电路的输出端与所述耗能电路的输入端连接；所述电阻R4的一端与所述辅助供电电压连接，所述电阻R4的另一端与所述三极管Q2的基极连接；所述电容C2的一端与所述三极管Q2的集电极连接，所述电容C2的另一端与地连接。

3.根据权利要求1所述关断电压调整电路，其特征在于，所述耗能电路包含串联连接的继电器和限流电阻R5。

4.根据权利要求1所述关断电压调整电路，其特征在于，所述电压比较电路包括二极管D1、电阻R6以及电容C3；所述电阻R6的一端与所述供电电路的输出端连接，所述电阻R6的另一端与所述二极管D1的阴极连接；所述电容C3并联在所述电阻R6的两端；

所述后级电压采样包括电阻R7以及电阻R8；所述电阻R7的一端与所述二极管D1的阳极连接，所述电阻R7的另一端与所述后级电路的关断电压连接，所述电阻R8的一端与所述二极管D1的阳极连接，所述电阻R8的另一端连接地。

5.根据权利要求1所述关断电压调整电路，其特征在于，所述电压比较电路包括电阻R6、电容C3、运算放大比较器、电阻R10、电阻R11、电阻R12、三极管Q3以及MOS管Q4；所述运算放大比较器的反向输入端通过所述电阻R6与所述供电电路的输出端连接，所述运算放大比较器的输出端通过所述电阻R10与所述三极管Q3的基极连接，所述三极管Q3的集电极与所述辅助供电电压连接，所述三极管Q3的发射极通过所述电阻R12与所述MOS管Q4的栅极连接；所述MOS管Q4的源极与所述运算放大比较器的同向输入端连接，所述MOS管Q4的漏级通过所述电阻R11接地；所述电容C3并联在所述电阻R6的两端；

所述后级电压采样包括电阻R7以及电阻R8，所述电阻R7的一端与所述MOS管Q4的源极连接，所述电阻R7的另一端与所述后级电路的关断电压连接；所述电阻R8的一端与所述MOS管Q4的源极连接，所述电阻R8的另一端与地连接。