CN220139235U - 过冲保护电路及开关电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种过冲保护电路，所述过冲保护电路包括直流电输入端、防浪涌电阻、滤波模块和继电器；所述防浪涌电阻的一端连接所述直流电输入端，所述防浪涌电阻的另一端连接所述滤波模块，并且所述防浪涌电阻还通过连接的所述滤波模块接地。所述继电器和所述防浪涌电阻并联；所述过冲保护电路还包括主控制器，所述继电器的线圈的一端接电源，所述继电器的另一端连接所述主控制器。本实用新型还涉及包括上述过冲保护电路的开关电源电路。

Description

过冲保护电路及开关电源电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种过冲保护电路及开关电源电路。

背景技术

本部分提供了与本申请相关的背景信息，这些信息并不必然构成现有技术。

开关电源电路的作用是将输入的交流电源(例如市电)或输入的直流电源(DirectCurrent，简称DC)转变为直流电源输出。由于开关电源电路本体的内阻、线上的阻抗以及负载突然变化，这时会产生较大纹波，出于使直流电源输出的更平滑和获得稳定的直流电源输出的目的，开关电源电路上会设置有滤波电容来进行滤波。现有技术中，滤波电容是直接并联在整流桥后或者连接输入的直流电源的正输入端，当开关电源电路上电时，滤波电容的充电电流较大，出于防止在开关电源电路上电的瞬间浪涌电流过大而滤波电容的目的，现有技术中，在整流桥和滤波电容之间设置过冲保护电路。过冲保护电路能针对电流过冲或负载短路现象为开关电源电路提供有效的保护。

现有的过冲保护电路如图1所示，包括继电器K1和热敏电阻RT1，热敏电阻RT1设置在正输入端，即热敏电阻RT1设置在开关电源电路的主线路上，即热敏电阻RT1可视为防浪涌电阻。继电器K1和热敏电阻RT1并联，图1中的电解电容C1-Cn均为滤波电容，电解电容C1-Cn的正极均连接正输入端。包含该过冲保护电路的开关电源电路上电瞬间，串联在正输入端的热敏电阻RT1能有效抑制浪涌电流，防止浪涌电流过大而损坏开关电源电路的元件；在开关电源电路的输出稳定后，控制继电器K1吸合对热敏电阻RT1进行短路保护。但该过冲保护电路存在如下的技术问题：

当输入功率较大时(例如输入功率大于1KW)，通过热敏电阻RT1的电流会随之增加，根据损失功率P＝I²R，此时开关电源电路的功率损耗增加，为了防止开关电源电路的电力电子器件损坏，因此需要选用额定功率较大的电力电子器件或者多个相同电力电子器件并联使用，这样会占用较大的线路板空间并提高成本。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供一种过冲保护电路，该过冲保护电路既可以在上电瞬间避免浪涌电流对滤波电容产生损害，同时又能有效减少功率损耗，该过冲保护电路的防浪涌电阻和继电器可以选择小功率的元件，从而降低成本。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种过冲保护电路，包括：直流电输入端、防浪涌电阻、滤波模块和继电器。

所述防浪涌电阻的一端连接所述直流电输入端，所述防浪涌电阻的另一端连接所述滤波模块，并且所述防浪涌电阻还通过连接的所述滤波模块接地。所述继电器和所述防浪涌电阻并联。

所述过冲保护电路还包括主控制器，所述继电器的线圈的一端接电源，所述继电器的另一端连接所述主控制器，所述主控制器通过继电器驱动电路控制继电器通断。优选的，所述主控制器为MCU微处理器。

在一实施例中，所述继电器的线圈的一端接电源，所述继电器的另一端连接三极管的集电极，所述三极管的基极通过基极电阻连接所述MCU微处理器的输出端，所述三极管的发射极接地，所述MCU微处理器的过压保护引脚连接所述直流电输入端。所述MCU微处理器控制所述继电器具体过程是：当直流电输入端的电压过大时，所述MCU微处理器输出低电平，三极管断开，此时继电器为断开状态；当直流电输入端的电压处于正常工作范围内时，所述MCU微处理器输出高电平，三极管导通，此时继电器线圈的两端电流流过，则继电器吸合，防浪涌电阻被短路；过冲保护电路在工作中，MCU微处理器会采集直流电输入端的电压，当直流电输入端的电压增大至MCU微处理器的过压保护引脚的过压保护电压值，MCU微处理器输出低电平，三极管断开，此时继电器断开。

需要说明的是，所述继电器也可以替换为具有相同开关效果的功率开关元件，例如MOS、IGBT等。

所述防浪涌电阻用于抑制浪涌，优选的，所述防浪涌电阻为热敏电阻，在开关电源电路上电瞬间，电路中会产生比正常工作时高出许多倍的浪涌电流，而热敏电阻的初始阻值较大，可以抑制电路中过大的电流，从而起到保护的作用，当电路进入正常工作状态时，热敏电阻由于通过电流而引起阻体温度上升，电阻值下降至很小，不会影响电路的正常工作。

所述滤波模块包括滤波电容。在一实施例中，所述滤波模块包括若干个并联的电解电容，若干个所述电解电容的正极均连接所述防浪涌电阻，所述电解电容可视为滤波电容。

为了实现相同的目的，本实用新型还提供了一种开关电源电路。所述开关电源电路包括上述的过冲保护电路。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：包含本实用新型提供的过冲保护电路的开关电源电路，在开关电源电路上电瞬间，浪涌电流通过防浪涌电阻，经过防浪涌电阻本身的阻值，电流得到控制，并给电解电容进行充电，并将输出电压滤波平滑；当开关电源电路正常工作时，此时继电器闭合使得浪涌电阻处于短路状态，不会有多的损耗产生，并且由于防浪涌电阻和滤波模块串联，因此该过冲保护电路的防浪涌电阻和继电器可以选择小功率的元件，从而降低成本。

附图说明

附图对本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。

图1为现有技术中所公开的过冲保护电路的示意图。

图2为本实用新型一实施例提供的过冲保护电路的示意图。

图3为继电器和MCU微处理器的连接示意图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体地限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图2中所示，本实用新型一实施例提供的一种过冲保护电路，包括直流电输入端(即图2中的DC+)、滤波模块、继电器K1和热敏电阻RT1。其中热敏电阻RT1为防浪涌电阻。滤波模块由电解电容C1-Cn并联组成。直流电输入端为整流桥的正极输出端。热敏电阻RT1的一端连接所述直流电输入端，热敏电阻RT1的另一端连接滤波模块，并且热敏电阻RT1还通过连接的滤波模块接地。继电器K1和热敏电阻RT1并联。电解电容C1-Cn的正极均连接热敏电阻RT1。当直流电输入端的上电瞬间，浪涌电流通过热敏电阻RT1，通过热敏电阻RT1本身的阻值使得电流得到控制，并同时给电解电容C1-Cn进行充电，并将输出电压(即图2中的OUT+)滤波平滑。正常工作时，继电器K1闭合，此时热敏电阻RT1处于短路状态，不会有多的损耗产生，并且由于热敏电阻RT1和滤波模块串联，因此该过冲保护电路的热敏电阻RT1和继电器K1可以选择小功率的元件，从而降低成本。

如图3中所示，过冲保护电路的继电器K1的通断由MCU微处理器控制(即图2和图3中的MCU1)，继电器K1的线圈的一端接电源(即图2和图3中的V_RLY)，继电器K1的另一端连接三极管Q的集电极，三极管Q的基极通过基极电阻R1连接MCU微处理器的输出端，三极管Q的发射极接地，MCU微处理器的过压保护引脚连接所述直流电输入端。MCU微处理器控制继电器K1具体过程是：当直流电输入端的电压过大时，MCU微处理器输出低电平，三极管Q断开，此时继电器K1为断开状态；当直流电输入端的电压处于正常工作范围内时，MCU微处理器输出高电平，三极管Q导通，此时继电器K1线圈的两端电流流过，则继电器K1吸合，防浪涌电阻被短路；过冲保护电路在工作中，MCU微处理器会采集直流电输入端的电压，当直流电输入端的电压增大至MCU微处理器的过压保护引脚的过压保护电压值，MCU微处理器输出低电平，三极管Q断开，此时继电器K1断开。MCU微处理器采集和检测直流电输入端的电压属于现有技术范畴，因此在此不多赘述。

在本实用新型实施例的继电器K1和MCU微处理器的连接电路中，为了提电路的稳定性，还可以视需求接入一些保护电阻限制电流的大小和保护二极管Q限制电流的方向。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

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 (6)

1.一种过冲保护电路，其特征在于，

所述过冲保护电路包括直流电输入端、防浪涌电阻、滤波模块和继电器；

所述防浪涌电阻的一端连接所述直流电输入端，所述防浪涌电阻的另一端连接所述滤波模块，并且所述防浪涌电阻还通过连接的所述滤波模块接地，所述继电器和所述防浪涌电阻并联；

所述过冲保护电路还包括主控制器，所述继电器的线圈的一端接电源，所述继电器的另一端连接所述主控制器。

2.根据权利要求1所述的过冲保护电路，其特征在于：所述主控制器为MCU微处理器。

3.根据权利要求2所述的过冲保护电路，其特征在于：所述继电器的线圈的一端接电源，所述继电器的另一端连接三极管的集电极，所述三极管的基极通过基极电阻连接所述MCU微处理器的输出端，所述三极管的发射极接地，所述MCU微处理器的过压保护引脚连接所述直流电输入端。

4.根据权利要求3所述的过冲保护电路，其特征在于：所述滤波模块包括若干个并联的电解电容，若干个所述电解电容的正极均连接所述防浪涌电阻。

5.根据权利要求4所述的过冲保护电路，其特征在于：所述防浪涌电阻为热敏电阻。

6.一种开关电源电路，其特征在于，包括权利要求1-5任一项权利要求所述的输入电流过冲保护电路。