CN220172848U - 一种pg保护控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种PG保护控制电路，所述PG保护控制电路包括输出过压过流保护模块、输入掉电保护模块和PG保护模块；所述输入掉电保护模块的输出端与所述PG保护模块的第一输入端连接，所述输出过压过流保护模块的输出端与所述PG保护模块的第二输入端连接；本实用新型通过输出过压过流保护模块、输入掉电保护模块和PG保护模块，不仅可以监控瞬态掉电、输出过压和输出过流这三种工况下的保护信号，而且电路简单，成本低廉，而且可以有效降低信号处理和PCB布局的难度。

Description

一种PG保护控制电路

技术领域

本实用新型涉及开关变换器技术领域，特别涉及一种PG保护控制电路。

背景技术

由于电源行业的应用越来越复杂，特别在一些对掉电时序要求较高的场合，需要在输出掉电之前，提前将故障信号处理后送到用户设备，用户设备在接收到电源的故障指令后，提前保存设备数据并切断电源，从而避免应用设备数据丢失甚至损坏的情况，但由于电网输入瞬态掉电、输出过压和输出过流的情况下，都可能导致输出掉电甚至出现安全隐患。传统的解决方式是采用这三种故障处理后分别送给后端用户设备的方案，但这样不仅会导致电路复杂，成本上升，而且由于PG控制电路采用的独立的电源和地，这也会给信号处理和PCB布局带来极大的挑战。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型的PG保护控制电路，不仅可以解决瞬态掉电、输出过压和输出过流这三种工况下的保护，而且电路简单，成本低廉，而且可以降低信号处理和PCB布局的难度。

为了解决上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供了一种PG保护控制电路，所述PG保护控制电路包括输出过压过流保护模块、输入掉电保护模块和PG保护模块；

所述输入掉电保护模块的输出端与所述PG保护模块的第一输入端连接，所述输出过压过流保护模块的输出端与所述PG保护模块的第二输入端连接；

所述输入掉电保护模块，用于检测瞬态掉电信号，输出第一信号；

所述输出过压过流保护模块，用于对输出过压信号和输出过流信号进行逻辑与的处理，输出第二信号；

所述PG保护模块，用于对所述第一信号和所述第二信号进行逻辑与的处理，输出PG状态信号。

进一步地，所述输入掉电保护模块包括第一电阻、第二电阻、第一二极管、第二二极管、第一稳压管、第一电容和第一MOS管，所述第一二极管的阳极连接至L线，所述第二二极管的阳极连接至N线，所述第一二极管的阴极和所述第二二极管的阴极均连接至所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端分别与所述第一稳压管的阴极和所述第一MOS管的栅极相连接，所述第一稳压管的阳极与地端连接，所述第一MOS管的栅极通过所述第一电容与地端连接，所述第一MOS管的栅极通过所述第二电阻与地端连接，所述第一MOS管的源极与地端连接，所述第一MOS管的漏极连接至所述PG保护模块的第一输入端。

进一步地，所述输出过压过流保护模块包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一光耦合器、可控精密稳压源、比较器和晶闸管，所述第五电阻的第一端连接至输出电压端，所述第五电阻的第二端通过所述第六电阻与地端连接，所述第五电阻的第二端连接至所述晶闸管的控制极，所述晶闸管的阳极分别与过压保护端、所述第一光耦合器中光电二极管的阳极和所述第四电阻的第一端相连接，所述晶闸管的阴极连接至地端，所述第四电阻的第二端连接至副边电源信号端，所述第一光耦合器中光电二极管的阴极分别与过流保护端和所述可控精密稳压源的阴极连接，所述可控精密稳压源的阳极连接至地端，所述可控精密稳压源的控制端与所述比较器的输出端连接，所述比较器的同相输入端连接至基准电压信号端，所述比较器的反相输入端连接至电流信号端，所述第一光耦合器中晶体管的集电极通过所述第三电阻连接至原边电源端，所述第一光耦合器中晶体管的发射极与所述PG保护模块的第二输入端连接。

进一步地，所述PG保护模块包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第三二极管、第二光耦合器和第二MOS管，所述第二光耦合器中光电二极管的阳极与所述输出过压过流保护模块的输出端连接，所述第二光耦合器中光电二极管的阴极与所述输入掉电保护模块的输出端连接，所述第二光耦合器中晶体管的集电极通过所述第七电阻连接至用户电源信号端，所述第二光耦合器中晶体管的发射极通过所述第八电阻连接至用户地信号端，所述第二光耦合器中晶体管的发射极连接至所述第二MOS管的栅极，所述第九电阻的第一端连接至用户电源信号端，所述第九电阻的第二端与连接至所述第三二极管的阳极，所述第三二极管的阴极连接至所述第二MOS管的漏极，所述第二MOS管的源极连接至地端。

进一步地，所述可控精密稳压源为TL431稳压源。

本实用新型通过输出过压过流保护模块、输入掉电保护模块和PG保护模块，不仅可以监控瞬态掉电、输出过压和输出过流这三种工况下的保护信号，而且电路简单，成本低廉，而且可以有效降低信号处理和PCB布局的难度。

附图说明

图1为本实用新型PG保护控制电路的电路原理图；

图2为本实用新型PG保护控制电路的时序控制图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进一步详细说明。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。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种PG保护控制电路，PG保护控制电路包括输出过压过流保护模块100、输入掉电保护模块200和PG保护模块300；

输入掉电保护模块200的输出端与PG保护模块300的第一输入端连接，输出过压过流保护模块100的输出端与PG保护模块300的第二输入端连接；

输入掉电保护模块200，用于检测瞬态掉电信号，输出第一信号；

输出过压过流保护模块100，用于对输出过压信号和输出过流信号进行逻辑与的处理，输出第二信号；

PG保护模块300，用于对第一信号和第二信号进行逻辑与的处理，输出PG状态信号。

本实施例通过将副边的输出过压信号和输出过流信号通过逻辑与的处理后，再传送到原边，与电网的瞬态掉电信号进行逻辑与的处理，从而形成了三个保护信号的与门逻辑，再将处理后的单一信号通过光耦传送到副边，这样不仅电路简单，节约成本，而且可以有效降低信号处理和PCB布局的难度。

在一实施例中，输入掉电保护模块200包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一二极管D1、第二二极管D2、第一稳压管ZD1、第一电容C1和第一MOS管Q1，第一二极管D1的阳极连接至L线，第二二极管D2的阳极连接至N线，第一二极管D1的阴极和第二二极管D2的阴极均连接至第一电阻R1的第一端，第一电阻R1的第二端分别与第一稳压管ZD1的阴极和第一MOS管Q1的栅极相连接，第一稳压管ZD1的阳极与地端连接，第一MOS管Q1的栅极通过第一电容C1与地端连接，第一MOS管Q1的栅极通过第二电阻R2与地端连接，第一MOS管Q1的源极与地端连接，第一MOS管Q1的漏极连接至PG保护模块300的第一输入端。

在一实施例中，输出过压过流保护模块100包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一光耦合器OC1、可控精密稳压源HR1、比较器U1和晶闸管SCR1，第五电阻R5的第一端连接至输出电压端，第五电阻R5的第二端通过第六电阻R6与地端连接，第五电阻R5的第二端连接至晶闸管SCR1的控制极，晶闸管SCR1的阳极分别与过压保护端OVP、第一光耦合器OC1中光电二极管的阳极和第四电阻R4的第一端相连接，晶闸管SCR1的阴极连接至地端，第四电阻R4的第二端连接至副边电源信号端SVCC，第一光耦合器OC1中光电二极管的阴极分别与过流保护端OCP和可控精密稳压源HR1的阴极连接，可控精密稳压源HR1的阳极连接至地端，可控精密稳压源HR1的控制端与比较器U1的输出端连接，比较器U1的同相输入端连接至基准电压信号端VREF，比较器U1的反相输入端连接至电流信号端ISENSE，第一光耦合器OC1中晶体管的集电极通过第三电阻R3连接至原边电源端PVCC，第一光耦合器OC1中晶体管的发射极与PG保护模块300的第二输入端连接。

本实施例中，可控精密稳压源HR1为TL431稳压源。

在一实施例中，PG保护模块300包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第三二极管D3、第二光耦合器OC2和第二MOS管Q2，第二光耦合器OC2中光电二极管的阳极与输出过压过流保护模块100的输出端连接，第二光耦合器OC2中光电二极管的阴极与输入掉电保护模块200的输出端连接，第二光耦合器OC2中晶体管的集电极通过第七电阻R7连接至用户电源信号端VCC_COM，第二光耦合器OC2中晶体管的发射极通过第八电阻R8连接至用户地信号端GND_COM，第二光耦合器OC2中晶体管的发射极连接至第二MOS管Q2的栅极，第九电阻R9的第一端连接至用户电源信号端VCC_COM，第九电阻R9的第二端与连接至第三二极管D3的阳极，第三二极管D3的阴极连接至第二MOS管Q2的漏极，第二MOS管Q2的源极连接至地端。

本实施例中第一MOS管Q1和第二MOS管Q2均为NMOS管，在输入电压正常的情况下，L/N_EN的电压会稳定在第一稳压管ZD1的阀值，第一MOS管Q1开通，输入掉电后，第一MOS管Q1关断，通过电路分析可知，输出电压和输出电流都正常的情况下，第一光耦合器OC1导通，输出过压或输出过流情况下，第一光耦合器OC1关断，通过电路分析可知，只有第一MOS管Q1和第二光耦合器OC2都导通的情况下，PG_EN为高电平，PG状态信号PG_OK为低电平(低电平为PG正常信号)，因此只有输入电压、输出电压和输出电流都正常的情况下，PG状态信号才是正常的，而只要发生瞬态掉电、输出过压或输出过流任何一种故障，PG_EN为低电平，PG状态信号PG_OK为高电平(高电平为PG故障信号)，本实施例等效于瞬态掉电信号、输出过压信号和输出过流信号三个信号共通组成一个与门电路，即只要有一个为故障信号时，PG_EN为低电平，PG状态信号PG_OK为高电平(高电平为PG故障信号)，只有三个信号都正常的情况下，第一光耦合器OC1和第一MOS管Q1同时导通，OC2导通，PG_EN为高电平，PG状态信号PG_OK为低电平(低电平为PG正常信号)，瞬态掉电、输出过压和输出过流三个信号组成的逻辑控制表格如下表1所示：

组合数	瞬态掉电	输出过压	输出过流	PG_OK
					1	正常	正常	正常	正常
2	正常	正常	故障	故障
					3	正常	故障	正常	故障
4	正常	故障	故障	故障
					5	故障	正常	正常	故障
6	故障	正常	故障	故障
					7	故障	故障	正常	故障
8	故障	故障	故障	故障

表1

当第一光耦合器OC1和第一MOS管Q1同时导通情况下，第二MOS管Q2导通，PG_EN为高电平，PG状态信号PG_OK为低电平(低电平为PG正常信号)，当发生瞬态掉电、输出过压和输出过流任何一种故障后，PG状态信号PG_OK信号从低电平变为高电平，用户设备检测到PG_OK信号的电平变化后，提前保存数据，切断设备。

本实施例的控制时序如图2所示，当PG_EN信号从高电平变为低电平时，PG状态信号PG_OK从低电平变为高电平，用户设备检测到PG_OK信号的电平变化后，提前保存数据，切断设备。

以上实施例的说明只是作为本实用新型的实施例，并不用于限制本实用新型的实施范围，故凡在不脱离本实用新型原理的前提下所作的任何修改、等同替换等均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种PG保护控制电路，其特征在于，所述PG保护控制电路包括输出过压过流保护模块、输入掉电保护模块和PG保护模块；

所述输入掉电保护模块的输出端与所述PG保护模块的第一输入端连接，所述输出过压过流保护模块的输出端与所述PG保护模块的第二输入端连接；

所述输入掉电保护模块，用于检测瞬态掉电信号，输出第一信号；

所述输出过压过流保护模块，用于对输出过压信号和输出过流信号进行逻辑与的处理，输出第二信号；

所述PG保护模块，用于对所述第一信号和所述第二信号进行逻辑与的处理，输出PG状态信号。

2.根据权利要求1所述的一种PG保护控制电路，其特征在于：所述输入掉电保护模块包括第一电阻、第二电阻、第一二极管、第二二极管、第一稳压管、第一电容和第一MOS管，所述第一二极管的阳极连接至L线，所述第二二极管的阳极连接至N线，所述第一二极管的阴极和所述第二二极管的阴极均连接至所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端分别与所述第一稳压管的阴极和所述第一MOS管的栅极相连接，所述第一稳压管的阳极与地端连接，所述第一MOS管的栅极通过所述第一电容与地端连接，所述第一MOS管的栅极通过所述第二电阻与地端连接，所述第一MOS管的源极与地端连接，所述第一MOS管的漏极连接至所述PG保护模块的第一输入端。

3.根据权利要求1所述的一种PG保护控制电路，其特征在于：所述输出过压过流保护模块包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一光耦合器、可控精密稳压源、比较器和晶闸管，所述第五电阻的第一端连接至输出电压端，所述第五电阻的第二端通过所述第六电阻与地端连接，所述第五电阻的第二端连接至所述晶闸管的控制极，所述晶闸管的阳极分别与过压保护端、所述第一光耦合器中光电二极管的阳极和所述第四电阻的第一端相连接，所述晶闸管的阴极连接至地端，所述第四电阻的第二端连接至副边电源信号端，所述第一光耦合器中光电二极管的阴极分别与过流保护端和所述可控精密稳压源的阴极连接，所述可控精密稳压源的阳极连接至地端，所述可控精密稳压源的控制端与所述比较器的输出端连接，所述比较器的同相输入端连接至基准电压信号端，所述比较器的反相输入端连接至电流信号端，所述第一光耦合器中晶体管的集电极通过所述第三电阻连接至原边电源端，所述第一光耦合器中晶体管的发射极与所述PG保护模块的第二输入端连接。

4.根据权利要求1所述的一种PG保护控制电路，其特征在于：所述PG保护模块包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第三二极管、第二光耦合器和第二MOS管，所述第二光耦合器中光电二极管的阳极与所述输出过压过流保护模块的输出端连接，所述第二光耦合器中光电二极管的阴极与所述输入掉电保护模块的输出端连接，所述第二光耦合器中晶体管的集电极通过所述第七电阻连接至用户电源信号端，所述第二光耦合器中晶体管的发射极通过所述第八电阻连接至用户地信号端，所述第二光耦合器中晶体管的发射极连接至所述第二MOS管的栅极，所述第九电阻的第一端连接至用户电源信号端，所述第九电阻的第二端与连接至所述第三二极管的阳极，所述第三二极管的阴极连接至所述第二MOS管的漏极，所述第二MOS管的源极连接至地端。

5.根据权利要求3所述的一种PG保护控制电路，其特征在于：所述可控精密稳压源为TL431稳压源。