CN220603574U - 输入电压检测电路、开关电源控制芯片及开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种输入电压检测电路、开关电源控制芯片及开关电源，电路包括：输入电压滤波电路；比较电路，比较电路的输入端与输入电压滤波电路的输出端连接；回差电路，回差电路与比较电路相连接；控制电路，控制电路的输入端与回差电路的输出端连接，控制电路根据比较电路的导通情况，产生用于指示或者控制开关电源进入保护状态的控制信号。本实用新型通过比较电路对输入电压进行判断，然后通过控制电路根据比较电路的导通情况，产生对应的控制信号，从而可以实现对交流输入和直流输入的开关电源产品的输入电压进行检测，进而输出能提示或者控制开关电源进入保护状态的控制信号，提高了开关电源产品的可靠性。

Description

输入电压检测电路、开关电源控制芯片及开关电源

技术领域

本实用新型涉及开关电源领域，特别涉及一种输入电压检测电路、开关电源控制芯片及开关电源。

背景技术

随着开关电源行业的发展，开关电源产品的可靠性越来越高，保护功能越来越齐全，其中就包含输入欠压保护和输入过压保护。输入欠压保护是指当输入电压下跌至设定的欠压保护电压时，电源产品会进入保护状态。输入过压保护是指当输入电压升高至设定的过压保护电压时，电源产品会进入保护状态。上述两种保护功能的恢复电压与保护电压之间均有回差电压，防止电源产品在保护点附近来回切换。

在开关电源产品的应用环境逐渐复杂的趋势中，在发生过压和欠压的工况下，客户需要的不仅仅是保护开关电源本身不损坏，还希望能够在过压和欠压的工况发生时，能够输出提示电平信号，用于提示客户的整机系统，并根据电平信号对整机系统作出保护动作。

现有的开关电源控制芯片往往能够依靠简单的外围器件实现输入欠压保护和输入过压保护功能，但其只能保护开关电源本身，不能对外输出提示电平信号。所以需要依靠外部电路来实现提示电平信号的输出。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种输入电压检测电路、开关电源控制芯片及开关电源，从而解决不能输出提示电平信号的问题。

本实用新型提供的技术方案如下：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种输入电压检测电路，所述输入电压检测电路包括：

输入电压滤波电路；

比较电路，所述比较电路的输入端与所述输入电压滤波电路的输出端连接；

回差电路，所述回差电路与所述比较电路相连接；

控制电路，所述控制电路的输入端与所述回差电路的输出端连接，所述控制电路根据所述比较电路的导通情况，产生用于指示或者控制开关电源进入保护状态的控制信号。

进一步地，当输入电压为交流电压，所述输入电压滤波电路包括第一二极管、第二二极管、第一电阻和第一电容，所述第一二极管的阳极与输入电压端的火线连接，所述第二二极管的阳极与输入电压端的零线连接，所述第一二极管的阴极和所述第二二极管的阴极均与所述第一电阻的第一端相连，所述第一电阻的第二端通过所述第一电容与参考地相连，所述第一电容的第一端为所述输入电压滤波电路的输出端。

进一步地，当输入电压为直流电压，所述输入电压滤波电路包括第一电阻和第一电容，所述第一电阻的第一端与输入电压端相连，所述第一电阻的第二端通过所述第一电容与参考地相连，所述第一电容的第一端为所述输入电压滤波电路的输出端。

进一步地，所述比较电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第二电容、第三电容和比较器件，所述第二电阻的第一端与所述输入电压滤波电路的输出端相连，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端相连，所述第三电阻的第二端与参考地相连，所述第四电阻的第一端与所述第三电阻的第一端相连，所述第四电阻的第二端与所述第二电容的第一端相连，所述第二电容的第二端与参考地相连，所述比较器件的第一端与所述第二电容的第一端相连，所述比较器件的第二端与所述第三电容的第一端相连，所述比较器件的第三端与所述第三电容的第二端相连，所述第三电容的第二端与参考地相连，所述比较器件的第一端和所述比较器件的第二端均与所述回差电路连接。

进一步地，所述回差电路包括第五电阻、第六电阻、第三二极管和第一晶体管，所述第五电阻的第一端与所述比较电路相连，所述第五电阻的第二端与所述第三二极管的阴极相连，所述第三二极管的阳极与第一晶体管的第二端相连，所述第一晶体管的第一端与所述第六电阻的第二端相连，所述第一晶体管的第三端与第六电阻的第一端相连，所述第六电阻的第一端与供电端口相连，所述第一晶体管的第二端与所述控制电路的输入端相连。

进一步地，所述控制电路包括第七电阻、第八电阻、第四电容、第二晶体管和第九电阻，所述第七电阻的第一端与所述回差电路的输出端相连，所述第七电阻的第二端与所述第八电阻的第一端相连，所述第八电阻的第二端与参考地相连，所述第四电容的第一端与所述第八电阻的第一端相连，所述第四电容的第二端与所述第八电阻的第二端相连，所述第二晶体管的第一端与第四电容的第一端相连，所述第二晶体管的第二端与所述第九电阻的第二端相连，所述第九电阻的第一端与供电端口相连，所述第二晶体管的第三端与所述第四电容的第二端相连，所述第二晶体管的第二端作为信号输出端子输出所述控制信号。

进一步地，所述控制电路包括第七电阻、第八电阻、第四电容、第二晶体管和第九电阻，所述第七电阻的第一端与所述回差电路的输出端相连，所述第七电阻的第二端与所述第八电阻的第一端相连，所述第八电阻的第二端与参考地相连，所述第四电容的第一端与所述第八电阻的第一端相连，所述第四电容的第二端与所述第八电阻的第二端相连，所述第二晶体管的第一端与第四电容的第一端相连，所述第二晶体管的第二端与供电端口相连，所述第二晶体管的第三端与所述第九电阻的第一端相连，所述第九电阻的第一端与所述第四电容的第二端相连，所述第二晶体管的第三端作为信号输出端子输出所述控制信号。

进一步地，所述比较器件为可控精密稳压源或电压比较器。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种开关电源控制芯片，包括如第一方面所述的输入电压检测电路。

第三方面，本实用新型实施例还提供了一种开关电源，包括如第一方面所述的输入电压检测电路或如第二方面所述的开关电源控制芯片。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过比较电路对输入电压进行判断，然后通过控制电路根据比较电路的导通情况，产生对应的控制信号，从而可以实现对交流输入和直流输入的开关电源产品的输入电压进行检测，进而输出能提示或者控制开关电源进入保护状态的控制信号，达到及时提示的效果，提高了开关电源产品的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型交流输入时第一实施例的电路原理图；

图2为本实用新型直流输入时第二实施例的电路原理图；

图3为本实用新型交流输入时第三实施例的电路原理图；

图4为本实用新型直流输入时第四实施例的电路原理图。

具体实施例

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种输入电压检测电路，输入电压检测电路包括：

输入电压滤波电路10；

比较电路20，比较电路20的输入端与输入电压滤波电路10的输出端连接；

回差电路30，回差电路30与比较电路20相连接；

控制电路40，控制电路40的输入端与回差电路30的输出端连接，控制电路40根据比较电路20的导通情况，产生用于指示或者控制开关电源进入保护状态的控制信号。

本实施例连接于开关电源的输入端，通过比较电路20对输入电压进行判断，然后通过控制电路40根据比较电路20的导通情况，产生对应的控制信号，控制信号可用作提示电平信号，以及控制开关电源本身进入保护状态，从而可以实现对交流输入和直流输入的开关电源产品的输入电压进行检测，并达到及时提示的效果。

实施例1

参考图1，在实施例1中，输入电压为交流电压，输入电压滤波电路10包括第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1和第一电容C1，第一二极管D1的阳极与输入电压端的火线连接，第二二极管D2的阳极与输入电压端的零线连接，第一二极管D1的阴极和第二二极管D2的阴极均与第一电阻R1的第一端相连，第一电阻R1的第二端通过第一电容C1与参考地相连，第一电容C1的第一端为输入电压滤波电路10的输出端。

比较电路20包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第二电容C2、第三电容C3和比较器件U1，第二电阻R2的第一端与输入电压滤波电路10的输出端相连，第二电阻R2的第二端与第三电阻R3的第一端相连，第三电阻R3的第二端与参考地相连，第四电阻R4的第一端与第三电阻R3的第一端相连，第四电阻R4的第二端与第二电容C2的第一端相连，第二电容C2的第二端与参考地相连，比较器件U1的第一端与第二电容C2的第一端相连，比较器件U1的第二端与第三电容C3的第一端相连，比较器件U1的第三端与第三电容C3的第二端相连，第三电容C3的第二端与参考地相连，比较器件U1的第一端和比较器件U1的第二端均与回差电路30连接。其中，本实施例中，比较器件U1采用可控精密稳压源，但也可以采用接入基准电压的电压比较器实现。而且，由于现有技术中为了输入信号的稳定，输入的电路中采用较大电容值的电容，而本实施例中的第四电阻R4和第二电容C2可以对输入的信号进行二次滤波，使得信号更加稳定，这样可以不需要采用较大数值的电阻和电容，可以将输入滤波电路中第一电阻R1和第一电容C1采用较小数值的器件，从而减少电路成本。

回差电路30包括第五电阻R5、第六电阻R6、第三二极管D3和第一晶体管Q1，第五电阻R5的第一端与比较电路20相连，第五电阻R5的第二端与第三二极管D3的阴极相连，第三二极管D3的阳极与第一晶体管Q1的第二端相连，第一晶体管Q1的第一端与第六电阻R6的第二端相连，第一晶体管Q1的第三端与第六电阻R6的第一端相连，第六电阻R6的第一端与供电端口相连，第一晶体管Q1的第二端与控制电路40的输入端相连。本实施例中第一晶体管Q1为PNP三极管，第一晶体管Q1的第一端为基极，第一晶体管Q1的第二端为集电极，第一晶体管Q1的第三端为发射极。

控制电路40包括第七电阻R7、第八电阻R8、第四电容C4、第二晶体管Q2和第九电阻R9，第七电阻R7的第一端与回差电路30的输出端相连，第七电阻R7的第二端与第八电阻R8的第一端相连，第八电阻R8的第二端与参考地相连，第四电容C4的第一端与第八电阻R8的第一端相连，第四电容C4的第二端与第八电阻R8的第二端相连，第二晶体管Q2的第一端与第四电容C4的第一端相连，第二晶体管Q2的第二端与第九电阻R9的第二端相连，第九电阻R9的第一端与供电端口相连，第二晶体管Q2的第三端与第四电容C4的第二端相连，第二晶体管Q2的第二端作为信号输出端子输出控制信号。本实施例中，第二晶体管Q2为NMOS管，第二晶体管Q2的第一端为栅极，第二晶体管Q2的第二端为漏极，第二晶体管Q2的第三端为源极。

当开关电源产品开机时，输入交流信号经第一二极管D1和第一二极管D1整流，然后经过第一电阻R1和第一电容C1进行滤波，将输入的交流电压滤成相对平滑的脉动直流电压。脉动直流电压经第二电阻R2和第三电阻R3进行分压。分压电压经过第四电阻R4和第二电容C2二次滤波成更稳定的直流电压，当此直流电压大于比较器件U1的基准电压时，比较器件U1将会导通。导通后，第一晶体管Q1也导通。此时供电端口VDD通过第一晶体管Q1提供一个补偿电压给到比较器件U1的基准，用于产生回差电压，补偿量大小取决于第五电阻R5的大小。在第一晶体管Q1导通的时候，第七电阻R7和第八电阻R8将对供电端口VDD产生分压，分压电压驱动第二晶体管Q2导通。此时信号输出端子AC_Signal将输出低电平。在输入电压掉电时，输入电压分压电压将会低于比较器件U1的基准电压，此时比较器件U1将会截止，从而让第一晶体管Q1也截止。第一晶体管Q1截止后，第二晶体管Q2也截止。此时信号输出端子AC_Signal将输出高电平。

实施例2

参考图2，在实施例2中，输入电压为直流电压，输入电压滤波电路10包括第一电阻R1和第一电容C1，第一电阻R1的第一端与输入电压端相连，第一电阻R1的第二端通过第一电容C1与参考地相连，第一电容C1的第一端为输入电压滤波电路10的输出端。

比较电路20包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第二电容C2、第三电容C3和比较器件U1，第二电阻R2的第一端与输入电压滤波电路10的输出端相连，第二电阻R2的第二端与第三电阻R3的第一端相连，第三电阻R3的第二端与参考地相连，第四电阻R4的第一端与第三电阻R3的第一端相连，第四电阻R4的第二端与第二电容C2的第一端相连，第二电容C2的第二端与参考地相连，比较器件U1的第一端与第二电容C2的第一端相连，比较器件U1的第二端与第三电容C3的第一端相连，比较器件U1的第三端与第三电容C3的第二端相连，第三电容C3的第二端与参考地相连，比较器件U1的第一端和比较器件U1的第二端均与回差电路30连接。其中，本实施例中，比较器件U1采用可控精密稳压源，但也可以采用接入基准电压的电压比较器实现。而且，由于现有技术中为了输入信号的稳定，输入的电路中采用较大电容值的电容，而本实施例中的第四电阻R4和第二电容C2可以对输入的信号进行二次滤波，使得信号更加稳定，这样可以不需要采用较大数值的电阻和电容，可以将输入滤波电路中第一电阻R1和第一电容C1采用较小数值的器件，从而减少电路成本。

回差电路30包括第五电阻R5、第六电阻R6、第三二极管D3和第一晶体管Q1，第五电阻R5的第一端与比较电路20相连，第五电阻R5的第二端与第三二极管D3的阴极相连，第三二极管D3的阳极与第一晶体管Q1的第二端相连，第一晶体管Q1的第一端与第六电阻R6的第二端相连，第一晶体管Q1的第三端与第六电阻R6的第一端相连，第六电阻R6的第一端与供电端口相连，第一晶体管Q1的第二端与控制电路40的输入端相连。本实施例中第一晶体管Q1为PNP三极管，第一晶体管Q1的第一端为基极，第一晶体管Q1的第二端为集电极，第一晶体管Q1的第三端为发射极。

控制电路40包括第七电阻R7、第八电阻R8、第四电容C4、第二晶体管Q2和第九电阻R9，第七电阻R7的第一端与回差电路30的输出端相连，第七电阻R7的第二端与第八电阻R8的第一端相连，第八电阻R8的第二端与参考地相连，第四电容C4的第一端与第八电阻R8的第一端相连，第四电容C4的第二端与第八电阻R8的第二端相连，第二晶体管Q2的第一端与第四电容C4的第一端相连，第二晶体管Q2的第二端与第九电阻R9的第二端相连，第九电阻R9的第一端与供电端口相连，第二晶体管Q2的第三端与第四电容C4的第二端相连，第二晶体管Q2的第二端作为信号输出端子输出控制信号。本实施例中，第二晶体管Q2为NMOS管，第二晶体管Q2的第一端为栅极，第二晶体管Q2的第二端为漏极，第二晶体管Q2的第三端为源极。

本实施例2的原理除了输入电压滤波电路10部分无需对输入电压进行整流外，其余原理均与实施例1介绍相同，不再赘述。

实施例3

当本实用新型用于输入过压检测时，且输入电压为交流电压，输入电压滤波电路10、比较电路20和回差电路30的电路结构如实施例1一致，控制电路40如图3修改，控制电路40包括第七电阻R7、第八电阻R8、第四电容C4、第二晶体管Q2和第九电阻R9，第七电阻R7的第一端与回差电路30的输出端相连，第七电阻R7的第二端与第八电阻R8的第一端相连，第八电阻R8的第二端与参考地相连，第四电容C4的第一端与第八电阻R8的第一端相连，第四电容C4的第二端与第八电阻R8的第二端相连，第二晶体管Q2的第一端与第四电容C4的第一端相连，第二晶体管Q2的第二端与供电端口相连，第二晶体管Q2的第三端与第九电阻R9的第一端相连，第九电阻R9的第一端与第四电容C4的第二端相连，第二晶体管Q2的第三端作为信号输出端子输出控制信号。本实施例中，第二晶体管Q2为NMOS管，第二晶体管Q2的第一端为栅极，第二晶体管Q2的第二端为漏极，第二晶体管Q2的第三端为源极。

本实施例3原理与上述实施例1介绍相同，其具体原理不再赘述。当输入电压超出设定阈值时，信号输出端子AC_Signal将输出高电平，当输入电压没有超出设定阈值时，信号输出端子AC_Signal将输出低电平。

实施例4

当本实用新型用于输入过压检测时，且输入电压为交流电压，输入电压滤波电路10、比较电路20和回差电路30的电路结构如实施例2一致，控制电路40如图4修改，控制电路40包括第七电阻R7、第八电阻R8、第四电容C4、第二晶体管Q2和第九电阻R9，第七电阻R7的第一端与回差电路30的输出端相连，第七电阻R7的第二端与第八电阻R8的第一端相连，第八电阻R8的第二端与参考地相连，第四电容C4的第一端与第八电阻R8的第一端相连，第四电容C4的第二端与第八电阻R8的第二端相连，第二晶体管Q2的第一端与第四电容C4的第一端相连，第二晶体管Q2的第二端与供电端口相连，第二晶体管Q2的第三端与第九电阻R9的第一端相连，第九电阻R9的第一端与第四电容C4的第二端相连，第二晶体管Q2的第三端作为信号输出端子输出控制信号。本实施例中，第二晶体管Q2为NMOS管，第二晶体管Q2的第一端为栅极，第二晶体管Q2的第二端为漏极，第二晶体管Q2的第三端为源极。

本实施例4原理除了输入电压滤波电路10部分无需对输入电压进行整流外，与上述实施例1介绍相同，其具体原理不再赘述。当输入电压超出设定阈值时，信号输出端子AC_Signal将输出高电平，当输入电压没有超出设定阈值时，信号输出端子AC_Signal将输出低电平。

此外，本实用新型实施例还提供了一种开关电源控制芯片，包括如上述介绍的输入电压检测电路。

需要说明的是，本实用新型实施例的开关电源控制芯片中未披露的细节，请参照本实用新型实施例的输入电压检测电路中所披露的细节，具体这里不再赘述。

此外，本实用新型实施例还提供了一种开关电源，包括如上述介绍的输入电压检测电路或如上述介绍的开关电源控制芯片。

需要说明的是，本实用新型实施例的开关电源中未披露的细节，请参照本实用新型实施例的输入电压检测电路或开关电源控制芯片中所披露的细节，具体这里不再赘述。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的实用新型构思，并不用以限制本实用新型，对于本技术领域的普通技术人员来说，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种输入电压检测电路，其特征在于，所述输入电压检测电路包括：

输入电压滤波电路；

比较电路，所述比较电路的输入端与所述输入电压滤波电路的输出端连接；

回差电路，所述回差电路与所述比较电路相连接；

控制电路，所述控制电路的输入端与所述回差电路的输出端连接，所述控制电路根据所述比较电路的导通情况，产生用于指示或者控制开关电源进入保护状态的控制信号。

2.根据权利要求1所述的输入电压检测电路，其特征在于：当输入电压为交流电压，所述输入电压滤波电路包括第一二极管、第二二极管、第一电阻和第一电容，所述第一二极管的阳极与输入电压端的火线连接，所述第二二极管的阳极与输入电压端的零线连接，所述第一二极管的阴极和所述第二二极管的阴极均与所述第一电阻的第一端相连，所述第一电阻的第二端通过所述第一电容与参考地相连，所述第一电容的第一端为所述输入电压滤波电路的输出端。

3.根据权利要求1所述的输入电压检测电路，其特征在于：当输入电压为直流电压，所述输入电压滤波电路包括第一电阻和第一电容，所述第一电阻的第一端与输入电压端相连，所述第一电阻的第二端通过所述第一电容与参考地相连，所述第一电容的第一端为所述输入电压滤波电路的输出端。

4.根据权利要求1所述的输入电压检测电路，其特征在于：所述比较电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第二电容、第三电容和比较器件，所述第二电阻的第一端与所述输入电压滤波电路的输出端相连，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端相连，所述第三电阻的第二端与参考地相连，所述第四电阻的第一端与所述第三电阻的第一端相连，所述第四电阻的第二端与所述第二电容的第一端相连，所述第二电容的第二端与参考地相连，所述比较器件的第一端与所述第二电容的第一端相连，所述比较器件的第二端与所述第三电容的第一端相连，所述比较器件的第三端与所述第三电容的第二端相连，所述第三电容的第二端与参考地相连，所述比较器件的第一端和所述比较器件的第二端均与所述回差电路连接。

5.根据权利要求1所述的输入电压检测电路，其特征在于：所述回差电路包括第五电阻、第六电阻、第三二极管和第一晶体管，所述第五电阻的第一端与所述比较电路相连，所述第五电阻的第二端与所述第三二极管的阴极相连，所述第三二极管的阳极与第一晶体管的第二端相连，所述第一晶体管的第一端与所述第六电阻的第二端相连，所述第一晶体管的第三端与第六电阻的第一端相连，所述第六电阻的第一端与供电端口相连，所述第一晶体管的第二端与所述控制电路的输入端相连。

6.根据权利要求1所述的输入电压检测电路，其特征在于：所述控制电路包括第七电阻、第八电阻、第四电容、第二晶体管和第九电阻，所述第七电阻的第一端与所述回差电路的输出端相连，所述第七电阻的第二端与所述第八电阻的第一端相连，所述第八电阻的第二端与参考地相连，所述第四电容的第一端与所述第八电阻的第一端相连，所述第四电容的第二端与所述第八电阻的第二端相连，所述第二晶体管的第一端与第四电容的第一端相连，所述第二晶体管的第二端与所述第九电阻的第二端相连，所述第九电阻的第一端与供电端口相连，所述第二晶体管的第三端与所述第四电容的第二端相连，所述第二晶体管的第二端作为信号输出端子输出所述控制信号。

7.根据权利要求1所述的输入电压检测电路，其特征在于：所述控制电路包括第七电阻、第八电阻、第四电容、第二晶体管和第九电阻，所述第七电阻的第一端与所述回差电路的输出端相连，所述第七电阻的第二端与所述第八电阻的第一端相连，所述第八电阻的第二端与参考地相连，所述第四电容的第一端与所述第八电阻的第一端相连，所述第四电容的第二端与所述第八电阻的第二端相连，所述第二晶体管的第一端与第四电容的第一端相连，所述第二晶体管的第二端与供电端口相连，所述第二晶体管的第三端与所述第九电阻的第一端相连，所述第九电阻的第一端与所述第四电容的第二端相连，所述第二晶体管的第三端作为信号输出端子输出所述控制信号。

8.根据权利要求4所述的输入电压检测电路，其特征在于：所述比较器件为可控精密稳压源或电压比较器。

9.一种开关电源控制芯片，其特征在于，包括如权利要求1～7任一项所述的输入电压检测电路。

10.一种开关电源，其特征在于，包括如权利要求1～7任一项所述的输入电压检测电路或如权利要求9所述的开关电源控制芯片。