CN221531295U - 一种安全开关电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种安全开关电源电路，涉及电源技术领域，包括电源模块，用于供电；定时控制模块，用于定时控制浪涌保护模块的浪涌保护工作；浪涌保护模块，用于进行浪涌保护和过压检测；电能检测模块，用于在浪涌保护模块未进行浪涌保护或者浪涌保护模块发生过压时，配合故障判断模块控制保护控制模块进行断电保护；电源控制模块，用于为负载模块提供电能并对输入负载模块的电压进行检测，并根据检测的电压信号对接收的电能进行隔离变压调节和整理滤波处理。本实用新型安全开关电源电路可进行定时浪涌保护，并在浪涌保护模块发生过压或者未进行浪涌保护时，自动控制保护控制模块进行断电保护，提高供电安全性。

Description

一种安全开关电源电路

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，具体是一种安全开关电源电路。

背景技术

开关电源是一种高频化电能转换装置，其功能是将一个位准的电压，透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流，现有的开关电源为避免启动电源时，浪涌电流对开关电源元器件的损坏，会在启动电源后，采用继电开关和限流电阻等组成的浪涌保护电路，对开关电源进行短暂的启动限流保护处理，以提高开关电源的安全性，但是当浪涌保护电路中的继电开关出现故障或者浪涌电流超过限流电阻的保护范围时，仍会导致开关电源出现故障，开关电源的安全性不高，因此有待改进。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种安全开关电源电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种安全开关电源电路，包括：电源模块，定时控制模块，浪涌保护模块，电能检测模块，故障判断模块，保护控制模块，电源控制模块和负载模块；

电源模块，用于接入交流电能并对接入的交流电能进行整流滤波处理，用于对处理后的电能进行稳压处理；

定时控制模块，与所述电源模块连接，用于接收电源模块输出的电能并进行定时工作，用于在定时时输出低电平的第一控制信号，用于在定时结束后持续输出高电平的第一控制信号；

浪涌保护模块，与所述电源模块、定时控制模块和保护控制模块连接，用于对电源模块输出的电能进行浪涌保护处理并对处理后传输的电能进行过压检测处理，用于在发生过压时输出第一检测信号，用于接收高电平的第一控制信号并将电源模块输出的电能传输给保护控制模块；

电能检测模块，与所述浪涌保护模块连接，用于检测浪涌保护模块的电能传输状态并判断浪涌保护模块是否进行浪涌保护，用于在浪涌保护模块未进行浪涌保护或者接收到第一检测信号时，输出第二控制信号；

故障判断模块，与所述电能检测模块和定时控制模块连接，用于对定时控制模块输出的低电平的第一控制信号进行反相处理并将反相处理后的信号与第二控制信号进行逻辑计算，并输出第三控制信号；

保护控制模块，与所述电源模块、故障判断模块和电源控制模块连接，用于将浪涌保护模块输出的电能传输给电源控制模块，用于接收第三控制信号并停止电能的传输；

电源控制模块，与所述负载模块连接，用于通过开关电源电路接收保护控制模块输出的电能，用于对输入负载模块的电压进行检测并根据检测的电压信号对接收的电能进行隔离变压调节和整理滤波处理；

负载模块，用于与用电负载连接并接收电源控制模块输出的电能。

作为本实用新型再进一步的方案：电源模块包括供电接口、第一整流器、第一电容和第一稳压器；所述浪涌保护模块包括第一继电器、第一开关管、第一电阻、第一继电开关和第一二极管；

优选的，供电接口的第一端连接第一整流器的第一输入端，第一整流器的第二输入端和供电接口的第二端均接地，第一整流器的第一输出端连接第一继电开关的第一动端、第一电容的一端和第一稳压器的第一端并通过第一电阻连接第一继电开关的第二动端，第一整流器的第二输出端、第一电容的另一端和第一稳压器的第二端均接地，第一稳压器的第三端连接第一继电器的一端，第一继电器的另一端连接第一开关管的集电极，第一开关管的发射极接地，第一开关管的基极连接定时控制模块，第一继电开关的第一不动端连接第一二极管的阳极，第一二极管的阴极连接第一继电开关的第二不动端。

作为本实用新型再进一步的方案：保护控制模块包括第二继电开关；所述电源控制模块包括第一变压器、第一功率管、驱动装置、第二二极管、第三二极管和第二电容；所述负载模块可选用负载接口；

优选的，第二继电开关的第一动端连接第一二极管的阴极，第二继电开关的不动端连接第一变压器的原边的第一端，第一变压器的原边的第二端连接第一功率管的漏极，第一功率管的源极接地，第一功率管的栅极连接驱动装置的驱动端，第一变压器的副边的第一端连接第二二极管的阳极，第一变压器的副边的第二端、第三二极管的阳极、第二电容的一端和负载接口的一端均接地，第二二极管的阴极连接第三二极管的阴极、第二电容的另一端、驱动装置的反馈端和负载接口的另一端。

作为本实用新型再进一步的方案：电能检测模块包括第二电阻、第一光耦、第一电源和第三电阻；

优选的，第一光耦的第一端通过第二电阻连接第一二极管的阳极，第一光耦的第二端接地，第一光耦的第三端连接第一电源，第一光耦的第四端连接故障判断模块并通过第三电阻接地。

作为本实用新型再进一步的方案：定时控制模块包括第三电容、第四二极管、第四电阻、第四电容和第一定时器；

优选的，第三电容的一端、第一定时器的第四端和第八端均连接第一稳压器的第三端，第三电容的另一端连接第四二极管的阴极、第四电阻的一端、第一定时器的第二端和第六端，第一定时器的第五端通过第四电容接地，第一定时器的第一端、第四电阻的另一端和第四二极管的阳极均接地，第一定时器的第三端连接第一开关管的基极和故障判断模块。

故障判断模块包括第一反相器和第一逻辑芯片；所述保护控制模块还包括第二开关管、第二继电器；

优选的，第一反相器的输入端连接第一定时器的第三端，第一反相器的输出端连接第一逻辑芯片的第二端，第一逻辑芯片的第一端连接第一光耦的第四顿，第一逻辑芯片的第三端连接第二开关管的基极，第二开关管的发射极接地，第二开关管的集电极连接第二继电器的一端，第二继电器的另一端连接第一稳压器的第三端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型安全开关电源电路由定时控制模块配合浪涌保护模块在电源模块供电时，进行定时浪涌保护，提高供电的安全，并且由电能检测模块可对浪涌保护模块进行过压检测和浪涌保护检测，并在浪涌保护模块发生过压或者未进行浪涌保护时，由故障判断模块自动控制保护控制模块进行断电保护，进一步提高供电安全性，提高电源控制模块和负载模块的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。

图1为本实用新型实例提供的一种安全开关电源电路的原理方框示意图。

图2为本实用新型实例提供的一种安全开关电源电路的电路图。

图3为本实用新型实例提供的定时控制模块的连接电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

在一个实施例中，请参阅图1，一种安全开关电源电路，包括：电源模块1，定时控制模块2，浪涌保护模块3，电能检测模块4，故障判断模块5，保护控制模块6，电源控制模块7和负载模块8；

电源模块1，用于接入交流电能并对接入的交流电能进行整流滤波处理，用于对处理后的电能进行稳压处理；

定时控制模块2，与所述电源模块1连接，用于接收电源模块1输出的电能并进行定时工作，用于在定时时输出低电平的第一控制信号，用于在定时结束后持续输出高电平的第一控制信号；

浪涌保护模块3，与所述电源模块1、定时控制模块2和保护控制模块6连接，用于对电源模块1输出的电能进行浪涌保护处理并对处理后传输的电能进行过压检测处理，用于在发生过压时输出第一检测信号，用于接收高电平的第一控制信号并将电源模块1输出的电能传输给保护控制模块6；

电能检测模块4，与所述浪涌保护模块3连接，用于检测浪涌保护模块3的电能传输状态并判断浪涌保护模块3是否进行浪涌保护，用于在浪涌保护模块3未进行浪涌保护或者接收到第一检测信号时，输出第二控制信号；

故障判断模块5，与所述电能检测模块4和定时控制模块2连接，用于对定时控制模块2输出的低电平的第一控制信号进行反相处理并将反相处理后的信号与第二控制信号进行逻辑计算，并输出第三控制信号；

保护控制模块6，与所述电源模块1、故障判断模块5和电源控制模块7连接，用于将浪涌保护模块3输出的电能传输给电源控制模块7，用于接收第三控制信号并停止电能的传输；

电源控制模块7，与所述负载模块8连接，用于通过开关电源电路接收保护控制模块6输出的电能，用于对输入负载模块8的电压进行检测并根据检测的电压信号对接收的电能进行隔离变压调节和整理滤波处理；

负载模块8，用于与用电负载连接并接收电源控制模块7输出的电能。

在具体实施例中，上述电源模块1可采用整流器、稳压器等组成的电源电路，接入交流电能并对交流电能进行整流滤波和稳压处理；上述定时控制模块2可采用555集成电路组成的定时控制电路，在得电后，定时输出低电平信号，并在定时结束后持续输出高电平信号；上述浪涌保护模块3可采用继电开关、限流电阻等组成的浪涌保护电路，由定时控制模块2控制，实现定时浪涌保护；上述电能检测模块4可采用光电耦合器等组成的电能检测电路，对浪涌保护模块3传输的电能状态和过压状态进行检测；上述故障判断模块5可采用逻辑芯片、反相器组成的故障判断电路，在定时控制模块2处于定时状态下，电能检测模块4检测到浪涌保护模块3未进行浪涌保护或出现过压状态时，控制保护控制模块6的工作；上述保护控制模块6可采用继电器、三极管等组成的保护控制电路，控制输入电源控制模块7的电能；上述电源控制模块7可采用变压器、功率管、驱动装置等组成的开关电源电路，根据输入负载模块8的电能，对输入的电能进行隔离稳压调节处理；上述负载模块8可采用负载接口，与用电负载连接。

在另一个实施例中，请参阅图1、图2和图3，电源模块1包括供电接口、第一整流器T1、第一电容C1和第一稳压器U1；所述浪涌保护模块3包括第一继电器K1、第一开关管VT1、第一电阻R1、第一继电开关K1-1和第一二极管D1；

具体地，供电接口的第一端连接第一整流器T1的第一输入端，第一整流器T1的第二输入端和供电接口的第二端均接地，第一整流器T1的第一输出端连接第一继电开关K1-1的第一动端、第一电容C1的一端和第一稳压器U1的第一端并通过第一电阻R1连接第一继电开关K1-1的第二动端，第一整流器T1的第二输出端、第一电容C1的另一端和第一稳压器U1的第二端均接地，第一稳压器U1的第三端连接第一继电器K1的一端，第一继电器K1的另一端连接第一开关管VT1的集电极，第一开关管VT1的发射极接地，第一开关管VT1的基极连接定时控制模块2，第一继电开关K1-1的第一不动端连接第一二极管D1的阳极，第一二极管D1的阴极连接第一继电开关K1-1的第二不动端。

在具体实施例中，上述第一稳压器U1可选用LM317稳压器；上述第一继电器K1控制第一继电开关K1-1的工作，其中第一继电开关K1-1的第一不动端和第一动端为常开开关，第一继电开关K1-1的第二动端和第二不动端为常闭开关；上述第一开关管VT1可选用NPN型三极管，控制第一继电器K1的工作状态。

进一步地，保护控制模块6包括第二继电开关K2-1；所述电源控制模块7包括第一变压器B1、第一功率管Q1、驱动装置、第二二极管D2、第三二极管D3和第二电容C2；所述负载模块8可选用负载接口；

具体地，第二继电开关K2-1的第一动端连接第一二极管D1的阴极，第二继电开关K2-1的不动端连接第一变压器B1的原边的第一端，第一变压器B1的原边的第二端连接第一功率管Q1的漏极，第一功率管Q1的源极接地，第一功率管Q1的栅极连接驱动装置的驱动端，第一变压器B1的副边的第一端连接第二二极管D2的阳极，第一变压器B1的副边的第二端、第三二极管D3的阳极、第二电容C2的一端和负载接口的一端均接地，第二二极管D2的阴极连接第三二极管D3的阴极、第二电容C2的另一端、驱动装置的反馈端和负载接口的另一端。

在具体实施例中，上述第二继电开关K2-1可选用常闭开关；上述驱动装置可由取样器、比较器、脉宽调制器、振荡器和基准电压组成，配合第一变压器B1、第一功率管Q1、第二二极管D2、第三二极管D3和第二电容C2组成开关电源电路。

进一步地，电能检测模块4包括第二电阻R2、第一光耦U2、第一电源VCC1和第三电阻R3；

具体地，第一光耦U2的第一端通过第二电阻R2连接第一二极管D1的阳极，第一光耦U2的第二端接地，第一光耦U2的第三端连接第一电源VCC1，第一光耦U2的第四端连接故障判断模块5并通过第三电阻R3接地。

在具体实施例中，上述第一光耦U2可选用PC817光电耦合器，检测第一继电开关K1-1的第一动端和第一不动端传输的电能和第一二极管D1被击穿的电能。

进一步地，定时控制模块2包括第三电容C3、第四二极管D4、第四电阻R4、第四电容C4和第一定时器U3；

具体地，第三电容C3的一端、第一定时器U3的第四端和第八端均连接第一稳压器U1的第三端，第三电容C3的另一端连接第四二极管D4的阴极、第四电阻R4的一端、第一定时器U3的第二端和第六端，第一定时器U3的第五端通过第四电容C4接地，第一定时器U3的第一端、第四电阻R4的另一端和第四二极管D4的阳极均接地，第一定时器U3的第三端连接第一开关管VT1的基极和故障判断模块5。

在具体实施例中，上述第一定时器U3可选用NE555芯片，配合第三电容C3、第四二极管D4、第四电阻R4、第四电容C4在得电时，定时输出低电平的信号，在定时接收后且持续得电的状态下，持续输出高电平的信号。

进一步地，故障判断模块5包括第一反相器J2和第一逻辑芯片J1；所述保护控制模块6还包括第二开关管VT2、第二继电器K2；

具体地，第一反相器J2的输入端连接第一定时器U3的第三端，第一反相器J2的输出端连接第一逻辑芯片J1的第二端，第一逻辑芯片J1的第一端连接第一光耦U2的第四顿，第一逻辑芯片J1的第三端连接第二开关管VT2的基极，第二开关管VT2的发射极接地，第二开关管VT2的集电极连接第二继电器K2的一端，第二继电器K2的另一端连接第一稳压器U1的第三端。

在具体实施例中，上述第一逻辑芯片J1可选用与逻辑芯片，具体型号不做限定，配合第一反相器J2在第一光耦U2导通且第一定时器U3输出为低电平时，第一逻辑芯片J1输出高电平；上述第二开关管VT2可选用NPN型三极管，控制第二继电器K2的工作；上述第二继电器K2通过磁吸的方式控制第二继电开关K2-1的断开和闭合。

在本实施例一种安全开关电源电路中，由供电接口接入交流电能，第一整流器T1和第一电容C1进行整流滤波处理，第一稳压器U1进行稳压处理，当供电接口接入交流电能时，第一定时器U3得电并开始定时工作且定时期间输出低电平的信号，电能通过第一电阻R1、第一继电开关K1-1和第二继电开关K2-1传输给第一变压器B1，第二二极管D2、第三二极管D3和第二电容C2进行整流滤波，并为负载接口供电，由驱动装置根据输入负载接口的电能调节第一功率管Q1的导通程度，继而完成第一变压器B1的变压调节工作，实现稳压处理，如果第一电阻R1和第一继电开关K1-1传输的电能仍为过压时，将击穿第一二极管D1，使得第一光耦U2导通，第一逻辑芯片J1的第一端为高电平，同时由第一反相器J2对第一定时器U3输出的信号进行反相处理，使得第一逻辑芯片J1的第三端输出高电平并控制第二开关管VT2导通，第二继电器K2得电并控制第二继电开关K2-1断开，同理，当第一定时器U3定时期间，第一继电开关K1-1的第一不动端和第一动端由于故障而导通时，第一逻辑芯片J1也将通过第二开关管VT2和第二继电器K2控制第二继电开关K2-1的断开，当浪涌保护模块3正常完成浪涌防护且第一定时器U3的定时结束后，第一定时器U3持续输出高电平的信号，并控制第一开关管VT1导通，使得第一继电器K1得电，第一继电开关K1-1的第一不动端和第一动端导通，第一整流器T1输出的电能正常由第一二极管D1和第二继电开关K2-1传输给第一变压器B1，进行稳压调节工作并为负载接口供电。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种安全开关电源电路，其特征在于，

该安全开关电源电路包括：电源模块，定时控制模块，浪涌保护模块，电能检测模块，故障判断模块，保护控制模块，电源控制模块和负载模块；

所述电源模块，用于接入交流电能并对接入的交流电能进行整流滤波处理，用于对处理后的电能进行稳压处理；

所述定时控制模块，与所述电源模块连接，用于接收电源模块输出的电能并进行定时工作，用于在定时时输出低电平的第一控制信号，用于在定时结束后持续输出高电平的第一控制信号；

所述浪涌保护模块，与所述电源模块、定时控制模块和保护控制模块连接，用于对电源模块输出的电能进行浪涌保护处理并对处理后传输的电能进行过压检测处理，用于在发生过压时输出第一检测信号，用于接收高电平的第一控制信号并将电源模块输出的电能传输给保护控制模块；

所述电能检测模块，与所述浪涌保护模块连接，用于检测浪涌保护模块的电能传输状态并判断浪涌保护模块是否进行浪涌保护，用于在浪涌保护模块未进行浪涌保护或者接收到第一检测信号时，输出第二控制信号；

所述故障判断模块，与所述电能检测模块和定时控制模块连接，用于对定时控制模块输出的低电平的第一控制信号进行反相处理并将反相处理后的信号与第二控制信号进行逻辑计算，并输出第三控制信号；

所述保护控制模块，与所述电源模块、故障判断模块和电源控制模块连接，用于将浪涌保护模块输出的电能传输给电源控制模块，用于接收第三控制信号并停止电能的传输；

所述电源控制模块，与所述负载模块连接，用于通过开关电源电路接收保护控制模块输出的电能，用于对输入负载模块的电压进行检测并根据检测的电压信号对接收的电能进行隔离变压调节和整理滤波处理；

所述负载模块，用于与用电负载连接并接收电源控制模块输出的电能。

2.根据权利要求1所述的一种安全开关电源电路，其特征在于，所述电源模块包括供电接口、第一整流器、第一电容和第一稳压器；所述浪涌保护模块包括第一继电器、第一开关管、第一电阻、第一继电开关和第一二极管；

所述供电接口的第一端连接第一整流器的第一输入端，第一整流器的第二输入端和供电接口的第二端均接地，第一整流器的第一输出端连接第一继电开关的第一动端、第一电容的一端和第一稳压器的第一端并通过第一电阻连接第一继电开关的第二动端，第一整流器的第二输出端、第一电容的另一端和第一稳压器的第二端均接地，第一稳压器的第三端连接第一继电器的一端，第一继电器的另一端连接第一开关管的集电极，第一开关管的发射极接地，第一开关管的基极连接定时控制模块，第一继电开关的第一不动端连接第一二极管的阳极，第一二极管的阴极连接第一继电开关的第二不动端。

3.根据权利要求2所述的一种安全开关电源电路，其特征在于，所述保护控制模块包括第二继电开关；所述电源控制模块包括第一变压器、第一功率管、驱动装置、第二二极管、第三二极管和第二电容；所述负载模块可选用负载接口；

所述第二继电开关的第一动端连接第一二极管的阴极，第二继电开关的不动端连接第一变压器的原边的第一端，第一变压器的原边的第二端连接第一功率管的漏极，第一功率管的源极接地，第一功率管的栅极连接驱动装置的驱动端，第一变压器的副边的第一端连接第二二极管的阳极，第一变压器的副边的第二端、第三二极管的阳极、第二电容的一端和负载接口的一端均接地，第二二极管的阴极连接第三二极管的阴极、第二电容的另一端、驱动装置的反馈端和负载接口的另一端。

4.根据权利要求3所述的一种安全开关电源电路，其特征在于，所述电能检测模块包括第二电阻、第一光耦、第一电源和第三电阻；

所述第一光耦的第一端通过第二电阻连接第一二极管的阳极，第一光耦的第二端接地，第一光耦的第三端连接第一电源，第一光耦的第四端连接故障判断模块并通过第三电阻接地。

5.根据权利要求4所述的一种安全开关电源电路，其特征在于，所述定时控制模块包括第三电容、第四二极管、第四电阻、第四电容和第一定时器；

所述第三电容的一端、第一定时器的第四端和第八端均连接第一稳压器的第三端，第三电容的另一端连接第四二极管的阴极、第四电阻的一端、第一定时器的第二端和第六端，第一定时器的第五端通过第四电容接地，第一定时器的第一端、第四电阻的另一端和第四二极管的阳极均接地，第一定时器的第三端连接第一开关管的基极和故障判断模块。

6.根据权利要求5所述的一种安全开关电源电路，其特征在于，所述故障判断模块包括第一反相器和第一逻辑芯片；所述保护控制模块还包括第二开关管、第二继电器；

所述第一反相器的输入端连接第一定时器的第三端，第一反相器的输出端连接第一逻辑芯片的第二端，第一逻辑芯片的第一端连接第一光耦的第四顿，第一逻辑芯片的第三端连接第二开关管的基极，第二开关管的发射极接地，第二开关管的集电极连接第二继电器的一端，第二继电器的另一端连接第一稳压器的第三端。