一种开关电源的输入过压保护电路的制作方法

1.本实用新型涉及开关电源，尤其涉及一种开关电源的输入过压保护电路。


背景技术：

2.开关电源作为电子产品的供电设备，除了基本性能要满足供电产品的要求外，还要具备自身的保护措施，如过压、过流和过温保护等。当开关电源不慎接入高压，如果没有输入过压保护功能，电源就不能关闭输出电压，高压将会把ic芯片、功率mosfet和输出侧设备等烧坏，甚至引起操作人员的触电及火灾。虽然在现有技术中，有些主控芯片带输入过压保护功能，但此类主控芯片价格较高。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是提供一种主控芯片不具备过电压保护功能时能够实现过压保护的开关电源的输入过压保护电路。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种开关电源的输入过压保护电路，包括开关电路、控制电路和电压采样电路，开关电源包括主控芯片和供电电路，供电电路包括直流母线，电压采样电路的输入端接直流母线，输出端接控制电路；开关电路接在主控芯片的电压取样引脚与地之间；开关电路的控制端接控制电路的控制信号输出端。
5.以上所述的输入过压保护电路，开关电路包括光耦的光电三极管，控制电路包括第一稳压管、所述的光耦的发光二极管，电压采样电路的输出端接发光二极管的阳极，发光二极管的阴极接第一稳压管的阴极，第一稳压管的阳极接地。
6.以上所述的输入过压保护电路，所述的第一稳压管包括可控精密稳压源和分压电路，可控精密稳压源的阴极接发光二极管的阴极，可控精密稳压源的阳极接地；分压电路接在直流母线与地之间，分压电路的电压输出端接可控精密稳压源的参考极。
7.以上所述的输入过压保护电路，电压采样电路包括第一电阻和第二电阻，第一电阻的第一端接直流母线，第一电阻的第二端接第二电阻的第一端，第二电阻的第二端接发光二极管的阳极；控制电路包括偏置电阻，偏置电阻的第一端接第二电阻的第一端，偏置电阻的第二端接可控精密稳压源的阴极。
8.以上所述的输入过压保护电路，控制电路包括第二稳压管，第二稳压管的阴极接第二电阻的第一端，阳极接地。
9.以上所述的输入过压保护电路，控制电路包括第一电容，第一电容接在可控精密稳压源的参考极与地之间。
10.以上所述的输入过压保护电路，控制电路包括第二电容，第二电容接与第二稳压管并接。
11.本实用新型在主控芯片不具备过电压保护功能时也能很好地实现输入的过电压保护。
附图说明
12.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
13.图1是本实用新型实施例输入过压保护电路的原理框图。
14.图2是本实用新型实施例输入过压保护电路的电路图。
具体实施方式
15.本实用新型实施例开关电源输入过压保护电路的原理如图1和图2所示，包括开关电路、控制电路和电压采样电路。
16.开关电源包括主控芯片u3和供电电路，供电电路包括交流输入端、整流电路和直流母线，整流电路接交流输入端，直流母线接整流电路的输出端。
17.电压采样电路的输入端接直流母线，输出端接控制电路；开关电路接在主控芯片的电压取样引脚与地之间；开关电路的控制端接控制电路的控制信号输出端。
18.开关电路包括光耦ot2的光电三极管ot2
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a,光耦光电三极管ot2
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a的集电极接开关电源主控芯片u3的电压取样引脚，发射极接主控芯片u3的接地引脚，主控芯片u3的接地引脚接地。
19.控制电路包括可控精密稳压源u4、第一电容c17、第二电容c32、稳压管z1、电阻r21和分压电路。
20.电压采样电路包括依次串接的电阻r55、电阻r56、电阻r57和电阻r58。电阻r55的第一端接直流母线，第二端依次通过电阻r56、电阻r57及电阻r58接光耦ot2发光二极管ot2
‑
b的阳极，电压采样电路检测直流母线的电压并生成低电压给可控精密稳压源u4供电,电阻r55、电阻r56及电阻r57的阻值都是150k,电阻r58为1k。
21.分压电路包括电阻r38、电阻r22、电阻r23和电阻r24。电阻r38的第一端接直流母线，第二端依次通过电阻r22、电阻r23及电阻r24接主控芯片u3的接地引脚，主控芯片u3的接地引脚接地。电阻r23与电阻r24的连接点是分压电路的输出端，接可控精密稳压源u4的参考极，电压为v=vin*r24/(r38 r22 r23 r24),电阻r38、电阻r22及电阻r23的阻值都是680k,电阻r24为12k。第一电容c17为滤波电容，电容一端连接可控精密稳压源u4的参考极，另一端连接主控芯片u3的接地引脚。第一电容c17的容值可以根据实际的需求测量来选择，本实施例取值100nf。
22.可控精密稳压源u4采用tl431,u4的阴极接光耦ot2的发光二极管ot2
‑
b的阴极,u4的阳极接主控芯片u3的接地引脚。u4的参考极接分压电路的输出端，该参考极的基准电压为2.5v,其基准电压有着较高的精确度，母线电压经电阻r38, 电阻r22, 电阻r23, 电阻r24分压，分压后的电压输出给u4的参考极，与该参考极基准电压2.5v作比较，在该处母线电压的保护点取425v,即输入电压交流为300v时，分压电路输出到u4参考极的电压为2.5v,当该处的电压高于基准电压2.5v时，u4导通动作，光耦ot2导通，控制开关电源芯片进入输入过压保护状态。
23.该控制电路的可控精密稳压源u4的上限电压为36v,所以有必要接一个稳压管z1来进行稳压，z1用的规格为30v。第二电容c32为滤波储能电容，根据实际的需求测量来选择，取值100nf。稳压管z1阴极及电容c32的第一端接电阻r57与r58的连接点，z1阳极及电容c32第二端连接接主控芯片u3的接地引脚。电阻r21为偏置电阻，电阻r21的第一端接保证u4
的死区电流，使u4能稳定工作。
24.光耦光电三极管ot2
‑
a的集电极接开关电源主控芯片u3的电压取样引脚，发射极接主控芯片u3的接地引脚，拉低电压取样引脚的电压可以使开关电源的主控芯片u3进入输入过保护状态,光耦起导通关断作用。
25.本实用新型以上实施例把可控精密稳压源作为主要控制元件，光耦作为开关元件，当可控精密稳压源的阳极和阴极导通时，光耦光电三极管导通，从而拉低芯片引脚电压使其进入输入过压保护状态。
26.本实用新型以上实施例的开关电源输入过压保护电路用纯硬件电路来实现，外部电路器件较少，精确度高，成本低，通用性较高，可以连接不同型号的主控芯片，只要主控芯片某个脚位在低电平能触发保护即可。这种自供电输入的过压保护，可以保护电子产品，避免了一些意外事故的发生。


技术特征：
1.一种开关电源的输入过压保护电路，开关电源包括主控芯片和供电电路，供电电路包括直流母线，其特征在于，包括开关电路、控制电路和电压采样电路，电压采样电路的输入端接直流母线，输出端接控制电路；开关电路接在主控芯片的电压取样引脚与地之间；开关电路的控制端接控制电路的控制信号输出端。2.根据权利要求1所述的输入过压保护电路，其特征在于，开关电路包括光耦的光电三极管，控制电路包括第一稳压管、所述的光耦的发光二极管，电压采样电路的输出端接发光二极管的阳极，发光二极管的阴极接第一稳压管的阴极，第一稳压管的阳极接地。3.根据权利要求2所述的输入过压保护电路，其特征在于，所述的第一稳压管包括可控精密稳压源和分压电路，可控精密稳压源的阴极接发光二极管的阴极，可控精密稳压源的阳极接地；分压电路接在直流母线与地之间，分压电路的电压输出端接可控精密稳压源的参考极。4.根据权利要求3所述的输入过压保护电路，其特征在于，电压采样电路包括第一电阻和第二电阻，第一电阻的第一端接直流母线，第一电阻的第二端接第二电阻的第一端，第二电阻的第二端接发光二极管的阳极；控制电路包括偏置电阻，偏置电阻的第一端接第二电阻的第一端，偏置电阻的第二端接可控精密稳压源的阴极。5.根据权利要求3所述的输入过压保护电路，其特征在于，控制电路包括第二稳压管，第二稳压管的阴极接第二电阻的第一端，阳极接地。6.根据权利要求3所述的输入过压保护电路，其特征在于，控制电路包括第一电容，第一电容接在可控精密稳压源的参考极与地之间。7.根据权利要求5所述的输入过压保护电路，其特征在于，控制电路包括第二电容，第二电容接与第二稳压管并接。

技术总结
本实用新型公开了一种开关电源的输入过压保护电路，包括开关电路、控制电路和电压采样电路，开关电源包括主控芯片和供电电路，供电电路包括直流母线，电压采样电路的输入端接直流母线，输出端接控制电路；开关电路接在主控芯片的电压取样引脚与地之间；开关电路的控制端接控制电路的控制信号输出端。本实用新型在主控芯片不具备过电压保护功能时也能很好地实现输入的过电压保护。地实现输入的过电压保护。地实现输入的过电压保护。


技术研发人员：林建栓
受保护的技术使用者：广东高斯宝电气技术有限公司
技术研发日：2021.10.12
技术公布日：2021/12/7