CN101282077B - 输入欠压保护的电源变换器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输入欠压保护的电源变换器，包括频率发生电路、吸收电路、反馈电路、变压器和输出电路，还包括欠电压保护电路，欠电压保护电路连接于电量输入端和频率发生电路之间。由于本发明在产品内部电路中设置了欠压保护功能，保证了输入欠压状态下电源内部电路关断状态，使电路功耗可控，提高了电路的可靠性和稳定性，且功耗极低。

Description

输入欠压保护的电源变换器

技术领域

本发明涉及一种自振荡反激电路的电源变换器，特别涉及一种可以实现输入欠压保护功能的电源变换器。

背景技术

在转换电源电路中，输出电压的稳定性尤为重要，因此需要在电源内部集成一些保护电路。在欠压状态下，由于输入电压在电源导通阈值点频繁摆动，造成电源内部电路工作状态不明确，使产品在欠压状态下易失控而发生故障，且电路功耗不可控。

发明内容

针对欠压状态下出现的问题，本发明的目的在于提供一种简单低成本的具有欠压保护功能的电源变换器，提高电路可靠性和稳定性，且降低功耗，提高产品效率。

一种自振荡反激电路的电源变换器，包括频率发生电路、吸收电路、反馈电路、变压器和输出电路，输入电量一路接变压器原边绕组N1的同名端，吸收电路并联接在变压器的原边绕组N1的两端，原边绕组N1的异名端连频率发生电路，反馈电路一端连变压器的反馈绕组N3同名端，反馈电路另一端连频率发生电路，其特征在于还包括欠电压保护电路，欠电压保护电路连接于电量输入端和频率发生电路之间。

所述欠电压保护电路包括第二分压电阻、第三分压电阻、第四分压电阻、第五分压电阻、第一开关三极管，其中

第二分压电阻和第三分压电阻串联连接后，第二分压电阻接电量输入端Vin，第三分压电阻接地，经第二分压电阻和第三分压电阻的分压，产生电源正常工作时的电压点；

第四分压电阻和第五分压电阻串联连接后，第四分压电阻接电量输入端Vin，第五分压电阻接地，经第四分压电阻和第五分压电阻的分压，产生欠压状态时保护电路工作时的电压点；

第一开关三极管，其基极接在第四分压电阻与第五分压电阻之间，发射极接在第二分压电阻与第三分压电阻之间，集电极接地，当第四分压电阻和第五分压电阻的分压值高于第二开关管的开通门限电压与第一开关三极管的导通电压之差时，第一开关三极管处于关断状态，电路正常工作，当第四分压电阻和第五分压电阻的分压值低于后级开关管的开通门限电压与第一开关三极管的导通电压之差时，第一开关三极管导通，将后级开关管的控制端电压拉低到地，使后级开关管箝位在关断状态。

所述欠压保护电路中第二分压电阻、第三分压电阻、第四分压电阻、第五分压电阻取值遵循关系式为R5/(R4+R5)≥R3/(R2+R3)，关系式中编号对应关系为R5：第五分压电阻，R4：第四分压电阻，R3：第三分压电阻，R2：第二分压电阻。

所述欠压保护电路增设第一降压电阻，其一端连电量输入端Vin，另一端接第二分压电阻、第四分压电阻，当输入电压较高时，对输入电压进行限压，以降低第二分压电阻和第三分压电阻串联支路、第四分压电阻和第五分压电阻串联支路两支路的电压，实现第二分压电阻、第三分压电路、第四分压电阻、第五分压电阻可在100KΩ以下选取常规电阻进行电路设计，扩大电阻取材的可选范围，更方便地实现精细、准确的分压点调试与设计。

由于本发明在产品内部电路中设置了欠压保护功能，保证了输入欠压状态下电源内部电路关断状态，使电路功耗可控，提高了电路的可靠性和稳定性，且功耗极低。

附图说明

图1为本发明的电路原理框图；

图2为本发明实施一的电路原理图；

图3为本发明实施二的电路原理图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明一种自振荡反激电路的电源变换器，包括欠压保护电路、频率发生电路、吸收电路、反馈电路、变压器和输出电路。输入电量一路接变压器原边绕组N1的同名端，吸收电路并联接在变压器的原边绕组N1的两端，原边绕组N1的异名端连频率发生电路，反馈电路一端连变压器的反馈绕组N3同名端，反馈电路另一端连频率发生电路，欠电压保护电路连接于电量输入端和频率发生电路之间。

其中欠电压保护电路包括第二分压电阻R2、第三分压电阻R3、第四分压电阻R4、第五分压电阻R5、第一开关三极管Q1，其中

第二分压电阻R2和第三分压电阻R3串联连接后接地，其中第二分压电阻R2接输入端Vin，第三分压电阻R3接地，其作用是由第二分压电阻R2和第三分压电阻R3进行分压，产生电源正常工作时的电压点；

第四分压电阻R4和第五分压电阻R5串联连接后接地，其中第四分压电阻R4接输入端Vin，第五分压电阻R5接地，其作用是由第四分压电阻R4和第五分压电阻R5进行分压，产生欠压状态时保护电路工作时的电压点；

第一开关三极管Q1例如但不限于PNP型三极管，第一开关三极管Q1的基极接在第四分压电阻R4与第五分压电阻R5之间，发射极接在第二分压电阻R2与第三分压电阻R3之间，集电极接地，其工作原理是当第四分压电阻R4和第五分压电阻R5的分压值高于第二开关管Q2的开通门限电压与第一开关三极管Q1的导通电压之差时，第一开关三极管Q1处于关断状态，电路正常工作，当第四分压电阻R4和第五分压电阻R5的分压值低于第二开关管Q2的开通门限电压与第一开关三极管Q1的导通电压之差时，第一开关三极管Q1导通，其作用是将第二开关管Q2的栅极电压拉低到地，使第二开关管Q2箝位在关断状态；

频率发生电路包括第二开关管Q2、第三开关管Q3、第七电阻R7，第二开关管Q2例如但不限于N沟道MOS管，第三开关管Q3例如但不限于NPN型三极管，

其中

第二开关管Q2，其栅极-路接第一开关三极管Q1的发射极，漏极接变压器T1的原边绕组N1的异名端，源极经第七电阻R7接地；

第三开关管Q3，其基极接第二开关管Q2的源极，集电极接第二开关管Q2的栅极，发射极接地；

吸收电路包括第八电阻R8、第二电容C2、二极管D1，其中

第八电阻R8与二极管D1的阴极串联连接后并联于原边绕组N1的两端，其中第八电阻R8的一端接原边绕组N1的同名端，第一二极管D1的阳极接原边绕组N1的异名端，第八电阻R8两端并联第二电容C2，其作用是形成对变压器T1原边漏感的吸收回路。

反馈电路包括第六电阻R6、第一电容C1，第一电容C1与第六电阻R6串联连接后，第一电容C1接反馈绕组N3的同名端，第六电阻R6接第二开关管Q2的栅极，其作用是形成对第二开关管Q2的正反馈回路。

其工作原理是：由第二分压电阻R2和第三分压电阻R3进行分压，产生电源正常工作时的电压点P3；由第四分压电阻R4和第五分压电阻R5进行分压，产生欠压状态时保护电路工作时的电压点P2；启动时电量从输入端Vin输入，一路提供给第二分压电阻R2、第三分压电阻R3组成的分压支路，一路提供给第四分压电阻R4、第五分压电阻R5组成的分压支路，在额定输入范围内时，由于P2点电位高于P3点电位，第一开关三极管Q1处于关断状态，欠压保护电路不动作，电路正常工作，即当分压点P3的电压高于第二开关管Q2的开通门限电压Uth时，第二开关管Q2开始导通，在第六电阻R6、第一电容C1形成的正反馈回路作用下，加速第二开关管Q2导通，使第二开关管Q2的漏极电流Id不断增加，达到第三开关管Q3的导通条件时，第三开关管Q3导通，将第二开关组Q2的栅压拉低到地，使第二开关管Q2关断，第二开关管Q2的漏极电流Id减小为0，关断第三开关管Q3，使P3点电压重新回复高位，第二开关管Q2重新导通，自此电路开始工作在自激振动状态。

当输入电压低于电路设计时的最低允许输入工作电压值时，即输入出现欠压状态，数学关系表达式满足Up2＜Uth2-Ube1时(Up2：P2点电压、Uth2：第二开关管Q2的开通门限电压、Ube1：第一开关三极管Q1的导通电压)，此时第一开关三极管Q1导通，P3点电压被拉低到地，使第二开关管Q2被箝位在关断状态，实现欠压保护。

如图3所示，为进一步改善本发明，在图2所示的实施例的基础上，所述欠压保护电路增加一第一降压电阻R1，其一端连输入端Vin，另一端接第二分压电阻R2、第四分压电阻R4，其工作原理是当输入电压较高时，对输入电压进行限压，以降低第二分压电阻R2和第三分压电阻R3串联支路、第四分压电阻R4和第五分压电阻R5串联支路两支路的电压，其作用是实现第二分压电阻R2、第三分压电阻R3、第四分压电阻R4、第五分压电阻R5可在100KΩ以下选取常规电阻进行电路设计，扩大电阻取材的可选范围，更方便地实现精细、准确的分压点调试与设计。

Claims (4)

1.一种输入欠压保护的电源变换器，包括频率发生电路、吸收电路、反馈电路、变压器和输出电路，电量输入端(Vin)接变压器原边绕组(N1)的同名端，吸收电路并联接在变压器的原边绕组(N1)的两端，原边绕组(N1)的异名端连频率发生电路，反馈电路一端连变压器的反馈绕组(N3)同名端，反馈电路另一端连频率发生电路，其特征在于还包括欠电压保护电路，欠电压保护电路连接于电量输入端(Vin)和频率发生电路之间；

所述欠电压保护电路包括第二分压电阻、第三分压电阻、第四分压电阻、第五分压电阻、第一开关三极管，其中

第二分压电阻和第三分压电阻串联连接后，第二分压电阻接电量输入端(Vin)，第三分压电阻接地，经第二分压电阻和第三分压电阻的分压，第二分压电阻和第三分压电阻之间的串接点处为产生电源正常工作时的电压点；

第四分压电阻和第五分压电阻串联连接后，第四分压电阻接电量输入端(Vin)，第五分压电阻接地，经第四分压电阻和第五分压电阻的分压，第四分压电阻和第五分压电阻之间的串接点处为产生欠电压保护状态工作时的电压点；

第一开关三极管，其基极接在第四分压电阻与第五分压电阻之间，发射极接在第二分压电阻与第三分压电阻之间，集电极接地；

所述频率发生电路包括第二开关管、第三开关管、第七电阻，其中

第二开关管的栅极一路接第一开关三极管的发射极，漏极接变压器的原边绕组(N1)的异名端，源极经第七电阻接地；

第三开关管的基极接第二开关管的源极，集电极接第二开关管的栅极，发射极接地；

当第四分压电阻和第五分压电阻的分压值高于频率发生电路中的第二开关管的开通门限电压与第一开关三极管的导通电压之差时，第一开关三极管处于关断状态，电源变换器正常工作，当第四分压电阻和第五分压电阻的分压值低于频率发生电路中的第二开关管的开通门限电压与第一开关三极管的导通电压之差时，第一开关三极管导通，将频率发生电路中的第二开关管的控制端电压拉低到地，使频率发生电路中的第二开关管箝位在关断状态。

2.根据权利要求1所述的输入欠压保护的电源变换器，其特征在于：所述欠电压保护电路中第二分压电阻、第三分压电阻、第四分压电阻、第五分压电阻取值遵循关系式为R5/(R4+R5)≥R3/(R2+R3)，关系式中编号对应关系为R5：第五分压电阻，R4：第四分压电阻，R3：第三分压电阻，R2：第二分压电阻。

3.根据权利要求1所述的输入欠压保护的电源变换器，其特征在于：所述欠电压保护电路增设第一降压电阻，其一端连电量输入端(Vin)，另一端分别连第二分压电阻、第四分压电阻的电量接入端，当输入电压较高时，对输入电压进行限压，以降低第二分压电阻和第三分压电阻串联支路、第四分压电阻和第五分压电阻串联支路两支路的电压。

4.根据权利要求1所述的输入欠压保护的电源变换器，其特征在于：所述第一开关三极管为PNP型。