CN109672148B - 过压保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种过压保护电路，在PFC芯片工作时且升压端出现过压时，过压开关模块导通其第一端与第二端，升压端的电压经第一分压模块和第二分压模块传输给供电控制模块，使供电控制模块控制供电开关模块关断其第一端与第二端，使PFC芯片的供电中断而停止工作。在PFC芯片待机时，过压开关模块关断其第一端与第二端，使后续的第一分压模块、第二分压模块、供电控制模块以及供电开关模块停止工作。基于此，在PFC芯片工作时提供过压保护，在PFC芯片待机时停止过压保护，避免对PFC升压电路的功率损耗，起到节省能耗的效果。
Description
技术领域
本发明涉及开关电源技术领域，特别是涉及一种过压保护电路。
背景技术
PFC(Power Factor Correction功率因数校正)技术是指用于提高用电设备功率因数的技术，常用于开关电源电路中以提高电源电路的功率因数。其中，PFC升压电路是PFC技术的一类应用。在PFC升压电路设计中，一般通过PFC芯片、对应的电子元件以及常见的驱动开关管将PFC电压升高到380V。对应的，在P FC升压电路中，380V升压端会对应挂载大电解电容。
在实际应用中，升压端的380V电压并不能一直保持稳定，在升压端出现过压时，即升压端电压远高于380V时，会导致大电解电容因过压而损坏，严重时还会导致其它元件损坏。因此，在PFC升压电路中，一般需要设计过压保护电路来解决升压端电压过压问题。然而，传统的应用于PFC升压电路的过压保护电路会损耗PFC升压电路的功率，提高了PFC升压电路整体的能耗。
发明内容
基于此，有必要针对传统的应用于PFC升压电路的过压保护电路会损耗PFC升压电路的功率，提高了PFC升压电路整体的能耗的问题，提供一种过压保护电路。
一种过压保护电路，应用于PFC升压电路，包括过压开关模块、第一分压模块、第二分压模块、供电控制模块以及供电开关模块；
过压开关模块的第一端通过第一分压模块连接PFC升压电路的升压端，过压开关模块的第二端用于通过第二分压模块接地，过压开关模块的受控端还用于连接PFC升压电路中PFC芯片的供电端；
过压开关模块的第二端通过供电控制模块连接供电开关模块的受控端；
供电开关模块的第一端用于连接PFC芯片的供电电源，供电开关模块的第二端用于连接供电端。
上述过压保护电路，在PFC芯片工作时且升压端出现过压时，过压开关模块导通其第一端与第二端，升压端的电压经第一分压模块和第二分压模块传输给供电控制模块，使供电控制模块控制供电开关模块关断其第一端与第二端，使PFC芯片的供电中断而停止工作。在PFC芯片待机时，过压开关模块关断其第一端与第二端，使后续的第一分压模块、第二分压模块、供电控制模块以及供电开关模块停止工作。基于此，在PFC芯片工作时提供过压保护，在PFC芯片待机时停止过压保护，避免对PFC升压电路的功率损耗，起到节省能耗的效果。
在其中一个实施例中，还包括电位锁止模块；
电位锁止模块的一端连接过压开关模块的第二端，电位锁止模块的另一端用于连接PFC芯片的供电电源。
在其中一个实施例中，过压开关模块包括场效应管；
场效应管的栅极为过压开关模块的受控端；
场效应管的源极为过压开关模块的第二端；
场效应管的漏极为过压开关模块的第一端。
在其中一个实施例中，供电控制模块包括可控精密稳压源；
可控精密稳压源的受控端连接过压开关模块的第二端；
可控精密稳压源的负极用于连接供电开关模块的受控端，可控精密稳压源的正极用于接地。
在其中一个实施例中，电位锁止模块包括第一三极管；
第一三极管的基极连接可控精密稳压源的负极，第一三极管的集电极连接可控精密稳压源的受控端，第一三极管的发射极用于连接PFC芯片的供电电源。
在其中一个实施例中，供电开关模块包括第二三极管；
第二三极管的基极为供电开关模块的受控端；
第二三极管的集电极为供电开关模块的第一端；
第二三极管的发射极为供电开关模块的第二端。
在其中一个实施例中，还包括第三分压模块和第四分压模块；
过压开关模块的受控端用于通过第三分压模块连接PFC芯片的供电端，还用于通过第四分压模块接地。
在其中一个实施例中，还包括限流模块；
可控精密稳压源的受控端用于通过限流模块、第一三极管集电极和第一三极管的发射极连接供电电源。
在其中一个实施例中，还包括第一隔离模块；
供电开关模块的第二端用于通过隔离模块连接供电端。
在其中一个实施例中，还包括第二隔离模块；
供电控制模块通过第二隔离模块连接供电开关模块的受控端。
附图说明
图1为一实施方式的过压保护电路模块结构图；
图2为一实施方式的过压保护电路图；
图3为另一实施方式的过压保护电路图；
图4为另一实施方式的过压保护电路模块结构图；
图5为再一实施方式的过压保护电路图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本发明进行进一步的讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明
本发明实施例提供一种过压保护电路：
图1为一实施方式的过压保护电路模块结构图，如图1所示，过压保护电路应用于PFC升压电路，包括过压开关模块100、第一分压模块101、第二分压模块102、供电控制模块103以及供电开关模块104；
过压开关模块100的第一端通过第一分压模块101连接PFC升压电路的升压端，过压开关模块100的第二端用于通过第二分压模块102接地，过压开关模块100的受控端还用于连接PFC升压电路中PFC芯片的供电端PFC-VCC；
其中，过压开关模块100的受控端连接PFC升压电路中PFC芯片的供电端PFC-VCC，即过压开关模块100的受控端的电位与PFC芯片的供电端PFC-VCC的电位相同。在PFC芯片工作时，PFC芯片的供电端PFC-VCC具备一般是12V或5V等芯片供电电压电位，在过压开关模块100的受控端接收到电位后，其第一端与第二端导通。在PFC芯片待机时，PFC芯片的供电端PFC-VCC无供电电压，无电位或为低电位，此时过压开关模块100的受控端的第一端与第二端关断。
其中，过压开关模块100可包括三端开关器件，包括电子开关、三极管或场效应管等。
在其中一个实施例中，图2为一实施方式的过压保护电路图，如图2所示，过压开关模块100包括场效应管Q1；
场效应管Q1的栅极为过压开关模块100的受控端；
场效应管Q1的源极为过压开关模块100的第二端；
场效应管Q1的漏极为过压开关模块100的第一端。
其中，以过压开关模块100包括场效应管Q1包括场效应管为例，场效应管Q1为N沟道场效应管。
在PFC芯片工作时，场效应管Q1的栅极处于高电位，使场效应管Q1的源极与漏极导通。同理，在PFC芯片待机时，场效应管Q1的栅极处于低电位，使场效应管Q1的源极与漏极关断。
在其中一个实施例中，过压保护电路还包括第三分压模块和第四分压模块；
过压开关模块100的受控端用于通过第三分压模块连接PFC芯片的供电端PFC-VCC，还用于通过第四分压模块接地。
其中，通过第三分压模块和第四分压模块的分压比设置过压开关模块100的受控端的电位与供电端PFC-VCC电位的线性比，以便于设定过压开关模块100第一端与第二端的导通条件。
其中，如图2所示，第三分压模块包括电阻R5，第四分压模块包括电阻R6。
其中，在过压开关模块100的第一端与第二端导通后，升压端的电位通过第一分压模块101与第二分压模块102的分压后，即过压开关模块100的第二端的电位分配到供电控制模块103。在升压端的电位出现过压时，过压开关模块100的第二端的电位使供电控制模块103控制供电开关模块104的第一端与第二端关断。
在其中一个实施例中，如图2所示，第一分压模块101包括相串联的电阻R1和电阻R2，第二分压模块102包括相并联的电阻R3和R4。
过压开关模块100的第二端通过供电控制模块103连接供电开关模块104的受控端；
其中，供电控制模块103包括三端开关器件和稳压管，三端开关器件包括电子开关、三极管或场效应管等，稳压管包括常见稳压管或可控精密稳压源。
在其中一个实施例中，图3为另一实施方式的过压保护电路图，如图3所示，供电控制模块103包括可控精密稳压源U1；
可控精密稳压源U1的受控端连接过压开关模块的第二端；
可控精密稳压源U1的负极用于连接供电开关模块的受控端，可控精密稳压源U1的正极用于接地。
其中，在升压端的电位出现过压时，过压开关模块100的第二端的电位输入可控精密稳压源U1的受控端，使可控精密稳压源U1的负极与正极导通，将地电位传输到供电开关模块104的受控端，使供电开关模块的第一端与第二端关断。在升压端的电位正常时，可控精密稳压源U1的负极与正极关断。
在其中一个实施例中，图4为另一实施方式的过压保护电路模块结构图，如图4所示，过压保护电路还包括电位锁止模块200；
电位锁止模块200的一端连接过压开关模块100的第二端，电位锁止模块200的另一端用于连接PFC芯片的供电电源。
其中，电位锁止模块200通过分别与过压开关模块100的第二端和PFC芯片的供电电源的电位，在升压端的电位出现过压时，通过PFC芯片的供电电源的电位为过压开关模块100的第二端的电位提供电位锁止，保持供电控制模块103的正常工作。
在其中一个实施例中，如图3所示，电位锁止模块200包括第一三极管Q2；
第一三极管Q2的基极连接可控精密稳压源U1的负极，第一三极管Q2的集电极连接可控精密稳压源U1的受控端，第一三极管Q2的发射极用于连接PFC芯片的供电电源。
其中，第一三极管Q2为PNP型三极管，在可控精密稳压源U1的负极于正极导通后，第一三极管Q2的基极拉到地电位，使第一三极管Q2的集电极与发射极导通，PFC芯片的供电电源的为可控精密稳压源U1的受控端供电，保证可控精密稳压源U1的负极与正极的稳定导通。
在其中一个实施例中，还包括限流模块；
可控精密稳压源U1的受控端用于通过限流模块、第一三极管Q2集电极和第一三极管Q2的发射极连接供电电源。
其中，如图3所示，限流模块包括限流电阻R7和R8。
供电开关模块104的第一端用于连接PFC芯片的供电电源，供电开关模块104的第二端用于连接供电端PFC-VCC。
其中，供电开关模块104的受控端在高电位时，供电开关模块104的第一端与第二端导通。在供电控制模块103向供电开关模块104的受控端输出低电位时，供电开关模块104的第一端与第二端关断。
在其中一个实施例中，图5为再一实施方式的过压保护电路图，如图5所示，供电开关模块104包括第二三极管Q3；
第二三极管Q3的基极为供电开关模块104的受控端；
第二三极管Q3的集电极为供电开关模块104的第一端；
第二三极管Q3的发射极为供电开关模块104的第二端。
其中，第二三极管为NPN型三级管，在第二三极管Q3的基极为高电位时，第二三极管Q3的集电极与发射极间导通，反之关断。
其中，如图5所示，供电开关模块104的受控端通过隔离电阻Rg连接供电开关模块104的第一端，以隔离高电位信号与低电位信号。
在其中一个实施例中，还包括第一隔离模块；
供电开关模块的第二端用于通过隔离模块连接供电端PFC-VCC。
如图5所示，第一隔离模块包括第一二极管D1，第一二极管D1的正极连接供电开关模块的第二端，负极用于连接供电端PFC-VCC。
在其中一个实施例中，还包括第二隔离模块；
供电控制模块通过第二隔离模块连接供电开关模块的受控端。
如图5所示，第二隔离模块包括第二二极管D2，第二二极管D2的负极连接供电控制模块，正极连接供电开关模块的受控端。
上述一实施方式的过压保护电路，在PFC芯片工作时且升压端出现过压时，过压开关模块100导通其第一端与第二端，升压端的电压经第一分压模块101和第二分压模块102传输给供电控制模块103，使供电控制模块103控制供电开关模块104关断其第一端与第二端，使PFC芯片的供电中断而停止工作。在PFC芯片待机时，过压开关模块100关断其第一端与第二端，使后续的第一分压模块101、第二分压模块102、供电控制模块103以及供电开关模块104停止工作。基于此，在PFC芯片工作时提供过压保护，在PFC芯片待机时停止过压保护，避免对PFC升压电路的功率损耗，起到节省能耗的效果。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种过压保护电路，应用于PFC升压电路，其特征在于，包括过压开关模块、第一分压模块、第二分压模块、供电控制模块以及供电开关模块；
所述过压开关模块的第一端通过所述第一分压模块连接所述PFC升压电路的升压端，所述过压开关模块的第二端用于通过所述第二分压模块接地，所述过压开关模块的受控端还用于连接所述PFC升压电路中PFC芯片的供电端；
所述过压开关模块的第二端通过所述供电控制模块连接所述供电开关模块的受控端；
所述供电开关模块的第一端用于连接所述PFC芯片的供电电源，所述供电开关模块的第二端用于连接所述供电端。
2.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，还包括电位锁止模块；
所述电位锁止模块的一端连接所述过压开关模块的第二端，所述电位锁止模块的另一端用于连接所述PFC芯片的供电电源。
3.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述过压开关模块包括场效应管；
所述场效应管的栅极为所述过压开关模块的受控端；
所述场效应管的源极为所述过压开关模块的第二端；
所述场效应管的漏极为所述过压开关模块的第一端。
4.根据权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于，所述供电控制模块包括可控精密稳压源；
所述可控精密稳压源的受控端连接所述过压开关模块的第二端；
所述可控精密稳压源的负极用于连接所述供电开关模块的受控端，所述可控精密稳压源的正极用于接地。
5.根据权利要求4所述的过压保护电路，其特征在于，所述电位锁止模块包括第一三极管；
所述第一三极管的基极连接所述可控精密稳压源的负极，所述第一三极管的集电极连接所述可控精密稳压源的受控端，所述第一三极管的发射极用于连接所述PFC芯片的供电电源。
6.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述供电开关模块包括第二三极管；
所述第二三极管的基极为所述供电开关模块的受控端；
所述第二三极管的集电极为所述供电开关模块的第一端；
所述第二三极管的发射极为所述供电开关模块的第二端。
7.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，还包括第三分压模块和第四分压模块；
所述过压开关模块的受控端用于通过所述第三分压模块连接所述PFC芯片的供电端，还用于通过所述第四分压模块接地。
8.根据权利要求5所述的过压保护电路，其特征在于，还包括限流模块；
所述可控精密稳压源的受控端用于通过所述限流模块、所述第一三极管集电极和所述第一三极管的发射极连接所述供电电源。
9.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，还包括第一隔离模块；
所述供电开关模块的第二端用于通过所述隔离模块连接所述供电端。
10.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，还包括第二隔离模块；
所述供电控制模块通过所述第二隔离模块连接所述供电开关模块的受控端。
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