CN1819387A - 开关电源输出电压的一种检测电路及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了开关电源输出电压的一种检测电路，包括一端与电源输出端连接的分压电阻，该电阻的另一端串接光耦的发光二极管正极，发光二极管的负极串接稳压二极管的负极，发光二极管的正极接地；光耦的光敏三极管侧的发射极接地，集电极接上位电阻接电源VCC，同时串接输出电阻至信号输出端。开关电源输出电压的一种检测方法，当电源电压下降后，将电源电压的输出值经分压电阻、光耦的发光二极管侧、稳压二极管到地；利用稳压二极管的稳压特性，使光耦的发光二极管侧电流减小，让发光二极管不发光，同时将光敏三极管截止；最后将光敏三极管集电极电阻的输出信号端的高电平输入到控制电路，使开关电源停止工作。

Description

开关电源输出电压的一种检测电路及检测方法

技术领域

本发明涉及一种检测开关电源输出故障的电路和方法，特别涉及开关电源输出电压的一种检测电路及检测方法。

背景技术

开关电源是一种通过调整脉宽(频率)实现稳压输出的电源，相比于传统的线性稳压电源，具有体积小、效率高、稳压范围宽等优点。开关电源可用于给各种电气设备提供能源。由于其本身也是电子产品，因此有可能基于各种原因产生电压输出故障，这就需要对开关电源的输出信号(尤其是输出电压信号)进行采样检测，一旦发生故障，通过控制环节立刻停止电源工作，以保护电源本身及其后继电路。如何使输出电压的检测信号尽快的跟踪输出电压的变化，目前已成为开关电源研制过程中的一个重要环节。

现有对开关电源的电压输出信号Uo的采样都是通过分压电阻来实现的，用电阻对电压输出信号进行采样，得到需要的采样信号以控制电源工作与否。但开关电源的输出侧一般都有容量比较大的滤波电容，当开关电源输出发生故障时，特别是电压低于正常值时，由于输出电容的电压平滑作用，使得输出电压不可能一下子变到零，而是缓慢下降，这对于要求严格保护的后续电路不但会造成不利的影响，而且检测信号也会随输出电压下降而下降，造成延迟一段时间才能检测到故障的发生。如果后续设备对这个检测故障时间要求比较严格，那么这个较长的时间显然不能满足负载设备安全要求。

发明内容

本发明的目的是改进现有检测电路检测信号慢的缺陷，提供一种快速检测开关电源输出电压的检测电路及检测方法。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

开关电源输出电压的一种检测电路，包括一端与电源输出端连接的分压电阻，该电阻的另一端串接光耦的发光二极管正极，发光二极管的负极串接稳压二极管的负极，发光二极管的正极接地；光耦的光敏三极管侧的发射极接地，集电极接上位电阻接电源VCC，同时串接输出电阻至信号输出端。

开关电源输出电压下降的一种快速检测方法，当电源电压下降后，将电源电压的输出值经分压电阻、光耦的发光二极管侧、稳压二极管到地；利用稳压二极管的稳压特性，使光耦的发光二极管侧电流减小，让发光二极管不发光，同时将光敏三极管截止；最后将光敏三极管集电极电阻的输出信号端的高电平输入到控制电路，使开关电源停止工作。

本发明的有益效果是，通过本发明的检测电路，使输出电压的检测信号能够较快的跟踪输出电压的变化，从而在开关电源输出电压低于正常值时能够较快的将检测信号送到控制部分，使电源在控制信号的作用下关断，从而达到保护后续的电路的目的。

附图说明

图1是本发明的电路原理图。

图2是本发明稳压二极管D1的伏安特性曲线

图3是应用本发明前后电压取样所需要的时间与电压的关系曲线

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述：

如图1所示，开关电源输出电压的一种快速检测电路，包括一端与电源输出端VOUT连接的电阻R1，电阻R1的另一端串接光耦U1的发光二极管D2正极，发光二极管D2的负极串接稳压二极管D1的负极，稳压二极管D1的正极接地；光耦U1的光敏三极管E侧的发射极接地，集电极接上位电阻R2接电源VCC，同时串接电阻R3至输出信号端SIGOUT。

开关电源输出电压下降的一种快速检测方法，当电源电压下降后，将电源电压VOUT的输出值经电阻R1、光耦U1的发光二极管D2侧、稳压二极管D1到地；利用稳压二极管D1的稳压特性，使光耦U1的发光二极管D2侧电流急剧减小，让发光二极管D2不发光，同时将光敏三极管E截止；最后将光敏三极管E集电极电阻R3的输出信号端SIG OUT的高电平输入到控制电路，使控制电路停止输出端的工作，从而使开关电源停止工作。

如图2所示，当稳压管二极管D1的反向电压达到Vz时，即使电压有一微小的增加ΔVz，反向电流亦会猛增(反向击穿曲线很徒)，这时，稳压管二极管D1处于击穿状态，如果把击穿电流限制在一定的范围内，稳压管二极管D1就可以长时间在反向击穿状态下稳定工作。而从图中可见当反相电压没有达到Vz时，电流值很小，本发明正是利用了这一特性。另外，图2中Izmin为反相电压到达Vz时的最小电流，Izm为反相电压增加值ΔVz区间的最大电流。A、B为稳压时的电流区间。

稳压二极管D1的稳压值应该是电源电压VOUT的输出值减去电阻R1和发光二极管D2上的压降再减去0.1-0.2伏线压降，原因是由于开关电源的纹波较大，如果不减去一些电压，由于纹波的作用，很可能使保护信号产生误动作，所以减去这部分电压是必要的，但这个电压也不能取得过大，否则就起不到减少检测时间的目的。

本发明的工作原理是，当电源发生故障时，电源电压VOUT由于电容的作用缓慢下降，见图3所示曲线。如果采用通常的电压采样方式，要等到电压降到几乎为零，才能得到需要的低电平，所需要的时间为T2。而采用了本发明的电路后，正常工作时，输出电压大于稳压管D1的稳压值，电流经电阻R1、光耦U1发光管侧、稳压管D1到地，发光二级管D2发光，光敏三极管E导通，其集电极接电阻R3输出低电平，显示电源正常工作；当电源发生故障电压下降后，一旦电源电压的输出值低于稳压管的稳压值，经电阻R1、光耦U1发光管侧、稳压管D1到地的通路上的电流急剧减小，光耦发光管不发光，光敏三极管截止，集电极接电阻R3输出高电平，该高电平输入到控制部分控制开关电源停止工作。该过程所需时间为图4中T1时间段，比传统方法所需的时间T2显著减少。

Claims (3)

1.开关电源输出电压的一种检测电路，包括一端与电源输出端(VOUT)连接的电阻(R1)、其特征是，电阻(R1)的另一端串接光耦(U1)的发光二极管(D2)正极，发光二极管(D2)的负极串接稳压二极管(D1)的负极，稳压二极管(D1)的正极接地；光耦(U1)的光敏三极管(E)侧的发射极接地，集电极接上位电阻(R2)接电源(VCC)，同时串接电阻(R3)至输出信号端(SIG OUT)。

2.根据权利要求1所述的开关电源输出电压检测电路的检测方法，其特征是，当电源电压下降后，将电源电压(VOUT)的输出值经电阻(R1)、光耦(U1)的发光二极管(D2)侧、稳压二极管(D1)到地；利用稳压二极管(D1)的稳压特性，使光耦(U1)的发光二极管(D2)侧电流减小，让发光二极管(D2)不发光，同时将光敏三极管(E)截止；最后将光敏三极管(E)集电极电阻(R3)的输出信号端(SIG OUT)的高电平输入到控制电路，使开关电源停止工作。

3.根据权利要求2所述的开关电源输出电压检测电路的检测方法，其特征是，所述的稳压二极管(D1)的稳压值为电源电压(VOUT)的输出值减去电阻R1和发光二极管D2上的压降再减去0.1-0.2伏。

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