CN203707751U - Rcc过压保护电路 - Google Patents

Abstract

一种RCC过压保护电路，包括电源模块、变压模块、直流整流滤波模块、开关模块、控制模块和反馈模块；在电路中添加第二稳压管，用于主动输出的过压保护；电路中反馈绕组正比于输出绕组，当电路的输出电压升高时，反馈绕组能感应到输出绕组输出电压的抬升，于是，反馈绕组一端的电压就会升高；即稳压管阴极与反馈绕组的高压端连接，所以，稳压管的阴极电压升高。通过选定合理的稳压管的稳压参数，能确保在一定的电压时击穿稳压管，电流从稳压管的阴极流往稳压管的阳极，并经过采样电阻接地；于是开关模块输出端的电位上升到一定的值，开关模块会形成开关、且闭合，变压器即会停止电压的输出，抑制了输出电压的进一步上升从而达到保护后级电路的目的。

Description

RCC过压保护电路

技术领域

本实用新型涉及电路保护技术领域，特别是涉及一种RCC过压保护电路。

背景技术

非定频电源RCC（Ringing Choke converter）是一种利用间歇振荡器构成的自激振荡脉冲变换器，常见于低成本小功率开关电源。

目前，RCC电路中的过压保护采用后级电路电压反馈的方式进行，后级电路通过光耦反馈电压信号给输入电路，且在输入电路与光耦之间设置有开关管。开关管的通断需对应相应的电压值，当反馈的电压值为低压时，开关管处于断开状态，过压保护电路不导通；当反馈的电压值为高压时，开关管处于闭合状态，过压保护电路导通；通过开关管的通断控制电路过压保护的通断。

传统的过压保护电路，是根据对反馈电压是否达到开关管的闭合电压，来确定开关管的通断；当输入电压较大，开关管闭合进行过压保护时，电压需输送给后级电路后再反馈给开关管，会造成后级电路的损伤。

发明内容

基于此，本实用新型在于克服反馈式过压保护在输入电压较大时，会造成后级电路的损伤的缺陷，提供一种主动式输出RCC过压保护电路。

其技术方案如下：

一种RCC过压保护电路，包括电源模块、变压模块、直流整流滤波模块、开关模块、控制模块和反馈模块，所述变压模块包括输入绕组和输出绕组，且所述输出绕组与所述输入绕组相互感应；所述输入绕组的同名端与所述电源模块的输出端连接、所述输入绕组的异名端与所述开关模块的输入端连接，所述开关模块的输出端和控制端均与所述控制模块的输入端连接，所述控制模块的输出端接地，所述开关模块的输出端接地；所述输出绕组与所述直流整流滤波模块连接，所述反馈模块的输入端与所述直流整流滤波模块连接，所述反馈模块的输出端与所述控制模块连接；所述控制模块包括采样电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一稳压管、第一二极管、第一三极管和第二三极管；所述开关模块的输出端和反馈模块的输出端均与所述采样电阻连接，并且采样电阻接地；所述第一电阻两端分别连接所述电源模块的输出端和所述第一二极管的正极，所述第一二极管的负极与所述开关模块的控制端连接；所述第一稳压管的阴极与所述第一二极管的负极连接，阳极与所述第二电阻连接，并且第二电阻接地；所述第一三极管的发射极与所述第一稳压管的阴极连接，集电极接地，所述第三电阻的两端分别连接所述第一三极管的发射极和基极；所述第四电阻的两端分别连接所述第一三极管的基极和所述第二三极管的集电极，所述第二三极管的发射极接地；所述变压模块还包括反馈绕组、第一电容和第二稳压管，所述反馈绕组感应所述输出绕组的电压，所述第一电容的两端分别连接所述反馈绕组的同名端与所述第一二极管负极，所述反馈绕组的异名端与所述第二稳压管的阴极连接，所述第二稳压管的阳极与所述开关模块的输出端连接。

下面对进一步技术方案进行说明：

所述变压模块还包括第二电容、第二二极管和第五电阻；所述第二电容与所述反馈绕组的异名端连接，并且第二电容接地；所述第二二极管的负极与所述反馈绕组的同名端连接，正极接地；所述第五电阻与所述第一电容关联后连接所述开关模块的控制端。

所述控制模块包括第六电阻和第七电阻；所述第六电阻与所述第一二极管的正极连接，并且第六电阻接地；所述第七电阻两端分别连接所述开杆模块的输出端和所述第二三极管的基极。

所述开关模块包括N沟道MOSFET和第三电容；所述N沟道MOSFET的漏极为所述开关模块的输入端，所述N沟道MOSFET的源极为所述开关模块的输出端，所述N沟道MOSFET的栅极为所述开关模块的控制端；所述第三电容的两端分别与所述N沟道MOSFET的漏极和源极连接。

所述输出绕组包括第一输出绕组和第二输出绕组，且所述第一输出绕组形成的负载和第二输出绕组形成的负载并联。

所述直流整流滤波模块包括第三二极管、第四二极管、第一电感、第二电感、第八电阻、第九电阻、第一滤波电容、第二滤波电容、第三滤波电容、第四滤波电容、第五滤波电容、第六滤波电容、第七滤波电容和第八滤波电容；所述第三二极管的负极与所述第一输出绕组的同名端连接，所述第一电感的两端分别连接所述第三二极管的正极和所述第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端与所述第一输出绕组的异名端连接；所述第一滤波电容的两端分别连接所述第三二极管的正极和负极，所述第二滤波电容和第三滤波电容均与所述第八电阻并联，所述第四滤波电容的两端分别连接所述第三二极管的正极和所述第一输出绕组的异名端；所述第四二极管的正极与所述第二输出绕组的异名端连接，所述第二电感的两端分别连接所述第四二极管的负极和所述第九电阻的一端，所述第九电阻的另一端与所述第一输出绕组的同名端连接；所述第五滤波电容的两端分别连接所述第四二极管的正极和负极，所述第六滤波电容和第七滤波电容均与所述第九电阻并联，所述第八滤波电容的两端分别连接所述第四二极管的负极和所述第二输出绕组的同名端。

所述反馈模块包括光耦、控制芯片、限流电阻、第一分压电阻和第二分压电阻；所述光耦包括发射器和接收器，所述发射器的输入端通过所述限流电阻与所述直流整流滤波模块的输出端连接，所述发射器的输出端与所述控制芯片的输入端连接，所述接收器的输入端与所述发射器连接，所述接收器的输出端与所述N沟道MOSFET的源极连接；所述第一分压电阻和第二分压电阻串联连接，所述控制芯片的控制端与所述第一分压电阻和第二分压电阻的公共端连接，并且所述第一分压电阻与所述直流整流滤波模块的输出端连接，所述第二分压电阻接地，所述控制芯片的输出端接地；所述控制芯片在直流输出电压高于其电压阈值时导通。

所述反馈模块还包括补偿电容，所述补偿电容的两端分别与所述控制芯片的输入端和控制端连接。

所述电源模块包括第三电感、第四电容和第五电容；所述第四电容与电压输入端连接，并且第四电容接地；所述第三电感两端分别连接电压输入端和所述输入绕组的同名端；所述第五电容与所述输入绕组的同名端连接，并且第五电容接地。

下面对前述技术方案的原理、效果等进行说明：

在电路中添加第二稳压管，用于主动输出的过压保护；电路中反馈绕组正比于输出绕组，当电路的输出电压升高时，反馈绕组能感应到输出绕组输出电压的抬升，于是，反馈绕组一端的电压就会升高；即稳压管阴极与反馈绕组的高压端连接，所以，稳压管的阴极电压升高。通过选定合理的稳压管的稳压参数，能确保在一定的电压时击穿稳压管，电流从稳压管的阴极流往稳压管的阳极，并经过采样电阻接地；于是开关模块输出端的电位上升，当开关模块输出端的电位上升到一定的值，开关模块会形成开关、且闭合，变压器即会停止电压的输出，抑制了输出电压的进一步上升从而达到保护后级电路的目的。

附图说明

图1是本实用新型RCC过压保护电路的电路原理图。

附图标记说明：

100.RCC过压保护电路，110.电源模块，120.变压模块，140.开关模块，130.直流整流滤波模块，150.反馈模块，160.控制模块。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例进行详细说明：

如图1所示，一种RCC过压保护电路100，包括电源模块110；变压模块120，用于对电源模块110输出的整流滤波电压进行降压；直流整流滤波模块130，用于对降压后的整流滤波电压进行整流滤波、且从直流整流滤波模块130的输出端输出直流输出电压；开关模块140，用于对整流滤波模块进行开关控制，从而获取稳定的电压值；反馈模块150，用于采集直流输出电压；和控制模块160。

变压模块120包括输入绕组T1和输出绕组P1，且输出绕组P1与输入绕组T1相互感应；输入绕组T1的同名端与电源模块110的输出端连接、输入绕组T1的异名端与开关模块140的输入端连接，开关模块140的输出端和控制端均与控制模块160的输入端连接，控制模块160的输出端接地，开关模块140的输出端接地；输出绕组P1与直流整流滤波模块130连接，反馈模块150的输入端与直流整流滤波模块130连接，反馈模块150的输出端与控制模块160连接。

控制模块160包括采样电阻R5、第一电阻R1、第二电阻R11、第三电阻R12、第四电阻R6、第一稳压管Z1、第一二极管D3、第一三极管Q3和第二三极管Q2；开关模块140的输出端和反馈模块150的输出端均与采样电阻R5连接，并且采样电阻R5接地；第一电阻R1两端分别连接电源模块110的输出端和第一二极管D3的正极，第一二极管D3的负极与开关模块140的控制端连接；第一稳压管Z1的阴极与第一二极管D3的负极连接，阳极与第二电阻R11连接，并且第二电阻R11接地；第一三极管Q3的发射极与第一稳压管Z1的阴极连接，集电极接地，第三电阻R12两端分别连接第一三极管Q3的发射极和基极；第四电阻R6的两端分别连接第一三极管Q3的基极和第二三极管Q2的集电极，第二三极管Q2的发射极接地；变压模块120还包括反馈绕组M1、第一电容C6和第二稳压管Z2，反馈绕组M1感应输出绕组P1的电压，第一电容C6的两端分别连接反馈绕组M1的同名端与第一二极管D3负极，反馈绕组M1的异名端与第二稳压管Z2的阴极连接，第二稳压管Z2的阳极与开关模块140的输出端连接。

在电路中添加第二稳压管Z2，用于主动输出的过压保护；电路中反馈绕组M1正比于输出绕组P1，当电路的输出电压升高时，反馈绕组M1能感应到输出绕组P1输出电压的抬升，于是，反馈绕组M1一端的电压就会升高；即稳压管阴极与反馈绕组M1的高压端连接，所以，稳压管的阴极电压升高。通过选定合理的稳压管的稳压参数，能确保在一定的电压时击穿稳压管，电流从稳压管的阴极流往稳压管的阳极，并经过采样电阻R5接地；于是开关模块140输出端的电位上升，当开关模块140输出端的电位上升到一定的值，开关模块140会形成开关、且闭合，变压器即会停止电压的输出，抑制了输出电压的进一步上升从而达到保护后级电路的目的。

当输入电压较小时，电流经第一电阻R1、第一二极管D3后流向开关模块140的控制端；当输入电压较大时，电流经第一电阻R1、第一二极管D3后，流向第一稳压管Z1、第一三极管Q3和第三电阻R12，第一稳压管Z1被击穿，第三电阻R12两端形成电压差，于是，流经第一三极管Q3的电流由发射极经集电极流向地面，电流不流向开关模块140的控制端；即可通过控制模块160的通断控制控制变压器的输入绕组T1是否继续输出电压。

如图1所示，在其中一个实施例中，变压模块120还包括第二电容C9、第二二极管D4和第五电阻R3；第二电容C9与反馈绕组M1的异名端连接，并且第二电容C9接地；第二二极管D4的负极与反馈绕组M1的同名端连接，正极接地；第五电阻R3与第一电容C6关联后连接开关模块140的控制端。

控制模块160包括第六电阻R2和第七电阻R9；第六电阻R2与第一二极管D3的正极连接，并且第六电阻R2接地；第七电阻R9两端分别连接开杆模块的输出和第二三极管Q2的基极。当输入电压较小时，第一二极管D3未导通，流经第一电阻R1的电流经第六电阻R2流向大地；第七电阻R9可使电流由第二三极管Q2的基极流向大地。

开关模块140包括N沟道MOSFET和第三电容C10；N沟道MOSFET的漏极为开关模块140的输入端，N沟道MOSFET的源极为开关模块140的输出端，N沟道MOSFET的栅极为开关模块140的控制端；第三电容C10的两端分别与N沟道MOSFET的漏极和源极连接。N沟道MOSFET在输入电压较大时，可形成开关，由N沟道MOSFET的通断控制变压器的输入绕组T1是否继续输出电压。MOSFET是一种金属氧化物半导体场效应晶体管，也叫MOS管。

输出绕组P1包括第一输出绕组P1和第二输出绕组P1，且第一输出绕组P1形成的负载和第二输出绕组P1形成的负载并联。两个输出绕组P1对于后级反馈模块150可相当于两个电源，可根据反馈模块150不同的电压要求连接不同的输出绕组P1。

如图1所示，在其中一个实施例中，直流整流滤波模块130包括第三二极管D2、第四二极管D1、第一电感L2、第二电感L1、第八电阻RD2、第九电阻RD1、第一滤波电容CD2、第二滤波电容C24、第三滤波电容C25、第四滤波电容C23、第五滤波电容CD1、第六滤波电容C21、第七滤波电容C22和第八滤波电容C20；第三二极管D2的负极与第一输出绕组P1的同名端连接，第一电感L2的两端分别连接第三二极管D2的正极和第八电阻RD2的一端，第八电阻RD2的另一端与第一输出绕组P1的异名端连接；第一滤波电容CD2的两端分别连接第三二极管D2的正极和负极，第二滤波电容C24和第三滤波电容C25均与第八电阻RD2并联，第四滤波电容C23的两端分别连接第三二极管D2的正极和第一输出绕组P1的异名端；第四二极管D1的正极与第二输出绕组P1的异名端连接，第二电感L1的两端分别连接第四二极管D1的负极和第九电阻RD1的一端，第九电阻RD1的另一端与第一输出绕组P1的同名端连接；第五滤波电容CD1的两端分别连接第四二极管D1的正极和负极，第六滤波电容C21和第七滤波电容C22均与第九电阻RD1并联，第八滤波电容C20的两端分别连接第四二极管D1的负极和第二输出绕组P1的同名端。经直流整流滤波模块130整流、滤波后的电流，可将正负变化的交流电压变为单向脉动电压，并使电源的波动显著性减小，可满足电流比较稳恒的用电器的用电要求。

如图1所示，在其中一个实施例中，反馈模块150包括光耦OC1、控制芯片IC1、限流电阻R8、第一分压电阻R7和第二分压电阻R4；光耦OC1包括发射器和接收器，发射器的输入端通过限流电阻R8与直流整流滤波模块130的输出端连接，发射器的输出端与控制芯片IC1的输入端连接，接收器的输入端与发射器连接，接收器的输出端与N沟道MOSFET的源极连接；第一分压电阻R7和第二分压电阻R4串联连接，控制芯片IC1的控制端与第一分压电阻R7和第二分压电阻R4的公共端连接，并且第一分压电阻R7与直流整流滤波模块130的输出端连接，第二分压电阻R4接地，控制芯片IC1的输出端接地；控制芯片IC1在直流输出电压高于其电压阈值时导通。

反馈模块150还包括补偿电容C22，补偿电容C22的两端分别与控制芯片IC1的输入端和控制端连接。

电源模块110包括第三电感L0、第四电容C0和第五电容C1；第四电容C0与电压输入端连接，并且第四电容C0接地；第三电感L0两端分别连接电压输入端和输入绕组T1的同名端；第五电容C1与输入绕组T1的同名端连接，并且第五电容C1接地。可对输入电压可进行整流滤波，使输入电路中的电流为直流电流。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种RCC过压保护电路，包括电源模块、变压模块、直流整流滤波模块、开关模块、控制模块和反馈模块，所述变压模块包括输入绕组和输出绕组，且所述输出绕组与所述输入绕组相互感应；所述输入绕组的同名端与所述电源模块的输出端连接、所述输入绕组的异名端与所述开关模块的输入端连接，所述开关模块的输出端和控制端均与所述控制模块的输入端连接，所述控制模块的输出端接地，所述开关模块的输出端接地；所述输出绕组与所述直流整流滤波模块连接，所述反馈模块的输入端与所述直流整流滤波模块连接，所述反馈模块的输出端与所述控制模块连接；其特征在于，所述控制模块包括采样电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一稳压管、第一二极管、第一三极管和第二三极管；所述开关模块的输出端和反馈模块的输出端均与所述采样电阻连接，并且采样电阻接地；所述第一电阻两端分别连接所述电源模块的输出端和所述第一二极管的正极，所述第一二极管的负极与所述开关模块的控制端连接；所述第一稳压管的阴极与所述第一二极管的负极连接，阳极与所述第二电阻连接，并且第二电阻接地；所述第一三极管的发射极与所述第一稳压管的阴极连接，集电极接地，所述第三电阻的两端分别连接所述第一三极管的发射极和基极；所述第四电阻的两端分别连接所述第一三极管的基极和所述第二三极管的集电极，所述第二三极管的发射极接地；所述变压模块还包括反馈绕组、第一电容和第二稳压管，所述反馈绕组感应所述输出绕组的电压，所述第一电容的两端分别连接所述反馈绕组的同名端与所述第一二极管负极，所述反馈绕组的异名端与所述第二稳压管的阴极连接，所述第二稳压管的阳极与所述开关模块的输出端连接。 

2.根据权利要求1所述的RCC过压保护电路，其特征在于，所述变压模块还包括第二电容、第二二极管和第五电阻；所述第二电容与所述反馈绕组的异名端连接，并且第二电容接地；所述第二二极管的负极与所述反馈绕组的同名端连接，正极接地；所述第五电阻与所述第一电容关联后连接所述开关模块的控制端。 

3.根据权利要求2所述的RCC过压保护电路，其特征在于，所述控制模块包括第六电阻和第七电阻；所述第六电阻与所述第一二极管的正极连接，并 且第六电阻接地；所述第七电阻两端分别连接所述开关模块的输出端和所述第二三极管的基极。 

4.根据权利要求2所述的RCC过压保护电路，其特征在于，所述开关模块包括N沟道MOSFET和第三电容；所述N沟道MOSFET的漏极为所述开关模块的输入端，所述N沟道MOSFET的源极为所述开关模块的输出端，所述N沟道MOSFET的栅极为所述开关模块的控制端；所述第三电容的两端分别与所述N沟道MOSFET的漏极和源极连接。 

5.根据权利要求1所述的RCC过压保护电路，其特征在于，所述输出绕组包括第一输出绕组和第二输出绕组，且所述第一输出绕组形成的负载和第二输出绕组形成的负载并联。 

6.根据权利要求5所述的RCC过压保护电路，其特征在于，所述直流整流滤波模块包括第三二极管、第四二极管、第一电感、第二电感、第八电阻、第九电阻、第一滤波电容、第二滤波电容、第三滤波电容、第四滤波电容、第五滤波电容、第六滤波电容、第七滤波电容和第八滤波电容；所述第三二极管的负极与所述第一输出绕组的同名端连接，所述第一电感的两端分别连接所述第三二极管的正极和所述第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端与所述第一输出绕组的异名端连接；所述第一滤波电容的两端分别连接所述第三二极管的正极和负极，所述第二滤波电容和第三滤波电容均与所述第八电阻并联，所述第四滤波电容的两端分别连接所述第三二极管的正极和所述第一输出绕组的异名端；所述第四二极管的正极与所述第二输出绕组的异名端连接，所述第二电感的两端分别连接所述第四二极管的负极和所述第九电阻的一端，所述第九电阻的另一端与所述第一输出绕组的同名端连接；所述第五滤波电容的两端分别连接所述第四二极管的正极和负极，所述第六滤波电容和第七滤波电容均与所述第九电阻并联，所述第八滤波电容的两端分别连接所述第四二极管的负极和所述第二输出绕组的同名端。 

7.根据权利要求4所述的RCC过压保护电路，其特征在于，所述反馈模块包括光耦、控制芯片、限流电阻、第一分压电阻和第二分压电阻；所述光耦包括发射器和接收器，所述发射器的输入端通过所述限流电阻与所述直流整流 滤波模块的输出端连接，所述发射器的输出端与所述控制芯片的输入端连接，所述接收器的输入端与所述发射器连接，所述接收器的输出端与所述N沟道MOSFET的源极连接；所述第一分压电阻和第二分压电阻串联连接，所述控制芯片的控制端与所述第一分压电阻和第二分压电阻的公共端连接，并且所述第一分压电阻与所述直流整流滤波模块的输出端连接，所述第二分压电阻接地，所述控制芯片的输出端接地；所述控制芯片在直流输出电压高于其电压阈值时导通。 

8.根据权利要求7所述的RCC过压保护电路，其特征在于，所述反馈模块还包括补偿电容，所述补偿电容的两端分别与所述控制芯片的输入端和控制端连接。 

9.根据权利要求1所述的RCC过压保护电路，其特征在于，所述电源模块包括第三电感、第四电容和第五电容；所述第四电容与电压输入端连接，并且第四电容接地；所述第三电感两端分别连接电压输入端和所述输入绕组的同名端；所述第五电容与所述输入绕组的同名端连接，并且第五电容接地。