CN204118704U

CN204118704U - 一种输入异常高压过压保护电路

Info

Publication number: CN204118704U
Application number: CN201420545247.7U
Authority: CN
Inventors: 李洪星; 朱雪华
Original assignee: SUZHOU FULAIXI INTELLIGENT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SUZHOU FULAIXI INTELLIGENT TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-09-23
Filing date: 2014-09-23
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2024-09-23

Abstract

本实用新型公开一种输入异常高压过压保护电路，包括：开关电路、主电源电路及异常高压保护控制电路；主电源电路包括依次连接的雷击浪涌保护电路、EMI/工频整流、功率变换模块、输出整流滤波，雷击浪涌保护电路的输入端与开关电路的输出端相连接；异常高压保护控制电路包括辅助和驱动电源、输入电压采样电路、控制电路以及驱动电路，输入电压采样电路的输出端与控制电路的输入端相连，控制电路的输出端与驱动电路的输入端相连，驱动电路的输出端与开关电路的输入端相连。所述电路通过在开关电源的输入端加入开关控制，控制电路单独供电，一旦输入过压保护后，可以彻底断开后级电路供电，保护电源输入端的器件不受损坏，提供高可靠的供电。

Description

一种输入异常高压过压保护电路

技术领域

本实用新型涉及保护电路领域，具体为一种输入异常高压过压保护电路。

背景技术

为了实现电子***电源的多路输出，目前主要的实现方案有以下两种：一种是通过检测输入侧电压，判断超过阀值后，关闭控制器或关闭继电器或关闭可控硅，控制电路的电源由本身的电源电路提供。关闭控制器后，虽然电源没有输出，但是电源本身输入端的电路是工作的，高压电容上是有电压的，如果输入电压过高，可能导致高压电容损坏，此外压敏电阻也有可能损坏；另一种是通过检测输入侧电压，判断超过阀值后，关闭继电器从而关闭输入回路，然而现有技术中存在两个个问题，一是电源整流桥后级电路并没有完全断电，因为输入过压保护的控制电路需要辅助电源工作，此时高压电容上是有电压的，如果输入电压过高，可能导致高压电容损坏，而是压敏电阻也有可能损坏。因此，目前的输入过压保护，不能完全断开输入回路，在常规的过压保护电路动作后，其电源输入端的器件如保险丝、压敏电阻、整流桥、高压电容还是带电的，如果输入电压过压，仍然会损坏这些器件，例如电源380V AC输入时，即使电源输入过压保护没有输出，但是电压仍然能够到达输入端的电路，可能造成保险丝、高压电容、整流桥、压敏电阻等器件的损坏。因此，亟需一种电路，在输入过压保护时，完全断开输入电路，同时保证辅助电源能够承受高压输入。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型公开一种输入异常高压过压保护电路，包括：开关电路、主电源电路以及异常高压保护控制电路；所述主电源电路包括依次连接的雷击浪涌保护电路、EMI/工频整流、功率变换模块、输出整流滤波，所述雷击浪涌保护电路的输入端与开关电路的输出端相连接；所述异常高压保护控制电路包括辅助和驱动电源、输入电压采样电路、控制电路以及驱动电路，所述输入电压采样电路的输出端与控制电路的输入端相连，所述控制电路的输出端与驱动电路的输入端相连，所述驱动电路的输出端与开关电路的输入端相连。

本实用新型的有益效果是通过在开关电源的输入端加入开关控制，控制电路采用单独的电源供电，一旦输入过压保护后，可以彻底断开后级电路供电，不再受输入电压继续增加或持续存在的影响，从而保护电源输入端的器件不受损坏，给一些可能出现异常高压输入或在异常情况下导致输入电压异常高压的场合提供高可靠的供电。

附图说明

图1是本实用新型所述输入异常高压过压保护电路的结构原理示意图；

图2是本实用新型所述输入异常高压过压保护电路的具体电路图；

图3是本实用新型所述输入异常高压过压保护电路的DC/DC转换模块具体实现的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本实用新型公开一种输入异常高压过压保护电路，包括：开关电路、主电源电路以及异常高压保护控制电路；所述主电源电路包括依次连接的雷击浪涌保护电路、EMI/工频整流、功率变换模块、输出整流滤波，所述雷击浪涌保护电路的输入端与开关电路的输出端相连接；所述异常高压保护控制电路包括辅助和驱动电源、输入电压采样电路、控制电路以及驱动电路，所述输入电压采样电路的输出端与控制电路的输入端相连，所述控制电路的输出端与驱动电路的输入端相连，所述驱动电路的输出端与开关电路的输入端相连。

下面具体讲述本实用新型所述的输入异常高压过压保护电路。

如图2所示，是本实用新型所述输入异常高压过压保护电路的具体实现图。异常高压保护控制电路包括限流电阻F14、EMI共模电感L1、隔离变压器T1、辅助电源、驱动电源、基准电源、输入电压采样、输入电压比较控制、驱动电路。输入异常高压过压保护电路的电源部分，直接取自主电源保险丝之前电路，从而不会对主电源形成影响，输入电压经过变压器变压，提供辅助电源和驱动电源，这里要考虑异常高压的情况，辅助电源和驱动电源必须能够忍受这个高压，由于辅助电源和驱动电源的输入电压直接来自变压器绕组全桥整流后的电压，因此电源输入端的电源越高，经过辅助电源和驱动电源绕组整流后的电压也越高，这就要求DC/DC转换模块的输入端必须能够承受较宽电压范围的输入，如果要检测的最大输入电压是380V AC，经过变压器绕组整流后的直流电压值，要求不能超过DC/DC的输入电压范围，确保在最大输入电压情况下，过压保护电路能够正常工作。输入电压信号检测电路，实时检测输入电压值，并与基准参考电压进行比较，如果大于设定的参考电压，则关闭驱动电路，最终关闭开关K1，断开供电回路，保护后级电路；如果输入电压由高变低，一旦检测输入电压低于设定阀值，则打开驱动电路，开通K1，从而正常给后级电路供电。这种保护模式，彻底断开了主电源保险丝之后的所有电路，包含主电源的保险丝、压敏电阻、整流桥、高压电容等器件，均是不带电的，避免了常规的输入过压保护后仍然带电的缺陷，此时即使输入电压继续升高，对主电源电路没有任何影响。

当电源上电后，电源所有电路正常工作，L和N为整个电源的AC输入端，输入电压经过R14、共模电感L1，经过变压器T1变压，BD2、C1和DC/DC转换模块1组成辅助电源电路，辅助电源电压VCC用于给比较器、光耦二极管、基准电压供电；BD3、C2和DC/DC转换模块2组成驱动电源电路，驱动电压DRV_V根据驱动的具体开关器件决定，例如MOS，这个驱动电压设计在12V；由于开关开通后，开关的后端（即保险丝前端）直接连通L线，因此驱动电压的地S_GND必须与控制电路的地GND隔离；R1、R2、R3和U1组成基准电压生成电路；D1、D2、R4、R5、R6、U3和C4组成输入电压采样电路，将输入电压信号转换成低压直流电压；R7、R13和U2组成迟滞比较电路，比较器的正输入（+）是输入电压的检测信号，负输入（-）是基准参考电压，当正输入电压信号大于负输入时，比较器U2输出高电平驱动开通Q1，当正输入电压信号小于负输入时，比较器U2输出低电平，关闭Q1；光耦OT1、Q1、Q2、Q3、R8、R9、R10、R11和R12组成信号隔离驱动控制电路，光耦OT1的作用是信号隔离，因为驱动电源的地和控制电路的地需要隔离，Q2和Q3是开关的驱动电路，可以根据主电源回路功率设计相应的驱动电流，确保开关快速打开或关闭；K1是主电源回路的开关，检测输入电压值的大小判断是否过压保护，最终就是控制K1开关开通或闭合，这个开关可以是功率MOS、IGBT或继电器，当然具体选择哪种功率开关，需要结合电路设计的最高耐压能力决定。

正常工作时，输入电压采样的电压值，低于VREF，比较器输出低电平，光耦二极管无电流通过，驱动电路输出DRV电压为DRV_V，从而驱动开关K1开通，整个电源正常工作；输入过压时，输入电压采样的电压值，高压VREF，比较器输出高电平，光耦二极管导通，光耦三极管导通，驱动电路输出DRV接地S_GND，关闭开关K1，断开后级电路进行过压保护，过压保护电路动作后，如果输入电压持续增高或持续过压，开关K1处于持续关闭的状态，如果输入电压降低，当输入电压采样的电压值，低于VREF时，比较器输出低电平，最终输出驱动电压，使电源恢复正常工作。

如图3所示，是所述输入异常高压过压保护电路的DC/DC转换模块具体实现的电路图，U4和U5是指可控精密稳压源，可以选择TL431、AZ431等等，采用可控精密稳压源设计需求电压的方式比较常见，选择R14和R17两个串联回路的功率电阻时，需要考虑回路中的最大工作电流，电阻两端可能出现的最大压差，电阻的功率选择等。VCC设计为5V，VREF设计为2.5V，DRV_V设计为12V。

所述输入异常高压过压保护电路通过在开关电源的输入端加入开关控制，一旦过压保护电路动作，可以彻底断开后级电路供电，常规的过压保护电路动作后，其电源输入端的器件如保险丝、压敏电阻、整流桥、高压电容还是带电的，如果输入电压过压，仍然会损坏这些器件，而本实用新型所述保护电路，可以完全断开后级电路的供电，给电源提供高可靠的保护。

所述输入异常高压过压保护电路可以扩展到DC/DC输入异常高压过压保护，包含但不限于AC/DC开关电源输入过压保护。通过提供单独的辅助电源供电，设计合理的驱动控制电路，输入过压保护后，彻底断开电源输入端的供电回路，保护电源输入端器件，提升电源的应用可靠性，通过此类设计方式的输入过压保护电路也属于本专利保护范围。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims

1.一种输入异常高压过压保护电路，其特征在于，包括：开关电路、主电源电路以及异常高压保护控制电路；所述主电源电路包括依次连接的雷击浪涌保护电路、EMI/工频整流、功率变换模块、输出整流滤波，所述雷击浪涌保护电路的输入端与开关电路的输出端相连接；所述异常高压保护控制电路包括辅助和驱动电源、输入电压采样电路、控制电路以及驱动电路，所述输入电压采样电路的输出端与控制电路的输入端相连，所述控制电路的输出端与驱动电路的输入端相连，所述驱动电路的输出端与开关电路的输入端相连。