CN204992533U - 一种开关电源保护电路、保护装置及开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种开关电源保护电路、保护装置及开关电源。所述保护电路包括过电压保护元件、与所述过电压保护元件连接的第一过电流保护元件和与所述过电压保护元件连接的第二过电流保护元件；其中，所述过电压保护元件并联在电源输入端的火线与零线之间；所述第一过电流保护元件与所述过电压保护元件并联；所述第二过电流保护元件与所述过电压保护元件串联，所述第二过电流保护元件用于检测到所述过电压保护元件的电流增大且温度超过设定阈值时断开。本实用新型还相应提供一种开关电源保护装置和开关电源。本实用新型提供的技术方案，能够更有效保护开关电源电路。

Description

一种开关电源保护电路、保护装置及开关电源

技术领域

本实用新型属于电路技术领域，具体涉及一种开关电源保护电路、保护装置及开关电源。

背景技术

开关电源电路由于其功率晶体管工作在开关状态，在电源转换领域得到了广泛地应用。针对某一具体应用场合，通常开关电源电路的输出电压为一固定直流电压，但其输入电压可能会有一定的变化。在开关电源输入端，一般会产生电源浪涌电压。所谓浪涌，也叫突波，就是超出正常电压的瞬间过电压，一般指电路中出现的短时间象“浪”一样的高电压引起的大电流。

现有技术的电路中，如图1所示，对于抑制浪涌电压所采用的方法是，将普通MOV（MetalOxideVaristor，金属氧化物压敏电阻）并接在电源输入端的L（火线）、N（零线）之间，当浪涌进入电源时，浪涌电压被压敏电阻MOV吸收，从而减少冲击。

但是，现有技术的处理方法，在吸收浪涌电压的同时，也会给MOV（带来了一定的损伤。在周而复始的N次工作后，加上MOV本身的寿命问题，MOV的内部电流会不断加剧，使其内部不断升温，最后就可能会引起***、着火等现象。

因此，现有的开关电源电路保护方法并不完善，希望能有更安全的保护方法。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种开关电源保护电路、保护装置及开关电源，能更有效保护开关电源电路，保证用户使用安全。

本实用新型提供的技术方案如下：

本实用新型提供一种开关电源保护电路：

所述保护电路包括过电压保护元件、与所述过电压保护元件连接的第一过电流保护元件和与所述过电压保护元件连接的第二过电流保护元件；其中，

所述过电压保护元件并联在电源输入端的火线与零线之间；

所述第一过电流保护元件与所述过电压保护元件并联；

所述第二过电流保护元件与所述过电压保护元件串联，所述第二过电流保护元件用于检测到所述过电压保护元件的电流增大且温度超过设定阈值时断开。

优选的：所述过电压保护元件为压敏电阻，所述第一过电流保护元件为第一熔断器，所述第二过电流保护元件为第二熔断器；

所述压敏电阻并联在电源输入端的火线与零线之间；

所述第一熔断器与所述压敏电阻并联；

所述第二熔断器与所述压敏电阻串联，所述第二熔断器用于检测到所述压敏电阻的电流增大且温度超过设定阈值时断开。

优选的：所述第二熔断器与所述压敏电阻采用套管套住。

优选的：所述保护电路还包括用于将交流电转换成脉动直流电的整流电路；

所述第一熔断器的一端与所述整流电路的一端连接，所述第一熔断器的另一端与所述压敏电阻的一端连接；

所述压敏电阻的另一端与所述整流电路的另一端连接。

优选的：所述第二熔断器为高熔断温度熔断器，所述压敏电阻为高能量金属氧化物压敏电阻。

优选的：所述套管为热缩套管。

本实用新型还提供一种开关电源保护装置，包含上述开关电源保护电路。

本实用新型还提供一种开关电源，包含上述的开关电源保护电路。

优选的：所述开关电源还包括第一滤波电路、充电电容、PWM控制器、MOS管、变压器、第二整流电路、第二滤波电路；

所述第一滤波电路用于在所述开关电源保护电路中的整流电路将所述电源输入端的交流电转变为脉动直流电后，将所述脉动直流电转变成平滑直流电；

所述充电电容用于与所述第一滤波电路连接，利用所述第一滤波电路输出的平滑直流电进行充电；

所述PWM控制器用于与所述充电电容连接，在所述充电电容的电压达到PWM控制器的启动电压后，输出脉冲宽度调制PWM信号驱动所述MOS管实现开启和关闭，使得通过变压器的电流变为交变电流；

所述MOS管用于分别与PWM控制器和变压器连接，根据PWM控制器输出的PWM信号实现开启和关闭；

所述第二整流电路用于与所述变压器连接，将所述变压器输出的交变电流变成脉动直流电；

所述第二滤波电路用于与所述第二整流电路连接，将所述第二整流电路输出的脉动直流电转换成平滑直流电给负载供电。

优选的：所述变压器用于产生交变电流，所述变压器产生的另外一路交变电流依次通过整流、限流和滤波处理后被转换成平滑直流电给所述PWM控制器供电。

从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的开关电源保护电路，通过增加第二过电流保护元件（例如第二熔断器），将第二过电流保护元件与过电压保护元件（例如压敏电阻）串联，那么在过电压保护元件的电流增大且温度超过设定阈值时，该第二过电流保护元件就会自动断开，从而保护了第二过电流保护元件（例如压敏电阻）不会因为内部不断升温最后导致的***、着火等现象，从而有效保护了开关电源电路，保护了用户的使用安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

下面将结合附图对本实用新型做进一步说明，附图中：

图1是现有技术开关电源电路保护电路示意图；

图2是本实用新型开关电源电路保护电路示意图；

图3是本实用新型开关电源电路示意图；

图4是本实用新型开关电源保护装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提一种开关电源保护电路、保护装置及开关电源，能更有效保护开关电源电路，保护用户使用安全。

下面结合附图，详细介绍本实用新型的内容。

图2是本实用新型开关电源电路保护电路示意图。如图2所示，本实用新型的开关电源输入端保护电路中，控制电路主要由过电压保护元件、与过电压保护元件连接的过电流保护元件和部分周边电路构成。本实用新型的过电压保护元件，可以是压敏电阻但不局限于此，也可以是其他有过电压保护功能的元件，本实用新型的过电流保护元件，可以是熔断器（也称为保险丝）但不局限于此，也可以是其他有过电流保护功能的元件。

本实用新型使用的熔断器，可以是高熔断温度熔断器（也称为高熔断温度保险丝）F，本实用新型使用的压敏电阻，可以是高焦耳MOV（MetalOxideVaristor，金属氧化物压敏电阻），其中焦耳是能量的单位，高焦耳MOV也称为高能量MOV。

具体的，在图2所示的线路上，本实用新型增加了高熔断温度保险丝F2（规格参数是5A/250VT=130℃，表示最大电流5A，最高电压250V，最高温度130℃），并将保险丝F2与压敏电阻MOV用套管套住，进行稳固。该套管可以是热缩套管但不局限于此，也可以是其他类型的套管。图2中，压敏电阻MOV并联在电源输入端的火线与零线之间；保险丝F1与所述压敏电阻并联；保险丝F2与所述压敏电阻MOV串联，用于检测到所述压敏电阻MOV的电流增大且温度超过设定阈值时断开。图2中还有D1-D4（二极管）组成的桥式整流电路，用于将交流电转换成脉动直流电。保险丝F1的一端与桥式整流电路的一端连接，F1的另一端与MOV的一端连接；MOV的另一端与桥式整流电路的另一端连接，MOV还与保险丝F2用热缩套管套住。

这样，当MOV电流加大，发热导致温度上升到一定温度时，保险丝F2就会熔断，从而切断回路，保证MOV不因过热而发生***或着火等安全隐患。而在现有技术的保护电路中，MOV发热超过一定温度时，保险丝F1并不会断开，因此无法避免MOV因过热而发生***或着火等安全隐患。所以，本实用新型改进后的电路，不仅对浪流电压更有效的抑制，而且使得安全方面得到更好的保证。

图3是本实用新型开关电源电路示意图。该图显示了比较完整的开关电源电路的结构。如图3所示，该电路的工作流程是：

首先，输入端的100-240V（伏特）的AC交流电首先经过保险丝F1和MOV1这两个浪涌保护元件后，再经本实用新型增加的保险丝F2加于D1-D4（二极管）桥式整流电路上。当MOV发热导致温度上升到一定温度阈值时，F2就会熔断，从而切断回路，避免MOV因过热而发生***或着火等安全隐患。该一定温度阈值，可以根据经验进行取值，例如可以是130℃但不局限于此，如还可以是120℃或140℃等。

交流电经整流电路的二极管D1-D4整流后，转变为脉动直流电，此脉动直流电再经滤波电路的电容C1、电感L1、电容C3这三个滤波元件滤波，转变成平滑直流电。此平滑的直流电首先通过电阻R10、R11给充电电容C4进行充电。

当电容C4上的电压达到PWM（PulseWidthModulation，脉冲宽度调制）控制器U1的启动电压后，PWM控制器U1启动，通过6脚输出PWM信号，经过R7、R9电阻网络驱动MOS管（Metal-Oxide-Semiconductor，金属氧化物半导体晶体管）Q1，实现MOS管的开启和关闭（ON-OFF），使通过变压器T1的电流为交变电流，此交变电流在变压器内部产生交变的磁场，次级线圈感应到交变磁场后会产生交变电流，经二极管D7或D8整流形转换成脉动直流电，再经电容C8、C9滤波，转换成平滑直流电输出，给负载供电。

另一路，辅助绕组的线圈感应到交变磁场后也会产生交变电流，经二极管D6整流、电阻R5限流、电容C4滤波后，转换成平滑直流电，给PWM控制器U1供电。

另外，图中的R16、R18、R15、C7、R12、R13、PC1、C5的组合为取样稳压电路，此电路检测的误差信号输出到U1的第2脚，从而控制PWM的开关频率及占空比，实现输出电压的稳定。

图3中电路的OCP（电流过高保护）功能的实现是通过R1、R2、Cx、R4、C2这几个元件进行保护。当电流过大时，R1\R2上的电压过高，此电压信号经Cx、R4、C2滤波后，加于U1的第4脚，从而控制U1停止输出PWM信号。

图3中电路的D5、R3、R6、C6的组合为尖峰吸收电路，防止Q1的D极的尖峰电压过高而损坏MOS管。

图4是本实用新型开关电源保护装置结构示意图。如图4所示，开关电源保护装置400包含上述的开关电源保护电路401，开关电源保护电路401的具体描述参见前面描述，此处不再赘述。

综上所述，本实用新型提供的开关电源保护电路，通过增加第二过电流保护元件（例如第二熔断器），将第二过电流保护元件与过电压保护元件（例如压敏电阻）串联，那么在过电压保护元件的电流增大且温度超过设定阈值时，该第二过电流保护元件就会自动断开，从而保护了第二过电流保护元件不会因为内部不断升温最后导致的***、着火等现象，从而有效保护了开关电源电路，保护了用户的使用安全。

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种开关电源保护电路，其特征在于：

所述保护电路包括过电压保护元件、与所述过电压保护元件连接的第一过电流保护元件和与所述过电压保护元件连接的第二过电流保护元件；其中，

所述过电压保护元件并联在电源输入端的火线与零线之间；

所述第一过电流保护元件与所述过电压保护元件并联；

所述第二过电流保护元件与所述过电压保护元件串联，所述第二过电流保护元件用于检测到所述过电压保护元件的电流增大且温度超过设定阈值时断开。

2.根据权利要求1所述的开关电源保护电路，其特征在于：

所述过电压保护元件为压敏电阻，所述第一过电流保护元件为第一熔断器，所述第二过电流保护元件为第二熔断器；

所述压敏电阻并联在电源输入端的火线与零线之间；

所述第一熔断器与所述压敏电阻并联；

所述第二熔断器与所述压敏电阻串联，所述第二熔断器用于检测到所述压敏电阻的电流增大且温度超过设定阈值时断开。

3.根据权利要求2所述的开关电源保护电路，其特征在于：

所述第二熔断器与所述压敏电阻采用套管套住。

4.根据权利要求2或3所述的开关电源保护电路，其特征在于：

所述保护电路还包括用于将交流电转换成脉动直流电的整流电路；

所述第一熔断器的一端与所述整流电路的一端连接，所述第一熔断器的另一端与所述压敏电阻的一端连接；

所述压敏电阻的另一端与所述整流电路的另一端连接。

5.根据权利要求2或3所述的开关电源保护电路，其特征在于：

所述第二熔断器为高熔断温度熔断器，所述压敏电阻为高能量金属氧化物压敏电阻。

6.根据权利要求3所述的开关电源保护电路，其特征在于：

所述套管为热缩套管。

7.一种开关电源保护装置，其特征在于，包含上述权利要求1至6任一项所述的开关电源保护电路。

8.一种开关电源，其特征在于，包含上述权利要求1至6任一项所述的开关电源保护电路。

9.根据权利要求8所述的开关电源，其特征在于：

所述开关电源还包括第一滤波电路、充电电容、脉冲宽度调制PWM控制器、金属氧化物半导体晶体MOS管、变压器、第二整流电路、第二滤波电路；

所述第一滤波电路用于在所述开关电源保护电路中的整流电路将所述电源输入端的交流电转变为脉动直流电后，将所述脉动直流电转变成平滑直流电；

所述充电电容用于与所述第一滤波电路连接，利用所述第一滤波电路输出的平滑直流电进行充电；

所述PWM控制器用于与所述充电电容连接，在所述充电电容的电压达到PWM控制器的启动电压后，输出脉冲宽度调制PWM信号驱动所述MOS管实现开启和关闭，使得通过变压器的电流变为交变电流；

所述MOS管用于分别与PWM控制器和变压器连接，根据PWM控制器输出的PWM信号实现开启和关闭；

所述第二整流电路用于与所述变压器连接，将所述变压器输出的交变电流变成脉动直流电；

所述第二滤波电路用于与所述第二整流电路连接，将所述第二整流电路输出的脉动直流电转换成平滑直流电给负载供电。

10.根据权利要求9所述的开关电源，其特征在于：

所述变压器用于产生交变电流，所述变压器产生的另外一路交变电流依次通过整流、限流和滤波处理后被转换成平滑直流电给所述PWM控制器供电。