CN209545429U - 一种适用于开关电源输出电压的保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种适用于开关电源输出电压的保护电路，在当电源停止输出时，启停控制信号为高电平，开关管Q1、Q2为导通状态，运算放大器U1输出端为低电平，通过单向二极管D1、D2、D3的钳位，电压给定输出信号被拉低；当电源启动输出时，启停控制信号为低电平，开关管Q1、Q2为不导通状态，运算放大器U1输出端为高电平，在反馈电容C1的积分作用下，所述电压给定输出信号被钳位缓慢升高。本实用新型不仅可以实现电源输出电压不会有过冲或者过冲很小、电源母线电压不过大波动、电源电压输出斜率较缓、对信号干扰较小的效果，还可以根据实际需要调节反馈电容大小，实现电压输出斜率可调，并且不影响瞬态响应指标。

Description

一种适用于开关电源输出电压的保护电路

技术领域

本实用新型涉及开关电源保护电路技术领域，特别是一种适用于开关电源输出电压的保护电路。

背景技术

对于开关电源来说，快速的电源输出是衡量高性能开关电源的指标之一。但是快速的电源输出往往带来其他问题，比如：

电压过冲较大，远超负载电压范围，损坏负载；

电源瞬间输出能量过大，造成母线电压降低，引起误报警；

快速的电磁能量转换，干扰***信号，影响开关电源正常工作。

为此，在电源输出上升时间较短的情况下，还要考虑上述的防护问题。

通常情况下，可以更改环路响应速度、程序中缓慢增加给定量来解决，但是都存在不足，更改环路响应速度可以减慢电压上升时间，但在测试瞬态变化时，其时间也会随之变慢，达不到要求标准。程序中缓慢增加定量可以减慢电压上升时间，但是其时间往往过大，达到几百毫秒，远超正常输出时间。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种适用于开关电源输出电压的保护电路，旨在减慢电源输出电压，解决电源输出电压过快带来的问题，同时规避现有技术中减慢电源输出电压措施带来的其他问题。

为达到上述技术目的，本实用新型提供了一种适用于开关电源输出电压的保护电路，所述保护电路包括：

导通控制电路和给定电压控制电路；

所述导通控制电路的输入端接启停控制信号ON/OFF，输出端接给定电压控制电路，所述给定电压控制电路输入端接电压给定信号Uset，输出端接电压给定输出信号Us。

优选地，所述导通控制电路包括：

分压电阻R7、单向二极管D4、下拉电阻R6、开关管Q2、分压电阻R1、分压电阻R2、开关管Q1；

分压电阻R7左侧接启停控制信号ON/OFF，右侧接防反向的单向二极管D4，二极管D4另一端接下拉电阻R6的上端和开关管Q2的栅极，所述下拉电阻R6下端接地，开关管Q2的源极接地，漏极接分压电阻R2的下端，分压电阻R2的上端分别与分压电阻R1、开关管Q1的栅极连接，分压电阻R1的另一端连接正15V电压，开关管Q1的源极接正15V电压，开关管Q1的漏极接给定电压控制电路。

优选地，所述给定电压控制电路包括：

限流电阻R3、下拉电阻R4、单向二极管D1、单向二极管D2、反馈电容C1、限流电阻R5、运算放大器U1、单向二极管D3；

下拉电阻R4的上端和限流电阻R3的左端接开关Q1的漏极，下拉电阻R4的另一端接-15V电压，限流电阻R3的另一端接运算放大器U1的反相输入端，运算放大器U1的同相输入端接地；所述反馈电容C1的两端分别连接运算放大器U1的反相输入端和输出端；单向二极管D1的阳极接运算放大器U1的反相输入端，阴极接单向二极管D2的阳极和单向二极管D3的阴极，单向二极管D2的阴极接运算放大器U1的输出端，单向二极管D3的阳极接电压给定输出信号Us和限流电阻R5，限流电阻R5的右端为电压给定信号Uset。

实用新型内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是实用新型所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

与现有技术相比，本实用新型通过设计一种使电源输出电压缓升的保护电路，在当电源停止输出时，启停控制信号为高电平，开关管Q1、Q2为导通状态，运算放大器U1输出端为低电平，通过单向二极管D1、D2、D3的钳位，电压给定输出信号Us被拉低；当电源启动输出时，启停控制信号为低电平，开关管Q1、Q2为不导通状态，运算放大器U1输出端为高电平，在反馈电容C1的积分作用下，所述电压给定输出信号Us被钳位缓慢上升，最终达到设定值。本实用新型解决了现有技术中减慢电源输出措施带来的其他问题，不仅可以实现电源输出电压不会有过冲或者过冲很小、电源母线电压不过大波动、电源电压输出斜率较缓、对信号干扰较小的效果，还可以根据实际需要调节反馈电容大小，实现电压输出斜率可调，并且不影响瞬态响应指标。

附图说明

图1为本实用新型实施例中所提供的一种适用于开关电源输出电压的保护电路图。

具体实施方式

为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。

下面结合附图对本实用新型实施例所提供的一种适用于开关电源输出电压的保护电路进行详细说明。

如图1所示，本实用新型实施例公开了一种适用于开关电源输出电压的保护电路，所述保护电路包括：

分压电阻R7、单向二极管D4、下拉电阻R6、开关管Q2、分压电阻R1、分压电阻R2、开关管Q1、限流电阻R3、下拉电阻R4、单向二极管D1、单向二极管D2、单向二极管D3、反馈电容C1、限流电阻R5、运算放大器U1。

所述的分压电阻R7、单向二极管D4、下拉电阻R6、开关管Q2、分压电阻R1、分压电阻R2、开关管Q1组成导通控制电路；

所述的限流电阻R3、下拉电阻R4、单向二极管D1、单向二极管D2、单向二极管D3、反馈电容C1、限流电阻R5、运算放大器U1组成给定电压控制电路。

分压电阻R7左侧接启停控制信号ON/OFF，右侧接防反向的单向二极管D4，二极管D4另一端接下拉电阻R6的上端和开关管Q2的栅极，所述下拉电阻R6下端接地，开关管Q2的源极接地，漏极接分压电阻R2的下端，分压电阻R2的上端分别与分压电阻R1、开关管Q1的栅极连接，分压电阻R1的另一端连接正15V电压，开关管Q1的源极接正15V电压，开关管Q1的漏极接下拉电阻R4的上端和限流电阻R3的左端，下拉电阻R4的另一端接-15V电压，限流电阻R3的另一端接运算放大器U1的反相输入端，运算放大器U1的同相输入端接地；所述反馈电容C1的两端分别连接运算放大器U1的反相输入端和输出端；单向二极管D1的阳极接运算放大器U1的反相输入端，阴极接单向二极管D2的阳极和单向二极管D3的阴极，单向二极管D2的阴极接运算放大器U1的输出端，单向二极管D3的阳极接电压给定输出信号Us和限流电阻R5，限流电阻R5的右端为电压给定信号Uset。

当电源停止输出时，启停控制信号ON/OFF为高电平，经过分压后，使开关管Q2的栅极为高电平，Q2导通，此时Q2的漏极为低电平，经过分压电阻R1和R2的分压，使开关管Q1导通，Q1的漏极为高电平。限流电阻R3的左端为高电平，使运算放大器U1的输出端为低电平，由于反馈电容C1的作用，运算放大器U1的反相输入端电压为0，再加上单向二极管D1、D2、D3的钳位，使二极管D2的阳极电压为二极管D1的导通压降，约0.7V左右，运算放大器U1的输出为负的D1加上D2的导通压降，约1.4V左右。此时电压给定输出信号Us被拉低到0V。

当电源启动输出时，启停控制信号ON/OFF为低电平，开关管Q2栅极为低电平，不能导通，则Q1栅极为+15V，也不能导通。限流电阻R3的左端为负值，运算放大器U1的输出端变为高电平，由于单向二极管D1和D2的作用，运算放大器U1的输出端和反相输入端不能通过单向二极管D1和D2连接，只能通过反馈电容C1进行连接，此时在反馈电容C1的作用下，形成积分电路，运算放大器U1的输出端电压时逐渐升高的，在升高的过程中，被钳位的电压给定输出信号Us也将逐渐增大。从而实现了由电源停止输出到启动输出过程中，电压给定输出信号Us逐渐升高的控制，最终电源的实际输出电压也会逐渐升高。

本实用新型通过设计一种使电源输出电压缓升的保护电路，不仅可以实现电源输出电压不会有过冲或者过冲很小、电源母线电压不过大波动、电源电压输出斜率较缓、对信号干扰较小的效果，还可以根据实际需要调节反馈电容大小，实现电压输出斜率可调，并且不影响瞬态响应指标。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种适用于开关电源输出电压的保护电路，其特征在于，所述保护电路包括：

导通控制电路和给定电压控制电路；

所述导通控制电路的输入端接启停控制信号ON/OFF，输出端接给定电压控制电路，所述给定电压控制电路输入端接电压给定信号Uset，输出端接电压给定输出信号Us。

2.根据权利要求1所述的一种适用于开关电源输出电压的保护电路，其特征在于，所述导通控制电路包括：

分压电阻R7、单向二极管D4、下拉电阻R6、开关管Q2、分压电阻R1、分压电阻R2、开关管Q1；

分压电阻R7左侧接启停控制信号ON/OFF，右侧接防反向的单向二极管D4，二极管D4另一端接下拉电阻R6的上端和开关管Q2的栅极，所述下拉电阻R6下端接地，开关管Q2的源极接地，漏极接分压电阻R2的下端，分压电阻R2的上端分别与分压电阻R1、开关管Q1的栅极连接，分压电阻R1的另一端连接正15V电压，开关管Q1的源极接正15V电压，开关管Q1的漏极接给定电压控制电路。

3.根据权利要求2所述的一种适用于开关电源输出电压的保护电路，其特征在于，所述给定电压控制电路包括：

限流电阻R3、下拉电阻R4、单向二极管D1、单向二极管D2、反馈电容C1、限流电阻R5、运算放大器U1、单向二极管D3；

下拉电阻R4的上端和限流电阻R3的左端接开关Q1的漏极，下拉电阻R4的另一端接-15V电压，限流电阻R3的另一端接运算放大器U1的反相输入端，运算放大器U1的同相输入端接地；所述反馈电容C1的两端分别连接运算放大器U1的反相输入端和输出端；单向二极管D1的阳极接运算放大器U1的反相输入端，阴极接单向二极管D2的阳极和单向二极管D3的阴极，单向二极管D2的阴极接运算放大器U1的输出端，单向二极管D3的阳极接电压给定输出信号Us和限流电阻R5，限流电阻R5的右端为电压给定信号Uset。