CN210224944U - 保护自锁电路、开关电源 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种保护自锁电路、开关电源，保护自锁电路包括电压保护电路，电流保护电路和自锁电路，其中：所述电压保护电路和所述电流保护电路均与所述自锁电路连接，所述电压保护电路用于在采样电压超过正常范围后输出电压故障信号，所述电流保护电路用于在采样电流超过正常范围后输出电流故障信号，所述自锁电路用于在接收所述电压故障信号或所述电流故障信号后，封锁电路状态进行保护；可见，通过本实用新型的保护自锁电路可以在电路故障时，快速将故障状态进行锁定，保护主功率电路，在故障消失后，通过***电路产生复位信号，对保护电路进行解锁，确保电路可以继续进入正常工作状态。

Description

保护自锁电路、开关电源

技术领域

本实用新型涉及电路保护领域，尤其涉及一种保护自锁电路、开关电源。

背景技术

随着电力电子的大范围应用，保护电路发挥着越来越重要的作用。如果电力电子***发生故障，将带来不可预期的严重后果,因此电力电子***需要设置非常健全的保护功能电路，并且在保护电路动作后，可解锁保护电路。

在现有应用中，一般通过DSP实现各种故障保护，但DSP的反应时间相对较长，对供电***要求高，***故障时，无法确保DSP供电的稳定，进而也无法确保故障保护电路能正常工作从而保护电路。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种保护自锁电路、开关电源，实施本实用新型实施例，可以在电路故障时，快速将故障状态进行锁定，保护主功率电路，在故障消失后，通过***电路产生复位信号，对保护电路进行解锁，确保电路可以继续进入正常工作状态。

第一方面，本实用新型实施例提供一种保护自锁电路，包括电压保护电路，电流保护电路和自锁电路，其中：所述电压保护电路和所述电流保护电路均与所述自锁电路连接，所述电压保护电路用于在采样电压超过正常范围后输出电压故障信号，所述电流保护电路用于在采样电流超过正常范围后输出电流故障信号，所述自锁电路用于在接收所述电压故障信号或所述电流故障信号后，封锁电路状态进行保护。

在一个实施例中，所述电压保护电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一比较器、电流采样端口、电流比较端口和第一输出端口，所述第一电阻和所述第一电容并联且并联后的两端分别连接所述第一比较器的正相输入端和地，所述第二电容的两端分别连接所述第一比较器的正相输入端和反相输入端，所述第一比较器的正相输入端连接所述电流采样端口，所述第一比较器的反相输入端连接所述电流比较端口，所述第二电阻的两端分别连接所述第一比较器的正相输入端和所述第一比较器的输出端，所述第三电阻的两端分别连接所述第一比较器的输出端和所述第一输出端口，所述第三电容的两端分别连接所述第一输出端口和地。

在一个实施例中，所述电流保护电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第四电容、第五电容、第二比较器、电压采样端口、电压比较端口和第二输出端口，所述第四电阻和所述第四电容并联且并联后的两端分别连接所述第二比较器的正相输入端和地，所述第一比较器的正相输入端连接所述电压采样端口，所述第一比较器的反相输入端连接所述电压比较端口，所述第五电阻的两端分别连接所述第二比较器的正相输入端和所述第一比较器的输出端，所述第六电阻的两端分别连接所述第二比较器的输出端和所述第二输出端口，所述第五电容的两端分别连接所述第二输出端口和地。

在一个实施例中，所述自锁电路包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第六电容、第七电容、第八电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第三比较器、第一电源端口、复位信号端口和信号输出端口，所述第一二极管的正极连接所述第一输出端口，所述第二二极管的正极连接所述第二输出端口，所述第七电阻的一端连接所述第一二极管的负极和所述第二二极管的负极，所述第七电阻的另一端连接所述第三比较器的正相输入端，所述第八电阻的两端分别连接所述第三比较器的正相输入端和所述第一电源端口，所述第九电阻和所述第六电容并联且并联后的两端分别连接所述第三比较器的正相输入端和地，所述第十电阻的两端分别连接所述第三比较器的正相输入端和所述第三比较器的输出端，所述第三二极管的正极连接所述复位信号端口，所述第十一电阻的两端分别连接所述第三二极管的负极和所述第三比较器的反相输入端，所述第十二电阻和所述第七电容并联且并联后的两端分别连接所述第三比较器的反相输入端和地，所述第十三电阻的两端分别连接所述第三比较器的输出端和所述信号输出端口，所述第八电容的两端分别连接所述信号输出端口和地。

在一个实施例中，当所述保护自锁电路正常工作时，所述第一输出端口和所述第二输出端口都输出低电平，所述信号输出端口输出低电平，后级功率开关电路工作。

在一个实施例中，当所述电压保护电路故障时，所述第一输出端口输出高电平，所述信号输出端口输出高电平，所述保护自锁电路状态锁定，后级功率开关电路不工作。

在一个实施例中，当电流保护电路故障时，所述第二输出端口输出高电平，所述信号输出端口输出高电平，所述保护自锁电路状态锁定，后级功率开关电路不工作。

在一个实施例中，所述信号输出端口连接数字信号处理器，当所述电压保护电路故障或所述电流保护电路故障时，所述信号输出端口将电路故障上报给所述数字信号处理器。

在一个实施例中，在故障解除后，在所述复位信号端口施加高电平，所述保护自锁电路解除锁定状态。

第二方面，本实用新型实施例提供一种开关电源，包括本实用新型实施例第一方面公开的保护自锁电路。

在本实用新型中，保护自锁电路包括电压保护电路，电流保护电路和自锁电路，其中：所述电压保护电路和所述电流保护电路均与所述自锁电路连接，所述电压保护电路用于在采样电压超过正常范围后输出电压故障信号，所述电流保护电路用于在采样电流超过正常范围后输出电流故障信号，所述自锁电路用于在接收所述电压故障信号或所述电流故障信号后，封锁电路状态进行保护。可见，通过本实用新型的保护自锁电路可以在电路故障时，快速将故障状态进行锁定，保护主功率电路，在故障消失后，通过***电路产生复位信号，对保护电路进行解锁，确保电路可以继续进入正常工作状态。

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他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种保护自锁电路的电路框图；

图2是本实用新型实施例提供的一种保护自锁电路中的电压保护电路和电流保护电路的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种保护自锁电路中的自锁电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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的一部分实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图1，图1是本实用新型实施例公开的一种保护自锁电路的电路框图。本实施例中所描述的保护自锁电路100包括电压保护电路101、电流保护电路 102和自锁电路103，其中：所述电压保护电路101和所述电流保护电路102均与所述自锁电路103连接，所述电压保护电路101用于在采样电压超过正常范围后输出电压故障信号，所述电流保护电路102用于在采样电流超过正常范围后输出电流故障信号，所述自锁电路103用于在接收所述电压故障信号或所述电流故障信号后，封锁电路状态进行保护。

下面对本实用新型实施例进行详细介绍。

在一个可能的示例中，如图2所示，所述电压保护电路101包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一比较器T1、电流采样端口current、电流比较端口VREF1和第一输出端口 OI，所述第一电阻R1和所述第一电容C1并联且并联后的两端分别连接所述第一比较器T1的正相输入端和地，所述第二电容C2的两端分别连接所述第一比较器T1的正相输入端和反相输入端，所述第一比较器T1的正相输入端连接所述电流采样端口current，所述第一比较器T1的反相输入端连接所述电流比较端口VREF1，所述第二电阻R2的两端分别连接所述第一比较器T1的正相输入端和所述第一比较器T1的输出端，所述第三电阻R3的两端分别连接所述第一比较器T1的输出端和所述第一输出端口OI，所述第三电容C3的两端分别连接所述第一输出端口OI和地。

在一个可能的示例中，如图2所示，所述电流保护电路102包括第四电阻 R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第四电容C4、第五电容C5、第二比较器T2、电压采样端口vo、电压比较端口VREF2和第二输出端口OVP，所述第四电阻 R4和所述第四电容C4并联且并联后的两端分别连接所述第二比较器T2的正相输入端和地，所述第一比较器T1的正相输入端连接所述电压采样端口vo，所述第一比较器T1的反相输入端连接所述电压比较端口VREF2，所述第五电阻R5 的两端分别连接所述第二比较器T2的正相输入端和所述第一比较器T1的输出端，所述第六电阻R6的两端分别连接所述第二比较器T2的输出端和所述第二输出端口OVP，所述第五电容C5的两端分别连接所述第二输出端口OVP和地。

在一个可能的示例中，如图3所示，所述自锁电路103包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第三比较器T3、第一电源端口V1、复位信号端口RESET和信号输出端口DIS，所述第一二极管D1的正极连接所述第一输出端口OI，所述第二二极管D2的正极连接所述第二输出端口OVP，所述第七电阻R7的一端连接所述第一二极管D1的负极和所述第二二极管D2的负极，所述第七电阻R7的另一端连接所述第三比较器T1的正相输入端，所述第八电阻R8的两端分别连接所述第三比较器T3的正相输入端和所述第一电源端口V1，所述第九电阻R9和所述第六电容C6并联且并联后的两端分别连接所述第三比较器T3的正相输入端和地，所述第十电阻R10的两端分别连接所述第三比较器T3的正相输入端和所述第三比较器T3的输出端，所述第三二极管D3的正极连接所述复位信号端口RESET，所述第十一电阻R11的两端分别连接所述第三二极管D3的负极和所述第三比较器T3的反相输入端，所述第十二电阻R12和所述第七电容C7并联且并联后的两端分别连接所述第三比较器T3的反相输入端和地，所述第十三电阻R13的两端分别连接所述第三比较器T3的输出端和所述信号输出端口DIS，所述第八电容C8的两端分别连接所述信号输出端口DIS和地。

在一个可能的示例中，当所述保护自锁电路正常工作时，所述第一输出端口和所述第二输出端口都输出低电平，所述信号输出端口输出低电平，后级功率开关电路工作。

在一个可能的示例中，当所述电压保护电路故障时，所述第一输出端口输出高电平，所述信号输出端口输出高电平，所述保护自锁电路状态锁定，后级功率开关电路不工作。

在一个可能的示例中，当电流保护电路故障时，所述第二输出端口输出高电平，所述信号输出端口输出高电平，所述保护自锁电路状态锁定，后级功率开关电路不工作。

在一个可能的示例中，所述信号输出端口连接数字信号处理器，当所述电压保护电路故障或所述电流保护电路故障时，所述信号输出端口将电路故障上报给所述数字信号处理器。

在一个可能的示例中，在故障解除后，在所述复位信号端口施加高电平，所述保护自锁电路解除锁定状态。

下面对本实用新型实施例电路原理进行详细介绍。

如图2所示，电压保护电路101为过压检测电路，当电路过压时，电压保护电路101输出电压故障信号，电流保护电路102为过流检测电路，当电路过流时，电流保护电路102输出电流故障信号，可选的，上述电压保护电路101 和电流保护电路102可根据实际需要选用其他保护电路进行替代，例如欠压保护电路，过温保护电路等，此外，本申请实施例中只有电压保护和电流保护两路保护电路，在实际场景中，可根据实际需求设置多路保护电路，当其中任意一个保护电路输出故障信号后，自锁电路状态翻转，锁定电路状态。

当保护自锁电路100正常工作时，电流采样端口current的采样电流值小于电流比较端口VREF1的数值，即第一比较器T1的正相输入端数值小于反相输入端的数值，故第一比较器T1的第一输出端口OI为低电平，电压采样端口vo 的采样电压值小于电压比较端口VREF2的数值，即第二比较器T2的正相输入端数值小于反相输入端的数值，故第二比较器T2的第二输出端口OVP为低电平，参阅图3，第一二极管D1和第二二极管D2构成或门，只有在第一输出端口OI和第二输出端口OVP都为低电平时，第三比较器T3的正相输入端才是低电平，第三比较器T3的输出端为低电平，即信号输出端口DIS为低电平，信号输出端口DIS后接驱动电路，此时驱动电路正常工作，由驱动电路驱动的功率电路正常工作。当电压保护电路101和电流保护电路102中任意一个发生故障时，即当第一输出端口OI为高电平，或第二输出端口OVP为高电平，或第一输出端口OI和第二输出端口OVP都为高电平时，第三比较器T3翻转，第三比较器T3的正相输入端为高电平，第三比较器T3的输出端为高电平，即信号输出端口DIS为高电平，此时驱动电路关断，由驱动电路驱动的功率电路不工作。在故障解除后，电流故障信号或电压故障信号也随之消失，第三比较器T3为回滞比较器，为同相输入，回滞比较器具有滞回特性和一定的抗干扰能力，在故障信号消失后，因为回滞比较器的滞回特性，保护自锁电路状态保持不变，当在所述复位信号端口RESET施加高电平后，第三比较器T3再次翻转，第三比较器T3的正相输入端输入小于反相输入端输入，第三比较器T3的输出为低电平，所述保护自锁电路解除锁定，后级功率开关电路正常工作。

可选的，上述保护自锁电路可根据实际情况进行调整，例如调整为当电路正常工作时，第一输出端口OI和第二输出端口OVP为高电平，信号输出端口 DIS为高电平，当电路故障时，第一输出端口OI和第二输出端口OVP为低电平，信号输出端口DIS为低电平。

可见，通过本申请中的保护自锁电路可以在电路故障时，快速将故障状态进行锁定，保护主功率电路，在故障消失后，可以通过***电路产生复位信号，对保护电路进行解锁，确保电路可以继续进入正常工作状态。

在一个可能的示例中，本实用新型实施例提供一种开关电源，开关电源包括上述任一实施例提供的保护自锁电路。

需要说明的是，对于前述的各实用新型实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本实用新型并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本实用新型，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本实用新型所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本实用新型所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上对本实用新型实施例进行了详细介绍，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，综上上述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种保护自锁电路，其特征在于，包括电压保护电路，电流保护电路和自锁电路，其中：所述电压保护电路和所述电流保护电路均与所述自锁电路连接，所述电压保护电路用于在采样电压超过正常范围后输出电压故障信号，所述电流保护电路用于在采样电流超过正常范围后输出电流故障信号，所述自锁电路用于在接收所述电压故障信号或所述电流故障信号后，封锁电路状态进行保护。

2.根据权利要求1所述的保护自锁电路，其特征在于，所述电压保护电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一比较器、电流采样端口、电流比较端口和第一输出端口，所述第一电阻和所述第一电容并联且并联后的两端分别连接所述第一比较器的正相输入端和地，所述第二电容的两端分别连接所述第一比较器的正相输入端和反相输入端，所述第一比较器的正相输入端连接所述电流采样端口，所述第一比较器的反相输入端连接所述电流比较端口，所述第二电阻的两端分别连接所述第一比较器的正相输入端和所述第一比较器的输出端，所述第三电阻的两端分别连接所述第一比较器的输出端和所述第一输出端口，所述第三电容的两端分别连接所述第一输出端口和地。

3.根据权利要求2所述的保护自锁电路，其特征在于，所述电流保护电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第四电容、第五电容、第二比较器、电压采样端口、电压比较端口和第二输出端口，所述第四电阻和所述第四电容并联且并联后的两端分别连接所述第二比较器的正相输入端和地，所述第一比较器的正相输入端连接所述电压采样端口，所述第一比较器的反相输入端连接所述电压比较端口，所述第五电阻的两端分别连接所述第二比较器的正相输入端和所述第一比较器的输出端，所述第六电阻的两端分别连接所述第二比较器的输出端和所述第二输出端口，所述第五电容的两端分别连接所述第二输出端口和地。

4.根据权利要求3所述的保护自锁电路，其特征在于，所述自锁电路包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第六电容、第七电容、第八电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第三比较器、第一电源端口、复位信号端口和信号输出端口，所述第一二极管的正极连接所述第一输出端口，所述第二二极管的正极连接所述第二输出端口，所述第七电阻的一端连接所述第一二极管的负极和所述第二二极管的负极，所述第七电阻的另一端连接所述第三比较器的正相输入端，所述第八电阻的两端分别连接所述第三比较器的正相输入端和所述第一电源端口，所述第九电阻和所述第六电容并联且并联后的两端分别连接所述第三比较器的正相输入端和地，所述第十电阻的两端分别连接所述第三比较器的正相输入端和所述第三比较器的输出端，所述第三二极管的正极连接所述复位信号端口，所述第十一电阻的两端分别连接所述第三二极管的负极和所述第三比较器的反相输入端，所述第十二电阻和所述第七电容并联且并联后的两端分别连接所述第三比较器的反相输入端和地，所述第十三电阻的两端分别连接所述第三比较器的输出端和所述信号输出端口，所述第八电容的两端分别连接所述信号输出端口和地。

5.根据权利要求4所述的保护自锁电路，其特征在于，当所述保护自锁电路正常工作时，所述第一输出端口和所述第二输出端口都输出低电平，所述信号输出端口输出低电平，后级功率开关电路工作。

6.根据权利要求4所述的保护自锁电路，其特征在于，当所述电压保护电路故障时，所述第一输出端口输出高电平，所述信号输出端口输出高电平，所述保护自锁电路状态锁定，后级功率开关电路不工作。

7.根据权利要求4所述的保护自锁电路，其特征在于，当电流保护电路故障时，所述第二输出端口输出高电平，所述信号输出端口输出高电平，所述保护自锁电路状态锁定，后级功率开关电路不工作。

8.根据权利要求6或7所述的保护自锁电路，其特征在于，所述信号输出端口连接数字信号处理器，当所述电压保护电路故障或所述电流保护电路故障时，所述信号输出端口将电路故障上报给所述数字信号处理器。

9.根据权利要求8所述的保护自锁电路，其特征在于，在故障解除后，在所述复位信号端口施加高电平，所述保护自锁电路解除锁定状态。

10.一种开关电源，其特征在于，所述开关电源包括如权利要求1-9任一项所述的保护自锁电路。

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