CN220492696U - 一种掉电保持电路及电源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种掉电保持电路及电源装置，其中掉电保持电路包括：开关管Q1和Q2、二极管D1、电容C1、电容充电电路、输入电压检测电路、控制电路、防反灌驱动电路、电容放电驱动电路和防反灌检测电路；开关电源正常工作时，电容C1充电；开关电源输入电压跌出正常范围时，输入电压检测电路输出表征开关电源输入电压大小的第一电压信号，控制电路将其与第一基准电压比较，产生第二电压信号，防反灌驱动电路依据第二电压信号控制开关管Q2关断，经延时时间后电容放电驱动电路依据第二电压信号控制开关管Q1导通，电容C1放电，防反灌检测电路保持开关管Q2和Q1的状态，直至开关电源的输入电压下降至欠压保护点。本实用新型实现了掉电保持时间延长。

Description

一种掉电保持电路及电源装置

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种掉电保持电路及电源装置。

背景技术

现在几乎所有的电子设备都需要开关电源作为能量转换的关键模块，在有些可靠性要求高的领域，比如铁路电源，为了电子设备的可靠运行，要求在供电被切断时，即开关电源输入电压突然掉电时，仍然能维持一定的时间输出能量，电子设备需进行掉电状态数据的存储且有序切换到备用电源，因此要求开关电源***有较长的掉电保持时间。例如在铁路电源领域，要求掉电保持时间不小于10ms。

现有技术中，通常采用两种方式来实现维持较长的掉电保持时间，第一种，采用单级拓扑设计的开关电源比如反激，通常采用在输入侧直接并联电解电容储能，根据电容能量存储公式W＝1/2*C*U²可知，开关电源的输入电压U越高，存储的能量W就越多，那么相同电容值C的情况下掉电保持时间就越长。这种方案就会导致在低压输入时，为了维持相同的掉电保持时间就需要更大的电容值，对于开关电源的***设计带来困难。

第二种方案采用两级拓扑串联的方式，前级采用BOOST升压电路将输入电压抬升至一定的值，后级采用正常的拓扑进行变换，比如反激、半桥等。外置的储能电容接在两级拓扑的中间节点，即BOOST升压电路的输出端，当输入能量切断后，外置储能电容可以继续给后级提供能量实现掉电保持时间。虽然存储的能量提升很多，但是因为两级串联，电路复杂，可靠性降低，更致命的是效率较单级方案会低很多，开关电源产品体积和性能的优势会完全丧失。

于2021年4月6日公布的公开号为CN112615425A的中国发明专利《一种掉电延时电路及其检测控制电路》提出采用图1所示的电路，利用DC-DC开关电源产品内部变压器T1的辅助绕组给保持电容C3充电，当输入电压掉电后控制开关Q1闭合，由保持电容向产品输入侧放电，提供掉电保持时间。以上述铁路电源为例，若采用该方案将保持电容充电至最高输入电压160VDC时，铁路电源的输出功率为250W,效率为90％，仅需253uF电解电容即可满足60～160VDC全输入电压范围S1级要求，大大减小了掉电保持电容值需求，也解决了输入浪涌电流的问题。

该方案还存在的问题为：

问题1：适用范围窄，目前市场上主流的DC-DC铁路电源产品均没有专用于掉电保持的辅助绕组，该方案具体应用时需新增变压器辅助绕组，改变了产品原有形态，对于无辅助绕组的现有产品或无变压器的开关电源，该方案无法应用。问题2：D1为防反灌二极管，对于输出功率为250W,效率为90％，14.4VDC～154VDC超宽压输入的铁路电源***，在低压14.4V输入时，输入平均电流高达19.29A，此时防反灌器件仍采用二极管，二极管此时的正向导通压降高达1V，二极管损耗高达19.29W，占输出功率的7.7％，不仅严重影响铁路电源的效率，而且二极管的温升极高，影响铁路电源的高温工作特性和可靠性等。

即使是通用的110VDC标称输入电压的铁路电源***，对于大功率铁路电源采用二极管作为防反灌器件仍然存在二极管损耗大、温升高、影响铁路电源的高温工作特性和可靠性等问题。如对于输出功率为1000W的铁路电源，效率为90％，在低压66VDC输入，输入平均电流为16.83A，二极管的正向导通压降按1V计算，二极管损耗也高达16.83W。

需要说明的是，上述公开于背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题提出一种掉电保持电路及电源装置，至少在一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。

作为本实用新型的第一个方面，所提供的掉电保持电路的实施例技术方案如下：

一种掉电保持电路，应用于电源装置，所述电源装置包括开关电源，所述开关电源的输入电压下降至欠压保护点时会关断进入保护状态，其中，所述掉电保持电路包括：

开关管Q1、开关管Q2、二极管D1、电容C1、电容充电电路、输入电压检测电路、控制电路、防反灌驱动电路、电容放电驱动电路和防反灌检测电路；

所述开关管Q2一端用于连接所述电源装置的输入正端，所述开关管Q2另一端和所述二极管D1的阴极连接在一起用于连接所述开关电源的输入正端，所述二极管D1的阳极连接所述开关管Q1一端，所述开关管Q1另一端连接所述电容C1一端，所述电容C1另一端用于连接所述电源装置的输入负端和所述开关电源的输入地端；

所述开关电源正常工作时，所述开关管Q2导通，所述开关管Q1关断，所述电容充电电路为所述电容C1充电储能；

所述开关电源输入电压跌出正常输入范围时，所述输入电压检测电路输出表征所述开关电源输入电压大小的第一电压信号，所述控制电路将所述第一电压信号与第一基准电压进行比较，产生第二电压信号，所述防反灌驱动电路依据所述第二电压信号控制所述开关管Q2关断，经过一延时时间后所述电容放电驱动电路依据所述第二电压信号控制所述开关管Q1导通，所述电容C1开始放电，所述防反灌检测电路用于产生第三电压信号保持此状态下所述开关管Q2关断的状态以及产生第四电压信号保持此状态下所述开关管Q1导通的状态，直至所述开关电源的输入电压下降至所述欠压保护点。

优选地，所述电容充电电路包括第一非隔离稳压电路，所述第一非隔离稳压电路包括三个端口，分别为输入正端口、输出正端口和接地端口，所述第一非隔离稳压电路用于将其输入端口和接地端口输入的变化的电压转为相对稳定的电压由其输出端口和接地端口输出，所述第一非隔离稳压电路的输入正端口用于连接所述开关管Q2另一端，所述第一非隔离稳压电路的输出正端口连接所述电容C1一端，所述第一非隔离稳压电路的接地端口用于连接所述开关电源的输入地端。

优选地，所述输入电压检测电路包括电阻R1和电阻R2,所述的电阻R1一端用于连接所述开关管Q2另一端，所述电阻R1的另一端和所述电阻R2一端连接在一起用于输出所述第一电压信号，所述电阻R2另一端连接所述开关电源的输入地端。

优选地，所述控制电路包括运放IC3、电阻R12、二极管D3和电容C2，所述运放IC3的正相输入端用于输入所述第一基准电压，所述运放IC3的负相输入端用于输入所述第一电压信号，所述运放IC3的输出端连接所述二极管D3的阳极，所述二极管D3的阴极、所述电阻R12一端和所述电容C2一端连接在一起输出所述第二电压信号，所述电阻R12另一端和所述电容C2另一端用于连接所述开关电源的输入地端。

优选地，所述防反灌驱动电路包括电阻R19、芯片IC6和第一隔离稳压电路；所述第一隔离稳压电路包括四个端口，分别为输入正端口、输入负端口、输出正端口和输出负端口，所述第一隔离稳压电路用于将其输入正端口和输入负端口输入的变化的电压转为相对稳定的电压由其输出正端口和输出负端口输出，所述第一隔离稳压电路的输入正端口用于连接所述开关管Q2另一端，所述第一隔离稳压电路的输入负端口用于连接所述开关电源的输入地端；所述芯片IC6为隔离驱动芯片，所述的芯片IC6包括六个端口，分别为输入端、输出端、供电端、接地端、隔离供电正端和隔离供电负端，所述芯片IC6的输入端同时输入所述第二电压信号和所述第三电压信号，所述芯片IC6的输出端连接所述开关管Q2的栅极，所述芯片IC6的供电端用于输入供电电压，所述芯片IC6的接地端用于连接所述开关电源的输入地端，所述芯片IC6的隔离供电正端连接所述第一隔离稳压电路的输出正端口，所述芯片IC6的隔离供电负端和所述第一隔离稳压电路的输出负端口连接在一起用于连接所述电源装置的输入正端，电阻R19连接在芯片IC6的输出端和芯片IC6的隔离供电负端之间。

优选地，所述防反灌驱动电路包括电阻R19、芯片IC6、二极管D6、电容C5和第二非隔离稳压电路；所述第二非隔离稳压电路包括四个端口，分别为输入正端口、输入负端口、输出正端口和输出负端口，所述第二非隔离稳压电路用于将其输入正端口和输入负端口输入的变化的电压转为相对稳定的电压由其输出正端口和输出负端口输出；所述二极管D6的阳极用于连接所述开关电源的第一辅助绕组Lf1一端，所述二极管D6的阴极和所述电容C5一端同时连接所述第二非隔离稳压电路的输入正端口，所述电容C5另一端和所述第二非隔离稳压电路的输入负端口连接在一起后用于连接所述开关电源的第一辅助绕组Lf1另一端；所述芯片IC6为隔离驱动芯片，所述芯片IC6包括六个端口，分别为输入端、输出端、供电端、接地端、隔离供电正端和隔离供电负端，所述芯片IC6的输入端同时输入所述第二电压信号和所述第三电压信号，所述芯片IC6的输出端连接所述开关管Q2的栅极，所述芯片IC6的供电端用于输入供电电压，所述芯片IC6的接地端用于连接所述开关电源的输入地端，所述芯片IC6的隔离供电正端连接所述第二非隔离稳压电路的输出正端口，所述芯片IC6的隔离供电负端和所述第二非隔离稳压电路的输出负端口连接在一起用于连接所述电源装置的输入正端，电阻R19连接在芯片IC6的输出端和芯片IC6的隔离供电负端之间。

优选地，所述电容放电驱动电路包括电阻R13、电阻R14、电容C3、芯片IC4和第二隔离稳压电路；所述第二隔离稳压电路包括四个端口，分别为输入正端口、输入负端口、输出正端口和输出负端口，所述第二隔离稳压电路用于将其输入正端口和输入负端口输入的变化的电压转为相对稳定的电压由其输出正端口和输出负端口输出，所述第二隔离稳压电路的输入正端口用于连接所述开关管Q2另一端，所述第二隔离稳压电路的输入负端口用于连接所述开关电源的输入地端；所述芯片IC4为隔离驱动芯片，所述的芯片IC4包括六个端口，分别为输入端、输出端、供电端、接地端、隔离供电正端和隔离供电负端，所述电阻R13一端同时输入所述第二电压信号和所述第四电压信号，所述电阻R13另一端同时连接所述电容C3一端和所述芯片IC4的输入端，所述芯片IC4的输出端连接所述开关管Q1的栅极，所述芯片IC4的供电端用于输入供电电压，所述芯片IC4的接地端用于连接所述开关电源的输入地端，所述芯片IC4的隔离供电正端连接所述第二隔离稳压电路的输出正端，所述芯片IC4的隔离供电负端和所述第二隔离稳压电路的输出负端同时连接所述二极管D1的阳极。

优选地，所述电容放电驱动电路包括电阻R13、电阻R14、电容C3、芯片IC4、二极管D7、电容C7和第三非隔离稳压电路；所述第三非隔离稳压电路包括四个端口，分别为输入正端口、输入负端口、输出正端口和输出负端口，所述第三非隔离稳压电路用于将其输入正端口和输入负端口输入的变化的电压转为相对稳定的电压由其输出正端口和输出负端口输出，所述二极管D7的阳极用于连接所述开关电源的第二辅助绕组Lf2一端，所述二极管D7的阴极和所述电容C7一端同时连接所述第三非隔离稳压电路的输入正端口，所述电容C7另一端和所述第三非隔离稳压电路的输入负端口连接在一起用于连接所述开关电源的第二辅助绕组Lf2另一端；所述芯片IC4为隔离驱动芯片，所述芯片IC4包括六个端口，分别为输入端、输出端、供电端、接地端、隔离供电正端和隔离供电负端，所述电阻R13一端同时输入所述第二电压信号和所述第四电压信号，所述电阻R13另一端同时连接所述电容C3一端和所述芯片IC4的输入端，所述芯片IC4的输出端连接所述开关管Q1的栅极，所述芯片IC4的供电端用于输入供电电压，所述芯片IC4的接地端用于连接所述开关电源的输入地端，所述芯片IC4的隔离供电正端连接所述第三非隔离稳压电路的输出正端，所述芯片IC4的隔离供电负端和所述第三非隔离稳压电路的输出负端同时连接所述二极管D1的阳极。

优选地，所述防反灌检测电路包括二极管D4、稳压二极管D5、电阻R15和电阻R16，所述电阻R15一端连接所述二极管D1的阳极，所述电阻R15另一端同时连接所述电阻R16一端、所述二极管D4的阳极和所述稳压二极管D5的阴极，所述二极管D4的阴极同时输出所述第三电压信号和所述第四电压信号，所述电阻R16另一端和所述稳压二极管D5的阳极连接在一起用于连接所述开关电源的输入地端。

进一步地，所述掉电保持电路还包括电感L1，所述开关管Q2另一端和所述二极管D1的阴极连接在一起后连接所述电感L1一端，所述电感L1另一端用于连接所述开关电源的输入正端。

作为本实用新型的第二个方面，所提供的电源装置的实施例技术方案如下：

电源装置，所述电源装置包括开关电源，所述开关电源的输入电压下降至欠压保护点时会关断进入保护状态，其中：所述电源装置包括上述第一个方面中任一项所述掉电保持电路。

进一步地，将所述电容C1外置。

与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益效果：

1、由电容充电电路为电容C1充电储能，可满足无辅助绕组的现有开关电源产品或无变压器的开关电源产品，拓展掉电保持电路应用的范围；

2、将防反灌二极管替换为开关管Q2，解决了防反灌二极管器件温升高的问题，从而提高开关电源效率、优化铁路电源的高温工作特性和提高铁路电源及其相同的可靠性；

3、开关电源正常工作时，开关管Q1关断，由于给储能电容C1储能的过程没有对开关电源工作产生影响，因此不会带来效率和可靠性降低的问题；

4、由于储能电容C1存储的能量不会受到输入电压的变化而变化，非常适合超宽输入电压而且有低压输入情况存在的电源解决方案；

5、对于隔离型DC-DC变换器，可采用辅助绕组与副边绕组耦合，采用单级式拓扑实现电路；

6、储能电容C1的电压可以升至较高，可选择容量较小的储能电容实现掉电保持时间的延长，降低了电源装置的体积；

7、开关电源输入电压跌出正常输入范围时，开关管Q2关断经过一延时时间后才控制开关管Q1导通，能避免储能电容C1对电源装置的输入正端放电，采用该控制逻辑，相对于两级方案而言，电路可靠性和效率均大幅提高；

8、对于超宽输入开关电源的应用，无论输入电压是多少，都可以采用同一套***电路解决掉电保持时间的问题，给电源装置应用带来极大的方便；

9、开关电源输入电压跌出正常输入范围时，防反灌检测电路能保持此开关管Q2关断的状态以及开关管Q1导通的状态，直至开关电源的输入电压下降至欠压保护点，从而可以根据开关电源产品的欠压点调节而自动进行跟随调节，保证各种欠压状态下都能实现掉电延时控制。

附图说明

图1为现有技术CN112615425A的电路结构图。

图2为本实用新型第一实施例的掉电保持电路应用于电源装置的电路框图。

图3为图2电路框图的第一种具体实现电路图；

图4为图2电路框图的第二种具体实现电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中描述的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列元器件、单元电路或控制时序不必限于清楚地列出的那些元器件、单元电路或控制时序，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些电路固有的元器件、单元电路或控制时序。

另外，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应该理解的是，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件；当描述有步骤接续至另一步骤时，该步骤可直接接续至该另一步骤，或者通过第三步骤接续至该另一步骤。

第一实施例

本实施例提供的为一种掉电保持电路，图2为本实用新型第一实施例的掉电保持电路应用于电源装置的电路框图，请参见图2，本实施例的掉电保持电路，应用于电源装置，电源装置包括开关电源，开关电源的输入电压下降至欠压保护点时会关断进入保护状态，其中，掉电保持电路包括：

开关管Q1、开关管Q2、二极管D1、电容C1、电容充电电路、输入电压检测电路、控制电路、防反灌驱动电路、电容放电驱动电路和防反灌检测电路；

开关管Q2一端用于连接电源装置的输入正端+Vin，开关管Q2另一端和二极管D1的阴极连接在一起用于连接开关电源的输入正端，二极管D1的阳极连接开关管Q1一端，开关管Q1另一端连接电容C1一端，电容C1另一端用于连接电源装置的输入负端-Vin和开关电源的输入地端GND；

开关电源正常工作时，开关管Q2导通，开关管Q1关断，电容充电电路为电容C1充电储能；

开关电源输入电压跌出正常输入范围时，输入电压检测电路输出表征开关电源输入电压大小的第一电压信号Vin1，控制电路将第一电压信号Vin1与第一基准电压REF1进行比较，产生第二电压信号Vin2，防反灌驱动电路依据第二电压信号Vin2控制开关管Q2关断，经过一延时时间后电容放电驱动电路依据第二电压信号Vin2控制开关管Q1导通，电容C1开始放电，防反灌检测电路用于产生第三电压信号Vf1保持此状态下开关管Q2关断的状态以及产生第四电压信号Vf2保持此状态下开关管Q1导通的状态，直至开关电源的输入电压下降至欠压保护点。

其中开关管Q1和开关管Q2为MOS管，本领域的技术人员也可以修改为实现相同功能的其它器件，包括但不限于IGBT、可控硅、继电器等。

其中的电容C1可以为陶瓷电容，也可以为电解电容，优选为电解电容，具体如何选择，本实施例不做限制。

本实施例的掉电保持电路所应用的电源装置中的开关电源包括但不限于反激拓扑类型的单级开关电源，也可以是两级类型的开关电源，包括但不限于BOOST拓扑电路+反激拓扑电路、BOOST拓扑电路+半桥拓扑电路，只要能够实现将宽输入电压转换为相对稳定输出电压即可。开关电源具有欠压控制端口BO，当控制电路输出低电平时通过该开关电源欠压控制端口BO使得开关电源关断，开关电源无输出。

图3为图2电路框图的第一种具体实现电路图、图4为图2电路框图的第二种具体实现电路图。

请参见图3和图4，其中，电容充电电路包括第一非隔离稳压电路，第一非隔离稳压电路包括三个端口，分别为输入正端口、输出正端口和接地端口，第一非隔离稳压电路用于将其输入端口和接地端口输入的变化的电压转为相对稳定的电压由其输出端口和接地端口输出，第一非隔离稳压电路的输入正端口用于连接开关管Q2另一端，第一非隔离稳压电路的输出正端口连接电容C1一端，第一非隔离稳压电路的接地端口用于连接开关电源的输入地端；其中的第一非隔离稳压电路能将其输入正端口和输入负端口输入的变化的电压转为相对稳定的电压由其输出正端口和输出负端口输出即可，包括但不限于反激拓扑类型的电路、FLY-BUCK的电路等。

请参见图3和图4，其中，输入电压检测电路包括电阻R1和电阻R2,的电阻R1一端用于连接开关管Q2另一端，电阻R1的另一端和电阻R2一端连接在一起用于输出第一电压信号，电阻R2另一端连接开关电源的输入地端。

请参见图3和图4，其中，控制电路包括运放IC3、电阻R12、二极管D3和电容C2，运放IC3的正相输入端用于输入第一基准电压，运放IC3的负相输入端用于输入第一电压信号，运放IC3的输出端连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极、电阻R12一端和电容C2一端连接在一起输出第二电压信号，电阻R12另一端和电容C2另一端用于连接开关电源的输入地端；其中运放IC3可选择独立的运放，也可选择集成的双运放，如LM2904；进一步地，控制电路还包括电阻R11，电阻R11一端连接运放IC3的正相输入端，电阻R11另一端连接所述运放IC3的输出端，电阻R11起回差作用，避免电源装置正输入端+Vin的电压波动引起误动作，改善电源装置的性能。

请继续参见图3和图4，其中，控制电路还提供了一种开关电源输入欠压保护电路以及基准电压产生电路。具体地：

输入欠压保护电路包括：运放IC2、电阻R10和二极管D2，运放IC2的正相输入端用于输入第一电压信号Vin1，运放IC2的负相输入端用于输入第二基准电压REF2，运放IC2的输出端连接二极管D2的阴极，电阻R10连接在运放IC2的正相输入端和运放IC2的输出端之间，二极管D2的阳极连接开关电源的欠压控制端口BO，使得当第一电压信号Vin1小于第二基准电压REF2时(即开关电源的输入电压下降至欠压保护点时)，开关电源关断进入保护状态；其中运放IC2可选择独立的运放，也可选择集成的双运放，如LM2904；

基准电压产生电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9和芯片IC1，电阻R3的一端用于输入稳定的供电电压VDD，电阻R3的另一端接芯片IC1的阴极，芯片IC1的阳极接开关电源的输入地端GND，其中的芯片IC1为比较器芯片，通过与内部基准电压比较，可以使得芯片IC1阴极得到稳定输出电压，如为TL431芯片。电阻R4连接于芯片IC1的阴极和芯片IC1的基准端之间，电阻R5连接于芯片IC1的基准端和开关电源的输入地端GND之间；电阻R6连接于芯片IC1的阴极和第一基准电压REF1输出端之间，电阻R7连接于第一基准电压REF1输出端和开关电源的输入地端GND之间；电阻R8连接于芯片IC1的阴极和第二基准电压REF2输出端之间，电阻R9连接于第二基准电压REF2输出端和开关电源的输入地端GND之间。

请参见图3，其中，防反灌驱动电路包括电阻R19、芯片IC6和第一隔离稳压电路；第一隔离稳压电路包括四个端口，分别为输入正端口、输入负端口、输出正端口和输出负端口，第一隔离稳压电路用于将其输入正端口和输入负端口输入的变化的电压转为相对稳定的电压由其输出正端口和输出负端口输出，第一隔离稳压电路的输入正端口用于连接开关管Q2另一端，第一隔离稳压电路的输入负端口用于连接开关电源的输入地端；芯片IC6为隔离驱动芯片，的芯片IC6包括六个端口，分别为输入端HI、输出端HO、供电端VDD、接地端GND、隔离供电正端VB和隔离供电负端VS，芯片IC6的输入端同时输入第二电压信号和第三电压信号，芯片IC6的输出端连接开关管Q2的栅极，芯片IC6的供电端用于输入供电电压，芯片IC6的接地端用于连接开关电源的输入地端，芯片IC6的隔离供电正端连接第一隔离稳压电路的输出正端口，芯片IC6的隔离供电负端和第一隔离稳压电路的输出负端口连接在一起用于连接电源装置的输入正端，电阻R19连接在芯片IC6的输出端和芯片IC6的隔离供电负端之间，起放电作用；其中的第一隔离稳压电路能将其输入正端口和输入负端口输入的变化的电压转为相对稳定的电压由其输出正端口和输出负端口输出即可，包括但不限于反激拓扑类型的电路、FLY-BUCK的隔离电路等；进一步地，防反灌驱动电路还包括电容C6，电容C6连接在芯片IC6的隔离供电正端和芯片IC6的隔离供电负端之间，起滤波作用，减小干扰。

请参见图4，其中，防反灌驱动电路为另一种方案，包括电阻R19、芯片IC6、二极管D6、电容C5和第二非隔离稳压电路；第二非隔离稳压电路包括四个端口，分别为输入正端口、输入负端口、输出正端口和输出负端口，第二非隔离稳压电路用于将其输入正端口和输入负端口输入的变化的电压转为相对稳定的电压由其输出正端口和输出负端口输出；二极管D6的阳极用于连接开关电源的第一辅助绕组Lf1一端，二极管D6的阴极和电容C5一端同时连接第二非隔离稳压电路的输入正端口，电容C5另一端和第二非隔离稳压电路的输入负端口同时连接开关电源的第一辅助绕组Lf1另一端；芯片IC6为隔离驱动芯片，芯片IC6包括六个端口，分别为输入端HI、输出端HO、供电端VDD、接地端GND、隔离供电正端VB和隔离供电负端VS，芯片IC6的输入端同时输入第二电压信号和第三电压信号，芯片IC6的输出端连接开关管Q2的栅极，芯片IC6的供电端用于输入供电电压，芯片IC6的接地端用于连接开关电源的输入地端，芯片IC6的隔离供电正端连接第二非隔离稳压电路的输出正端口，芯片IC6的隔离供电负端和第二非隔离稳压电路的输出负端口连接在一起用于连接电源装置的输入正端，电阻R19连接在芯片IC6的输出端和芯片IC6的隔离供电负端之间，起放电作用；其中第一辅助绕组Lf1优选耦合开关电源的输出电压，以便经过二极管D6和电容C5整流后得到相对稳定的电压为第二非隔离稳压电路供电，第二非隔离稳压电路只需要能将第一辅助绕组Lf1经过整半波整流后的电压转为相对稳定输出电压即可，包括但不限于线性稳压电路、BUCK电路等；进一步地，防反灌驱动电路还包括电容C6，电容C6连接在芯片IC6的隔离供电正端和芯片IC6的隔离供电负端之间，起滤波作用，减小干扰。

请参见图3，电容放电驱动电路包括电阻R13、电阻R14、电容C3、芯片IC4和第二隔离稳压电路；第二隔离稳压电路包括四个端口，分别为输入正端口、输入负端口、输出正端口和输出负端口，第二隔离稳压电路用于将其输入正端口和输入负端口输入的变化的电压转为相对稳定的电压由其输出正端口和输出负端口输出，第二隔离稳压电路的输入正端口用于连接开关管Q2另一端，第二隔离稳压电路的输入负端口用于连接开关电源的输入地端；芯片IC4为隔离驱动芯片，的芯片IC4包括六个端口，分别为输入端HI、输出端HO、供电端VDD、接地端GND、隔离供电正端VB和隔离供电负端VS，电阻R13一端同时输入第二电压信号和第四电压信号，电阻R13另一端同时连接电容C3一端和芯片IC4的输入端，芯片IC4的输出端连接开关管Q1的栅极，芯片IC4的供电端用于输入供电电压，芯片IC4的接地端用于连接开关电源的输入地端，芯片IC4的隔离供电正端连接第二隔离稳压电路的输出正端，芯片IC4的隔离供电负端和第二隔离稳压电路的输出负端同时连接二极管D1的阳极；其中的第二隔离稳压电路能将其输入正端口和输入负端口输入的变化的电压转为相对稳定的电压由其输出正端口和输出负端口输出即可，包括但不限于反激拓扑类型的电路、FLY-BUCK的隔离电路等；进一步地，电容放电驱动电路还包括电容C4，电容C4连接在芯片IC4的隔离供电正端和芯片IC4的隔离供电负端之间，起滤波作用，减小干扰。

请参见图4，其中，电容放电驱动电路为另一种方案，包括电阻R13、电阻R14、电容C3、芯片IC4、二极管D7、电容C7和第三非隔离稳压电路；第三非隔离稳压电路包括四个端口，分别为输入正端口、输入负端口、输出正端口和输出负端口，第三非隔离稳压电路用于将其输入正端口和输入负端口输入的变化的电压转为相对稳定的电压由其输出正端口和输出负端口输出，二极管D7的阳极用于连接开关电源的第二辅助绕组Lf2一端，二极管D7的阴极和电容C7一端同时连接第三非隔离稳压电路的输入正端口，电容C7另一端和第二非隔离稳压电路的输入负端口连接在一起用于连接开关电源的第二辅助绕组Lf2另一端；芯片IC4为隔离驱动芯片，芯片IC4包括六个端口，分别为输入端HI、输出端HO、供电端VDD、接地端GND、隔离供电正端VB和隔离供电负端VS，电阻R13一端同时输入第二电压信号和第四电压信号，电阻R13另一端同时连接电容C3一端和芯片IC4的输入端，芯片IC4的输出端连接开关管Q1的栅极，芯片IC4的供电端用于输入供电电压，芯片IC4的接地端用于连接开关电源的输入地端，芯片IC4的隔离供电正端连接第三非隔离稳压电路的输出正端，芯片IC4的隔离供电负端和第三非隔离稳压电路的输出负端同时连接二极管D1的阳极；其中第二辅助绕组Lf2优选耦合开关电源的输出电压，以便经过二极管D7和电容C7整流后得到相对稳定的电压为第三非隔离稳压电路供电，第三非隔离稳压电路只需要能将第二辅助绕组Lf2经过整半波整流后的电压转为相对稳定输出电压即可，包括但不限于线性稳压电路、BUCK电路等；进一步地，电容放电驱动电路还包括电容C4，电容C4连接在芯片IC4的隔离供电正端和芯片IC4的隔离供电负端之间，起滤波作用，减小干扰。

请参见图3和图4，其中，防反灌检测电路包括二极管D4、稳压二极管D5、电阻R15和电阻R16，电阻R15一端连接二极管D1的阳极，电阻R15另一端同时连接电阻R16一端、二极管D4的阳极和稳压二极管D5的阴极，二极管D4的阴极同时输出第三电压信号和第四电压信号，电阻R16另一端和稳压二极管D5的阳极连接在一起用于连接开关电源的输入地端。该防反灌检测电路的信号检测独立于开关管Q2的工作状态，当电容C1已处于放电状态，开关管Q2还在导通的情况下，避免了信号检测失效的问题。

请参见图2至图4，进一步地，掉电保持电路还包括电感L1，开关管Q2另一端和二极管D1的阴极连接在一起后连接电感L1一端，电感L1另一端用于连接开关电源的输入正端，增加电感L1的目的在于减小电容C1放电的冲击电流，避免损坏开关电源内部器件。

图3和图4电路的工作原理如下：

在开关电源产品正常工作时，电容充电电路对储能电容C1进行充电储能。输入检测电路对输入端口Vg进行电压检测，当输入端口Vg跌出正常输入范围时，输入检测电路输出第一电压信号Vin1。控制电路接受第一电压信号Vin1，并与第一基准电压REF1比较，产生高电平的第二电压信号Vin2。防反灌驱动电路接受第二电压信号Vin2，输出低电平信号VG2使得开关管Q2关断。同时电容放电驱动电路接受第二电压信号Vin2，经过电阻R13和电容C3组成的延时电路延时和产生隔离驱动的高电平电压信号VG1，使得开关管Q1导通。储能电容C1通过电感L1对开关电源放电，此时开关管Q2已提前关断，避免储能电容C1对电源装置的输入正端+Vin放电。储能电容C1对开关电源放电时开关管Q2另一端的电压Vg会先上升后下降，当第一电压信号Vin1电压大于第一基准电压REF1时，芯片IC3输出低电平，第二电压信号Vin2电压会逐渐下降，使得开关管Q1关断，储能电容C1停止放电。本实施例为解决此问题，增加了防反灌检测电路，当储能电容C1放电时，二极管D1正向导通，使得二极管D1的阴极电压VD1升高，防反灌检测电路输出高电平，进而维持电容放电驱动电路的第四电压信号Vf2和防反灌驱动电路的第三电压信号Vf1为高电平，使得开关管Q1继续保持导通状态和开关管Q2继续保持关断状态，保证储能电容C1继续保持放电状态，直到开关管Q2另一端的电压Vg电压下降到开关电源的欠压保护点才会结束，通过控制开关电源的欠压控制端口使得开关电源关断，开关电源产品的欠压点调节而自动进行跟随调节，保证各种欠压状态下都能实现掉电延时控制。电阻R10和电阻R11起到调节欠压回差的作用，避免输入电压小的波动引起控制电路工作异常。

第二实施例

本实施例提供的为一种电源装置,电源装置包括开关电源，开关电源的输入电压下降至欠压保护点时会关断进入保护状态，其中：电源装置还包括第一实施例中任一项掉电保持电路。

进一步地，将电容C1外置，即电源装置被封装成了一个产品，里面没有电容C1，而是在用户的电路板上安装电容C1。

以上仅为本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，对于实现这一功能的所有电路的更改，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (12)

1.一种掉电保持电路，应用于电源装置，所述电源装置包括开关电源，所述开关电源的输入电压下降至欠压保护点时会关断进入保护状态，其特征在于，所述掉电保持电路包括：

开关管Q1、开关管Q2、二极管D1、电容C1、电容充电电路、输入电压检测电路、控制电路、防反灌驱动电路、电容放电驱动电路和防反灌检测电路；

所述开关管Q2一端用于连接所述电源装置的输入正端，所述开关管Q2另一端和所述二极管D1的阴极连接在一起用于连接所述开关电源的输入正端，所述二极管D1的阳极连接所述开关管Q1一端，所述开关管Q1另一端连接所述电容C1一端，所述电容C1另一端用于连接所述电源装置的输入负端和所述开关电源的输入地端；

所述开关电源正常工作时，所述开关管Q2导通，所述开关管Q1关断，所述电容充电电路为所述电容C1充电储能；

所述开关电源输入电压跌出正常输入范围时，所述输入电压检测电路输出表征所述开关电源输入电压大小的第一电压信号，所述控制电路将所述第一电压信号与第一基准电压进行比较，产生第二电压信号，所述防反灌驱动电路依据所述第二电压信号控制所述开关管Q2关断，经过一延时时间后所述电容放电驱动电路依据所述第二电压信号控制所述开关管Q1导通，所述电容C1开始放电，所述防反灌检测电路用于产生第三电压信号保持此状态下所述开关管Q2关断的状态以及产生第四电压信号保持此状态下所述开关管Q1导通的状态，直至所述开关电源的输入电压下降至所述欠压保护点。

2.根据权利要求1所述掉电保持电路，其特征在于，所述电容充电电路包括第一非隔离稳压电路，所述第一非隔离稳压电路包括三个端口，分别为输入正端口、输出正端口和接地端口，所述第一非隔离稳压电路用于将其输入端口和接地端口输入的变化的电压转为相对稳定的电压由其输出端口和接地端口输出，所述第一非隔离稳压电路的输入正端口用于连接所述开关管Q2另一端，所述第一非隔离稳压电路的输出正端口连接所述电容C1一端，所述第一非隔离稳压电路的接地端口用于连接所述开关电源的输入地端。

3.根据权利要求1所述掉电保持电路，其特征在于：所述输入电压检测电路包括电阻R1和电阻R2,所述的电阻R1一端用于连接所述开关管Q2另一端，所述电阻R1的另一端和所述电阻R2一端连接在一起用于输出所述第一电压信号，所述电阻R2另一端连接所述开关电源的输入地端。

4.根据权利要求1所述掉电保持电路，其特征在于：所述控制电路包括运放IC3、电阻R12、二极管D3和电容C2，所述运放IC3的正相输入端用于输入所述第一基准电压，所述运放IC3的负相输入端用于输入所述第一电压信号，所述运放IC3的输出端连接所述二极管D3的阳极，所述二极管D3的阴极、所述电阻R12一端和所述电容C2一端连接在一起输出所述第二电压信号，所述电阻R12另一端和所述电容C2另一端用于连接所述开关电源的输入地端。

5.根据权利要求1所述掉电保持电路，其特征在于：所述防反灌驱动电路包括电阻R19、芯片IC6和第一隔离稳压电路；所述第一隔离稳压电路包括四个端口，分别为输入正端口、输入负端口、输出正端口和输出负端口，所述第一隔离稳压电路用于将其输入正端口和输入负端口输入的变化的电压转为相对稳定的电压由其输出正端口和输出负端口输出，所述第一隔离稳压电路的输入正端口用于连接所述开关管Q2另一端，所述第一隔离稳压电路的输入负端口用于连接所述开关电源的输入地端；所述芯片IC6为隔离驱动芯片，所述的芯片IC6包括六个端口，分别为输入端、输出端、供电端、接地端、隔离供电正端和隔离供电负端，所述芯片IC6的输入端同时输入所述第二电压信号和所述第三电压信号，所述芯片IC6的输出端连接所述开关管Q2的栅极，所述芯片IC6的供电端用于输入供电电压，所述芯片IC6的接地端用于连接所述开关电源的输入地端，所述芯片IC6的隔离供电正端连接所述第一隔离稳压电路的输出正端口，所述芯片IC6的隔离供电负端和所述第一隔离稳压电路的输出负端口连接在一起用于连接所述电源装置的输入正端，电阻R19连接在芯片IC6的输出端和芯片IC6的隔离供电负端之间。

6.根据权利要求1所述掉电保持电路，其特征在于：所述防反灌驱动电路包括电阻R19、芯片IC6、二极管D6、电容C5和第二非隔离稳压电路；所述第二非隔离稳压电路包括四个端口，分别为输入正端口、输入负端口、输出正端口和输出负端口，所述第二非隔离稳压电路用于将其输入正端口和输入负端口输入的变化的电压转为相对稳定的电压由其输出正端口和输出负端口输出；所述二极管D6的阳极用于连接所述开关电源的第一辅助绕组Lf1一端，所述二极管D6的阴极和所述电容C5一端同时连接所述第二非隔离稳压电路的输入正端口，所述电容C5另一端和所述第二非隔离稳压电路的输入负端口连接在一起后用于连接所述开关电源的第一辅助绕组Lf1另一端；所述芯片IC6为隔离驱动芯片，所述芯片IC6包括六个端口，分别为输入端、输出端、供电端、接地端、隔离供电正端和隔离供电负端，所述芯片IC6的输入端同时输入所述第二电压信号和所述第三电压信号，所述芯片IC6的输出端连接所述开关管Q2的栅极，所述芯片IC6的供电端用于输入供电电压，所述芯片IC6的接地端用于连接所述开关电源的输入地端，所述芯片IC6的隔离供电正端连接所述第二非隔离稳压电路的输出正端口，所述芯片IC6的隔离供电负端和所述第二非隔离稳压电路的输出负端口连接在一起用于连接所述电源装置的输入正端，电阻R19连接在芯片IC6的输出端和芯片IC6的隔离供电负端之间。

7.根据权利要求1所述掉电保持电路，其特征在于：所述电容放电驱动电路包括电阻R13、电阻R14、电容C3、芯片IC4和第二隔离稳压电路；所述第二隔离稳压电路包括四个端口，分别为输入正端口、输入负端口、输出正端口和输出负端口，所述第二隔离稳压电路用于将其输入正端口和输入负端口输入的变化的电压转为相对稳定的电压由其输出正端口和输出负端口输出，所述第二隔离稳压电路的输入正端口用于连接所述开关管Q2另一端，所述第二隔离稳压电路的输入负端口用于连接所述开关电源的输入地端；所述芯片IC4为隔离驱动芯片，所述的芯片IC4包括六个端口，分别为输入端、输出端、供电端、接地端、隔离供电正端和隔离供电负端，所述电阻R13一端同时输入所述第二电压信号和所述第四电压信号，所述电阻R13另一端同时连接所述电容C3一端和所述芯片IC4的输入端，所述芯片IC4的输出端连接所述开关管Q1的栅极，所述芯片IC4的供电端用于输入供电电压，所述芯片IC4的接地端用于连接所述开关电源的输入地端，所述芯片IC4的隔离供电正端连接所述第二隔离稳压电路的输出正端，所述芯片IC4的隔离供电负端和所述第二隔离稳压电路的输出负端同时连接所述二极管D1的阳极。

8.根据权利要求1所述掉电保持电路，其特征在于：所述电容放电驱动电路包括电阻R13、电阻R14、电容C3、芯片IC4、二极管D7、电容C7和第三非隔离稳压电路；所述第三非隔离稳压电路包括四个端口，分别为输入正端口、输入负端口、输出正端口和输出负端口，所述第三非隔离稳压电路用于将其输入正端口和输入负端口输入的变化的电压转为相对稳定的电压由其输出正端口和输出负端口输出，所述二极管D7的阳极用于连接所述开关电源的第二辅助绕组Lf2一端，所述二极管D7的阴极和所述电容C7一端同时连接所述第三非隔离稳压电路的输入正端口，所述电容C7另一端和所述第三非隔离稳压电路的输入负端口连接在一起用于连接所述开关电源的第二辅助绕组Lf2另一端；所述芯片IC4为隔离驱动芯片，所述芯片IC4包括六个端口，分别为输入端、输出端、供电端、接地端、隔离供电正端和隔离供电负端，所述电阻R13一端同时输入所述第二电压信号和所述第四电压信号，所述电阻R13另一端同时连接所述电容C3一端和所述芯片IC4的输入端，所述芯片IC4的输出端连接所述开关管Q1的栅极，所述芯片IC4的供电端用于输入供电电压，所述芯片IC4的接地端用于连接所述开关电源的输入地端，所述芯片IC4的隔离供电正端连接所述第三非隔离稳压电路的输出正端，所述芯片IC4的隔离供电负端和所述第三非隔离稳压电路的输出负端同时连接所述二极管D1的阳极。

9.根据权利要求1所述掉电保持电路，其特征在于：所述防反灌检测电路包括二极管D4、稳压二极管D5、电阻R15和电阻R16，所述电阻R15一端连接所述二极管D1的阳极，所述电阻R15另一端同时连接所述电阻R16一端、所述二极管D4的阳极和所述稳压二极管D5的阴极，所述二极管D4的阴极同时输出所述第三电压信号和所述第四电压信号，所述电阻R16另一端和所述稳压二极管D5的阳极连接在一起用于连接所述开关电源的输入地端。

10.根据权利要求1至9任一项所述掉电保持电路，其特征在于：所述掉电保持电路还包括电感L1，所述开关管Q2另一端和所述二极管D1的阴极连接在一起后连接所述电感L1一端，所述电感L1另一端用于连接所述开关电源的输入正端。

11.一种电源装置，所述电源装置包括开关电源，所述开关电源的输入电压下降至欠压保护点时会关断进入保护状态，其特征在于：所述电源装置还包括权利要求1至10任一项所述掉电保持电路。

12.根据权利要求11所述电源装置，其特征在于：将所述电容C1外置。