專利名稱：異常高電壓保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型異常高電壓保護(hù)電路，具體涉及一種開(kāi)關(guān)電源輸入異常高電壓保護(hù)的電路。
背景技術(shù)：
目前，由于市電的不穩(wěn)定性，特別是當(dāng)有異常高壓存在或者單相電錯(cuò)誤接入三相電的情況時(shí)，會(huì)出現(xiàn)由于高壓造成電源元件燒壞，或者電源元件沒(méi)有損壞、但導(dǎo)致其他AC 元件損壞的情況，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)火災(zāi)等特大事故。給生產(chǎn)廠家及消費(fèi)者都帶來(lái)很大的損失。針對(duì)上述情況，有人進(jìn)行對(duì)異常電壓方面的嘗試和研究，改善及對(duì)策，但這些改善的方法往往局限于低頻變壓器回路上。其具體改善方法如下(1)采用比較器及穩(wěn)壓REG IC等，此種方法所需元器件較多，而且其回路復(fù)雜，制作成本較高，且節(jié)能性差；(2)利用機(jī)器關(guān)聯(lián)內(nèi)部MCU及比較器，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換進(jìn)行是否過(guò)壓的判斷，過(guò)壓保護(hù)的情況下，整機(jī)停止工作；(3)直接采用繼電器及穩(wěn)壓二極管的方式進(jìn)行過(guò)電壓保護(hù)?，F(xiàn)有技術(shù)中，隨著各國(guó)政府對(duì)環(huán)境保護(hù)及節(jié)能方面要求的嚴(yán)格，相對(duì)節(jié)能的開(kāi)關(guān)電源變壓器電源回路越來(lái)越普及。由于高頻開(kāi)關(guān)電源回路的輸出和AC電源輸入關(guān)系不大， 因此開(kāi)關(guān)電源的異常高電壓保護(hù)方式相對(duì)較少，市售的開(kāi)關(guān)電源的保護(hù)大多數(shù)局限于電源 IC廠家提供的過(guò)電流保護(hù)(OCP)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)(OLP)。而電源IC廠家提供的電源IC的過(guò)電流保護(hù)(OCP)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)(OLP)功能僅局限于開(kāi)關(guān)電源變壓器二次側(cè)的DC電壓輸出出現(xiàn)由于短路或其他原因造成電流或負(fù)載異常的情況下，電源IC自身會(huì)停止工作，從而使開(kāi)關(guān)電源變壓器沒(méi)有DC電壓輸出，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了電器的保護(hù)。但是，當(dāng)市電電壓出現(xiàn)異常高電壓時(shí)，卻不能進(jìn)行保護(hù)，可能造成電源IC及其他AC元件的燒損，甚至出現(xiàn)火災(zāi)等特重大事故。因此，開(kāi)發(fā)一種保護(hù)全面的開(kāi)關(guān)電源輸入異常高電壓保護(hù)電路迫在眉睫。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種異常高電壓保護(hù)電路，該異常高電壓保護(hù)電路能廣泛地使用在家用電器的開(kāi)關(guān)電源回路中，其所使用的元器件少、成本低廉、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，且開(kāi)關(guān)反應(yīng)速度快，保護(hù)更為全面。為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型是按以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型所述的異常高電壓保護(hù)電路，包括AC電源回路，與AC電源回路連接的整流平滑穩(wěn)壓回路，所述整流平滑穩(wěn)壓回路的輸出端依次連接有采樣回路，比較回路，控制回路及開(kāi)關(guān)電源回路，所述開(kāi)關(guān)電源回路包括開(kāi)關(guān)電源變壓器以及連接在開(kāi)關(guān)電源變壓器上的電源IC及相關(guān)的外圍元器件，所述采樣回路、比較回路對(duì)應(yīng)地連接在開(kāi)關(guān)電源變壓器的一次側(cè)。[0012]作為上述技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述采樣回路包括分壓電阻Rl、R2、R3，該三個(gè)分壓電阻連接在整流平滑穩(wěn)壓回路的輸出端與電源的接地端之間。在本實(shí)用新型中，所述比較回路包括三極管Q1，其中三極管Ql的基極b連接在分壓電阻R2、R3位置，其集電極c與整流平滑穩(wěn)壓回路的輸出端之間串聯(lián)有電阻R5、R6，且集電極c還與控制回路連接，所述三極管Ql的發(fā)射極e接地、且與電源IC對(duì)應(yīng)連接。作為上述技術(shù)的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述控制回路包括連接在電源IC的控制電壓輸入端VCC與三極管Ql的集電極C之間的DC控制開(kāi)關(guān)元件，或/和連接在電源IC的反饋信號(hào)端FB與三極管Ql的集電極c之間的DC控制開(kāi)關(guān)元件。在本實(shí)用新型中，所述DC控制開(kāi)關(guān)元件為可控硅或光電耦合器或繼電器。具體來(lái)說(shuō)，所述控制回路包括連接在電源IC的控制電壓輸入端VCC與三極管Ql 的集電極c之間的DC控制開(kāi)關(guān)元件，或/和連接在電源IC的反饋信號(hào)端FB與三極管Ql 的集電極c之間的DC控制開(kāi)關(guān)元件。此外，在本實(shí)用新型中，所述AC電源回路包括依次連接的AC電源、保險(xiǎn)絲、壓敏電阻ZNR及相關(guān)的濾波電路元件和XY電容。所述整流平滑穩(wěn)壓回路包括依次連接的整流器 DB及電解電容C106。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是(1)本實(shí)用新型在開(kāi)關(guān)電源變壓器一次側(cè)進(jìn)行高電壓保護(hù)，使得當(dāng)市電電壓出現(xiàn)異常高電壓時(shí)也能及時(shí)進(jìn)行保護(hù)，避免電源IC及其他AC元件在市壓異常時(shí)燒壞的危險(xiǎn)，有效地保護(hù)了電源IC及AC元件安全使用性能，保護(hù)相對(duì)全面，能廣泛地使用在家用電器的開(kāi)關(guān)電源回路，對(duì)異常電壓進(jìn)行及時(shí)有效的保護(hù)；(2)本實(shí)用新型異常高電壓保護(hù)電路中所需元器件少，制作成本低廉，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，且開(kāi)關(guān)反應(yīng)速度快，更能符合當(dāng)前節(jié)能環(huán)保的需求，實(shí)用性好。

圖1是本實(shí)用新型所述異常高電壓保護(hù)電路原理框圖。圖2是本實(shí)用新型所述異常高電壓保護(hù)電路圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型所述的異常高電壓保護(hù)電路，包括AC電源回路1，與AC電源回路1連接的整流平滑穩(wěn)壓回路2，所述整流平滑穩(wěn)壓回路2的輸出端依次連接有采樣回路3，比較回路4，控制回路5及開(kāi)關(guān)電源回路6，所述開(kāi)關(guān)電源回路6包括開(kāi)關(guān)電源變壓器以及連接在開(kāi)關(guān)電源變壓器上的電源IC及相關(guān)的外圍電路元器件，所述采樣回路3、比較回路4對(duì)應(yīng)地連接在開(kāi)關(guān)電源變壓器的一次側(cè)。如圖2所示，所述AC電源回路1包括依次連接的AC電源、保險(xiǎn)絲和壓敏電阻ZNR 及相關(guān)的濾波器和XY電容等；所述整流平滑穩(wěn)壓回路2包括依次連接的整流器DB及電解電容C106。由圖2可知，所述采樣回路3包括分壓電阻R1、R2、R3，該三個(gè)分壓電阻R1、R2、R3 對(duì)應(yīng)連接在整流平滑穩(wěn)壓回路2的輸出端與電源的接地端之間。所述比較回路4包括三極管Q1，其中三極管Ql的基極b連接在分壓電阻R2和R3之間位置，其集電極c與整流平滑穩(wěn)壓回路2的輸出端之間串聯(lián)有電阻R5、R6，且集電極c還與控制回路5連接，所述三極管 Ql的發(fā)射極e接地、且與電源IC對(duì)應(yīng)連接。所述開(kāi)關(guān)電源回路6具體包括開(kāi)關(guān)電源變壓器TlOl及電源IC，所述電源IC包括有控制電壓輸入端VCC、反饋信號(hào)端FB和過(guò)電流保護(hù)端S/0CP、電源IC的漏極端D及起動(dòng)電流入力端STARTUP、其中開(kāi)關(guān)變壓器TlOl的一次側(cè)通過(guò)電容C105、電阻R103及二極管D102 連接在比較回路的輸出端和電源IC的漏極端D上；所述電源IC的過(guò)電流保護(hù)端S/0CP連接有RlOl并接地，所述電源IC的漏極端D通過(guò)電容ClOl接地，所述電源IC的反饋信號(hào)端 FB通過(guò)二極管ZDl及電容C102連接并接地。在本實(shí)用新型中，所述控制回路5包括連接在電源IC的控制電壓輸入端VCC的可控硅SCR2、連接在電源IC反饋信號(hào)端FB上的可控硅SCRl，該可控硅SCR2及SCRl的另一端均連接在三極管Ql是集電極c端。具體是所述可控硅SCRl通過(guò)電容C103連接在電源 IC反饋信號(hào)端FB的接地端；所述可控硅SCR2通過(guò)電容C104、二極管DlOl及電阻R102連接在開(kāi)關(guān)電源變壓器TlOl的一次側(cè)。當(dāng)然，本實(shí)用新型中使用的可控硅也可以為光電耦合器或繼電器等DC控制元件， 而且所述可控硅或者其他DC控制元件(例如光電耦合器或繼電器)還可以只連接在電源 IC的控制電壓輸入端VCC或連接在電源IC的反饋信號(hào)端FB，即可以根據(jù)需要選擇單一保護(hù)(如只采用控制開(kāi)關(guān)電源IC的控制電壓輸入端VCC的方法，或只采用控制開(kāi)關(guān)電源IC 的反饋信號(hào)端FB的方法)，或兩重保護(hù)。由于可控硅(或其他DC控制開(kāi)關(guān)類元件，如光藕、 繼電器等)只是控制電源IC的控制電壓輸入端VCC和電源IC的反饋信號(hào)端FB，因此可以選擇耐壓和電流相對(duì)小的產(chǎn)品使用，從而節(jié)省了成本。其中外圍電路元件可以根據(jù)不同的家電需要，增設(shè)電容等元件對(duì)反應(yīng)特性及噪音的影響進(jìn)行改善。本實(shí)用新型所述的異常高電壓保護(hù)回路，可以通過(guò)選擇內(nèi)部元件參數(shù)對(duì)應(yīng)不同的保護(hù)電壓。該異常高電壓保護(hù)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、開(kāi)關(guān)反應(yīng)速度快，同時(shí)可以提供選擇的兩重保護(hù)方式，極大提高了電源的安全性能，降低品質(zhì)損失，減少異常高壓對(duì)消費(fèi)者的危害。以下對(duì)本實(shí)用新型異常高電壓保護(hù)電路的工作原理詳細(xì)說(shuō)明如圖2所示，AC電源回路1中AC電源L線(火線)經(jīng)過(guò)電流保險(xiǎn)絲FUSE1，通過(guò)壓敏電阻ZNR串聯(lián)在AC電源的N線(零線)上。通過(guò)上述電路后電源經(jīng)過(guò)XY電容及穩(wěn)壓器組成的穩(wěn)壓EMC對(duì)應(yīng)回路，在此時(shí)，AC元件(如冰箱、空調(diào)中的壓縮機(jī)等；洗衣機(jī)中的馬達(dá)等)獲取AC電源。AC電源經(jīng)過(guò)整流器DB的整流及電解電容C105的平滑穩(wěn)壓后得到DC 電壓Vhi ；隨后進(jìn)入采樣回路3。此時(shí)比較回路4中三極管Ql的基極b電壓為Vb = Vhi/ (RI+R2+R3)*R3，因此，Vb會(huì)隨著輸入AC電壓的增大而增大，假設(shè)三極管Ql得BEPN結(jié)的導(dǎo)通電壓為Vbe。(1)當(dāng)輸入AC電壓進(jìn)入異常高電壓保護(hù)電路的電壓位于設(shè)定的保護(hù)電壓以下時(shí)， 即Vb < Vbe，三極管Ql處于截止?fàn)顟B(tài)、Ql的集電極C的電壓Vc為高電平，可控硅SCRl、 SCR2(或其他DC控制開(kāi)關(guān)類元件，如光電藕合器、繼電器等)處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)，電源IC 的控制電壓輸入VCC處于正常狀態(tài)，電源IC的FB反饋信號(hào)也可保持正常的波形，整個(gè)電源處在正常工作的狀態(tài)。(2)當(dāng)輸入AC電壓高于設(shè)定的保護(hù)電壓時(shí)，Vb > Vbe,三極管Ql處于導(dǎo)通狀態(tài)、 Ql的集電極c的電壓Vc為0，此時(shí)，可驅(qū)動(dòng)可控硅SCR1、SCR2 (或其他DC控制開(kāi)關(guān)類元件，如光電藕合器、繼電器等)斷開(kāi)，從而斷開(kāi)電源IC的控制電壓輸入端VCC或(和)開(kāi)關(guān)電源IC的反饋信號(hào)端FB，使電源IC不能驅(qū)動(dòng)其控制電壓輸入端VCC和反饋信號(hào)端FB反饋信號(hào)，繼而使電源IC停止工作，在保護(hù)電源IC的同時(shí)，由于開(kāi)關(guān)電源變壓器的二次側(cè)沒(méi)有輸出，進(jìn)而對(duì)整機(jī)進(jìn)行了保護(hù)。(3)當(dāng)輸入AC電壓等于設(shè)定的保護(hù)電壓時(shí)，Vb = Vbe，三極管Ql處于臨界狀態(tài)、 電路按照上個(gè)瞬間的電壓狀態(tài)進(jìn)行工作。本實(shí)用新型中，所述可控硅SCRl、SCR2 (或其他DC控制開(kāi)關(guān)類元件，如光電耦合器、繼電器等)及連接的電源IC控制的驅(qū)動(dòng)控制電壓輸入端VCC和反饋信號(hào)端FB反饋信號(hào)可以組合使用，可以選擇使用單獨(dú)保護(hù)或兩重保護(hù)。本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施方式，如果對(duì)本實(shí)用新型的各種改動(dòng)或變型不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍，倘若這些改動(dòng)和變型屬于本實(shí)用新型的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也包含這些改動(dòng)和變型。
權(quán)利要求1.異常高電壓保護(hù)電路，包括AC電源回路，與AC電源回路連接的整流平滑穩(wěn)壓回路， 其特征在于所述整流平滑穩(wěn)壓回路的輸出端依次連接有采樣回路，比較回路，控制回路及開(kāi)關(guān)電源回路，所述開(kāi)關(guān)電源回路包括開(kāi)關(guān)電源變壓器以及連接在開(kāi)關(guān)電源變壓器上的電源IC，所述采樣回路、比較回路對(duì)應(yīng)地連接在開(kāi)關(guān)電源變壓器的一次側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異常高電壓保護(hù)電路，其特征在于所述采樣回路包括分壓電阻R1、R2、R3，該三個(gè)分壓電阻連接在整流平滑穩(wěn)壓回路的輸出端與電源的接地端之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的異常高電壓保護(hù)電路，其特征在于所述比較回路包括三極管Q1，其中三極管Ql的基極b連接在分壓電阻R2、R3位置，其集電極c與整流平滑穩(wěn)壓回路的輸出端之間串聯(lián)有電阻R5、R6，且集電極c還與控制回路連接，所述三極管Ql的發(fā)射極e接地、且與電源IC對(duì)應(yīng)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的異常高電壓保護(hù)電路，其特征在于所述控制回路包括連接在電源IC的控制電壓輸入端VCC與三極管Ql的集電極c之間的DC控制開(kāi)關(guān)元件，或/和連接在電源IC的反饋信號(hào)端FB與三極管Ql的集電極c之間的DC控制開(kāi)關(guān)元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的異常高電壓保護(hù)電路，其特征在于所述DC控制開(kāi)關(guān)元件為可控硅或光電耦合器或繼電器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的異常高電壓保護(hù)電路，其特征在于所述控制回路為連接在電源IC的控制電壓輸入端VCC與三極管Ql的集電極C之間的可控硅SCR2和連接在電源 IC反饋信號(hào)端FB與三極管Ql的集電極c之間的可控硅SCR1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的異常高電壓保護(hù)電路，其特征在于所述AC電源回路包括依次連接的AC電源、保險(xiǎn)絲、壓敏電阻ZNR及濾波電路元件和XY電容。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的異常高電壓保護(hù)電路，其特征在于所述整流平滑穩(wěn)壓回路包括依次連接的整流器DB及電解電容C106。
專利摘要本實(shí)用新型屬于電壓保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。具體公開(kāi)一種異常高電壓保護(hù)電路，包括AC電源回路，與AC電源回路連接的整流平滑穩(wěn)壓回路，所述整流平滑穩(wěn)壓回路的輸出端依次連接有采樣回路，比較回路，控制回路及開(kāi)關(guān)電源回路，所述開(kāi)關(guān)電源回路包括開(kāi)關(guān)電源變壓器以及連接在開(kāi)關(guān)電源變壓器上的電源IC，所述采樣回路、比較回路對(duì)應(yīng)地連接在開(kāi)關(guān)電源變壓器的一側(cè)。該異常高電壓保護(hù)電路能廣泛地使用在家用電器的開(kāi)關(guān)電源回路中，其所使用的元件少、成本低廉、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，且開(kāi)關(guān)反應(yīng)速度快，保護(hù)更為全面，能廣泛地使用在家用電器的開(kāi)關(guān)電源回路中，使用安全可靠，大大降低異常高壓對(duì)電器產(chǎn)品的危害。
文檔編號(hào)H02H7/10GK201937247SQ20102050027
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者何曉東 申請(qǐng)人:廣州松下空調(diào)器有限公司