一種過電壓關(guān)斷保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種過電壓關(guān)斷保護(hù)電路，包括電壓轉(zhuǎn)換電路：提供不同直流電壓信號之間的轉(zhuǎn)換；電壓采樣比較電路：監(jiān)視電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓信號，并與預(yù)設(shè)電壓閾值比較，如果超過預(yù)設(shè)電壓閾值，則輸出過壓控制信號至關(guān)斷控制電路；關(guān)斷控制電路：輸入端和電壓采樣比較電路相連接收過壓控制信號，輸出端和電壓轉(zhuǎn)換電路相連，當(dāng)接收到過壓控制信號后及時關(guān)斷輸出并一直保持關(guān)斷狀態(tài)。本發(fā)明提供的輸入過電流過電壓保護(hù)電路，當(dāng)產(chǎn)生過壓時關(guān)斷電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入并一直保持關(guān)斷狀態(tài)，使關(guān)斷狀態(tài)時開關(guān)管功耗接近為0，避免傳統(tǒng)過壓保護(hù)電路中開關(guān)管一直處于頻繁開關(guān)狀態(tài)而損壞元器件，從而使后級電路得到可靠保護(hù)。
【專利說明】一種過電壓關(guān)斷保護(hù)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種保護(hù)電路，特別涉及一種過電壓關(guān)斷保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，有很多場合為了節(jié)省成本，會用到非隔離的DC/DC電源或LDO電路來實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換。當(dāng)DC/DC或LDO (LOW DR0P-0UT，低壓差線性穩(wěn)壓器)損壞時，有可能將前級的高電壓直接引入后級電路，從而造成后級電路損壞或由于高電壓產(chǎn)生火災(zāi)事故。為了避免此現(xiàn)象發(fā)生，需要在后級增加過壓保護(hù)電路。目前過壓保護(hù)電路大多采用過壓關(guān)斷，當(dāng)電壓正常后能自動恢復(fù)供電的保護(hù)電路。這種保護(hù)電路的缺點(diǎn)在于，當(dāng)持續(xù)過壓時，大部分功率將會消耗在開關(guān)管上，導(dǎo)致開關(guān)管發(fā)熱嚴(yán)重，長時間工作后導(dǎo)致開關(guān)管損壞，如果開關(guān)管出現(xiàn)短路故障，可能導(dǎo)致前級高電壓直接送往后級，導(dǎo)致后級電路損壞或事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決問題是是提供一種過電壓關(guān)斷保護(hù)電路，當(dāng)出現(xiàn)輸出電壓過壓的情況時，電路將及時關(guān)斷并一直保持關(guān)斷狀態(tài)，直到工程師維修解決故障后重新上電才能正常工作,從而避免導(dǎo)致后級電路損壞或事故。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種過電壓關(guān)斷保護(hù)電路，包括電壓轉(zhuǎn)換電路:提供不同直流電壓信號之間的轉(zhuǎn)換；電壓采樣比較電路:監(jiān)視電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓信號，并與預(yù)設(shè)電壓閾值比較，如果超過預(yù)設(shè)電壓閾值，則輸出過壓控制信號至關(guān)斷控制電路；關(guān)斷控制電路:輸入端和電壓采樣比較電路相連接收過壓控制信號，輸出端和電壓轉(zhuǎn)換電路相連，當(dāng)接收到過壓控制信號后及時關(guān)斷輸出并一直保持關(guān)斷狀態(tài)。
[0005]上述的過電壓關(guān)斷保護(hù)電路，其中，所述電壓轉(zhuǎn)換電路為DC/DC轉(zhuǎn)換模塊或LDO穩(wěn)壓電源模塊。
[0006]上述的過電壓關(guān)斷保護(hù)電路，其中，所述關(guān)斷控制電路包括光電耦合器Ul、單向可控娃D(zhuǎn)UMOS開關(guān)器Ql和三極管Q2,所述光電稱合器件Ul的一個輸出端通過電阻R5和輸入電壓相連，另一輸出端通過下拉電阻R6接地，所述下拉電阻R6和單向可控硅Dl的陰極相連，所述單向可控硅Dl的陽極、MOS開關(guān)器件Ql的集電極、三極管Q2的柵極和輸入電壓相連，所述MOS開關(guān)器件Ql的柵極和三極管Q2的集電極相連，所述MOS開關(guān)器件Ql的發(fā)射極和電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連，所述三極管Q2的發(fā)射極接地，當(dāng)光電耦合器Ul驅(qū)動打開時，驅(qū)動單向可控硅Dl導(dǎo)通，從而關(guān)斷MOS開關(guān)器Q1，使電壓轉(zhuǎn)換電路的電源關(guān)斷。
[0007]上述的過電壓關(guān)斷保護(hù)電路，其中，所述電壓采樣比較電路包括電壓采樣電路和電壓基準(zhǔn)電路D2，所述電壓采樣電路由分壓電阻R8和分壓電阻R9組成，所述分壓電阻R8和分壓電阻R9串聯(lián)后連接在電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端，所述電壓基準(zhǔn)電路D2為三端取樣集成電路，所述三端分別為控制端、取樣端和接地端，所述電壓基準(zhǔn)電路D2的控制端連接在分壓電阻R8和分壓電阻R9之間，取樣端通過光電耦合器Ul的輸入端和電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端相連。
[0008]上述的過電壓關(guān)斷保護(hù)電路，其中，所述MOS開關(guān)器件Ql為P溝道MOS管，所述三
極管Q2為NPN型三極管。
[0009]上述的過電壓關(guān)斷保護(hù)電路，其中，所述電壓基準(zhǔn)電路為TL431。
[0010]本發(fā)明對比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果:本發(fā)明提供的過電壓關(guān)斷保護(hù)電路，當(dāng)產(chǎn)生過壓時關(guān)斷電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入并一直保持關(guān)斷狀態(tài)，使關(guān)斷狀態(tài)時開關(guān)管功耗接近為O，避免傳統(tǒng)過壓保護(hù)電路中開關(guān)管一直處于頻繁開關(guān)狀態(tài)而損壞元器件，從而使后級電路得到可靠保護(hù)；此外，本發(fā)明電路使用極少的元器件實(shí)現(xiàn)了保護(hù)功能，占用PCB面積小，電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，工作可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明過電壓關(guān)斷保護(hù)電路方框示意圖；
[0012]圖2為本發(fā)明過電壓關(guān)斷保護(hù)電路圖。
[0013]圖中:
[0014]I電壓轉(zhuǎn)換電路2電壓采樣比較電路3關(guān)斷控制電路【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0016]圖1為本發(fā)明過電壓 關(guān)斷保護(hù)電路方框示意圖；圖2為本發(fā)明過電壓關(guān)斷保護(hù)電路圖。
[0017]請參見圖1和圖2，本發(fā)明提供的過電壓關(guān)斷保護(hù)電路包括:
[0018]電壓轉(zhuǎn)換電路1:提供不同直流電壓信號之間的轉(zhuǎn)換；所述電壓轉(zhuǎn)換電路為DC/DC轉(zhuǎn)換模塊或LDO穩(wěn)壓電源模塊。
[0019]電壓采樣比較電路2:監(jiān)視電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓信號，并與預(yù)設(shè)電壓閾值比較，如果超過預(yù)設(shè)電壓閾值，則輸出過壓控制信號至關(guān)斷控制電路；所述電壓采樣比較電路包括電壓采樣電路和電壓基準(zhǔn)電路D2，所述電壓采樣電路由分壓電阻R8和分壓電阻R9組成，所述分壓電阻R8和分壓電阻R9串聯(lián)后連接在電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端，所述電壓基準(zhǔn)電路D2為三端取樣集成電路，具體可采用TI公司的TLV431，TL431是精密電壓基準(zhǔn)集成電路，有的資料上稱為電壓調(diào)節(jié)器或三端取樣集成電路。TL431有兩種封裝形式:一種為T0-92封裝,它的外型和小功率塑封三極管一模一樣；另一種為雙列直插8腳塑封結(jié)構(gòu)。TL431有三個引出腳，分別用K、R、A表示，其中K為控制端，R為取樣端，A為接地端。所述電壓基準(zhǔn)電路D2的控制端連接在分壓電阻R8和分壓電阻R9之間，取樣端通過光電耦合器Ul的輸入端和電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端相連。實(shí)際工作中，在電壓輸出是正常值的情況下，采樣電壓小于TL431的參考電壓，TL431處于關(guān)斷狀態(tài)，電源正常供電。如果電源電壓輸出高于正常輸出值的情況下，采樣電壓大于TL431的參考電壓，此時TL431導(dǎo)通，從而驅(qū)動后級的關(guān)斷保護(hù)電路動作。
[0020]關(guān)斷控制電路3:輸入端和電壓采樣比較電路相連接收過壓控制信號，輸出端和電壓轉(zhuǎn)換電路相連，當(dāng)接收到過壓控制信號后及時關(guān)斷輸出并一直保持關(guān)斷狀態(tài)；所述關(guān)斷控制電路包括光電耦合器U1、單向可控硅Dl、MOS開關(guān)器Ql和三極管Q2，所述光電耦合器件Ul的一個輸出端通過電阻R5和輸入電壓相連,另一輸出端通過下拉電阻R6接地,所述下拉電阻R6和單向可控硅Dl的陰極相連，所述單向可控硅Dl的陽極、MOS開關(guān)器件Ql的集電極、三極管Q2的柵極和輸入電壓相連，所述MOS開關(guān)器件Ql的柵極和三極管Q2的集電極相連，所述MOS開關(guān)器件Ql的發(fā)射極和電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連，所述三極管Q2的發(fā)射極接地，當(dāng)光電耦合器Ul驅(qū)動打開時，驅(qū)動單向可控硅Dl導(dǎo)通，從而關(guān)斷MOS開關(guān)器Ql，使電壓轉(zhuǎn)換電路的電源關(guān)斷。所述MOS開關(guān)器件Ql優(yōu)選為P溝道MOS管，所述三極管Q2優(yōu)選為NPN型三極管。
[0021]本發(fā)明提供的過電壓關(guān)斷保護(hù)電路，輸出電壓的設(shè)定值由以下公式?jīng)Q定:
[0022]
【權(quán)利要求】
1.一種過電壓關(guān)斷保護(hù)電路，其特征在于，包括: 電壓轉(zhuǎn)換電路:提供不同直流電壓信號之間的轉(zhuǎn)換； 電壓采樣比較電路:監(jiān)視電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓信號，并與預(yù)設(shè)電壓閾值比較，如果超過預(yù)設(shè)電壓閾值，則輸出過壓控制信號至關(guān)斷控制電路； 關(guān)斷控制電路:輸入端和電壓采樣比較電路相連接收過壓控制信號，輸出端和電壓轉(zhuǎn)換電路相連，當(dāng)接收到過壓控制信號后及時關(guān)斷輸出并一直保持關(guān)斷狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的過電壓關(guān)斷保護(hù)電路，其特征在于，所述電壓轉(zhuǎn)換電路為DC/DC轉(zhuǎn)換模塊或LDO穩(wěn)壓電源模塊。
3.如權(quán)利要求1所述的過電壓關(guān)斷保護(hù)電路，其特征在于，所述關(guān)斷控制電路包括光電率禹合器U1、單向可控娃D(zhuǎn)UMOS開關(guān)器Ql和三極管Q2,所述光電f禹合器件Ul的一個輸出端通過電阻R5和輸入電壓相連，另一輸出端通過下拉電阻R6接地，所述下拉電阻R6和單向可控硅Dl的陰極相連，所述單向可控硅Dl的陽極、MOS開關(guān)器件Ql的集電極、三極管Q2的柵極和輸入電壓相連，所述MOS開關(guān)器件Ql的柵極和三極管Q2的集電極相連，所述MOS開關(guān)器件Ql的發(fā)射極和電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連，所述三極管Q2的發(fā)射極接地，當(dāng)光電耦合器Ul驅(qū)動打開時，驅(qū)動單向可控硅Dl導(dǎo)通，從而關(guān)斷MOS開關(guān)器Q1，使電壓轉(zhuǎn)換電路的電源關(guān)斷。
4.如權(quán)利要求3所述的過電壓關(guān)斷保護(hù)電路，其特征在于，所述電壓采樣比較電路包括電壓采樣電路和電壓基準(zhǔn)電路D2，所述電壓采樣電路由分壓電阻R8和分壓電阻R9組成，所述分壓電阻R8和分壓電阻R 9串聯(lián)后連接在電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端，所述電壓基準(zhǔn)電路D2為三端取樣集成電路，所述三端分別為控制端、取樣端和接地端，所述電壓基準(zhǔn)電路D2的控制端連接在分壓電阻R8和分壓電阻R9之間，取樣端通過光電耦合器Ul的輸入端和電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端相連。
5.如權(quán)利要求3所述的過電壓關(guān)斷保護(hù)電路，其特征在于，所述MOS開關(guān)器件Ql為P溝道MOS管，所述三極管Q2為NPN型三極管。
6.如權(quán)利要求4所述的過電壓關(guān)斷保護(hù)電路，其特征在于，所述電壓基準(zhǔn)電路為TL431。
【文檔編號】H02H7/10GK103606895SQ201310656913
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】薛志波, 王剛 申請人:悉雅特萬科思自動化(杭州)有限公司