一種用tl431實現(xiàn)輸出欠壓過壓關斷的保護電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用TL431實現(xiàn)輸出欠壓過壓關斷的保護電路,采用TL431電壓基準源構成電壓檢測單元來檢測輸出電壓,當輸出電壓在設定的電壓范圍內時,控制輸出端PMOS管開啟;當輸出電壓超過設定的電壓范圍時,控制輸出端PMOS管斷開,PMOS管的輸出作為DC-DC電源的輸出端。本發(fā)明通過兩個電壓檢測單元設置了輸出電壓開啟關斷門限,欠壓過壓關斷時不會造成電源重新啟動,并且當輸出電壓超限時,檢測輸出端電壓為零,這對于故障分析很有利。本發(fā)明相比傳統(tǒng)的欠壓過壓保護只需使用兩個電壓基準源和四個電阻構成電壓檢測單元,簡化了電路、節(jié)約了成本、有利于DC-DC電源小型化集成。
【專利說明】—種用TL431實現(xiàn)輸出欠壓過壓關斷的保護電路
[0001]
【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及一種用TL431實現(xiàn)輸出欠壓過壓關斷的保護電路,屬于電路【技術領域】。
【背景技術】
[0003]隔離開關電源輸出欠壓過壓保護裝置一般都是由基準源、比較器和MOS開關構成的,比較器和基準源都需要兩路,且需要電源供電,結構復雜,成本較高。還有的輸出過壓保護裝置是通過關斷原邊控制器,分故障時永久關斷輸出和故障時振蕩輸出脈沖兩種保護形式。振蕩輸出脈沖,不斷造成電源重新啟動,對電源本身產生可靠性影響,不能在線檢查負載故障。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種用TL431實現(xiàn)輸出欠壓過壓關斷的保護電路,簡化了電路,避免欠壓過壓關斷時造成電源重新啟動,節(jié)約成本。
[0005]為解決上述技術問題,本發(fā)明提供一種用TL431實現(xiàn)輸出欠壓過壓關斷的保護電路,其特征是,采用TL431電壓基準源構成電壓檢測單元來檢測輸出電壓Vo',當輸出電壓Vo'在設定的電壓范圍內時,控制輸出端PMOS管開啟;當輸出電壓Vo'超過設定的電壓范圍時,控制輸出端PMOS管斷開,PMOS管的輸出作為DC-DC電源的輸出端Vo。
[0006]電壓檢測單元包括上限電壓檢測單元和下限電壓檢測單元。
[0007]上限電壓檢測單元由第一電阻、第二電阻和第二電壓基準源構成;下限電壓檢測單元由第三電阻、第四電阻和第一電壓基準源構成;
第一電阻一端與輸出電壓Vo'連接,另一端與第二電阻的一端連接;第二電壓基準源參考極連接至第一電阻、第二電阻的共連點,第二電壓基準源的陰極與第三電阻一端連接,第三電阻另一端連接至輸出電壓Vo',第三電阻的一端同時與第四電阻一端、第一電壓基準源參考極共連,第一電壓基準源的陰極同時與偏置電阻的一端、PMOS管的柵極連接,偏置電阻的另一端連接至輸出電壓Vo' ;PM0S管的源極與輸出電壓Vo'連接,PMOS管的漏極連接至DC-DC電源的輸出端Vo ;第二電壓基準源的陽極、第一電壓基準源的陽極、第二電阻、第四電阻另一端共聯(lián)于地。
[0008]電壓檢測單元檢測的電壓范圍為2.8V?36V。
[0009]輸出電壓Vo'所在的區(qū)間范圍為(l+R3/R4)VMf?(l+Rl/R2)VMf,VMf是TL431電壓基準源的基準電壓值,Rl、R2、R3、R4分別是第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻的阻值。
[0010]本發(fā)明所達到的有益效果:
本發(fā)明通過兩個電壓檢測單元設置了輸出電壓開啟關斷門限,欠壓過壓關斷時不會造成電源重新啟動,并且當輸出電壓超限時,檢測輸出端電壓為零,這對于故障分析很有利。此外,傳統(tǒng)的欠壓過壓保護裝置一般都是由基準源、比較器和MOS開關構成的,比較器和基準源都需要兩路,且需要電源供電,結構復雜,成本較高。本發(fā)明只使用兩個電壓基準源和四個電阻構成電壓檢測單元,簡化了電路、節(jié)約了成本、有利于DC-DC電源小型化集成。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1原理圖;
圖2電路圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術方案,而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0013]本發(fā)明采用TL431電壓基準源構成電壓檢測單元來檢測輸出電壓。當輸出電壓Vo'在設定的電壓范圍內時,控制輸出端PMOS管開啟;當輸出電壓Vo'超過設定的電壓范圍時,控制輸出端PMOS管斷開。從而實現(xiàn)輸出欠壓、過壓關斷保護,而不重啟電源,啟到保護電源輸出電壓的作用。
[0014]原理框圖由圖1所示,本發(fā)明主要包括上限電壓檢測單元、下限電壓檢測單元、偏置電阻及PMOS管幾部分組成。
[0015]圖2為用TL431電壓基準源實現(xiàn)輸出欠壓、過壓關斷保護裝置電路圖,圖中Vo是DC-DC電源的輸出端。由圖2可以看出,兩個電阻R1、R2和TL431電壓基準源V2構成上限電壓檢測單元;兩個電阻R3、R4和TL431電壓基準源Vl構成下限電壓檢測單元;Rb是偏置電阻、Ql是PMOS管。電阻Rl —端與輸出電壓Vo'連接,另一端與電阻R2的一端連接;電壓基準源V2參考極連接至電阻Rl、R2的共連點,電壓基準源V2的陰極與電阻R3 —端連接,電阻R3另一端連接至輸出電壓Vo',電阻R3的一端同時與電阻R4 —端、電壓基準源Vl參考極共連,電壓基準源Vl的陰極同時與偏置電阻Rb的一端、PMOS管Ql的柵極連接,偏置電阻Rb的另一端連接至輸出電壓Vo' ;PM0S管Ql的源極與輸出電壓Vo'連接,PMOS管Ql的漏極連接至DC-DC電源的輸出端Vo。電壓基準源V2的陽極、電壓基準源Vl的陽極、電阻R2、R4另一端共聯(lián)于地GND。
[0016]電壓輸出的伐值電壓下限為(l+R3/R4)VMf,上限為(l+Rl/R2)VMf。VMf是TL431電壓基準源的基準電壓。電壓檢測單元可檢測的電壓范圍為2.8V?36V。TL431電壓基準源V2的工作情況由輸出電壓Vo'來控制,TL431電壓基準源Vl的工作情況由TL431電壓基準源V2和輸出電壓Vo'共同控制。偏置電阻Rb上的壓降設計大于P-MOS管的柵極電壓VGS,從而給PMOS管提供開啟電壓,這樣通過PMOS管的通斷來達到輸出欠壓過壓輸出保護的目的。
[0017]工作原理:輸出電壓Vo'所在的區(qū)間范圍為(l+R3/R4)VMf?(l+Rl/R2)VMf。當輸出電壓Vo'小于(l+R3/R4)V,ef時,電壓基準源Vl與電壓基準源V2的檢測端電壓均小于其基準電壓VMf,電壓基準源Vl與電壓基準源V2均不工作,偏置電阻Rb上無電流流過,從而無壓降,使PMOS管關斷,DC-DC電源的輸出端V。為零;當輸出電壓Vo'大于(l+R3/R4)V,ef而小于(1+R1/R2) Vref時,電壓基準源V2不工作,電壓基準源Vl開啟,偏置電阻Rb上有電流流過,從而有壓降,使PMOS管導通,輸出電壓為Vo = Vo'。當輸出電壓Vo'大于(1+R1/R2)Vref時,電壓基準源V2導通,電壓基準源Vl截止,偏置電阻Rb上無電流流過,從而無壓降,使PMOS管關斷,輸出電壓N0為零。這樣就實現(xiàn)了輸出欠壓、過壓關斷保護,使輸出電壓穩(wěn)定在在某個區(qū)間內,超過此區(qū)間無輸出電壓。
[0018]本發(fā)明獨創(chuàng)性主要體現(xiàn)在:通過兩個電壓檢測單元設置了輸出電壓開啟關斷門限,而非通過隔離關斷原邊控制器來實現(xiàn)控制。當采用本發(fā)明的這種結構時,欠壓過壓關斷時不會造成電源重新啟動,并且當輸出電壓超限時,檢測輸出端電壓為零,這對于故障分析很有利。此外,傳統(tǒng)的欠壓過壓保護裝置一般都是由基準源、比較器和MOS開關構成的,t匕較器和基準源都需要兩路,且需要電源供電,結構復雜,成本較高。本發(fā)明只使用兩個電壓基準源和四個電阻構成電壓檢測單元,簡化了電路、節(jié)約了成本、有利于DC-DC電源小型化集成。
[0019]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,應當指出,對于本【技術領域】的普通技術人員來說,在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下,還可以做出若干改進和變形,這些改進和變形也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種用TL431實現(xiàn)輸出欠壓過壓關斷的保護電路,其特征是,采用TL431電壓基準源構成電壓檢測單元來檢測輸出電壓W,當輸出電壓Vc/在設定的電壓范圍內時,控制輸出端PMOS管開啟;當輸出電壓Voi超過設定的電壓范圍時,控制輸出端PMOS管斷開,PMOS管的輸出作為DC-DC電源的輸出端Vo。
2.根據(jù)權利要求1所述的用TL431實現(xiàn)輸出欠壓過壓關斷的保護電路,其特征是,電壓檢測單元包括上限電壓檢測單元和下限電壓檢測單元。
3.根據(jù)權利要求1所述的用TL431實現(xiàn)輸出欠壓過壓關斷的保護電路,其特征是,上限電壓檢測單元由第一電阻、第二電阻和第二電壓基準源構成;下限電壓檢測單元由第三電阻、第四電阻和第一電壓基準源構成。
4.根據(jù)權利要求3所述的用TL431實現(xiàn)輸出欠壓過壓關斷的保護電路,其特征是,第一電阻一端與輸出電壓Vo'連接,另一端與第二電阻的一端連接;第二電壓基準源參考極連接至第一電阻、第二電阻的共連點,第二電壓基準源的陰極與第三電阻一端連接,第三電阻另一端連接至輸出電壓Vo',第三電阻的一端同時與第四電阻一端、第一電壓基準源參考極共連,第一電壓基準源的陰極同時與偏置電阻的一端、PMOS管的柵極連接,偏置電阻的另一端連接至輸出電壓Vo' ;PM0S管的源極與輸出電壓Vo'連接,PMOS管的漏極連接至DC-DC電源的輸出端Vo ;第二電壓基準源的陽極、第一電壓基準源的陽極、第二電阻、第四電阻另一端共聯(lián)于地。
5.根據(jù)權利要求1所述的用TL431實現(xiàn)輸出欠壓過壓關斷的保護電路,其特征是,電壓檢測單元檢測的電壓范圍為2.8V?36V。
6.根據(jù)權利要求1所述的用TL431實現(xiàn)輸出欠壓過壓關斷的保護電路,其特征是,輸出電壓Vo'所在的區(qū)間范圍為(1+R3/R4) Vref ?(1+R1/R2) Vref,Vref是TL431電壓基準源的基準電壓值,Rl、R2、R3、R4分別是第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻的阻值。
【文檔編號】H02H3/20GK104283193SQ201410588931
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權日:2014年10月29日
【發(fā)明者】桑泉, 涂俊杰 申請人:中國兵器工業(yè)集團第二一四研究所蘇州研發(fā)中心