本實用新型涉及過壓保護技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種PFC過壓保護電路。

背景技術(shù)：

功率因數(shù)，即有效功率與總耗電量的比值，是用來衡量用電設(shè)備用電效率的重要參數(shù)，當(dāng)功率因數(shù)值越大，代表其電能利用率越高。功率因數(shù)校正(Power Factor Correction；PFC)即用于提高用電設(shè)備的功率因數(shù)。

目前，為了提高電能的利用率，減少電能的諧波污染，PFC電路被越來越多的應(yīng)用于開關(guān)電源等領(lǐng)域。PFC電路主要實現(xiàn)的功能即是將220V的交流電轉(zhuǎn)換為380V～400V的高壓直流電，而PFC電路電壓輸出端的濾波電容一般選擇耐壓值為450V的大電解電容。如果PFC電路出現(xiàn)異常，其輸出電壓可能達到450V或450V以上，超出大電解電容可承受的耐電壓，從而導(dǎo)致該大電解電容被擊穿、燒毀，不僅損壞電子設(shè)備，甚至可能引發(fā)火災(zāi)，對人身安全構(gòu)成威脅。

現(xiàn)有技術(shù)中的PFC電路過壓保護基本依賴PFC控制芯片實現(xiàn)，通常是通過反饋或取樣電路對PFC電路電壓輸出端的大電解電容進行直接取樣，并將取樣到的電壓反饋給PFC控制芯片，PFC芯片根據(jù)反饋電壓控制電壓輸出端的電壓穩(wěn)定在正常的電壓范圍內(nèi)，從而保護電壓輸出端的電解電容。然而，如果PFC控制芯片自身出現(xiàn)故障時，則會導(dǎo)致無法有效提供保護而使得大電解電容過壓引發(fā)事故，即現(xiàn)有技術(shù)中的PFC過壓保護具有可靠性和安全性較低的缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種PFC過壓保護電路，實現(xiàn)獨立于PFC控制芯片的自恢復(fù)過壓保護，增強了電路的可靠性和安全性，且該PFC過壓保護電路采用極少數(shù)的分離元器件搭建，成本低廉。

為了達到上述目的，本實用新型實施例提供了一種PFC過壓保護電路，包括電壓檢測輸入端、三端可調(diào)穩(wěn)壓器、NPN型三極管、第一電阻、第二電阻、第三電阻、穩(wěn)壓二極管、電源輸入端以及控制電壓輸出端；所述第一電阻和第二電阻串聯(lián)后的一端連接所述電壓檢測輸入端，另一端接地；所述三端可調(diào)穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)端連接所述第一電阻和第二電阻的公共端；所述三端可調(diào)穩(wěn)壓器的輸入端接地；所述三端可調(diào)穩(wěn)壓器的輸出端連接所述NPN型三極管的基極；所述NPN型三極管的基極還分別連接所述第三電阻的一端以及所述穩(wěn)壓二極管的陰極，所述穩(wěn)壓二極管的陽極接地；所述NPN型三極管的集電極和所述第三電阻的另一端均連接所述電源輸入端；所述NPN型三極管的發(fā)射極連接所述控制電壓輸出端。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型實施例提供的一種PFC過壓保護電路通過檢測分壓電阻上的分壓間接檢測PFC電路電壓輸出端的大電解電容上的電壓，并且控制三端可調(diào)穩(wěn)壓器的輸出電壓；通過控制三端可調(diào)穩(wěn)壓器的輸出電壓來控制NPN型三極管的導(dǎo)通與截止，即關(guān)斷或開啟PFC控制芯片的工作電源，以控制PFC控制芯片的工作，從而實現(xiàn)電路的過壓保護功能；由于PFC控制芯片的工作電源在關(guān)斷后，大電解電容上的電壓會降低，三端可調(diào)穩(wěn)壓器的輸出電壓會隨著大電解電容上的電壓變化而變化使得NPN型三極管再次導(dǎo)通，因此PFC控制芯片的工作電源仍然可以重新開啟，具有自恢復(fù)功能；此外，該PFC過壓保護電路所采用的都是成本低廉的電阻、穩(wěn)壓管及三極管等簡單元器件；因此，本實用新型是一個低成本的獨立于PFC控制芯片的自恢復(fù)過壓保護電路，提高了電路的可靠性和安全性。

優(yōu)選地，所述三端可調(diào)穩(wěn)壓器為三端可調(diào)分流基準源，所述三端可調(diào)穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)端、輸入端和輸出端分別對應(yīng)所述三端可調(diào)分流基準源的參考端、陽極和陰極。

作為上述實施例的改進方案，本實施例提供的一種PFC過壓保護電路中的三端可調(diào)穩(wěn)壓器為三端可調(diào)分流基準源，通過輸入所述三端可調(diào)分流基準源參考端的分壓電阻上的電壓控制所述三端可調(diào)分流基準源的導(dǎo)通與截止，進而控制NPN型三極管的導(dǎo)通與截止，即關(guān)斷或開啟PFC控制芯片的工作電源，以控制PFC控制芯片的工作，從而實現(xiàn)電路的過壓保護功能，且操作和調(diào)試起來更加容易。

優(yōu)選地，所述第一電阻主要由多個電阻并聯(lián)構(gòu)成。

優(yōu)選地，所述第二電阻主要由多個電阻串聯(lián)構(gòu)成。

優(yōu)選地，所述三端可調(diào)穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)端和輸入端之間連接一第一電容。

優(yōu)選地，所述三端可調(diào)穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)端和輸出端之間連接一第二電容。

優(yōu)選地，所述穩(wěn)壓二極管為三端封裝穩(wěn)壓二極管，所述三端封裝穩(wěn)壓二極管的陰極連接所述NPN型三極管的基極，所述三端封裝穩(wěn)壓二極管的陽極和空腳連接并接地。

優(yōu)選地，所述NPN型三極管的發(fā)射極通過一第一二極管連接所述控制電壓輸出端；所述第一二極管主要由兩個同向并聯(lián)的二極管構(gòu)成。

優(yōu)選地，所述NPN型三極管的發(fā)射極還通過一第三電容接地；所述第三電容為電解電容。

優(yōu)選地，所述NPN型三極管的基極通過一光耦合器連接所述第三電阻的一端，所述光耦合器的輸入端連接所述第三電阻的一端，所述光耦合器的輸出端連接所述NPN型三極管的基極。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的PFC過壓保護電路的一個較佳實施例的電路原理圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

參見圖1，其是本實用新型提供的PFC過壓保護電路的一個較佳實施例的電路原理圖。本實施例的PFC過壓保護電路包括三端可調(diào)分流基準源U1、NPN型三極管Q1、第一電阻(包括并聯(lián)的電阻R1和電阻R7)、第二電阻(包括串聯(lián)的電阻R2、電阻R4、電阻R5和電阻R6)、第三電阻R3、第一電容C1、第二電容C2、第三電容E1、第一二極管(包括同向并聯(lián)的二極管D1和二極管D2)，三端封裝穩(wěn)壓二極管ZD1和光耦合器PC1B；所述PFC過壓保護電路還包括電壓檢測輸入端HV(用于輸入PFC電路電壓輸出端的大電解電容上的電壓)、電源輸入端VCC1(用于輸入直流電壓)和控制電壓輸出端PFC_VCC(用于向PFC電路的PFC控制芯片提供工作電源)。

其中，所述第一電阻(并聯(lián)的電阻R1和電阻R7)和第二電阻(串聯(lián)的電阻R2、電阻R4、電阻R5和電阻R6)串聯(lián)后的一端連接所述電壓檢測輸入端HV，另一端接地；所述三端可調(diào)分流基準源U1的參考端R連接所述第一電阻和第二電阻的公共端；所述三端可調(diào)分流基準源U1的陽極A接地；所述三端可調(diào)分流基準源U1的陰極K連接所述NPN型三極管Q1的基極；所述三端可調(diào)分流基準源U1的參考端R和陽極A之間連接所述第一電容C1；所述三端可調(diào)分流基準源U1的參考端R和陰極K之間連接所述第二電容C2；所述NPN型三極管Q1的基極還連接所述光耦合器PC1B的輸出端，所述光耦合器PC1B的輸入端通過所述第三電阻R3連接所述電源輸入端VCC1；所述NPN型三極管Q1的基極還連接所述三端封裝穩(wěn)壓二極管ZD1的陰極，所述三端封裝穩(wěn)壓二極管ZD1的陽極和空腳連接并接地；所述NPN型三極管Q1的集電極連接所述電源輸入端VCC1；所述NPN型三極管Q1的發(fā)射極通過第一二極管(同向并聯(lián)的二極管D1和二極管D2)分別連接所述控制電壓輸出端PFC_VCC以及所述第三電容E1的正極，所述第三電容E1的負極接地。

下面結(jié)合附圖對本實施例的工作原理進行詳細闡述：

由串聯(lián)的電阻R1、電阻R2、電阻R4、電阻R5和電阻R6對電壓檢測輸入端HV輸入的電壓(即PFC電路電壓輸出端的大電解電容上的電壓)進行分壓，并聯(lián)的電阻R7對流經(jīng)電阻R1的電流進行分流，從而實現(xiàn)通過檢測分壓電阻R1上的分壓即可間接檢測PFC電路電壓輸出端的大電解電容上的電壓；將檢測到的電阻R1上的分壓輸入到三端可調(diào)分流基準源U1的參考端R，由于所述三端可調(diào)分流基準源U1為TL431(TL431的內(nèi)部含有一個2.5V的基準電壓)，且串聯(lián)的分壓電阻R1、電阻R2、電阻R4、電阻R5和電阻R6可以保證當(dāng)PFC電路電壓輸出端的大電解電容上的電壓未超過額定電壓時，電阻R1上的分壓始終低于2.5V，因此輸入到三端可調(diào)分流基準源U1的參考端R的電壓也就低于2.5V，此時三端可調(diào)分流基準源U1截止，且電源輸入端VCC1輸入的直流電壓經(jīng)過第三電阻R3的分壓給NPN型三級管Q1的基極提供偏置，因此NPN型三級管Q1的基極處于高電平，三端封裝穩(wěn)壓二極管ZD1穩(wěn)定基極電壓，NPN型三級管Q1處于導(dǎo)通狀態(tài)，直流電壓通過NPN型三級管Q1向PFC控制芯片供電，從而PFC電路正常工作。當(dāng)PFC電路電壓輸出端的大電解電容上的電壓增大且超過額定電壓時，輸入到三端可調(diào)分流基準源U1的參考端R的電阻R1上的分壓到達2.5V，此時三端可調(diào)分流基準源U1導(dǎo)通，使得NPN型三級管Q1的基極電壓降低，NPN型三級管Q1處于截止狀態(tài)，直流電壓無法通過NPN型三級管Q1向PFC控制芯片供電，PFC控制芯片失去供電后停止工作，從而PFC電路停止工作。

此外，當(dāng)PFC電路停止工作后，PFC電路電壓輸出端的大電解電容上的電壓會降低，當(dāng)大電解電容上的電壓降低后，電阻R1上的分壓將低于2.5V，此時三端可調(diào)分流基準源U1再次截止，NPN型三級管Q1再次導(dǎo)通，直流電壓通過NPN型三級管Q1向PFC控制芯片供電，PFC控制芯片的供電恢復(fù)后，PFC電路繼續(xù)工作，因此該電路還具有自恢復(fù)功能。

可以理解的，本實施例的三端可調(diào)穩(wěn)壓器為TL431三端可調(diào)分流基準源U1，是通過電阻R1上的分壓控制三端可調(diào)分流基準源U1的導(dǎo)通與截止，進而控制NPN型三極管Q1的導(dǎo)通與截止，即關(guān)斷或開啟PFC控制芯片的工作電源，以控制PFC控制芯片的工作，從而實現(xiàn)電路的過壓保護功能，操作和調(diào)試起來更加容易。但是，本實施例僅以TL431三端可調(diào)分流基準源U1為例對技術(shù)方案進行描述，本實用新型提供的PFC過壓保護電路中的三端可調(diào)穩(wěn)壓器并不限于TL431三端可調(diào)分流基準源U1。因此，在其它實施例中可以通過分壓電阻上的分壓控制三端可調(diào)穩(wěn)壓器的輸出電壓，進而控制NPN型三極管Q1的導(dǎo)通與截止。其中，三端可調(diào)分流基準源U1的參考端R、陽極A和陰極K分別對應(yīng)于三端可調(diào)穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)端、輸入端和輸出端。

可以理解的，本實施例的第一電阻主要由電阻R1和電阻R7并聯(lián)構(gòu)成，第二電阻主要由電阻R2、電阻R4、電阻R5和電阻R6串聯(lián)構(gòu)成。但是，第一電阻并不限于2個并聯(lián)的電阻，也可以只包括一個電阻或更多電阻并聯(lián)構(gòu)成，第二電阻也并不限于4個串聯(lián)的電阻，也可以只包括一個電阻或更多電阻串聯(lián)構(gòu)成。因此，在其它實施例中電阻的具體數(shù)量需要根據(jù)實際電路結(jié)構(gòu)和選擇元器件的參數(shù)來設(shè)置，保證當(dāng)PFC電路電壓輸出端的大電解電容上的電壓未超過額定電壓時，第一電阻上的分壓可以控制三端可調(diào)穩(wěn)壓器的輸出電壓使得NPN型三極管Q1導(dǎo)通，當(dāng)PFC電路電壓輸出端的大電解電容上的電壓超過額定電壓時，第一電阻上的分壓可以控制三端可調(diào)穩(wěn)壓器的輸出電壓使得NPN型三極管Q1截止。

可以理解的，本實施例的穩(wěn)壓二極管為三端封裝穩(wěn)壓二極管ZD1，采用三端封裝穩(wěn)壓二極管ZD1且將其空腳NC接地，可以在高頻的時候起到屏蔽作用，防止電磁干擾。但是，本實施例僅以三端封裝穩(wěn)壓二極管ZD1為例對技術(shù)方案進行描述，本實用新型提供的PFC過壓保護電路中的穩(wěn)壓二極管并不限于三端封裝穩(wěn)壓二極管ZD1。因此，在其它實施例中也可以使用普通的穩(wěn)壓二極管。

可以理解的，本實施例的第一電容C1一端連接第一電阻和第二電阻的公共端，另一端接地，為濾波電容，用于防止雜訊的干擾；本實施例的第二電容C2一端連接三端可調(diào)分流基準源U1的陰極K，另一端連接三端可調(diào)分流基準源U1的參考端R，為反饋電容，用于使三端可調(diào)分流基準源U1工作更加穩(wěn)定；本實施例的第三電容E1為電解電容，正極連接控制電壓輸出端PFC_VCC，負極接地，同樣為濾波電容，具有體積小容量大的優(yōu)點。但是，加入第一電容C1、第二電容C2和第三電容E1只是作為該實用新型的較優(yōu)實施方式，在其它實施例中可以不采用第一電容C1、第二電容C2和第三電容E1。

可以理解的，本實施例的第一二極管主要由二極管D1和二極管D2同向并聯(lián)構(gòu)成，且二極管D1和二極管D2同向并聯(lián)后陽極連接NPN型三極管Q1的發(fā)射極，陰極連接控制電壓輸出端PFC_VCC，為續(xù)流二極管，用于保護NPN型三極管Q1，并且可知使用一個二極管即可達到上述目的。但是，加入同向并聯(lián)的二極管D1和二極管D2只是作為該實用新型的較優(yōu)實施方式，在其它實施例中NPN型三級管Q1的發(fā)射極可以(不通過同向并聯(lián)的二極管D1和二極管D2)直接連接控制電壓輸出端PFC_VCC，或者NPN型三級管Q1的發(fā)射極只通過二極管D1或二極管D2連接控制電壓輸出端PFC_VCC。

可以理解的，本實施例的光耦合器PC1B輸入端連接所述第三電阻R3的一端，所述光耦合器PC1B的輸出端連接所述NPN型三極管Q1的基極，光耦合器PC1B在PFC電路待機時導(dǎo)通，關(guān)機時截止，可以減少功耗。但是，加入光耦合器PC1B只是作為該實用新型的較優(yōu)實施方式，在其它實施例中可以不采用光耦合器PC1B，即NPN型三級管Q1的基極可以直接通過第三電阻R3連接電源輸入端VCC1。

綜上所述，本實用新型實施例提供的一種PFC過壓保護電路通過檢測分壓電阻R1上的分壓間接檢測PFC電路電壓輸出端的大電解電容上的電壓，并且控制三端可調(diào)分流基準源U1的導(dǎo)通與截止；通過控制三端可調(diào)分流基準源U1的導(dǎo)通與截止來控制NPN型三極管Q1的導(dǎo)通與截止，即關(guān)斷或開啟PFC控制芯片的工作電源，以控制PFC控制芯片的工作，從而實現(xiàn)電路的過壓保護功能；由于PFC控制芯片的工作電源在關(guān)斷后，大電解電容上的電壓會降低，三端可調(diào)分流基準源U1會隨著大電解電容上的電壓降低而再次截止，因此PFC控制芯片的工作電源仍然可以重新開啟，具有自恢復(fù)功能；此外，本實施例所采用的都是成本低廉的電阻、穩(wěn)壓管及三極管等簡單元器件，因此，本實施例是一個低成本的獨立于PFC控制芯片的自恢復(fù)過壓保護電路，提高了電路的可靠性和安全性。

以上僅是本實用新型的較佳實施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述較佳實施方式不應(yīng)視為對本實用新型的限制。本實用新型的保護范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準。對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。