過壓保護電路及開關(guān)電源電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種過壓保護電路，用于連接于電源、根據(jù)電源電壓輸出過壓保護信號。第一電阻、第三電阻的一端分別與電源連接；第三電阻的另一端與開關(guān)管的輸入端連接；開關(guān)管的輸出端分別與穩(wěn)壓二極管的陽極、三極管的基極連接；穩(wěn)壓二極管的陰極與第一電阻的另一端連接，且經(jīng)第二電阻接地；三極管的集電極與所述開關(guān)管的控制端連接；三極管的發(fā)射極接地；第三電阻與開關(guān)管的輸入端連接的一端用于輸出過壓保護信號。上述過壓保護電路中通過利用穩(wěn)壓管的正溫漂系數(shù)，去抵消三極管基極與發(fā)射極之間的負溫漂系數(shù)，從而解決了過壓保護電路的溫漂的問題，從而使該過壓保護電路能準確無誤的被觸發(fā)而開始工作。此外，還提供一種開關(guān)電源電路。
【專利說明】
過壓保護電路及開關(guān)電源電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電器設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及過壓保護電路及開關(guān)電源電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的開關(guān)電源輸出過壓保護電路中，當(dāng)電源產(chǎn)品剛開始工作時和工作一段時間后，產(chǎn)品內(nèi)部的環(huán)境溫度會發(fā)生變化。一般會將三極管當(dāng)作開關(guān)管應(yīng)用在保護電路中，而三極管本體的溫度也會隨著電源產(chǎn)品工作的時間而發(fā)生變化，不同的溫度也會導(dǎo)致三極管的導(dǎo)通，電壓隨溫度升高而降低。在電源產(chǎn)品中會產(chǎn)生溫漂的問題，將會導(dǎo)致過壓保護電路中三極管本體的溫度稍高時，過早的觸發(fā)保護電路開始工作，產(chǎn)出誤動作，不能準確無誤的達到過壓保護的效果。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]基于此，有必要針對過壓保護電路中由于溫漂而導(dǎo)致過早的觸發(fā)保護電路開始工作的問題，提供一種過壓保護電及開關(guān)電源電路。
[0004]—種過壓保護電路，用于連接于電源、根據(jù)電源電壓輸出過壓保護信號，包括開關(guān)管、穩(wěn)壓二極管、三極管、第一電阻、第二電阻和第三電阻；
[0005]所述第一電阻、第三電阻的一端分別與所述電源連接;所述第三電阻的另一端與所述開關(guān)管的輸入端連接;所述開關(guān)管的輸出端分別與所述穩(wěn)壓二極管的陽極、三極管的基極連接；
[0006]所述穩(wěn)壓二極管的陰極與所述第一電阻的另一端連接，且經(jīng)第二電阻接地；
[0007]所述三極管的集電極與所述開關(guān)管的控制端連接;所述三極管的發(fā)射極接地;所述第三電阻與開關(guān)管的輸入端連接的一端用于輸出過壓保護信號；
[0008]其中，所述穩(wěn)壓二極管的正溫漂系數(shù)與所述三極管的負溫漂系數(shù)相抵消。
[0009]在其中一個實施例中，所述三極管為NPN型三極管。
[0010]在其中一個實施例中，所述穩(wěn)壓二極管的溫漂系數(shù)的范圍為3?4毫伏每攝氏度；穩(wěn)定電壓值的范圍為5?8伏。
[0011]在其中一個實施例中，所述開關(guān)管為PNP型三極管，PNP型三極管發(fā)射極、集電極、基極分別作為所述開關(guān)管的輸入端、輸出端和控制端。
[0012]在其中一個實施例中，所述開關(guān)管為絕緣柵型場效應(yīng)管;所述絕緣柵型場效應(yīng)管的漏極、源極、柵極分別作為所述開關(guān)管的輸入端、輸出端、控制端。
[0013]此外，還提供一種開關(guān)電源電路，上述的過壓保護電路、輸入轉(zhuǎn)換電路、變壓器電路、控制電路和穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路；
[0014]所述控制電路分別與所述輸入轉(zhuǎn)換電路、過壓保護電路、變壓器電路、穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路連接；
[0015]所述變壓器電路分別與所述輸入轉(zhuǎn)換電路、穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路連接。
[0016]在其中一個實施例中，所述變壓器電路包括第一初級線圈、第二初級線圈和次級線圈；
[0017]所述第一初級線圈與所述輸入轉(zhuǎn)換電路連接;所述第二初級線圈分別與所述過壓保護電路、控制電路連接；
[0018]所述次級線圈用于輸出過壓保護信號。
[0019]在其中一個實施例中，所述控制電路包括脈沖寬度調(diào)制控制器、第一二極管和濾波電容;所述脈沖寬度調(diào)制控制器的一端與所述過壓保護電路連接;所述脈沖寬度調(diào)制控制器的一端與所述穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路連接；
[0020]所述第一二極管的陽極與所述第二初級線圈連接;所述第一二極管的陰極分別與所述過壓保護電路、脈沖寬度調(diào)制控制器連接；
[0021]所述濾波電容的一端分別與所述第一二極管的陰極、脈沖寬度調(diào)制控制器的電源端連接;所述濾波電容的另一端接地。
[0022]上述過壓保護電路中通過利用穩(wěn)壓管的正溫漂系數(shù)，去抵消三極管基極與發(fā)射極之間的負溫漂系數(shù)，從而解決了過壓保護電路的溫漂的問題，從而使該過壓保護電路能準確無誤的被觸發(fā)而開始工作。其過壓保護電路的結(jié)構(gòu)簡單，電路穩(wěn)定可靠工作，提高開關(guān)電源的安全可靠性，完全硬件實現(xiàn)、安全可靠，能夠延長開關(guān)電源的使用壽命。
【附圖說明】
[0023]圖1為過壓保護電路的電路原理圖；
[0024]圖2為電源開關(guān)電路的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0025]為了便于理解本實用新型，下面將參照相關(guān)附圖對本實用新型進行更全面的描述。附圖中給出了本實用新型的較佳實施例。但是，本實用新型可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本實用新型的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0026]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在限制本實用新型。本文所使用的術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
[0027]如圖1所示的為一種過壓保護電路，用于連接于電源、根據(jù)電源電壓輸出過壓保護信號，包括開關(guān)管Ql、穩(wěn)壓二極管Zl、三極管Q2、第一電阻Rl、第二電阻R2和第三電阻R3。第一電阻R1、第三電阻R3的一端分別與電源VCC連接;第三電阻R3的另一端與開關(guān)管Ql的輸入端連接;開關(guān)管Ql的輸出端分別與穩(wěn)壓二極管Zl的陽極、三極管Q2的基極連接。穩(wěn)壓二極管Zl的陰極與第一電阻Zl的另一端連接，且經(jīng)第二電阻R2接地。三極管Q2的集電極與開關(guān)管Ql的控制端連接;三極管Q2的發(fā)射極接地。第三電阻R3與開關(guān)管QI的輸入端連接的一端用于輸出過壓保護信號。
[0028]其中，穩(wěn)壓二極管Zl的正溫漂系數(shù)與三極管Q2的負溫漂系數(shù)相抵消，通過利用穩(wěn)壓二極管Zl的正溫漂系數(shù)，去抵消三極管Q2基極與發(fā)射極之間的負溫漂系數(shù)，從而抑制了過壓保護電路的溫漂現(xiàn)象，從而使該過壓保護電路能準確無誤的被觸發(fā)而開始工作。其過壓保護電路的結(jié)構(gòu)簡單，電路穩(wěn)定可靠工作，提高開關(guān)電源的安全可靠性，完全硬件實現(xiàn)、安全可靠，能夠延長開關(guān)電源的使用壽命。
[0029]在本實施例中，三極管Q2為NPN型三極管，NPN型三極管的型號為MMBT3904LT1，該型號的NPN型三極管的基極-發(fā)射極的溫漂系數(shù)在-3mV/degC左右。穩(wěn)壓二極管Zl的穩(wěn)定電壓值的范圍為5?8V，一般穩(wěn)定電壓值在5?8V范圍內(nèi)的穩(wěn)壓二極管的管的溫漂系數(shù)都在3?4mV/degC左右。通過合理的設(shè)定穩(wěn)壓二極管Zl和三極管Q2的溫漂系數(shù)，使其相對應(yīng)，不多也不少，在同一溫度場合能基本相互抵消。
[0030]在本實施例中，穩(wěn)壓二極管Zl的型號為LBZT52B6V2T1G，穩(wěn)定電壓值Vz為6.2V，穩(wěn)定電壓值Vz = 6.2V的二極管Zl的溫漂系數(shù)約為3mV/degC，即穩(wěn)壓二極管Zl溫度每上升I攝氏度，穩(wěn)定電壓值Vz升高3mV，剛好可以抵消三極管Q2的降低的電壓，保證三極管Q2的動作不受溫度影響。即可穩(wěn)壓二極管Zl的3mV/degC的正溫漂系數(shù)，去抵消三極管Q2的3mV/degC的負溫漂系數(shù)，來抑制過壓保護電路中溫漂現(xiàn)象的產(chǎn)生，使其該過壓保護電路更加穩(wěn)定安全可靠，同時能夠延長開關(guān)電源的使用壽命。
[0031]在本實施例中，開關(guān)管Ql為PNP型三極管，PNP型三極管發(fā)射極、集電極、基極分別作為開關(guān)管Ql的輸入端、輸出端和控制端。在其他實施例中，開關(guān)管Ql還可以為絕緣柵型場效應(yīng)管；絕緣柵型場效應(yīng)管的漏極、源極、柵極分別作為開關(guān)管Ql的輸入端、輸出端、控制端。
[0032]如圖2所述的為一種開關(guān)電源電路，包括上述的過壓保護電路10、輸入轉(zhuǎn)換電路20、變壓器電路30、控制電路40和穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路50 ο控制電路40分別與輸入轉(zhuǎn)換電路20、過壓保護電路10、變壓器電路30、穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路50連接。變壓器電路30分別與輸入轉(zhuǎn)換電路20、穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路50連接。
[0033]在本實施例中，變壓器電路30包括第一初級線圈、第二初級線圈和次級線圈；第一初級線圈與輸入轉(zhuǎn)換電路20連接;第二初級線圈分別與過壓保護電路1、控制電路40連接；次級線圈用于輸出過壓保護信號。
[0034]在本實施例中，控制電路40包括脈沖寬度調(diào)制控制器Ul、第一二極管Dl和濾波電容Cl。脈沖寬度調(diào)制控制器Ul的一端與過壓保護電路10連接;脈沖寬度調(diào)制控制器Ul的一端與穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路50連接。第一二極管Dl的陽極與第二初級線圈連接;第一二極管Dl的陰極分別與過壓保護電路10、脈沖寬度調(diào)制控制器Ul連接。濾波電容Cl的一端分別與第一二極管Dl的陰極、脈沖寬度調(diào)制控制器Ul的電源端連接;濾波電容Cl的另一端接地。
[0035]進一步地可以理解為:
[0036]當(dāng)開關(guān)電源產(chǎn)品內(nèi)部某短路異常時，輸出電壓Vo升高，其輸出電壓Vo通過次級線圈(繞組)反饋到第二初級線圈(繞組)，使得第一二極管Dl導(dǎo)通。由于脈沖寬度調(diào)制控制器Ul的電壓Vcc和輸出電壓Vo成正比例，輸出電壓Vo升高，脈沖寬度調(diào)制控制器Ul的電壓Vcc也隨之升高，致使三極管Q2導(dǎo)通，即可通過開關(guān)管Ql拉低了脈沖寬度調(diào)制控制器Ul的電壓Vcc。由于開關(guān)管Ql的輸入端與脈沖寬度調(diào)制控制器Ul的功能保護腳(PIN5-PRT)連接，當(dāng)脈沖寬度調(diào)制控制器UI的電壓V c c降低時，脈沖寬度調(diào)制控制器UI關(guān)閉輸出脈沖寬度調(diào)制(PWM)波形，不再驅(qū)動開關(guān)管Ql，變壓器電路30停止工作，輸出停止，達到保護作用。三極管Q2在工作一段時間后，其三極管Q2本身的溫度會隨之升高，產(chǎn)生一定的溫漂現(xiàn)象。由于在三極管Q2的基極串接穩(wěn)壓二極管Zl，通過利用穩(wěn)壓管Zl的正溫漂系數(shù)，去抵消三極管Q2基極與發(fā)射極之間的負溫漂系數(shù)，從而解決了過壓保護電路的溫漂的問題。
[0037]具體的，若過壓保護電路的輸出電壓為Vo;脈沖寬度調(diào)制控制器Ul的電壓為Vcc;變壓器初級線圈與次級線圈的匝比為n，三極管Q2的基極-發(fā)射極的導(dǎo)通電壓Vbeth;三極管Q2的基極-發(fā)射極的實際電壓為Vbe。則可計算，Vcc = Vo*n，Vbe = Vcc*R2/(R1+R2)。
[0038]由于輸出電壓為:Vo= Vbe(Rl+R2)/(n*R2);
[0039]所以輸出過壓保護電壓為:Vovp = Vbeth(Rl+R2)/(n*R2)。
[0040]三極管Q2基極-發(fā)射極電壓溫漂系數(shù)約為3mV/degC，即三極管Q2每上升I攝氏度，Vbeth降低3mV，當(dāng)開關(guān)管Ql的溫度從25degC上升到10degC時，Vbeth降低0.225V。
[0041 ] 若三極管Q2的溫度為25degC，則Vbethl=0.6V;若三極管Q2的溫度為lOOdegC，則Vbeth2 = 0.375V，S卩Vbethl = 1.6Vbeth2，通過計算則可以得出，三極管Q2的溫度為25degC時的輸出過壓保護電壓為溫度為10degC輸出過壓保護電壓的1.6倍。但是，在保護電路中加入了穩(wěn)壓二極管Z1，其穩(wěn)壓二極管Zl的穩(wěn)定電壓值為Vz = 6V，其溫漂系數(shù)為3mV/degC，即穩(wěn)壓二極管Zl溫度每上升I攝氏度，穩(wěn)壓二極管Zl的穩(wěn)定電壓值升高3mV，剛好可以抵消三極管Q2的降低的電壓，保證動作不受溫度影響，也可以通過如下公式來表示:
[0042](Vz+ Δ Vl) + (Vbe- Δ V2) =Vcc*R2/(Rl+R2)
[0043]其中，Vcc = n*Vo，AV1、AV2分別為同一溫度場合下，穩(wěn)壓二極管Zl、三極管Q2的電壓變化量。
[0044]當(dāng)Vbe>Vbeth+VZ時，三極管Q2導(dǎo)通;開關(guān)管Ql和三極管Q2同時驅(qū)動，拉低脈沖寬度調(diào)制控制器Ul的PIN5腳(PRT-保護引腳)電壓的電壓，使脈沖寬度調(diào)制控制器Ul得到保護，不會被擊穿而失效。
[0045]以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認為是本說明書記載的范圍。
[0046]以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
【主權(quán)項】
1.一種過壓保護電路，用于連接于電源、根據(jù)電源電壓輸出過壓保護信號，其特征在于，包括開關(guān)管、穩(wěn)壓二極管、三極管、第一電阻、第二電阻和第三電阻； 所述第一電阻、第三電阻的一端分別與所述電源連接;所述第三電阻的另一端與所述開關(guān)管的輸入端連接;所述開關(guān)管的輸出端分別與所述穩(wěn)壓二極管的陽極、三極管的基極連接； 所述穩(wěn)壓二極管的陰極與所述第一電阻的另一端連接，且經(jīng)第二電阻接地； 所述三極管的集電極與所述開關(guān)管的控制端連接;所述三極管的發(fā)射極接地;所述第三電阻與開關(guān)管的輸入端連接的一端用于輸出過壓保護信號； 其中，所述穩(wěn)壓二極管的正溫漂系數(shù)與所述三極管的負溫漂系數(shù)相抵消。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過壓保護電路，其特征在于，所述三極管為NPN型三極管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過壓保護電路，其特征在于，所述穩(wěn)壓二極管的溫漂系數(shù)的范圍為3?4毫伏每攝氏度;穩(wěn)定電壓值的范圍為5?8伏。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過壓保護電路，其特征在于，所述開關(guān)管為PNP型三極管，PNP型三極管發(fā)射極、集電極、基極分別作為所述開關(guān)管的輸入端、輸出端和控制端。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過壓保護電路，其特征在于，所述開關(guān)管為絕緣柵型場效應(yīng)管;所述絕緣柵型場效應(yīng)管的漏極、源極、柵極分別作為所述開關(guān)管的輸入端、輸出端、控制端。6.—種開關(guān)電源電路，其特征在于，包括如權(quán)利要求1?5任一項所述的過壓保護電路、輸入轉(zhuǎn)換電路、變壓器電路、控制電路和穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路； 所述控制電路分別與所述輸入轉(zhuǎn)換電路、過壓保護電路、變壓器電路、穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路連接； 所述變壓器電路分別與所述輸入轉(zhuǎn)換電路、穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，所述變壓器電路包括第一初級線圈、第二初級線圈和次級線圈； 所述第一初級線圈與所述輸入轉(zhuǎn)換電路連接;所述第二初級線圈分別與所述過壓保護電路、控制電路連接； 所述次級線圈用于輸出過壓保護信號。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，所述控制電路包括脈沖寬度調(diào)制控制器、第一二極管和濾波電容;所述脈沖寬度調(diào)制控制器的一端與所述過壓保護電路連接;所述脈沖寬度調(diào)制控制器的一端與所述穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路連接； 所述第一二極管的陽極與所述第二初級線圈連接;所述第一二極管的陰極分別與所述過壓保護電路、脈沖寬度調(diào)制控制器連接； 所述濾波電容的一端分別與所述第一二極管的陰極、脈沖寬度調(diào)制控制器的電源端連接;所述濾波電容的另一端接地。
【文檔編號】H02M1/32GK205647249SQ201620199756
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月15日
【發(fā)明人】丁吉波
【申請人】深圳市共進電子股份有限公司