开关电源的欠压保护装置和具有其的开关电源的制作方法
【专利摘要】本实用新型开关电源的欠压保护装置和具有其的开关电源，公开了一种开关电源的欠压保护装置，包括：用于对输入到开关电源的电压进行检测的电压检测电路；可控器件，可控器件的控制端与电压检测电路的输出端相连，其中，在电压检测电路检测到开关电源的电压小于第一预设保护电压时可控器件截止，在电压检测电路检测到开关电源的电压大于或等于第二预设保护电压时可控器件开通，第二预设保护电压大于第一预设保护电压；欠压保护电路，欠压保护电路在可控器件截止时输出欠压保护信号至开关电源的电源芯片以实现欠压保护。该欠压保护装置能够不易对电压的小范围波动产生误动作，而且，可对不同的电压系统进行欠压保护，应用范围更广。本实用新型还公开了一种开关电源。
【专利说明】开关电源的欠压保护装置和具有其的开关电源
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电力电子【技术领域】，特别涉及一种开关电源的欠压保护装置以及 一种具有开关电源的欠压保护装置的开关电源。
【背景技术】
[0002] 汽车在运行时，通常利用电池为汽车的控制器等提供电压。当电池提供的电压过 低时，可能导致控制器无法正常工作，同时还可能产生过电流损坏元器件，由此，当电池提 供的电压过低时将无法保证整车的安全性。另外，电路的输入电压越来越高，工作电压的范 围要求越来越大，这就给电路设计和器件选型提出了新的难题。
[0003] 相关技术中，通常采用具有欠压保护功能的控制芯片对控制器和元器件等进行欠 压保护。但是，相关技术主要存在以下缺点：其一是电压范围较窄，相关芯片大都只能用于 12V或者24V电压系统，不能用于48V电压系统或者兼容三种电压的系统，这是由于芯片的 设计给芯片供电的电压只能是12V或者24V，而不能是48V ;其二是，对于电压的波动容易产 生误动作，从而使电路的工作状态不稳定。 实用新型内容
[0004] 本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005] 为此，本实用新型的一个目的在于提出一种开关电源的欠压保护装置，该欠压保 护装置能够对不同的电压系统进行欠压保护，且不会对于电压的小范围波动容易产生误动 作。
[0006] 本实用新型的另一目的在于提出一种开关电源。
[0007] 根据本实用新型提出的一种开关电源的欠压保护装置，包括：用于对输入到所述 开关电源的电压进行检测的电压检测电路；可控器件，所述可控器件的控制端与所述电压 检测电路的输出端相连，其中，在所述电压检测电路检测到所述开关电源的电压小于第一 预设保护电压时所述可控器件截止，在所述电压检测电路检测到所述开关电源的电压大于 或等于第二预设保护电压时所述可控器件开通，所述第二预设保护电压大于所述第一预设 保护电压；欠压保护电路，所述欠压保护电路在所述可控器件截止时输出欠压保护信号至 所述开关电源的电源芯片以实现欠压保护。
[0008] 根据本实用新型提出的开关电源的欠压保护装置，通过电压检测电路对输入到开 关电源的电压进行检测，在电压检测电路检测到开关电源的电压小于第一预设保护电压时 可控器件截止，在电压检测电路检测到开关电源的电压大于或等于第二预设保护电压时可 控器件开通，同时欠压保护电路在可控器件截止时输出欠压保护信号至开关电源的电源芯 片以实现欠压保护。由此，该欠压保护装置能够在开关电源的电压小于第一预设保护电压 时对开关电源的电源芯片进行欠压保护，并直到开关电源的电压大于第二预设保护电压使 开关电源的电源芯片正常工作，从而不易对于电压的小范围波动产生误动作，而且，与相关 技术相比，电压检测电路可对不同的电压进行检测，不受芯片设计的影响，从而该欠压保护 装置能够对不同的电压系统进行欠压保护，应用范围更广。
[0009] 根据本实用新型另一方面提出的一种开关电源，包括：电源芯片；所述的开关电 源的欠压保护装置。
[0010] 根据本实用新型提出的开关电源，欠压保护装置能够在开关电源的电压小于第一 预设保护电压时对电源芯片进行欠压保护，并直到开关电源的电压大于第二预设保护电压 重新使电源芯片正常工作，从而不易对于电压的小范围波动产生误动作，而且，能够对不同 的电压系统进行欠压保护，应用范围更广。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1是根据本实用新型实施例的开关电源的欠压保护装置的方框示意图；
[0012] 图2是根据本实用新型一个实施例的开关电源的欠压保护装置的电路原理图；以 及
[0013] 图3是根据本实用新型实施例的开关电源的方框示意图。
【具体实施方式】
[0014] 下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始 至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参 考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型 的限制。
[0015] 下面参照附图来描述根据实用新型实施例提出的开关电源的欠压保护装置和开 关电源。
[0016] 图1是根据本实用新型实施例的开关电源的欠压保护装置的方框示意图。如图1 所示，该开关电源的欠压保护装置包括：电压检测电路1、可控器件2和欠压保护电路3。
[0017] 其中，电压检测电路1用于对输入到开关电源的电压VCC进行检测；可控器件2的 控制端与电压检测电路1的输出端相连，其中，在电压检测电路1检测到开关电源的电压 VCC小于第一预设保护电压VTH_时可控器件2截止，在电压检测电路1检测到开关电源的电 压VCC大于或等于第二预设保护电压V TH+时可控器件2开通，第二预设保护电压VTH+大于第 一预设保护电压VTH_ ;欠压保护电路3在可控器件2截止时输出欠压保护信号至开关电源的 电源芯片以实现欠压保护。
[0018] 也就是说，当开关电源的电压VCC小于第一预设保护电压VTH_时，电压检测电路1 输出的检测电压将使得可控器件2截止，在可控器件2截止时，欠压保护电路3输出欠压保 护信号例如高电平信号至开关电源的电源芯片，从而对与开关电源相连的电路进行欠压保 护，例如，电源芯片停止为与开关电源相连的电路供电；在进行欠压保护的过程中，电压检 测电路1继续检测开关电源的电压VCC，直到开关电源的电压VCC大于或等于第二预设保护 电压V TH+，电压检测电路1输出的检测电压将重新使可控器件2开通，在可控器件2开通时， 欠压保护电路3输出正常工作信号例如低电平信号至开关电源的电源芯片，电源芯片正常 工作，例如，电源芯片继续为与开关电源相连的电路供电。
[0019] 根据本实用新型的一个具体示例，可控器件2可为三端可控器件，可控器件2的控 制端的电压大于或等于其内部基准电压VREF时，可控器件2处于导通状态；可控器件2的 控制端的电压小于其内部基准电压VREF时，可控器件2处于截止状态。具体地，可控器件 2 可为 TL431。
[0020] 具体来说，可控器件2的控制端的电压即为电压检测电路1的输出端输出的检测 电压，当开关电源的电源芯片正常工作时，如果开关电源的电压VCC欠压，S卩如果开关电源 的电压VCC小于第一预设保护电压V TH_，则电压检测电路1的输出端输出的检测电压将小于 可控器件2内部的阈值电压，可控器件2截止，欠压保护电路3在可控器件2截止时输出欠 压保护信号至开关电源的电源芯片，实现欠压保护；之后，如果开关电源的电压VCC恢复正 常并且电压VCC大于或等于第二预设保护电压V TH+，则电压检测电路1的输出端输出的检测 电压才会大于或等于可控器件2内部的阈值电压，可控器件2重新开通，欠压保护电路3可 重新输出正常工作信号至开关电源的电源芯片，电源芯片正常工作。
[0021] 由此，该欠压保护装置能够在开关电源的电压小于第一预设保护电压时对开关电 源的电源芯片进行欠压保护，并直到开关电源的电压大于第二预设保护电压使开关电源的 电源芯片正常工作，从而不易对于电压的小范围波动产生误动作。
[0022] 具体地，根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，电压检测电路1包括：第一电 阻R1和第二电阻R2。
[0023] 其中，第一电阻R1的一端与提供开关电源的电压VCC的预设电源4相连；第二电 阻R2的一端与第一电阻R1的另一端相连，第二电阻R2的另一端接地，第一电阻R1与第二 电阻R2之间具有第一节点a，第一节点a与可控器件2的控制端20相连，第一节点a即为 电压检测电路1的输出端。
[0024] 具体来说，当第一电阻R1和第二电阻R2之间的第一节点a的电压Va即可控器件 2的控制端20的电压大于或等于可控器件2内部的基准电压VREF时，可控器件2开通；当 第一电阻R1和第二电阻R2之间的第一节点a的电压Va即可控器件2的控制端20的电压 小于可控器件2内部的基准电压VREF时，可控器件2截止。
[0025] 具体地，根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，欠压保护电路3还包括：第三 电阻R3、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4。
[0026] 其中，第三电阻R3的一端与第二电阻的一端相连；第一开关管Q1的第一端101与 第三电阻R3的另一端相连，第一开关管Q1的第二端102接地，第一开关管Q3的第三端103 与预设电源4相连；第二开关管Q2的第一端201与第一开关管Q1的第三端103相连，第二 开关管Q2的第二端202接地；第三开关管Q3的第一端301与第二开关管Q2的第三端203 相连，第三开关管Q3的第二端302与预设电源4相连，第三开关管Q3的第三端303与可控 器件2的第一端21相连，其中，可控器件2的第二端22接地；第四开关管Q4的第一端401 与预设电源4相连，第四开关管Q4的第二端402接地，第四开关管Q4的第三端403与第三 开关管Q3的第一端301相连，第四开关管Q4的第一端401在可控器件2截止时输出欠压 保护信号。
[0027] 根据本实用新型的一个具体实施例，其中，第一开关管Q1、第二开关管Q2、第四开 关管Q4为NPN型三极管，第三开关管Q3为PNP型三极管。
[0028] 也就是说，第一开关管Q1的集电极与第三电阻R3的另一端相连，第一开关管Q1 的发射极接地，第一开关管Q3的基极与预设电源4相连；第二开关管Q2的集电极与第一开 关管Q1的基极相连，第二开关管Q2的发射极接地；第三开关管Q3的集电极与第二开关管 Q2的基极相连，第三开关管Q3的发射极与预设电源4相连，第三开关管Q3的基极与可控 器件2的阴极相连，其中，可控器件2的阳极接地；第四开关管Q4的集电极与预设电源4相 连，第四开关管Q4的发射极接地，第四开关管Q4的基极与第三开关管Q3的集电极相连，第 四开关管Q4的集电极在可控器件2截止时输出欠压保护信号。
[0029] 具体地，根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，欠压保护电路3还包括：第四 电阻R4和第五电阻R5。
[0030] 其中，第四电阻R4连接在第一开关管Q1的第三端103与预设电源4之间；第五电 阻R5连接在预设电源4与第四开关管Q4的第一端401之间。即言，第四电阻R4的一端与 第一开关管Q1的基极相连，第四电阻R4的另一端与预设电源4相连；第五电阻R5的一端 与预设电源4相连，第五电阻R5的另一端与第四开关管Q4的集电极相连，第五电阻R5与 第四开关管Q4之间具有第二节点b，其中，第二节点b在可控器件2截止时输出欠压保护信 号。
[0031] 具体地，根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，欠压保护电路3还包括：第六 电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8。
[0032] 其中，第六电阻R6连接在可控器件2的第一端21与第三开关管Q3的第三端303 之间；第七电阻R7连接在第三开关管Q3的第一端301与第四开关管Q4的第三端403之 间；第八电阻R8的一端与第四开关管Q4的第三端403相连，第八电阻R8的另一端接地。
[0033] 即言，第六电阻R6的一端与可控器件2的阴极相连，第六电阻R6的另一端与第三 开关管Q3的基极相连；第七电阻R7的一端与第三开关管Q3的集电极相连，第七电阻R7的 另一端与第四开关管Q4的基极相连；第八电阻R8的一端与第四开关管Q4的基极相连，第 八电阻R8的另一端接地。
[0034] 具体地，根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，开关电源的欠压保护装置还 包括：第九电阻R9。第九电阻R9连接在预设电源4与可控器件2的第一端21之间。即言， 第九电阻R9的一端与预设电源4相连，第九电阻R9的另一端与可控器件2的阴极相连。
[0035] 具体来说，当开关电源的电压VCC正常时，第一电阻R1和第二电阻R2之间的第一 节点a的电压Va大于或等于可控器件2内部的基准电压VREF，可控器件2开通，可控器件 2的阴极为低电平；从而，第三开关管Q3的发射极与基极之间的电压大于第三开关管Q3的 导通电压，第三开关管Q3导通，第三开关管Q3的集电极为高电平；进而，第二开关管Q2的 基极与发射极之间的电压大于第二开关管Q2的导通电压，第二开关管Q2导通，第二开关 管Q2的集电极为低电平；从而，第一开关管Q1的基极与发射极之间的电压为0,第一开关 管Q1截止；同时，第四开关管Q4的基极与发射极之间的电压大于第四开关管Q4的导通电 压，第四开关管Q4导通，第四开关管Q4的集电极为低电平，第二节点b为低电平，即欠压 保护电路3输出低电平信号至开关电源的电源芯片，电源芯片正常工作。此时，第一节点a 的电压Va为第一电阻R1和第二电阻R2对开关电源的电压VCC的进行分压后的电压，即
【权利要求】
1. 一种开关电源的欠压保护装置，其特征在于，包括： 用于对输入到所述开关电源的电压进行检测的电压检测电路； 可控器件，所述可控器件的控制端与所述电压检测电路的输出端相连，其中，在所述电 压检测电路检测到所述开关电源的电压小于第一预设保护电压时所述可控器件截止，在所 述电压检测电路检测到所述开关电源的电压大于或等于第二预设保护电压时所述可控器 件开通，所述第二预设保护电压大于所述第一预设保护电压； 欠压保护电路，所述欠压保护电路在所述可控器件截止时输出欠压保护信号至所述开 关电源的电源芯片以实现欠压保护。
2. 如权利要求1所述的开关电源的欠压保护装置，其特征在于，所述电压检测电路包 括： 第一电阻，所述第一电阻的一端与提供所述开关电源的电压的预设电源相连； 第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连，所述第二电阻的另一 端接地，所述第一电阻与所述第二电阻之间具有第一节点，所述第一节点与所述可控器件 的控制端相连。
3. 如权利要求2所述的开关电源的欠压保护装置，其特征在于，所述欠压保护电路还 包括： 第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第二电阻的一端相连； 第一开关管，所述第一开关管的第一端与所述第三电阻的另一端相连，所述第一开关 管的第二端接地，所述第一开关管的第三端与所述预设电源相连； 第二开关管，所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的第三端相连，所述第二开 关管的第二端接地； 第三开关管，所述第三开关管的第一端与所述第二开关管的第三端相连，所述第三开 关管的第二端与所述预设电源相连，所述第三开关管的第三端与所述可控器件的第一端相 连，其中，所述可控器件的第二端接地； 第四开关管，所述第四开关管的第一端与所述预设电源相连，所述第四开关管的第二 端接地，所述第四开关管的第三端与所述第三开关管的第一端相连，所述第四开关管的第 一端在所述可控器件截止时输出欠压保护信号。
4. 如权利要求3所述的开关电源的欠压保护装置，其特征在于，所述欠压保护电路还 包括： 第四电阻，所述第四电阻连接在所述第一开关管的第三端与所述预设电源之间； 第五电阻，所述第五电阻连接在所述预设电源与所述第四开关管的第一端之间，所述 第五电阻与所述第四开关管之间具有第二节点，其中，所述第二节点在所述可控器件截止 时输出欠压保护信号。
5. 如权利要求4所述的开关电源的欠压保护装置，其特征在于，所述欠压保护电路还 包括： 第六电阻，所述第六电阻连接在所述可控器件的第一端与所述第三开关管的第三端之 间； 第七电阻，所述第七电阻连接在所述第三开关管的第一端与第四开关管的第三端之 间； 第八电阻，所述第八电阻的一端与所述第四开关管的第三端相连，所述第八电阻的另 一端接地。
6. 如权利要求3所述的开关电源的欠压保护装置，其特征在于，还包括： 第九电阻，所述第九电阻连接在所述预设电源与所述可控器件的第一端之间。
7. 如权利要求3所述的开关电源的欠压保护装置，其特征在于，其中，所述第一开关 管、所述第二开关管、所述第四开关管为NPN型三极管，所述第三开关管为PNP型三极管。
8. 如权利要求1所述的开关电源的欠压保护装置，其特征在于，所述输入到所述开关 电源的电压为12V、24V或48V。
9. 一种开关电源，其特征在于，包括： 电源芯片；以及 如权利要求1-8任一项所述的开关电源的欠压保护装置。
【文档编号】H02H7/10GK204103460SQ201420438440
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年8月5日 优先权日:2014年8月5日
【发明者】边欣欣, 齐阿喜, 周涛 申请人:比亚迪股份有限公司