一种新型模块电源输入过压与欠压保护电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型模块电源输入过压与欠压保护电路，包括过压采样电路、基准源、欠压采样电路和供电开关管。当输入过压时，过压采样电路与基准源1进行比较，结果送欠压采样电路，欠压采样电路与基准源2进行比较，使供电开关管导通或截止；供电开关管导通，输入电压无过压现象；供电开关管截止，进入输入过压保护状态。当输入欠压时，过压采样电路不工作，欠压采样电路与基准源2直接进行比较，使供电开关管导通或截止；供电开关管导通，输入电压无欠压现象；供电开关管截止，进入输入欠压保护状态。该模块电源输入过压与欠压保护电路具有功耗小，工作可靠性高，环境适应能力强的优点。
【专利说明】一种新型模块电源输入过压与欠压保护电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电源保护电路，具体地说，涉及一种新型模块电源输入过压与欠压保护电路。
【背景技术】
[0002]过压与欠压保护电路应用广泛，以通用的模块电源输入过压与欠压保护电路为例，大部分模块电源采用运算放大器设计输入过压与欠压保护电路，但应用在模块电源中有不同方面的缺陷，如图3所示。模块电源输入过压与欠压保护电路采用I支双运算放大器、I套过压采样电路、I套欠压采样电路、I套稳压电路、2支防止运算放大器输出低电平倒灌电压的二极管、为运算放大器供电的辅助电源LM7812。采用该电路时，从原理上电路复杂，运算放大器需单独供电，产生一定的无用功耗，影响模块电源的整体效率。另一方面，此保护电路需自定义稳压电路的基准电压，给电源调试带来麻烦。从可靠性角度，该保护电路使用元器件较多，失效率较高，运算放大器以及为其供电的辅助电源等任何器件失效都将影响模块电源的性能和寿命。
实用新型内容
[0003]本实用新型所正是为了解决上述技术问题而设计的一种新型模块电源输入过压与欠压保护电路。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]一种新型模块电源输入过压与欠压保护电路，包括过压采样电路、基准源、欠压采样电路和供电开关管。由2支串联的电阻Rl、R2组成过压采样电路跨接在电源输入+Vin和-Vin之间，分压点A接基准源IUl的基准端REF ;由3支串联的电阻R3、R4、R5组成欠压采样电路跨接在电源输入+Vin和-Vin之间，分压点B接基准源IUl的阴极，分压点C接基准源2U2的基准端REF ;基准源IUl和基准源2U2的阳极与电源输入-Vin相连，基准源2U2的阴极通过电阻R7与供电开关管Q2的基极相连；供电开关管Ql的集电极与电源输入+Vin相连，供电开关管Ql的基极接稳压二极管Dl的阴极，稳压二极管Dl的阳极与电源输入-Vin相连，电阻R6跨接在供电开关管Ql的集电极和基极之间；供电开关管Ql、Q2的发射极互连，电阻R8跨接在供电开关管Q2的发射极和基极之间，供电开关管Q2的集电极接电源VCC。
[0006]所述一种新型模块电源输入过压与欠压保护电路，其基准源U1、U2为TL431芯片，供电开关管Ql为NPN管，供电开关管Q2为PNP管。
[0007]本实用新型一种新型模块电源输入过压与欠压保护电路，当输入过压时，过压采样电路与基准源I进行比较，比较后结果送入欠压采样电路，欠压采样电路与基准源2进行比较，使供电开关管导通或截止，供电开关管导通，输入电压无过压现象，供电开关管截止，进入输入过压保护状态。当输入欠压时，过压采样电路不工作，欠压采样电路与基准源2直接进行比较，使供电开关管导通或截止，供电开关管导通，输入电压无欠压现象，供电开关管截止，进入输入欠压保护状态。无论是输入过压保护还是输入欠压保护，最终都由基准源2控制供电开关管导通与截止，供电开关管导通输入电路无异常，供电开关管截止，模块电源进入输入过压或欠压保护状态。
[0008]例如，输入为DC18疒36V，输出电压5V电流为1A的模块电源，采用本实用新型电路时，输入过压与欠压保护电路基乎不损耗功率，当输入过压或输入欠压时，输入过压与欠压保护电路会自动切断模块电源的芯片供电，除保护电路工作外，整个模块电源处于断路状态，各功率器件也无任何空载功耗，整个电路处于安全可控状态。模块电源未进入保护状态时，采用运算放大器设计的输入过压与欠压保护电路的模块电源效率为84%，采用本实用新型电路的模块电源效率为88%，效率优于采用运算放大器设计的输入过压与欠压保护电路的模块电源。
[0009]本实用新型的有益效果是该新型模块电源输入过压与欠压保护电路具有功耗小，工作可靠性高，环境适应能力强等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的功能框图。
[0011]图2为本实用新型的实施例电路原理图。
[0012]图3为采用运算放大器设计的输入过压与欠压保护电路原理图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0014]如图1和图2所示，本实用新型一种新型模块电源输入过压与欠压保护电路，包括过压采样电路、基准源、欠压采样电路和供电开关管。由2支串联的电阻R1、R2组成过压采样电路跨接在电源输入+Vin和-Vin之间，分压点A接基准源IUl的基准端REF ;由3支串联的电阻R3、R4、R5组成欠压采样电路跨接在电源输入+Vin和-Vin之间，分压点B接基准源IUl的阴极，分压点C接基准源2U2的基准端REF ;基准源IUl和基准源2U2的阳极与电源输入-Vin相连，基准源2U2的阴极通过电阻R7与供电开关管Q2的基极相连；供电开关管Ql的集电极与电源输入+Vin相连，供电开关管Ql的基极接稳压二极管Dl的阴极，稳压二极管Dl的阳极与电源输入-Vin相连，电阻R6跨接在供电开关管Ql的集电极和基极之间；供电开关管Ql、Q2的发射极互连，电阻R8跨接在供电开关管Q2的发射极和基极之间，供电开关管Q2的集电极接电源VCC。
[0015]所述一种新型模块电源输入过压与欠压保护电路，其基准源Ul、U2为TL431芯片，供电开关管Ql为NPN管，供电开关管Q2为PNP管。
[0016]以输入电压范围DC18V?36V的模块电源为例，设定过压保护为40V，欠压保护为15V。过压采样电路由2支电阻Rl、R2分压得到，欠压采样电路由3支电阻R3、R4、R5分压得到，两组基准源由2支2.5V基准TL431得到，供电开关管Q2为PNP管，Q2基极电压由U2的阴极控制。
[0017]模块电源输入电压升高时，图2中过压采样电路A点电位升高，当模块电源输入电压升高至40V以上时，A点电位高于2.5V，基准源Ul的基准端REF高于2.5V，Ul呈低阻状态饱和导通，Ul阴极电位下降，B点电位下降，经R4、R5分压后C点电位下降，U2的基准端REF下降低于2.5V，U2呈高阻状态截止，U2阴极电位上升，D点电位上升，E点电位上升，Q2基极电位上升，Q2基极电位与发射极电位相等，Q2截止，模块电源芯片VCC无供电，模块电源进入输入过压保护状态。模块电源输入电压下降时，图2中欠压采样电路C点电位下降，当模块电源输入电压下降至15V以下时，C点电位低于2.5V，基准源U2的基准端REF低于
2.5V，U2呈高阻状态截止，U2阴极电位上升，D点电位上升，E点电位上升，Q2基极电位上升，Q2基极电位与发射极电位相等，Q2截止，模块电源芯片VCC无供电，模块电源进入输入欠压保护状态。当模块电源输入过压与欠压后，模块电源进入低损耗保护状态，当模块电源输入不再过压或欠压时，模块电源输出恢复正常。
[0018]本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下得出的其他任何与本实用新型相同或相近似的产品，均落在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种新型模块电源输入过压与欠压保护电路，包括过压采样电路、基准源、欠压采样电路和供电开关管；其特征在于:由2支串联的电阻(R1、R2)组成过压采样电路跨接在电源输入+Vin和-Vin之间，分压点A接基准源I (Ul)的基准端REF ;由3支串联的电阻(R3、R4、R5)组成欠压采样电路跨接在电源输入+Vin和-Vin之间，分压点B接基准源I (Ul)的阴极，分压点C接基准源2 (U2)的基准端REF ;基准源I (Ul)和基准源2 (U2)的阳极与电源输入-Vin相连，基准源2 (U2)的阴极通过电阻(R7)与供电开关管(Q2)的基极相连；供电开关管(Ql)的集电极与电源输入+Vin相连，供电开关管(Ql)的基极接稳压二极管(Dl)的阴极，稳压二极管(Dl)的阳极与电源输入-Vin相连，电阻(R6)跨接在供电开关管(Ql)的集电极和基极之间；供电开关管(Q1、Q2)的发射极互连，电阻(R8)跨接在供电开关管(Q2)的发射极和基极之间，供电开关管(Q2)的集电极接电源VCC。
2.根据权利要求1所述的一种新型模块电源输入过压与欠压保护电路，其特征在于:基准源(U1、U2)为TL431芯片，供电开关管(Ql)为NPN管，供电开关管(Q2)为PNP管。
【文档编号】H02H7/10GK203967731SQ201420347205
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】习向新 申请人:航天长峰朝阳电源有限公司