专利名称：一种电源输入的异常高电压保护电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电源输入的异常高电压保护电路，可以广泛的使用在家用电器的普通低频变压器电源电路及开关电源电路中。
背景技术：
由于市电不稳定，特别是有异常高压存在的情况下，会出现由于高压造成电源元件烧坏，或者电源元件没有损坏，但导致其他元件损坏的情况，有时甚至会出现火灾等特大事故，给生产厂家及消费者都带来很大的损失。纵观现有技术，发现现有技术基本存在以下缺点①保护电路的电源需要另外的电源部获取，或者直接由市电经过分压电阻得到； 而保护电路的电源和需要保护的机器的电源不同，有电源不稳的可能，同时经过市电利用电阻分压，对待机耗电量影响较大。②部分电路采用比较器及稳压REGIC等，元器件多，电路复杂，成本高，对元件的特性要求高。③部分电路使用机器关联内部CPU主芯片，使用A/ D转换进行是否过压的判断，过压保护的情况下，整机停止工作，从而保护其他AC交流元件的破坏；在异常高电压保护的情况下必须保证内部电源在过压情况下正常工作，对元件性能要求高，成本高。④部分电路采用过流保护型温度特性元件进行保护，对元件特性要求高；过流型温度特性元件虽然可以较全面的保护电路，但特性要求高，长时间高温状态下使用后，有特性变差的可能性。⑤部分电路直接采用继电器及稳压二极管的方式进行对应；直接采用继电器和稳压二极管的方式，造成体积大，成本高的不足。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种元器件少，成本低廉，保护相对全面的电源输入的异常高电压保护电路。本实用新型是通过以下技术方案来实现的 本实用新型的一种电源输入的异常高电压保护电路，该电路串联在经过整流桥整流及平滑电容后的整流稳压电路中，包括采样电路、比较电路及控制电路；所述采样电路、 比较电路及控制电路在整流稳压电路以后，所述采样电路和比较电路包括三极管，三极管的基极通过分压电阻和整流稳压电路的输出端相连，并通过分压电阻和电源的地相连；三极管发射极连接在整流稳压电源中的地；集电极则根据不同电源特征，选择是否通过电阻连接整流稳压电路输出端进行电压获取，集电极连接控制电路，集电极同时连接可控硅来控制变压器的输入端或开关电源的PWM驱动、反馈信号端。
作为优选，所述可控硅为DC控制开关类元件光耦或继电器。
本实用新型的电源输入的异常高电压保护电路，在电源异常高压时对电路进行保护，可以根据需要选择多重保护。其中外围可以根据不同的家电需要，增设电容等元件对反映特性及噪音的影响进行改善。本异常高电压保护电路，可以根据电源方式的不同，通过选择异常高电压保护电路中的元件是否安装，来对应普通低频电源电路及开关电源电路；可以通过选择内部元件参数对应不同的保护电压。本电路结构简单、体积小、开关反应速度快；同时可以提供多重保护方式，极大提高了电源的安全性能，降低品质损失，减少异常高压对消费者的危害。
为了易于说明，本实用新型由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。
图1是通用高异常电压保护电路结构框图； 图2是通用高异常电压保护电路实施电路图； 图3是低频变压器电源异常高电压保护电路实施电路图； 图4是开关电源专用异常高电压保护电路实施电路图； 图5是低频变压器电源异常高电压双重保护电路实施电路图； 图6是开关电源专用异常高电压多重保护电路实施电路图； 图7是可控硅SCR利用光电耦合器PC或继电器代替的示例电路图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型的一种电源输入的异常高电压保护电路，该电路串联在经过整流桥整流及平滑电容后的整流稳压电路中，包括采样电路、比较电路及控制电路；所述采样电路、比较电路及控制电路在整流稳压电路以后，所述采样电路和比较电路包括三极管，三极管的基极通过分压电阻和整流稳压电路的输出端相连，并通过分压电阻和电源的地相连；三极管发射极连接在整流稳压电源中的地；集电极则根据不同电源特征， 选择是否通过电阻连接整流稳压电路输出端进行电压获取，集电极连接控制电路，集电极同时连接可控硅来控制变压器的输入端或开关电源的PWM驱动、反馈信号端。在本实施例中，所述可控硅为DC控制开关类元件光耦或继电器。
AC交流电源L线(火险)经过电流保险丝FUSE1，通过ZNR串联在交流电源的N线 (零线)上。通过上述电路后电源经过XY电容及滤波器组成的滤波EMC对应回路，在此同时AC元件(如冰箱、空调中的压缩机等；洗衣机中的马达等)的AC电源得以引出。对于低频变压器电源之后通过低频变压器到达由四个二极管组成的或者直接集成的整流桥DB进行整流再利用相应规格的电解电容Cl组成整流稳压电路输出端得到DC电压Vhi，而开关电源直接进入整流稳压电路得到DC电压Vhi。之后进入本发明的异常高电压保护电路部分。 此时保护电路中Ql的基极电压为Vb = Vhi/(R1+R2+R3)*R3。因此Vb会随着输入AC电压的增大而增大，假设三极管Ql得BE PN结的导通电压为Vbe。当输入AC电压进入异常高电压保护电路的电压位于设定的保护电压以下时，Vb < Vbe，三极管Ql处于截至状态、Ql 的集电极Vc为高电平，可控硅SCRl①、SCR2②(或其他DC控制开关类元件，如光耦、继电器等)处于导通状态，开关电源的PWM信号或反馈信号③可保持正常的波形，整个电源处在正常工作的状态。当输入AC电压高于设定的保护电压时，Vb > Vbe，三极管Ql处于道通状态、Ql的集电极Vc为0，可控硅SCRl①、SCR2②(或其他DC控制开关类元件，如光耦、继电器等)断开，开关电源的PWM信号或反馈信号③被强制为0，整个电源不工作，电源及整机均处在异常高电压的保护状态。当输入AC电压等于设定的保护电压时，Vb = Vbe，三极管 Ql处于临界状态、电路按照上个瞬间得电压状态进行工作。
可控硅SCRl①、SCR2②(或其他DC控制开关类元件，如光耦、继电器等)及连接的开关电源的PWM信号或反馈信号③可以选择单独使用或组合使用，以达到成本及多重保护的平衡。一般的开关电源可以选择①、②、③中的任意组合或单独使用。如果出于成本的考虑，当只有单独利用开关电源的PWM信号或反馈信号③时，Ql集电极的R4和R5可以不用。低频变压器电源可以选择①、②的组合或者其中任何一个。
图3为低频变压器电源高异常电压保护电路实施电路图。本电路只使用了可控硅 SCRl①(或其他DC控制开关类元件，如光耦、继电器等)。当输入AC电压高于设定的保护电压时，Vb > Vbe，三极管Ql处于道通状态、Ql的集电极Vc为0，可控硅SCRl①(或其他 DC控制开关类元件，如光耦、继电器等)断开，REG IC无输入、整个电源不工作，电源及整机均处在异常高电压的保护状态。
图4为开关电源专用异常高电压保护电路实施电路图。本电路中Ql的集电极直接和开关电源IC的PWM信号或反馈信号相连接，R5、R6不安装、达到了成本的最低化。使用了可控硅SCRl①(或其他DC控制开关类元件，如光耦、继电器等)。当输入AC电压高于设定的保护电压时，Vb > Vbe,三极管Ql处于道通状态、Ql的集电极Vc为0，开关电源的 PWM信号或反馈信号被强制变为低电平0，整个电源不工作，电源及整机均处在异常高电压的保护状态。
图5为低频变压器电源异常高电压双重保护电路实施电路图。本电路只使用了可控硅SCRl①及可控硅SCRl②(或其他DC控制开关类元件，如光耦、继电器等)。当输入 AC电压高于设定的保护电压时，Vb >Vbe，三极管Ql处于道通状态、Ql的集电极Vc为0，可控硅SCRl①、SCRl②(或其他DC控制开关类元件，如光耦、继电器等)同时断开，REG IC 无输入、整个电源不工作，电源及整机均处在异常高电压的保护状态。即使某一个开关元件 (可控硅)造成击穿、另外一个可控硅也可以继续实现保护。
图6为开关电源专用异常高电压多重保护电路实施电路图。通过SCRl①、 SCRl②(或其他DC控制开关类元件，如光耦、继电器等)及PWM反馈信号③三种方式同时实现保护。
图7为可控硅SCR利用光电耦合器PC或继电器代替的示例电路图，可以实现同样的功能由于各种家电的标准有差别，整机启动等的状况也有区别。因此可以在此基础上，根据不同的需要追加噪音、雷击等的优化外围回路、如滤波电容C、稳压二极管ZD等。
上述实施例，只是本实用新型的一个实例，并不是用来限制本实用新型的实施与权利范围，凡与本实用新型权利要求所述内容相同或等同的技术方案，均应包括在本实用新型保护范围内。
权利要求1.一种电源输入的异常高电压保护电路，该电路串联在经过整流桥整流及平滑电容后 的整流稳压电路中，包括采样电路、比较电路及控制电路；所述采样电路、比较电路及控制 电路在整流稳压电路以后，其特征在于所述采样电路和比较电路包括三极管，三极管的基 极通过分压电阻和整流稳压电路的输出端相连，并通过分压电阻和电源的地相连；三极管 发射极连接在整流稳压电源中的地；集电极则根据不同电源特征，选择是否通过电阻连接 整流稳压电路输出端进行电压获取，集电极连接控制电路，集电极同时连接可控硅来控制 变压器的输入端或开关电源的PWM驱动、反馈信号端。
2.根据权利要求1所述的电源输入的异常高电压保护电路，其特征在于所述可控硅 为DC控制开关类元件光耦或继电器。
专利摘要本实用新型设计一种电源输入的异常高电压保护电路，包括采样电路、比较电路及控制电路；所述采样电路、比较电路及控制电路在整流稳压电路以后，所述采样电路和比较电路包括三极管，三极管的基极通过分压电阻和整流稳压电路的输出端相连，并通过分压电阻和电源的地相连；三极管发射极连接在整流稳压电源中的地；集电极则根据不同电源特征，选择是否通过电阻连接整流稳压电路输出端进行电压获取，集电极连接控制电路，集电极同时连接可控硅来控制变压器的输入端或开关电源的PWM驱动、反馈信号端。本电路结构简单、体积小、开关反应速度快；同时可以提供多重保护方式，极大提高了电源的安全性能，降低品质损失，减少异常高压对消费者的危害。
文档编号H02H7/10GK201594730SQ201020108278
公开日2010年9月29日 申请日期2010年2月1日 优先权日2010年2月1日
发明者王益田 申请人:东莞市长田电子有限公司