一种欠压保护电路的制作方法

本实用新型涉及开关电源技术领域，特别是涉及一种欠压保护电路。

背景技术：

BOOST电路是一种常见的开关直流升压电路，在BOOST电路中，当输入电压过低(即欠压)时，使得BOOST电路的升压比增大，从而导致电路中的功率半导体器件及磁性器件发热严重，造成电路不稳定甚至烧毁电路，因此，一般通过设置欠压保护点以实现对BOOST电路的欠压保护。但是，在现有BOOST电路的欠压保护中，当输入电压低于欠压保护点时，BOOST电路断电以实现欠压保护，当输入电压稍微升高到高于欠压保护点时，BOOST电路通电；当输入电压稍微降低至低于欠压保护点时，BOOST电路再次断电，由此可知，当输入电压位于欠压保护点时，由于输入电压的波动使得BOOST电路在短时间内多次切换通电或断电的状态，从而导致电路不稳定且容易损坏电路。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种欠压保护电路，其能够提高BOOST电路的稳定性且延长BOOST电路的使用寿命。

本实用新型提供一种欠压保护电路，包括电路输入端、采样模块、比较模块、锁定模块以及使能输出端；其中，所述电路输入端用于连接BOOST电路的供电电源，所述使能输出端用于控制所述BOOST电路通电或断电；

所述采样模块的输入端与所述电路输入端连接；所述采样模块的输出端与所述比较模块的第一输入端连接，所述比较模块的第二输入端与地连接，所述比较模块的比较输出端与所述使能输出端连接；

所述锁定模块的控制端与所述使能输出端连接，所述锁定模块的输出端与地连接，所述锁定模块的输入端与所述比较模块的第一输入端连接，所述锁定模块用于保持所述比较模块的第一输入端的输入电平。

上述的欠压保护电路通过将所述锁定模块连接在所述使能输出端和所述比较模块之间，当所述BOOST电路欠压时，通过控制所述锁定模块导通，从而使得所述比较模块的第一输入端的输入电平保持稳定，以确保所述比较模块的比较输出端输出稳定，从而使得所述使能输出端输出稳定的使能信号，以控制所述BOOST电路断电，避免了所述BOOST电路在短时间内多次切换通电和断电的状态，进而提高BOOST电路的稳定性且延长BOOST电路的使用寿命。

作为优选方案，所述锁定模块包括第一开关管和第一电阻，所述第一开关管通过所述第一电阻与所述锁定模块的控制端连接，所述第一开关管的输入端与所述锁定模块的输入端连接，所述第一开关管的输出端与所述锁定模块的输出端连接。当所述BOOST电路欠压时，通过控制所述第一开关管导通，以拉低所述比较模块的第一输入端的电位，从而保持所述比较模块的第一输入端的输入电平为低电平，以确保所述比较模块的比较输出端输出高电平，从而使得所述使能输出端输出高电平，以控制所述BOOST电路断电，避免了所述BOOST电路在短时间内多次切换通电和断电的状态，进而提高BOOST电路的稳定性且延长BOOST电路的使用寿命；此外，所述第一电阻起限流作用，以保护所述第一开关管，从而提高所述第一开关管的稳定性，进而提高所述欠压保护电路的稳定性。

作为优选方案，所述第一开关管为NPN型三极管，所述第一开关管的控制端为NPN型三极管的控制极，所述第一开关管的输入端为NPN型三极管的集电极，所述第一开关管的输出端为NPN型三极管的发射极。由于NPN型三极管具有电流放大作用，因此所述第一开关管采用NPN型三极管能够增强所述第一开关管的驱动能力，以确保所述锁定模块导通，从而确保所述欠压保护电路正常工作。

作为优选方案，所述第一开关管为N沟道MOS管，所述第一开关管的控制端为N沟道MOS管的栅极，所述第一开关管的输入端为N沟道MOS管的漏极，所述第一开关管的输出端为N沟道MOS管的源极。由于N沟道MOS管还具有电流放大作用，因此所述第一开关管采用N沟道MOS管能够增强所述第一开关管的驱动能力，以确保所述锁定模块导通，从而确保所述欠压保护电路正常工作。

作为优选方案，所述比较模块包括TL431芯片和第二电阻，所述TL431芯片的参考极与所述比较模块的第一输入端连接，所述TL431芯片的阳极与所述比较模块的第二输入端连接，所述TL431芯片的阴极与所述比较模块的比较输出端连接，所述TL431芯片的阴极还通过所述第二电阻与所述电路输入端连接。由于所述TL431芯片的内部含有基准电压源，因此无需为比较模块提供额外基准电路，且无需额外供电，从而使得采用所述TL431芯片能够简化所述欠压保护电路的结构且降低成本。

作为优选方案，所述比较模块包括电压比较器、第一稳压管和第三电阻；

所述电压比较器的输出端与所述比较模块的比较输出端连接，所述电压比较器的反相端与所述比较模块的第一输入端连接，所述电压比较器的同相端通过所述第三电阻与所述电路输入端连接，所述电压比较器的同相端还通过所述第一稳压管与所述比较模块的第二输入端连接，其中，所述第一稳压管的阳极与所述比较模块的第二输入端连接，所述第一稳压管的阴极与所述电压比较器的同相端连接。通过所述第一稳压管为所述电压比较器提供基准电压，并通过所述电压比较器的反相端连接在所述采样模块的输出端，从而将所述电压比较器的反相端的电压与所述基准电压进行比较，再通过所述比较输出端输出电压至所述使能输出端，以控制所述BOOST电路通电或断电；此外，所述第三电阻起限流作用，以保护所述第一稳压管，从而提高所述第一稳压管的稳定性，进而提高所述欠压保护电路的稳定性。

作为优选方案，所述比较模块还包括电容；

所述电容的第一端与所述电压比较器的同相端连接，所述电容的第二端与所述比较模块的第二输入端连接。由于所述电容能够滤波，因此使得所述比较模块更加稳定，从而使得所述欠压保护电路更加稳定。

作为优选方案，所述采样模块包括第四电阻和第五电阻，所述第四电阻的第一端与所述采样模块的输入端连接，所述第四电阻的第二端与所述采样模块的输出端连接，所述第五电阻的第一端与所述第四电阻的第二端连接，所述第五电阻的第二端与地连接。通过所述第四电阻和所述第五电阻串联，使得所述第五电阻分压，从而将所述电路输入端的电压反馈至所述比较模块，进而控制所述比较模块的输出。

作为优选方案，所述欠压保护电路还包括稳压模块，所述比较模块的比较输出端通过所述稳压模块与所述使能输出端连接；其中，所述稳压模块的输入端与所述比较模块的比较输出端连接，所述稳压模块的输出端与所述使能输出端连接。通过将所述稳压模块连接在所述比较模块和所述使能输出端之间，使得所述使能输出端的输出更加稳定，从而使得所述欠压保护电路更加稳定。

作为优选方案，所述稳压模块包括第二稳压管，所述第二稳压管的正极与所述稳压模块的输入端连接，所述第二稳压管的负极与所述稳压模块的输出端连接。通过将所述第二稳压管连接在所述比较模块和所述使能输出端之间，使得所述使能输出端的输出更加稳定，从而使得所述欠压保护电路更加稳定。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的欠压保护电路的电路方框图；

图2是本实用新型实施例中的欠压保护电路的电路原理图；

图3是本实用新型实施例中的欠压保护电路的另一实施方式的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1所示，本实用新型优选实施例的一种欠压保护电路，包括电路输入端Vin、采样模块201、比较模块202、锁定模块203以及使能输出端Vout；其中，所述电路输入端Vin用于连接BOOST电路的供电电源，所述使能输出端Vout用于控制所述BOOST电路通电或断电；

所述采样模块201的输入端与所述电路输入端Vin连接；所述采样模块201的输出端与所述比较模块202的第一输入端连接，所述比较模块202的第二输入端与地连接，所述比较模块202的比较输出端与所述使能输出端Vout连接；

所述锁定模块203的控制端与所述使能输出端Vout连接，所述锁定模块203的输出端与地连接，所述锁定模块203的输入端与所述比较模块202的第一输入端连接，所述锁定模块203用于保持所述比较模块202的第一输入端的输入电平。

下面对本实用新型实施例提供的欠压保护电路的具体工作过程进行详细描述：

所述电路输入端Vin接入所述BOOST电路的供电电源，当所述电路输入端Vin的电压高于欠压保护点时，连接于所述电路输入端Vin的所述采样模块201输出一控制信号至所述比较模块202的第一输入端，使得所述比较模块202的输出端输出另一控制信号至所述使能输出端Vout，从而使得所述使能输出端Vout输出使能信号，以控制所述BOOST电路通电；此时，由于连接在所述使能输出端Vout的所述锁定模块203未达到开启电压，因此所述锁定模块203截止，从而使得所述比较模块202的第一输入端的输入电平保持稳定，进而使得所述BOOST电路保持通电。

当所述电路输入端Vin的电压低于欠压保护点时，连接于所述电路输入端Vin的所述采样模块201输出一控制信号至所述比较模块202的第一输入端，使得所述比较模块202的输出端输出另一控制信号至所述使能输出端Vout，从而使得所述使能输出端Vout输出使能信号，以控制所述BOOST电路断电；此时，由于连接在所述使能输出端Vout的所述锁定模块203达到开启电压，因此所述锁定模块203导通，从而使得所述比较模块202的第一输入端的输入电平保持稳定，进而使得所述BOOST电路保持断电。

在本实用新型实施例中，需要说明的是，所述欠压保护点需要根据实际使用要求并通过所述比较模块202来设定，此外，所述使能信号通过三极管或MOS管或微控制单元(MCU)等元件控制所述BOOST电路通电或断电。

上述的欠压保护电路通过将所述锁定模块203连接在所述使能输出端Vout和所述比较模块202之间，当所述BOOST电路欠压时，通过控制所述锁定模块203导通，从而使得所述比较模块202的第一输入端的输入电平保持稳定，以确保所述比较模块202的比较输出端输出稳定，从而使得所述使能输出端Vout输出稳定的使能信号，以控制所述BOOST电路断电，避免了所述BOOST电路在短时间内多次切换通电和断电的状态，进而提高BOOST电路的稳定性且延长BOOST电路的使用寿命。

结合图1至图3所示，本实施例中的所述锁定模块203包括第一开关管Q1和第一电阻R1，所述第一开关管Q1通过所述第一电阻R1与所述锁定模块203的控制端连接，所述第一开关管Q1的输入端与所述锁定模块203的输入端连接，所述第一开关管Q1的输出端与所述锁定模块203的输出端连接。当所述BOOST电路欠压时，通过控制所述第一开关管Q1导通，以拉低所述比较模块202的第一输入端的电位，从而保持所述比较模块202的第一输入端的输入电平为低电平，以确保所述比较模块202的比较输出端输出高电平，从而使得所述使能输出端Vout输出高电平，以控制所述BOOST电路断电，避免了所述BOOST电路在短时间内多次切换通电和断电的状态，进而提高BOOST电路的稳定性且延长BOOST电路的使用寿命；此外，所述第一电阻R1起限流作用，以保护所述第一开关管Q1，从而提高所述第一开关管Q1的稳定性，进而提高所述欠压保护电路的稳定性。

结合图1至图3所示，本实施例中的所述第一开关管Q1为NPN型三极管，所述第一开关管Q1的控制端为NPN型三极管的控制极，所述第一开关管Q1的输入端为NPN型三极管的集电极，所述第一开关管Q1的输出端为NPN型三极管的发射极。由于NPN型三极管具有电流放大作用，因此所述第一开关管Q1采用NPN型三极管能够增强所述第一开关管Q1的驱动能力，以确保所述锁定模块203导通，从而确保所述欠压保护电路正常工作。

显然，为了实现所述锁定模块203的导通和截止功能，本实施例中的所述第一开关管Q1还可以为N沟道MOS管等具有导通和截止状态的元件，本实施例中的所述第一开关管Q1的控制端为N沟道MOS管的栅极，所述第一开关管Q1的输入端为N沟道MOS管的漏极，所述第一开关管Q1的输出端为N沟道MOS管的源极。由于N沟道MOS管还具有电流放大作用，因此所述第一开关管Q1采用N沟道MOS管能够增强所述第一开关管Q1的驱动能力，以确保所述锁定模块203导通，从而确保所述欠压保护电路正常工作。

结合图1至图3所示，所述采样模块201包括第四电阻R4和第五电阻R5，所述第四电阻R4的第一端与所述采样模块201的输入端连接，所述第四电阻R4的第二端与所述采样模块201的输出端连接，所述第五电阻R5的第一端与所述第四电阻R4的第二端连接，所述第五电阻R5的第二端与地连接。通过所述第四电阻R4和所述第五电阻R5串联，使得所述第五电阻R5分压，从而将所述电路输入端Vin的电压反馈至所述比较模块202，进而控制所述比较模块202的输出。

结合图1至图3所示，所述欠压保护电路还包括稳压模块，所述比较模块202的比较输出端通过所述稳压模块与所述使能输出端Vout连接；其中，所述稳压模块的输入端与所述比较模块202的比较输出端连接，所述稳压模块的输出端与所述使能输出端Vout连接。通过将所述稳压模块连接在所述比较模块202和所述使能输出端Vout之间，使得所述使能输出端Vout的输出更加稳定，从而使得所述欠压保护电路更加稳定。

结合图1至图3所示，所述稳压模块包括第二稳压管Z2，所述第二稳压管Z2的正极与所述稳压模块的输入端连接，所述第二稳压管Z2的负极与所述稳压模块的输出端连接。通过将所述第二稳压管Z2连接在所述比较模块202和所述使能输出端Vout之间，使得所述使能输出端Vout的输出更加稳定，从而使得所述欠压保护电路更加稳定。

结合图1和图2所示，所述比较模块202包括TL431芯片U1和第二电阻R2，所述TL431芯片U1的参考极与所述比较模块202的第一输入端连接，所述TL431芯片U1的阳极与所述比较模块202的第二输入端连接，所述TL431芯片U1的阴极与所述比较模块202的比较输出端连接，所述TL431芯片U1的阴极还通过所述第二电阻R2与所述电路输入端Vin连接。由于所述TL431芯片U1的内部含有基准电压源，因此无需为比较模块202提供额外基准电路，且无需额外供电，从而使得采用所述TL431芯片U1能够简化所述欠压保护电路的结构且降低成本。

下面对本实用新型实施例提供的欠压保护电路的具体工作过程进行详细描述：

所述电路输入端Vin接入所述BOOST电路的供电电源，当所述电路输入端Vin的电压高于欠压保护点时，通过连接于所述电路输入端Vin的所述第四电阻R4和所述第五电阻R5分压，将所述电路输入端Vin的高电平反馈至所述TL431芯片U1的参考极，然后通过将所述TL431芯片U1的参考极的电压与TL431芯片U1的内部的基准电压源进行比较，使得所述TL431芯片U1的阴极输出低电平至所述使能输出端Vout，从而使得所述使能输出端Vout输出低电平作为使能信号，以控制所述BOOST电路通电；此时，由于所述第一开关管Q1未达到开启电压，因此所述第一开关管Q1截止，从而使得所述TL431芯片U1的参考极保持高电平，进而使得所述BOOST电路保持通电。

当所述电路输入端Vin的电压低于欠压保护点时，通过连接于所述电路输入端Vin的所述第四电阻R4和所述第五电阻R5分压，将所述电路输入端Vin的低电平反馈至所述TL431芯片U1的参考极，然后通过将所述TL431芯片U1的参考极的电压与TL431芯片U1的内部的基准电压源进行比较，使得所述TL431芯片U1的阴极输出高电平至所述使能输出端Vout，从而使得所述使能输出端Vout输出高电平作为使能信号，以控制所述BOOST电路断电；此时，由于所述第一开关管Q1达到开启电压，因此所述第一开关管Q1导通，同时拉低了所述TL431芯片U1的参考极的电位，从而使得所述TL431芯片U1的参考极保持低电平，进而使得所述BOOST电路保持断电。

上述的欠压保护电路通过将所述第一开关管Q1连接在所述使能输出端Vout和所述TL431芯片U1之间，当所述BOOST电路欠压时，通过控制所述第一开关管Q1导通，以拉低所述TL431芯片U1的参考极的电位，从而使得所述TL431芯片U1的参考极的输入电平保持低电平，以确保所述TL431芯片U1的阴极输出高电平，从而使得所述使能输出端Vout输出高电平作为使能信号，以控制所述BOOST电路断电，避免了所述BOOST电路在短时间内多次切换通电和断电的状态，进而提高BOOST电路的稳定性且延长BOOST电路的使用寿命。

结合图1和图3所示，所述比较模块202包括电压比较器U2、第一稳压管Z1和第三电阻R3；

所述电压比较器U2的输出端与所述比较模块202的比较输出端连接，所述电压比较器U2的反相端与所述比较模块202的第一输入端连接，所述电压比较器U2的同相端通过所述第三电阻R3与所述电路输入端Vin连接，所述电压比较器U2的同相端还通过所述第一稳压管Z1与所述比较模块202的第二输入端连接，其中，所述第一稳压管Z1的阳极与所述比较模块202的第二输入端连接，所述第一稳压管Z1的阴极与所述电压比较器U2的同相端连接。通过所述第一稳压管Z1为所述电压比较器U2提供基准电压，并通过所述电压比较器U2的反相端连接在所述采样模块201的输出端，从而将所述电压比较器U2的反相端的电压与所述基准电压进行比较，再通过所述比较输出端输出电压至所述使能输出端Vout，以控制所述BOOST电路通电或断电；此外，所述第三电阻R3起限流作用，以保护所述第一稳压管Z1，从而提高所述第一稳压管Z1的稳定性，进而提高所述欠压保护电路的稳定性。

为了使结构合理化，本实施例中的所述比较模块202还包括电容C1；

所述电容C1的第一端与所述电压比较器U2的同相端连接，所述电容C1的第二端与所述比较模块202的第二输入端连接。由于所述电容C1能够滤波，因此使得所述比较模块202更加稳定，从而使得所述欠压保护电路更加稳定。

下面对本实用新型实施例提供的欠压保护电路的具体工作过程进行详细描述：

所述电路输入端Vin接入所述BOOST电路的供电电源，当所述电路输入端Vin的电压高于欠压保护点时，通过连接于所述电路输入端Vin的所述第四电阻R4和所述第五电阻R5分压，将所述电路输入端Vin的高电平反馈至所述电压比较器U2的反相端，另外，所述第一稳压管Z1的电压输入到所述电压比较器U2的同相端，通过将所述电压比较器U2的反相端的电压与所述电压比较器U2的同相端的电压进行比较，使得所述电压比较器U2的输出端输出低电平至所述使能输出端Vout，从而使得所述使能输出端Vout输出低电平作为使能信号，以控制所述BOOST电路通电；此时，由于所述第一开关管Q1未达到开启电压，因此所述第一开关管Q1截止，从而使得所述电压比较器U2的反相端保持高电平，进而使得所述BOOST电路保持通电。

当所述电路输入端Vin的电压低于欠压保护点时，通过连接于所述电路输入端Vin的所述第四电阻R4和所述第五电阻R5分压，将所述电路输入端Vin的低电平反馈至所述电压比较器U2的反相端，另外，所述第一稳压管Z1的电压输入到所述电压比较器U2的同相端，通过将所述电压比较器U2的反相端的电压与电压比较器U2的同相端的电压进行比较，使得所述电压比较器U2的输出端输出高电平至所述使能输出端Vout，从而使得所述使能输出端Vout输出高电平作为使能信号，以控制所述BOOST电路断电；此时，由于所述第一开关管Q1达到开启电压，因此所述第一开关管Q1导通，同时拉低了所述电压比较器U2的反相端的电位，从而使得所述电压比较器U2的反相端保持低电平，进而使得所述BOOST电路保持断电。

上述的欠压保护电路通过将所述第一开关管Q1连接在所述使能输出端Vout和所述电压比较器U2之间，当所述BOOST电路欠压时，通过控制所述第一开关管Q1导通，以拉低所述电压比较器U2的反相端的电位，从而使得所述电压比较器U2的反相端的输入电平保持低电平，以确保所述电压比较器U2的输出端输出高电平，从而使得所述使能输出端Vout输出高电平作为使能信号，以控制所述BOOST电路断电，避免了所述BOOST电路在短时间内多次切换通电和断电的状态，进而提高BOOST电路的稳定性且延长BOOST电路的使用寿命。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。