一种欠压保护电路的制作方法

1.本发明涉及开关电源领域，尤其是涉及一种欠压保护电路。


背景技术：

2.目前，根据功率公式，电路中功率p恒定，当电路产生短路故障或供电电网的电压不稳定等原因时，电压u变小，电流i将变大，由于电路中各个器件的阻值为恒定状态，所以电流增加会导致器件的发热量增加，最终可能会导致线路发生起火等事故，所以需要对电路进行欠压保护，欠压保护为当线路电压降低到临界电压时，保护电器的动作，或称为欠电压保护。
3.相关技术中，欠压保护通常是设置有临界电压，当外界电压大于临界电压时，电路正常工作，当外界电压小于临界电压时，电路切断，减少低压导致的供电事故的发生。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：当外界电压在临界电压处反复波动时，电源将会在正常和保护之间反复切换，导致用户系统异常故障。


技术实现要素：

5.为了改善外界电压在临界点反复波动导致开关电源在正常与保护反复切换的问题，本技术提供一种欠压保护电路。
6.本技术提供的一种欠压保护电路采用如下的技术方案：一种欠压保护电路，包括母线电源、检测分压模块、防电压倒灌回差模块、控制模块与触发模块；所述母线电源连接所述检测分压模块；所述检测分压模块与所述防电压倒灌回差模块及所述控制模块连接；所述控制模块，用于通过所述检测分压模块和所述防电压倒灌回差模块，对所述母线电源的母线电压进行检测分压，得到第一检测电压；当所述第一检测电压不小于阈值时，控制所述触发模块输出第一电平值，所述第一电平值为低电平；当所述第一检测电压小于阈值时，控制所述触发模块输出第二电平值，所述第二电平值为高电平；所述触发模块，用于根据所述第二电平值触发电源欠压保护；所述控制模块，还用于当所述电源欠压保护触发后，通过所述检测分压模块对所述母线电源的母线电压进行检测分压，得到第二检测电压。
7.通过采用上述技术方案，母线电源的电压值为外界电网的电压值，当母线电源的电压发生波动时，检测分压模块对母线电源进行检测分压，控制模块通过检测分压模块和防电压倒灌回差模块，对母线电源的母线电压进行检测分压，得到第一检测电压，当第一检测电压不小于阈值时，控制所述触发模块输出第一电平值，所述第一电平值为低电平，当所
述第一检测电压小于阈值时，控制所述触发模块输出第二电平值，所述第二电平值为高电平，触发模块根据第二电平值触发电源欠压保护，控制模块还用于当所述电源欠压保护触发后，通过所述检测分压模块对所述母线电源的母线电压进行检测分压，得到第二检测电压，使能增加电源欠压保护的电压范围，减少触发模块触发电源欠压保护的误动作，进而减少开关电源在正常和保护之间反复切换时产生的异常故障。
8.可选的，所述检测分压模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻；所述第一电阻、所述第二电阻与所述第三电阻依次串联连接，所述第一电阻的一端连接所述母线电源，所述第四电阻与所述第五电阻并联连接，且分别与所述第三电阻串联连接。
9.通过采用上述技术方案，通过第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻与第五电阻的设置增加负载，使对电路进行分压，同时可通过测量第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻或第五电阻两端的电压来测量控制模块处的电压。
10.可选的，所述检测分压模块还包括电容，所述电容分别与所述第四电阻、第五电阻并联连接，所述第四电阻、所述第五电阻与所述电容远离所述第三电阻的一端分别连接所述控制模块与所述触发模块并接地。
11.通过采用上述技术方案，电容与第四电阻、第五电阻并联连接，使能对母线电源的电压进行滤波，使母线电源的电压更加稳定，减少控制模块因母线电源波动产生的活动。
12.可选的，所述防电压倒灌回差模块包括第六电阻与二极管，所述第六电阻分别与所述第四电阻、第五电阻与所述电容并联连接，所述第六电阻的远离所述第五电阻的一端连接所述触发模块，所述二极管设置于所述第六电阻与所述第五电阻之间，所述二极管与所述第六电阻串联连接，所述二极管靠近所述第五电阻的一端为阳极。
13.通过采用上述技术方案，第六电阻与第四电阻、第五电阻与电容并联，使能减少检测分压模块整体的电阻，从而使第一检测电压小于阈值，形成第一检测电压与阈值之间的回差，二极管防止触发模块电压的倒灌，减少触发模块电压倒灌对欠压检测的准确度的影响。
14.可选的，所述控制模块为三端双极晶体管，所述三端双极晶体管预设有阈值，所述三端双极晶体管的参考极的电压低于所述阈值，则所述三端双极晶体管断开；所述三端双极晶体管的参考极分别连接所述电容、所述第三电阻、所述第四电阻与所述第五电阻，所述三端双极晶体管的阳极与所述电容的另一端连接，所述三端双极晶体管的阴极与所述触发模块连接。
15.通过采用上述技术方案，三端双极晶体管的参考极连接电容、所述第三电阻、所述第四电阻与所述第五电阻，同时三端双极晶体管设置有阈值，使三端双极晶体管的参考极能通过阈值对母线电源的母线电压进行对比，通过对比结果来对三端双极晶体管的导通状态进行控制，进而对触发模块输出的电平值进行控制。
16.可选的，所述三端双极晶体管的阴极与所述触发模块之间连接有第八电阻。
17.通过采用上述技术方案，第八电阻减少三端双极晶体管的短路，使三端双极晶体管进行防护。
18.可选的，所述触发模块包括第一三级管、第二三极管、供电电源与电平感应端；
所述第一三极管的发射极与所述供电电源连接，所述第一三极管的基极与所述三端双极晶体管的阴极连接，所述第一三极管的集电极与所述第二三极管的基极连接并接地，所述第一三极管的基极与发射极之间连接有第七电阻；所述第二三极管的发射极与基极分别接地，所述第二三极管的集电极与所述供电电源连接；所述第二三极管的集电极与所述供电电源之间连接有所述电平感应端，所述电平感应端用于测量所述第二三极管的集电极处的电平；所述电平感应端，用于感应所述第二三极管的发射极处的电压生成对应行的电平，所述供电电源与所述电平感应端之间连接有第十一电阻，所述第六电阻远离所述第三电阻的一端连接于所述供电电源与所述电平感应端。
19.通过采用上述技术方案，供电电源为第一三极管进行供电，三端双极晶体管对母线电源的母线电压进行检测得到第一检测电压；第一检测电压大于阈值时，三端双极晶体管导通，第一三极管的基极有电压存在，使第一三极管导通，进而使第二晶体管处于导通状态，电平感应端感应到的第二三极管的集电极的电压为对应第二三极管的发射极的电压，此时电平感应管感应到低电平，电源正常工作。
20.第一检测电压小于阈值时，三端双极晶体管断开，第一三极管的基极电压为0，使第一三极管处于断开状态，从而使第一三极管的发射极集电极电压为0，进而使第二晶体管处于断开状态，电平感应端感应到的第二三极管的发射极的电压，为供电电源的电压减去第十一电阻负载的电压后的电压，从而使电平感应端感应到高电平，触发电源欠压保护。
21.可选的，所述第一三极管的集电极与所述第二三极管的发射极之间串联连接有第九电阻与第十电阻，所述第十电阻的一端分别连接所述第九电阻与所述第二三极管的基极，所述第十电阻的另一端连接所述第二三极管的集电极并接地。
22.通过采用上述技术方案，第九电阻与第十电阻分别对供电电源进行分压，降低第二三极管的发射极处的电压，使第二三极管处的电压为对应低电平时的电压。
23.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.通过防电压倒灌回差模块的第六电阻增加电源欠压保护的电压范围，减少触发模块触发电源欠压保护的误动作，进而减少开关电源在正常和保护之间反复切换时产生的异常故障；2.通过防电压倒灌回差模块的二极管防止触发模块电压的倒灌，减少触发模块电压倒灌对欠压检测的准确度的影响；3.三端双极晶体管的参考极连接电容、所述第三电阻、所述第四电阻与所述第五电阻，同时三端双极晶体管设置有阈值，使三端双极晶体管的参考极能通过阈值对母线电源的母线电压进行对比，通过对比结果来对三端双极晶体管的导通状态进行控制，进而对触发模块输出的电平值进行控制。
附图说明
24.图1是本技术实施例一种欠压保护电路的电路图。
25.附图标记：100、检测分压模块；200、防电压倒灌回差模块；300、控制模块；400、触发模块。
具体实施方式
26.以下结合附图对本技术作进一步详细说明。
27.本技术实施例公开一种欠压保护电路。
28.参照图1，一种欠压保护电路包括母线电源、检测分压模块100、防电压倒灌回差模块200、控制模块300与触发模块400；母线电源为外接电网，定义母线电源为hv，本电路为对应hv的变化进行欠压保护，当hv下降较大时，则触发电源欠压保护，在本实施例中欠压保护的电压为小于等于80vac，即母线电源的电压小于等于80vac时，电源欠压保护，欠压恢复点为小于等于88vac，即母线电源的电压升至欠压回复点后，电源可自动回复正常工作，欠压保护电压与欠压恢复点之间的差值设为回差，回差大于等于5v，电源为使用母线电源的开关电源，当电网突变等极端恶劣情况下时，电源触发欠压保护对与电源连接的其他器件进行保护。
29.检测分压模块100包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻，第一电阻定义为电阻r1，第二电阻定义为电阻r2，第三电阻定义为电阻r3，在本实施例中第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3的阻值均为330k欧姆，型号均为1206型，且考虑第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3的损耗与耐压降额，第四电阻定义为r4，第四电阻r4的阻值为12k欧姆，第四电阻r4的型号为0603，第五电阻定义为电阻r5，第五电阻r5的型号可为nc0603，使第五电阻r5为预留位，不焊接于电路中，在其他实施例中各个电阻还可为其他的型号；第一电阻r1、第二电阻r2与第三电阻r3依次串联连接，第一电阻r1的一端连接母线电源hv；第四电阻r4与第五电阻r5并联连接，且分别与第三电阻r3串联连接。
30.检测分压模块100还包括电容，定义电容为c1，电容c1分别与第四电阻r4、第五电阻r5并联连接，第四电阻r4、第五电阻r5与电容c1远离第三电阻c3的一端分别连接控制模块300与触发模块400并接地。
31.防电压倒灌回差模块200包括第六电阻与二极管，定义第六电阻为r6，在本实施例中r6的阻值为150k欧姆，第六电阻r6的型号为0603，定义二极管为d1，d1的型号为lbas16，第六电阻r6分别与第四电阻r4、第五电阻r5与电容c1并联连接，第六电阻r6的远离第五电阻r5的一端连接触发模块400，二极管d1设置于第六电阻r6与第五电阻r5之间，二极管d1与第六电阻r6串联连接，二极管d1靠近第五电阻r5的一端为二极管d1的阳极。
32.母线电压hv通过r1、r2、r3、r4、r5与r6检测分压，c1滤波，根据参数计算恢复正常工作时母线电源hv的电压为：hv=vref/(r4//r6)*(r1+r2+r3+(r4//r6))=1.24/(12//120)*(680+680+680+(12//120))=113.770v其中，r4//r6=r4*r6/(r4+r6)；母线电源hv的电压为：ac=hv/1.414=113.770/1.414=80.460v；即，输入电网电压为80.460v；根据参数计算，当电路进行欠压保护时母线电源hv的电压可为：hv=vref/r4*(r1+r2+r3+r4)=1.24/(12*(680+680+680+12)=103.540v；输入电网电压均为：ac=hv/1.414=103.54/1.414=73.225v；由上可知：输入欠压点和恢复点的回差为：80.460
‑
73.225=7.235v，通过设置回差有效防止开关电源反复误动作。
33.控制模块300为三端双极晶体管，三端双极晶体管包括参考极、阴极与阳极，定义三端双极晶体管为u1，在本实施例中三端双极晶体管u1的型号为az432an型，三端双极晶体管u1预设有阈值，三端双极晶体管u1的阈值定义为vref，vref=1.24v，三端双极晶体管u1的参考极的电压低于阈值，则三端双极晶体管u1断开。
34.三端双极晶体管u1的参考极分别连接电容c1、第三电阻r3、第四电阻r4与第五电阻r5，三端双极晶体管u1的阳极与电容c1的另一端连接，三端双极晶体管u1的阴极与触发模块400连接，三端双极晶体管u1的阴极与触发模块400之间连接有第八电阻r8。
35.触发模块400，用于根据第二电平值触发电源欠压保护，触发模块400包括第一三级管、第二三极管、供电电源与电平感应端，定义第一三极管为q1，在本实施例中q1的型号可为mmbt4403lt1g，q1的发射极的电压为vbe，vbe=
‑
0.95v，q1的集电极的电压为vce，vce=
‑
0.4v。定义第二三极管为q2，q2的型号可为mmbt4401lt1g，q2的发射极的电压为vbe，vbe=0.75v，q2的集电极的电压为vce，vce=0.4v，供电电源为vcc，vcc电压为12v，电平感应端为uvp，电平感应端uvp通过感应q2的集电极的电压来对q2的发射极的电压进行感应从而生成不同的电平值，当q2vce为小于0.4v时为低电平；第一三极管q1的发射极与供电电源vcc连接，第一三极管q1的基极与三端双极晶体管u1的阴极连接，第一三极管q1的集电极与第二三极管q2的基极连接并接地，第一三极管q1的基极与发射极之间连接有第七电阻，定义第七电阻为r7，在本实施例中第七电阻r7的阻值为10k欧姆，型号为0603。
36.第二三极管q2的发射极与基极分别接地，第二三极管q2的集电极与供电电源vcc连接；第二三极管q2的集电极与供电电源vcc之间连接有电平感应端uvp，电平感应端uvp用于测量第二三极管q2的集电极处的电平；电平感应端uvp，用于感应第二三极管q2的发射极处的电压生成对应行的电平，供电电源vcc与电平感应端uvp之间连接有第十一电阻，定义第十一电阻为r11，在本实施例中第十一电阻r11的阻值为5.1k，型号为0603，第六电阻r6远离第三电阻r3的一端连接于供电电源vcc与电平感应端uvp。
37.第一三极管q1的集电极与第二三极管q2的发射极之间串联连接有第九电阻与第十电阻，在本实施例中定义第九电阻为r9，r9的阻值为10k，型号为0603，定义第十电阻为r10，r10的阻值为5.1k，型号为0603，第十电阻r10的一端分别连接第九电阻r9与第二三极管q2的基极，第十电阻r10的另一端连接第二三极管q2的集电极并接地。
38.母线电源hv连接检测分压模块100；检测分压模块100与防电压倒灌回差模块200及控制模块300连接；控制模块300，用于通过检测分压模块100和防电压倒灌回差模块200，对母线电源hv的母线电压进行检测分压，得到第一检测电压；当第一检测电压不小于阈值时，控制模块300控制触发模块400输出第一电平值，第一电平值为低电平，即第一检测电压不小于1.24v时，u1导通，q1导通，vcc通过q1、r9和r10分压，v_r10上的电压（即q2vbe）大于0.75v使q2导通，q2vce为0.4v，uvp为低电平，电源正常工作。此时r6嵌入到输入检测线路中，使r4、r5、r6并联，因此输入欠压保护时母线电压hv要在原基础上，输入电压多降一点才会触发输入欠压保护。
39.当第一检测电压小于阈值时，控制触发模块400输出第二电平值，第二电平值为高电平，即当母线电源hv的电压降低时，hv通过电阻r1/r2/r3/r4/r5检测分压，c1滤波，跟u1
基准电压1.24v比较，小于1.24v时，u1关断，q1关断，vcc就不能通过q1、r9和r10分压，第十电阻r10上的电压（即q2vbe）小于0.75v使q2关断，vcc通过r11给uvp提供电压，uvp为高电平，电源欠压保护。此时因q2关断r6不能嵌入到输入检测线路中，因d1存在阻断vcc通过r11、r6、r5形成回路，r6不起作用。
40.控制模块300，还用于当电源欠压保护触发后，通过检测分压模块100对母线电源的母线电压进行检测分压，得到第二检测电压，第二检测电压用于与阈值进行比较。
41.本技术实施例一种欠压保护电路的实施原理为：母线电源的电压值为外界电网的电压值，当母线电源的电压发生波动时，检测分压模块100对母线电源进行检测分压，控制模块300通过检测分压模块100和防电压倒灌回差模块200，对母线电源的母线电压进行检测分压，得到第一检测电压，当第一检测电压不小于阈值时，控制所述触发模块400输出第一电平值，所述第一电平值为低电平，当所述第一检测电压小于阈值时，控制所述触发模块400输出第二电平值，所述第二电平值为高电平，触发模块400根据第二电平值触发电源欠压保护，控制模块300还用于当所述电源欠压保护触发后，通过所述检测分压模块100对所述母线电源的母线电压进行检测分压，得到第二检测电压，使能增加电源欠压保护的电压范围，减少触发模块400触发电源欠压保护的误动作，降低开关电源在正常和保护之间反复切换时产生异常故障的概率。
42.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。