一种输入欠压保护电路及方法

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一种输入欠压保护电路及方法
【技术领域】
[0001] 本发明公开一种输入欠压保护电路及方法,特别涉及开关电源的输入欠压保护。
【背景技术】
[0002] 现有模块开关电源中,一般都要求具备输入欠压保护功能,尤其是在电网电压波 动大或者是光伏发电等场合,所述的欠压保护功能是为了防止在输入电压过低而引起的电 源本身或供电设备损坏,而设计了保护电路来控制电源关断,同时也防止产品在较低输入 电压波动时不断重启,导致后级设备误动作。
[0003] 图1为现有欠压保护电路图,图1所述欠压保护电路包括采样电路100、控制电路 200、滞回电路300、开关电路400。采样电路100由电阻Rl、R2串联组成;控制电路200由电阻 R3、TL431和电容C1组成,TL431的基准脚接电阻Rl和R2的连接点、TL431的阳极接地、阴极经 电阻R3接开关电源控制IC的Vcc引脚,电容Cl并联于TL431的基准脚和阳极之间;滞回电路 300由晶体管Q2和电阻R4组成,晶体管Q2的基极接晶体管Q1的基极、发射极接地、集电极经 电阻R4后接TL431的基准脚;开关电路400由晶体管Ql和稳压二极管Zl组成,晶体管Ql的集 电极接开关电源控制IC的COMP引脚、发射极接地、基极接稳压二极管Zl的阳极,稳压二极管 Zl的阴极接TL431的阴极。
[0004] 采样电路100采样输入电压Vin后输出采样信号,然后将采样信号输入到控制电路 200的TL431的基准脚,TL431根据采样信号输出控制信号经稳压二极管Zl后到滞回电路300 的开关管Q2和开关电路的开关管Ql;滞回电路300的晶体管Q2通过导通拉低TL431的基准脚 电压来提供欠压保护时的滞回电压;开关电路400的晶体管Ql通过导通拉低开关电源控制 IC的COMP引脚电平,达到关闭开关电源的目的。
[0005] 所述的滞回电压是:输入电压的欠压保护点和输入电压欠压保护后又重新恢复的 输入电压点的电压差值。
[0006] 图2为现有欠压保护电路欠压恢复波形,从图中可以看到,输入电压在欠压保护临 界值附近时所述控制电路200的TL431出现导通的模糊区,导致所述开关电路200的晶体管 Ql与滞回电路300的晶体管Q2也出现导通模糊区,同时由于晶体管Ql与晶体管Q2的导通压 降不可能完全一致,当晶体管Ql更先截止时,就会出现开关电源的控制IC的COMP脚电平不 被拉低,产品出现一次启动现象,但由于晶体管Q2没有及时截止来产生滞回电压,晶体管Ql 又有可能导通拉低控制IC的COMP脚电平使产品启动失败。
[0007] 因此,采用该电路实现输入欠压保护主要存在以下缺点:
[0008] 1.所述电路的滞回电路的晶体管Q2和开关电路的晶体管Ql并联,由于批次性差异 两个晶体管的基极导通压降不可能完全一致,这就会导致两个管子导通时间不一致甚至只 有单个晶体管导通的情况,使得产品输出不稳。
[0009] 2.误差放大器TL431在临界值附近存在模糊区,会导致所述欠压电路不能彻底释 放电源控制端电平,表现为产品会存在重启或输出不稳。

【发明内容】

[0010] 有鉴于此,本发明要解决的技术问题是提供一种输入欠压保护电路及方法,解决 现有输入欠压技术使得产品存在输出不稳或出现重启的问题。
[0011] 为解决上述技术问题,本发明提供一种输入欠压保护电路,应用于开关电源中,包 括:采样电路、控制电路、开关电路、滞回电路和反馈电路;
[0012] 所述的采样电路采样所述的开关电源的输入电压并输出采样信号到所述的控制 电路;
[0013] 所述的控制电路接收所述的采样信号并输出控制信号到所述的开关电路和所述 的滞回电路;所述的开关电路和所述的滞回电路接收所述的控制信号,当所述的输入电压 发生欠压时,所述的开关电路拉低所述的开关电源控制IC的Vcc引脚电平,并通过所述的反 馈电路检测开关电源控制IC的Vcc引脚电平并向所述的控制电路的输入端提供正反馈信 号,使所述的开关电源控制IC的Vcc引脚电平迅速被拉低,当所述的开关电源控制IC的Vcc 引脚电平低于所述的开关电源控制IC的工作电压范围时,所述的开关电源控制IC驱动停 止,产品进入欠压保护;同时所述的滞回电路拉低所述的采样信号从而产生欠压保护的滞 回电压AV;
[0014] 当所述的输入电压欠压恢复时,所述的开关电路停止拉低所述的开关电源控制IC 的Vcc引脚电平,并通过所述的反馈电路检测开关电源控制IC的Vcc引脚电平并向所述的控 制电路的输入端提供正反馈信号,使所述的开关电路迅速释放所述的开关电源控制IC的 Vcc引脚电平,所述的开关电源控制IC的Vcc引脚电平被外部启动电路充电至所述的开关电 源控制IC的工作电压范围,所述的开关电源控制IC恢复驱动,产品恢复输出。
[0015] 上述技术方案的工作原理分析如下(以控制信号为高电平时触发欠压保护为例):
[0016] 当发生输入欠压时,所述采样电路输出低电平采样信号给到所述的控制电路,所 述控制电路接收所述的低电平采样信号并输出高电平控制信号给所述的开关电路和所述 的滞回电路,所述的开关电路接收所述的高电平控制信号并拉低所述的开关电源控制IC的 Vcc引脚电平来禁止所述的开关电源IC驱动,产品进入欠压保护,所述反馈电路检测到所述 的开关电源控制IC的Vcc引脚电平降低,通过减小施加在所述的控制电路输入端的电流来 降低控制电路输入端的电平,进一步使控制电路的输出电平升高,即使所述的控制电路的 控制信号放大,从而消除控制电路在临界电压附近出现模糊导通的工作状态,所述的滞回 电路接收所述的高电平控制信号并拉低所述的采样信号从而产生欠压保护的滞回电压A V;
[0017] 当输入欠压恢复时,所述的采样电路输出高电平采样信号,所述控制电路接收所 述的高电平采样信号后输出低电平控制信号,所述的开关电路不再拉低所述的开关电源控 制IC的Vcc引脚电平,所述的开关电源控制IC的Vcc引脚电平被外部启动电路充电升高并到 达所述的开关电源控制IC的工作电压,所述的开关电源控制IC恢复工作,产品从欠压状态 恢复到正常工作状态,所述的反馈的电路检测所述的开关电源控制IC的Vcc引脚后向所述 的控制电路输入端施加正反馈信号使控制电路输入端电平进一步升高,所述的控制电路进 一步输出低电平,所述的滞回电路不再拉低所述的采样信号而产生欠压保护的滞回电压A V,确保产品稳定工作。
[0018]作为米样电路的一种具体的实施方式,包括:电阻Rl和电阻R2;所述的输入电压依 次经所述的电阻R1、所述的电阻R2后接地,所述的电阻Rl和所述的电阻R2的连接点输出的 即为所述的采样信号。
[0019] 作为控制电路的一种具体的实施方式,包括:电容CU误差放大器TL431和电阻R5; 所述的开关电源控制IC的Vcc引脚依次经所述的电阻R5、所述的误差放大器TL431的阴极、 所述的误差放大器TL431的阳极后接地;所述的电容Cl并联于所述的误差放大器TL431的阳 极和基准脚之间;所述的误差放大器TL431的基准脚即为所述的控制电路输入端,接收所述 的采样信号;所述的误差放大器TL431的阴极输出所述的控制信号。
[0020] 作为滞回电路的一种具体的实施方式,包括:场效应管TRl和电阻R4;所述的电阻 R4-端接收所述的采样信号、另一端连接所述的场效应管TRl的漏极;所述的场效应管TRl 的源极接地、所述的场效应管TRl的栅极接收所述的控制信号。
[0021 ]作为开关电路的一种具体的实施方式,包括:电阻R6、晶体管Ql和稳压二极管D4; 所述的开关电源控制IC的Vcc引脚依次经所述的电阻R6、所述的晶体管Ql的集电极、所述的 晶体管Ql的发射极后接地;所述的晶体管Ql的基极经所述的稳压二极管D4的阳极、所述的 稳压二极管D4的阴极后接收所述的控制信号。
[0022]作为上述开关电路【具体实施方式】的第一次改进,还包括二极管D1、二极管D2;所述 的二极管Dl的阳极连接所述的电阻R6,所述的二极管Dl的阴极连接所述的晶体管Ql的集电 极;所述的二极管D2的阳极连接所述的开关电源控制IC的Vcc引脚稳压电路的控制端,所述 的二极管D2的阴极连接所述的二极管Dl的阴极。
[0023]所述的稳压电路为处在开关电源控制IC的Vcc引脚与辅助绕组间的稳压电路,一 般由三极管和稳压二极管等构成,如图8中的晶体管Q2、电阻R7、稳压二极管D7/D8构成的电 路,用于为开关电源控制I
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