一种开关电源输入电压过压欠压检测电路的制作方法

1.本发明涉及一种过压欠压检测电路，更具体的说，尤其涉及一种用于对开关电源的输入电压进行过压欠压检测的电路。


背景技术：

2.开关电源目前广泛应用于高压变频器、高压svg以及储能产品中，作为控制系统的供电电源使用，为其提供稳定可靠的直流电压。
3.在工业产品的应用中，开关电源的输入电压一般取自单元内部的母线电压，受限于母线电压的波动，开关电源的输入电压也在较大的范围内波动。当开关电源工作在最低工作电压以下或最高工作电压以上时，易损伤开关电源。因此过压保护和欠压保护是开关电源设计过程中必须要考虑的内容。当开关电源输入电压过压和欠压时，应保证振荡器电路停止振荡，关闭驱动脉冲，开关电源停止工作，当欠压和过压故障消失后，开关电源重新恢复工作。
4.部分开关电源驱动芯片内部集成了输入过压和欠压检测电路，对于没有集成过压和欠压检测电路的驱动芯片来说，要实现输入电压过压和欠压检测，则需要搭建特定的保护电路。
5.因此，本发明提供了一种开关电源输入电压过压和欠压检测电路，将输入电压的欠压和过压状态转换为电平信号并将该信号传递至电源驱动芯片，并可以通过调整电路参数改变过压和欠压检测的阈值，并可以调整过压和欠压电平信号的幅值，以适应不同驱动芯片对引脚电压的要求。


技术实现要素：

6.本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种开关电源输入电压过压欠压检测电路。
7.本发明的开关电源输入电压过压欠压检测电路，其特征在于：包括分压电路、过压欠压检测电路、放大电路以及信号输出电路，分压电路对开关电源的输入电压进行分压，分压后的电压作为输入电压欠压、正常和过压检测的信号；过压欠压检测电路根据输入的分压后的电压大小，输出第一路检测信号和第二路检测信号，当输入电压欠压时，第一路检测信号和第二路检测信号均输出低电平，当输入电压正常时，第一路检测信号输出高电平、第二路检测信号输出低电平，当输入电压过压时，第一检测信号和第二检测信号均输出高电平；放大电路对第一检测信号和第二检测信号进行放大处理并将其转化为电平信号；信号输出电路将大放电路的输出信号转化为一路电平信号输出，当输入电压欠压或过压时，均输出高电平信号，当输入电压正常时，输出低电平信号，以便于对输入电压的过压和欠压状态进行识别。
8.本发明的开关电源输入电压过压欠压检测电路，所述分压电路由电阻r1和电阻r2
组成，电阻r1和电阻r2串联后的两端分别接于开关电源输入电压正极和电源地上，r1与r2连接处形成分压后的电压；通过改变电阻r1和电阻r2的阻值来调整过压和欠压检测的阈值。
9.本发明的开关电源输入电压过压欠压检测电路，所述过压欠压检测电路由第一稳压二极管z1、第二稳压二极管z2、电阻r4和电阻r5组成，z1的负极接于电阻r1与电阻r2的连接处，z1的正极与z2的负极相连接，电阻r4的两端分别接于电源地和z1的正极上，r5的两端分别接于电源地和z2的正极上；z1的正极形成第一路检测信号，z2的正极形成第二路检测信号。
10.本发明的开关电源输入电压过压欠压检测电路，所述放电电路由第一三极管t1、第二三极管t2、第三三极管t3和第四三极管t4组成，三极管t1和三极管t3均为npn型三极管，三极管t2和三极管t4均为pnp型三极管；t1的基极经电阻r3接于第一稳压二极管z1的正极上，发射极接于电源地上，集电极与t2的基极相连接；t2的集电极接于电源地上，发射极经电阻r6、r7分别与电源地和电源正极vdd相连接；t3的基极接于第二稳压二极管z2的正极上，发射极接于电源地上，集电极与t4的基极相连接；t4的发射极经电阻r8与电源正极vdd相连接，集电极经电阻r9与电源地相连接；通过改变电阻r6和电阻r7的阻值来调节欠压信号所转换为的电平信号的幅值，通过改变电阻r8和电阻r9的阻值来调节过压信号所转化为的电平信号的幅值。
11.本发明的开关电源输入电压过压欠压检测电路，所述信号输出电路由第一二极管d1、第二二极管d2和电阻r10组成，d1的正极接于电阻r6与电阻r7的连接处，d2接于第四三极管t4的集电极上，d1的负极与d2的负极相连接；d1的负极与d2的负极连接处经电阻r10形成过压欠压电平信号。
12.本发明的开关电源输入电压过压欠压检测电路，包括驱动芯片、场效应管和变压器，经电阻r10输出的过压欠压电平信号与驱动芯片的输入端相连接，变压器的一次侧绕组接于开关电源输入电压上，场效应管串于变压器的一次侧绕组上，驱动芯片的输出与场效应管的栅极相连接；变压器的二次侧绕组对开关电源中的振荡器进行供电。
13.本发明的有益效果是：本发明的过压欠压检测电路，设置有分压电路、过压欠压检测电路、放大电路以及信号输出电路，过压欠压检测电路根据分压电路输出的分压电压的欠压、正常和过压状态，输出第一路检测信号和第二路检测信号不同的高、低电平组合方式，再由放大电路将第一、第二路检测信号进行放大处理和电平转换，最后再经信号输出电路进行欠压或过压时均输出高电平、正常是输出低电平的处理。实现了将输入电压过压和欠压状态转换为同一电平信号输出，减少过压欠压检测所需的硬件资源；过压和欠压检测的阈值可以通过选择合适的分压电路参数以及稳压二极管参数实现，广泛适用于多种开关电源输入电压过压欠压检测；可以通过调整电阻阻值调整过压欠压电平信号幅值，满足多种驱动芯片对信号电平的要求。
附图说明
14.图1为本发明的开关电源输入电压过压欠压检测电路的电路图；图2为本发明的开关电源输入电压过压欠压检测电路的应用示例图。
15.图中：1第一稳压二极管z1，2第二稳压二极管z2，3第一三极管t1，4第二三极管t2，
5第三三极管t3，6第四三极管t4，7第一二极管d1，8第二二极管d2，9驱动芯片，10场效应管，11变压器。
具体实施方式
16.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
17.如图1和图2所示，分别给出了本发明的开关电源输入电压过压欠压检测电路的电路图及其应用示例图，所示的本发明的过压欠压检测电路由分压电路、过压欠压检测电路、放大电路以及信号输出电路组成，分压电路用于对开关电源的输入电压进行分压，产生分压电压。过压欠压检测电路用于对分压电压进行检测，并根据其大小来产生第一路检测信号和第二路检测信号；欠压时，第一、第二路检测信号均输出低电平，正常时，第一路检测信号输出高电平、第二路检测信号输出低电平，过压时，第一、第二检测信号均输出高电平。放大电路对过压欠压检测电路输出的信号进行放大处理，并将其转化为电平信号；信号输出电路将大放电路的输出信号转化为一路电平信号输出。
18.所示分压电路由电阻r1和电阻r2组成，电阻r1的一端接于开关电源的输入电压的正极vin上，另一端经电阻r2接于电源地上，电阻r1和r2对开关电源的输入电压进行分压后，经r1与r2的连接处输出。可见，通过调整电阻r1和电阻r2的阻值可以调整过压和欠压检测的阈值。
19.所示的过压欠压检测电路由第一稳压二极管z1、第二稳压二极管z2、电阻r4和电阻r5组成，z1的负极接于电阻r1与电阻r2的连接处，z1的正极与z2的负极相连接，电阻r4的两端分别接于电源地和z1的正极上，r5的两端分别接于电源地和z2的正极上。当分压电压欠压时，由于电压较小，z1不可导通，处于截止状态；当分压电压正常时，电压值较大，z1导通、z2截止；当分压电压过压时，电压值较大，z1和z2均导通。因此，可根据稳压二极管击穿状态判断输入电压过压和欠压状态，通过选择不同稳压参数的稳压二极管调整过压和欠压检测的阈值。
20.所示的放大电路由第一三极管t1、第二三极管t2、第三三极管t3和第四三极管t4组成，三极管t1和三极管t3均为npn型三极管，三极管t2和三极管t4均为pnp型三极管。t1的基极经电阻r3接于第一稳压二极管z1的正极上，发射极接于电源地上，集电极与t2的基极相连接；t2的集电极接于电源地上，发射极经电阻r6、r7分别与电源地和电源正极vdd相连接；t3的基极接于第二稳压二极管z2的正极上，发射极接于电源地上，集电极与t4的基极相连接；t4的发射极经电阻r8与电源正极vdd相连接，集电极经电阻r9与电源地相连接。
21.当t1的基极为低电平信号输入时，t1、t2均截止，r6与r7的连接处输出高电平；当t1的基极为高电平信号输入时，t1、t2均导通，r6与r7的连接处为低电平；可见t1和t2构成的放大电路具有反相作用。当t3的基极为低电平信号输入时，t3、t4均截止，t4的集电极为低电平；当t3的基极为高电平信号输入时，t3、t4导通，t4的集电极为高电平；可见t3和t4构成的放大电路具有跟随作用。
22.所示的信号输出电路由第一二极管d1、第二二极管d2和电阻r10组成，d1的正极接于电阻r6与电阻r7的连接处，d2接于第四三极管t4的集电极上，d1的负极与d2的负极相连接；d1的负极与d2的负极连接处经电阻r10形成过压欠压电平信号。通过调整电阻r6与电阻r7的阻值可调整欠压信号电平幅值，通过调整电阻r8与电阻r9的阻值调整过压信号电平幅
值。
23.本发明的过压欠压检测电路的工作原理为：开关电源输入电压为欠压状态时，电阻r1和电阻r2串联分压，此时电阻r1与电阻r2连接处的电压小于第一稳压二极管z1的反向击穿电压，第一稳压二极管z1和第二稳压二极管z2均处于截止状态，电阻r4和电阻r5上端的电压均为0，三极管t1和三极管t3基极电压为0，三极管t1、t3均处于截止状态，同时三极管t2处于截止状态，电阻r6和电阻r7串联分压，电阻r7两端电压为高电平；三极管t4处于截止状态，电阻r9两端电压为0，此时，二极管d1导通，二极管d2反向截止，输出高电平信号。
24.当开关电源输入电压处于欠压与过压之间的正常状态时，电阻r2两端电压升高，达到第一稳压二极管的反向击穿电压，此时第一稳压二极管的漏电流流经电阻r4，使电阻r4两端电压升高，但未达到第二稳压二极管的反向击穿电压。此时三极管t1发射结正向偏置，三极管t1导通，三极管t2发射结正向偏置，三极管t2导通，电阻r7两端电压为低电平。三极管t3和三极管t4保持截止状态，电阻r9两端电压为0，二极管d1和二极管d2均处于截止状态，输出低电平信号。
25.当开关电源输入电压升高至过压状态时，第一稳压二极管二极管漏电流继续增加，电阻r4两端电压达到第二稳压二极管的反向击穿电压，第二稳压二极管漏电流流经电阻r5，电阻r5两端电压升高，三极管t3和三极管t4导通，电阻r8和电阻r9串联分压，电阻r9两端为高电平，二极管d2导通。三极管t1和三极管t2保持导通状态，电阻r7两端为低电平，二极管d1反向截止，输出电平信号为高电平信号。