一种过压保护电路及终端装置的制作方法

文档序号:15777534发布日期:2018-10-30 15:41阅读:214来源:国知局
一种过压保护电路及终端装置的制作方法

本发明涉及过压保护技术领域,特别涉及一种过压保护电路及终端装置。



背景技术:

目前大功率液晶电视为了降低频繁使用电网造成严重谐波污染,会在ac-dc变换电路中采用pfc(功率因数校正)电路,从而满足谐波电流的要求。目前行业内常用的pfc电路一般只有一级集成于pfc控制芯片中的ovp(过压保护)电路,即pfc芯片的电压检测引脚若监测到输出电压超出设定的阈值电压时,会触发集成于pfc芯片内部的ovp电路,pfc芯片内部的ovp电路向pfc芯片内部的控制电路发送控制信号,pfc芯片内部的控制电路控制pfc芯片的输出引脚停止电压输出,从而起到过压保护作用。通常,pfc输出电路与滤波电容相连,当集成与pfc芯片内部的ovp电路失效时,则会造成滤波电容击穿,甚至引起电视起火现象。



技术实现要素:

本发明提供一种过压保护电路及终端装置,以解决现有技术中pfc电路采用pfc芯片内的ovp电路进行保护时,会存在安全隐患问题。

本申请实施方式第一方面,提供一种过压保护电路,所述电路包括:

采样电路,与电压比较电路相连,用于采集pfc电路的输出电压并输入到所述电压比较电路;

所述电压比较电路,分别与供电电路、触发并锁死电路及所述采样电路相连,用于接收所述采样电路采集的所述输出电压,当接收到的所述输出电压满足预设条件,向所述触发并锁死电路发送第一控制指令;

所述供电电路分别与所述电压比较电路、所述触发并锁死电路相连,用于提供电源;

所述触发并锁死电路分别与所述电压比较电路、所述供电电路相连,用于接收并响应所述第一控制指令,停止所述pfc电路的电压输出。

可选的,所述电压比较电路包括一电压比较器,所述电压比较器第一端分别与所述供电电路、所述触发并锁死电路相连,所述电压比较器第二端与所述采样电路相连。

可选的,所述当接收到的所述pfc电路的输出电压满足预设条件,向所述触发并锁死电路发送第一控制指令,具体包括:

当所述电压比较器的第二端接收到的所述输出电压大于所述电压比较器的基准电压时,通过所述电压比较器的第一端向所述触发并锁死电路发送低电平信号。

可选的,所述触发并锁死电路包括第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二二极管,当所述触发并锁死电路接收到所述第一控制指令,所述第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二二极管都导通,所述触发并锁死电路输出低电平信号。

可选的,所述电路触发并锁死电路还包括:第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、电容、第一电压源,所述第一三极管的第一端分别与所述第一二极管的第二端、所述第二电阻的第二端相连,所述第一三极管的第二端分别与所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端相连,所述第一三极管的第三端分别与所述第二三极管的第一端、所述电容的第一端、所述第三电阻的第一端相连,所述第二三极管的第二端分别与所述第一二极管的第二端、所述第二二极管的第二端相连,所述第二二极管的第一端与所述第四电阻的第二端相连,所述第一电阻的第一端与所述第一电压源相连,所述第三电阻的第二端、所述电容的第二端、所述第二三极管的第三端分别接地。

可选的,当所述第一三极管的第一端接收到低电平信号时,所述第二电阻产生压降,所述第一三极管导通,所述第三电阻产生压降,所述第二三极管导通,所述第二三级管的第二端电势被拉低,所述第一二极管和所述第二二极管导通,所述第四电阻的第一端电势被拉低。

本申请实施方式的第二方面,提供一种终端装置,所述装置包括供电受控电路、pfc电路、上述任一所述的过压保护电路。

可选的,所述供电受控电路与所述触发并锁死电路相连;

所述触发并锁死电路分别与所述电压比较电路、所述供电电路相连,用于接收并响应所述第一控制指令,止所述pfc电路电压输出,具体步骤包括:

所述触发并锁死电路接收并响应所述第一控制指令,向所述供电受控电路发送第二控制指令;

所述供电受控电路接收并响应所述第二控制指令,切断所述pfc电路的供电。

可选的,所述供电受控电路包括第三三极管、第三二极管、第二电压源,所述第三三极管的第一端与所述第二电压源相连,所述第三三极管的第二端分别与所述第三二极管的第一端、所述第二电压源、所述触发并锁死电路的输出端相连,所述第三三极管的第三端与所述pfc电路相连。

可选的,当所述供电受控电路接收到所述第二控制指令后,所述第三三极管的第二端电势被拉低,所述第三三极管截止。。

与现有技术相比,本申请实施例提出的技术方案的有益技术效果至少包括:

本发明实施例提供的一种过压保护电路及终端装置,当电压比较电路检测到来自于采样电路采集到的pfc电路的输出电压过高时,电压比较电路向触发并锁死电路发送第一控制指令,该触发并锁死电路接收到第一控制指令后,能够将过压保护电路锁死在拉低状态,从而切断被pfc电路的供电,从而停止pfc电路的电压输出。即使pfc电路内部集成的ovp电路失效,也能通过本申请实施例提供的过压保护电路进行保护,从而防止过高的电压损坏mos管和电容等器件,另外,若负载消耗被保护电路的输出电压使采样电路获得的电压恢复正常,由于触发并锁死电路将过压保护电路锁死在拉低状态,也就不会恢复pfc电路的供电,即不会恢复pfc电路的电压输出,从而防止电路系统反复重启而引发其他问题。

附图说明

图1a为本申请实施例示出一种pfc电路示意图;

图1b为本申请实施例示出的一种ovp过压保护电路图;

图1c为本申请实施例示出的一种具体的ovp过压保护电路图;

图2a为本申请实施例示出的另一种ovp过压保护电路图;

图2b为本申请实施例示出的另一种具体的ovp过压保护电路图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。

说明:说明书记载的多个技术方案将分别在多个申请文件中保护,本申请仅保护其中一部分技术方案。

对本申请涉及到的名词进行解释:

pfc(powerfactorcorrection,功率因数校正),功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系,也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。

ovp(overvoltageprotection,过压保护电路),为下游电路提供保护,使其免受过高电压的损坏。

目前大功率液晶电视为了降低频繁使用电网造成严重谐波污染,会在ac-dc变换电路中采用pfc(功率因数校正)电路,从而满足谐波电流的要求。目前行业内常用的pfc电路一般只有一级集成于pfc芯片中的ovp(过压保护)电路。

示例性的,如图1a所示,终端装置包括pfc供电受控电路11、pfc电路12,该pfc供电受控电路11与pfc电路12相连,为pfc电路12供电,pfc电路给负载或者其他电路模块供电;pfc电路包括pfc芯片,pfc电路包括输出端vpfc,用于给负载提供稳定的电压。其中,pfc芯片的第一引脚dri连接一mos管v1的第一端,mos管v1第二端为pfc电路的输出端vpfc,pfc芯片的第二引脚vf是电压检测引脚,连接在分压电阻r1和分压电阻r2之间,该分压电阻r1和r2串联于输出端vpfc和地之间,pfc芯片的第三引脚为电源引脚vcc,连接pfc供电受控电路11,为pfc芯片输入供电电源vcc;

其中pfc芯片内部还包括ovp电路、控制电路,该ovp电路一端与第二引脚vf相连,另一端与pfc芯片内部的控制电路相连,控制电路的一端与pfc芯片的第一引脚dri相连;当输出端vpfc电压升高,分压电阻r2上的电压增加,从而pfc芯片的第二引脚vf检测到的电压升高,从而输入到ovp电路的电压也会升高,当该电压超过阈值电压时,ovp电路则通知pfc芯片内部的控制电路停止对第一引脚dri信号的输出,即实现pfc电路输出端vpfc不输出电压,即对mos管v1和滤波电容c1起到保护作用。

综上,pfc芯片的电压检测引脚若监测到输出电压超出设定的阈值电压时,会触发集成于pfc芯片内部的ovp电路,但当pfc芯片内部的ovp电路出现故障时,就无法停止pfc芯片电压输出,即pfc芯片输出电压过高而损坏mos管v1和滤波电容,严重时引发电视起火。本申请的发明人为了解决现有的一级ovp电路存在的问题,提出如下技术方案:

实施例一

在现有的pfc电路基础上,增加一级ovp电路,即实现两级ovp的双重保护,当pfc中的一级ovp失效时,另一级ovp仍然可以起作用,从而提高电源系统的可靠性。示例性的,图1b为本申请实施例示出的ovp保护电路,如图1b所示:

ovp保护电路20包括ovp采样电路201、ovp电压比较电路202、ovp供电电路203、ovp触发电路204、ovp控制电路205。其中,ovp采样电路201一端与pfc电路的输出端vpfc相连,ovp采样电路201的另一端与ovp电压比较电路202相连,ovp采样电路201用于采集pfc芯片的输出电压,并将采集的电压输出给ovp电压比较电路202进行判断。

ovp电压比较电路202第一端与ovp采样电路201相连,ovp电压比较电路202第二端与ovp供电电路203相连,ovp电压比较电路202第三端与ovp触发电路204相连,ovp电压比较电路202用于接收并响应来自于ovp采样电路201的采样电压,并将该电压与基准电压进行比较,若大于基准电压则输出第一控制指令给ovp触发电路204。

ovp供电电路203与ovp电压比较电路202的第二端、ovp触发电路204的第一端相连,用于给ovp电压比较电路202、ovp触发电路204供电使其正常工作。

ovp触发电路204的第一端与ovp电压比较电路202的第二端相连,ovp触发电路204的第二端与ovp控制电路205相连,用于当接收并响应到来自于ovp电压比较电路202的第一控制指令后,ovp触发电路204的第二端向ovp控制电路205发送第二控制指令。

ovp控制电路205的第一端与ovp触发电路204的第二端相连,用于接收并响应来自于ovp触发电路204的第二控制指令来切断pfc电路的电压输出。

进一步的,切断pfc电路的电压输出过程如下:

从图1b可以看出,终端设备包括pfc电路22、pfc供电受控电路21、ovp过压保护电路20,其中,ovp过压保护电路20通过pfc供电受控电路21与pfc电路22相连;该ovp控制电路205接收并响应第二控制指令后,会向pfc供电受控电路21发送第三控制指令;

pfc供电受控电路21当接收到来自于ovp控制电路205的第三控制指令后,会切断给pfc电路22的供电通路,从而使得pfc芯片的第三引脚vcc失去电源输入,pfc芯片停止工作,pfc芯片的第一引脚dri也就没有电压输出,即pfc电路22也就没有电压输出,从而保护了mos管v1和滤波电容c1。

以上是本申请实施例一提出的一种ovp供电电路,当ovp采样电路检测到pfc电路输出电压过高时,该电压超过ovp电压比较电路的基准电压,ovp电压比较电路就会依次触发ovp触发电路、ovp控制电路工作,能够切断pfc电路的电压输出。即使pfc芯片内部集成的ovp电路失效,也能通过该ovp过压保护电路进行保护,从而防止过高的电压损坏mos管和电容等器件。

实施例二

进一步的,本申请实施例二给出了一种更加具体的ovp过压保护电路,如图1c所示:

终端装置包括pfc电路22和pfc供电受控电路21,ovp过压保护电路20,其中,ovp过压保护电路20通过pfc供电受控电路21与pfc电路22相连;其中,ovp采样电路201包括分压电阻r3和分压电阻r4,其中分压电阻r3的第一端与pfc电路22的输出端vpfc相连,分压电阻r3的第二端与分压电阻r4的第一端相连,分压电阻r4第二端接地。ovp电压比较电路202的第一端连接于分压电阻r3和分压电阻r4之间的分压节点上。当pfc电路22的输出端vpfc电压变化时,分压电阻r3和分压电阻r4电压发生变化,即分压节点上的电压也就发生变化,这样ovp电压比较电路202就能及时检测到pfc电路22的输出端vpfc的电压变化。可选的,分压电阻的数量、阻值根据实际需求而定,另外,也可以在ovp采样电路201中增加滤波电容,使得采样电压不受干扰,更加精准。

ovp电压比较电路202包括电压比较器n1,其第一引脚与ovp供电电路203相连,提供一个基准电压,其第二引脚与ovp采样电路201相连,采集采样节点的电压信号,其第三引脚接地。当ovp采样电路201获取的电压信号大于该基准电压时,ovp电压比较电路202导通,即输出低电平信号(第一控制指令)。

ovp功能供电电路203包括一个电压源和一个串联在电压源上进行电流限制的电阻r5,ovp功能供电电路203用于给ovp电压比较电路202供电,即提供基准电压。

ovp触发电路204包括三极管v2、稳压二极管n2、电压源、电容c2、多个电阻(r7、r8),其中,三极管v2第一端与电阻r8第二端相连,其第二端与电阻r7第一端、稳压二极管n2第一端、电容c2第一端共同相连,其第三端接地;电阻r8第一端与电压源相连;稳压二极管n2第二端与ovp电压比较电路202相连。当接收到第二控制指令后,三极管v2和稳压二极管n2都截止,即ovp触发电路204输出高电平信号(第三控制指令)。

其中,稳压二极管n2可以使得过压保护点更加准确触发,将在下文中进行分析;可选的,稳压管也可以用电阻代替;电容c2用于滤除杂波干扰,避免三极管v2的基极有杂波高电平导致误触发;三极管v2起开关的作用;

可选的,电阻、电容数量可以根据实际需求而定,这里不再给出其他示例。

可选的,稳压二极管n2可以用电阻替代。

ovp控制电路205包括多个电阻(r9、r10)、三极管v3,其中,三极管v3的第一端与电阻r10的第二端相连,其第二端与电阻r9的第一端相连,其第三端接地;电阻r9的第二端与ovp触发电路204中的三极管v2的第一端相连;通过三极管v3的导通/截止状态,可以输出第三控制指令,从而控制pfc电路是否有电压输出。

进一步的,该ovp控制电路205接收并响应第二控制指令后,会向pfc供电受控电路21发送第三控制指令;

其中,pfc供电受控电路21,该电路包括三极管v4、电压源、电阻r11、稳压二极管n3、多个电容(c3、c4),其中,三极管v4的第一端接电压源,其第二端接稳压二极管n3的第一端,其第三端接电容c4的第一端、pfc芯片的第三引脚;电阻r11的第二端、稳压二极管n3的第一端,电容c3的第一端共同接ovp控制电路205中电阻r10的第一端;稳压二极管n3的第二端、电容c3的第二端、电容c4的第二端分别接地。

值得说明的是,ovp触发电路204和ovp控制电路205都工作在低压状态,下面介绍下图1c所示的电路工作原理:

1)pfc电路正常工作

pfc电路22的输出端vpfc输出电压稳定在一个设定的正常值,此时ovp过压保护电路中ovp采样电路201获取的电压信号小于ovp电压比较电路202中的基准电压,ovp电压比较电路202中的电压比较器n1不导通,ovp供电电路203的电压源输出的电压给ovp触发电路204;而电压源的电压大于ovp触发电路204的稳压二极管n2的稳压值,此时稳压二极管n2导通,三极管v2的第二端(基极)输入高电平,三极管v2导通,即三极管v2的第一端电压拉低,从而使得ovp控制电路205的三极管v3第二端(基极)电压拉低,即三极管v3截止,此时三极管v3的第一端不被拉低,即ovp控制电路205输出高电平;该高电平为三极管v4的基极供电,即三极管v4导通,pfc受控电路21中的电压源供电(20v)可以通过三极管v4传递到vcc网络,pfc芯片的vcc正常供电,pfc电路22的系统正常工作。

2)当pfc电路因特殊故障出现pfc电压过高

ovp采样电路201获取的电压信号大于ovp电压比较电路202中的电压比较器n1的基准电压,电压比较器n1导通,将ovp供电电路中的供电电压通过电阻r5拉低,此时ovp触发电路204的稳压二极管n2的第二端的电压低于稳压二极管n2的稳压值,则稳压二极管n2截止;三极管v2的基极电压为低电平,三极管v2截止,ovp触发电路204中的电压源可以经过电阻r8和电阻r9,给ovp控制电路205的三极管v3提供20v电压,即三极管v3导通;那么,三极管v3的第一端(集电极)被拉低,即ovp控制电路205输出低电平;该低电平输入到pfc受控电路21中的三极管v4的第二端(基极),此时三极管v4截止,pfc受控电路21中的20v传递不到vcc网络,pfc芯片的vcc失去供电,pfc电路22的系统关闭。

接下来分析稳压二极管n2的作用:在稳压二极管n2的第二端(负极)到其第一端(正极)之间施加电压大于稳压二极管n2的稳压值时,稳压二极管n2会导通;当电压比较器n1不导通时,电压源20v通过电阻r5施加到稳压二极管n2上,通常稳压二极管的稳压值小于20v,例如3.3v,则施加的20v大于3.3v,稳压二极管n2导通,使得三极管v2也可以导通;当电压比较器n1导通时,其第一端上的电平会随着其第二端上的电压变化而发生变化,即:当电压比较器n1第二端电压升高时,其第一端上的电平会降低,当其第二端电平降低到小于稳压二极管n2的稳压值(例如3.3v)时,稳压二极管n2截止,从而使得三极管v2截止,从而触发ovp控制电路工作。因此,稳压二极管n2的稳压值的选取可以影响触发ovp的灵敏程度。

以上是整个本申请实施例提供的过压保护电路的工作过程详细的介绍,通过对pfc电路的输出电压进行采样,输入到电压比较器中与基准电压进行比较,然后控制稳压二极管n2、三极管v2、v3的导通状态,从而控制ovp控制电路输出电压状态,也就控制了三极管v4的导通状态,由于电压源接在三极管v4的集电极,三极管v4的发射极接到pfc芯片的第三引脚(电压输入引脚)上,从而三极管v4的导通状态就可以控制pfc芯片的供电,也就能够控制pfc芯片的输出电压,当pfc芯片内部的ovp电路失效且电压处于异常状态时,本申请的ovp电路就能够使pfc芯片停止工作,即pfc电路无法输出电压,保证了mos管和电容等器件不被击穿,提高pfc电路的稳定性。

其中,pfc芯片的介绍请参考上文。

进一步的,当pfc电路输出电压vpfc过压且pfc芯片内部的ovp失效时,由于整个系统的负载会将pfc电路输出电压vpfc消耗,使得pfc电路输出电压vpfc能够缓慢降低,当pfc电路输出电压vpfc恢复到正常值时,此时本申请实施例一提供的ovp采样电路获取的电压信号小于电压比较电路的基准电压,电压比较电路中的电压比较器n1又回到截止状态,ovp供电电压又会给稳压二极管n2供电,使得大于稳压二极管n2的稳压值,即稳压二极管n2导通;进而三极管v2、三极管v3导通,从而使得ovp控制电路的三极管v4截止,使得电压源的供电恢复到拉低前的状态,pfc受控电路中的20v又可以通过三极管v4传递到vcc网络,pfc芯片的vcc恢复正常供电,从而pfc芯片能够重新启动,pfc电路又会输出电压vpfc。如此往复,基于本申请实施例一增加一级独立的过压保护电路,可以实现pfc过压后可自动重启。

实施例三

本申请发明人又提出一种过压保护电路,如图2a所示,详细介绍如下:

ovp保护电路30包括ovp采样电路301、ovp电压比较电路302、ovp供电电路303、ovp触发并锁死电路304。其中,ovp采样电路301一端与pfc电路的输出端vpfc相连,ovp采样电路301的另一端与ovp电压比较电路302相连,ovp采样电路301用于采集pfc电路的输出电压vpfc,并将采集的电压输出给ovp电压比较电路302进行判断。

ovp电压比较电路302第一端与ovp采样电路301相连,ovp电压比较电路302第二端与ovp供电电路303相连,ovp电压比较电路302第三端与ovp触发并锁死电路304相连,ovp电压比较电路302用于接收并响应来自于ovp采样电路301的采样电压,并将该电压与基准电压进行比较,若大于基准电压则输出第一控制指令给ovp触发并锁死电路304。

ovp供电电路303与ovp电压比较电路302的第二端、ovp触发并锁死电路304的第一端相连,用于给ovp电压比较电路302、ovp触发并锁死电路304供电使其正常工作。

ovp触发并锁死电路304分别与ovp电压比较电路302、ovp供电电路303相连,用于接收来自于ovp电压比较电路302的第一控制指令,停止pfc电路32的电压输出。

进一步的,切断pfc电路的电压输出过程如下:

从图2a可以看出,终端设备包括pfc电路32、pfc供电受控电路31、ovp过压保护电路30,其中,ovp过压保护电路30通过pfc供电受控电路31与pfc电路32相连;ovp触发并锁死电路304接收并响应来自于ovp电压比较电路302的第一控制指令后,会向pfc供电受控电路21发送第二控制指令,用以停止对pfc电路32的供电,使得pfc电路32无法输出电压。并且将ovp过压保护电路锁死在拉低状态,也就是说pfc电路始终无法再输出电压vpfc。

以上是本申请实施例的一种ovp供电电路,当ovp采样电路检测到pfc电路输出电压vpfc过高时,该电压超过ovp电压比较电路的基准电压,ovp电压比较电路就会控制ovp触发并锁死电路工作,能够控制停止pfc电路的电压输出,并且使ovp过压保护电路锁死在拉低状态。即使pfc芯片内部集成的ovp电路失效,也能通过该ovp过压保护电路进行保护,从而防止过高的电压损坏mos管和电容等器件;另外,由于ovp触发并锁死电路将ovp过压保护电路始终处于锁死状态,pfc电路始终没有电压输出,从而防止pfc电路系统反复重启而引发其他问题。

实施例四

进一步的,本申请实施例给出了一种更加具体的ovp过压保护电路,如图2b所示:

ovp采样电路301包括分压电阻r3和分压电阻r4,其中分压电阻r3的第一端与pfc电路的输出端vpfc相连,分压电阻r3的第二端与分压电阻r4的第一端相连,分压电阻r4第二端接地。ovp电压比较电路302的第一端连接于分压电阻r3和分压电阻r4之间的分压节点上。当pfc电路的输出端vpfc电压变化时,分压电阻r3和分压电阻r4电压发生变化,即分压节点上的电压也就发生变化,这样ovp电压比较电路302就能及时检测到pfc电路的输出端vpfc的电压变化。可选的,分压电阻的数量、阻值根据实际需求而定,另外,也可以在ovp采样电路301中增加滤波电容,使得采样电压不受干扰,更加精准。

ovp电压比较电路302包括电压比较器n1,其第一引脚与ovp供电电路303相连,提供一个基准电压,其第二引脚与ovp采样电路301相连,采集采样节点的电压信号,其第三引脚接地。当ovp采样电路301获取的电压信号大于该基准电压时,ovp电压比较电路302导通,即输出低电平信号(第一控制指令)。

ovp功能供电电路303包括一个电压源和一个串联在电压源上进行电流限制的电阻r5,ovp功能供电电路303用于给ovp电压比较电路302供电,即提供基准电压。

ovp触发并锁死电路304包括多个三极管(v2、v3)、多个二极管(n2、n3)、电压源、电容c2、多个电阻(r6、r7、r8、r9),其中,三极管v2第一端分别与ovp功能供电电路303中电阻r5第二端、ovp电压比较电路302中电压比较器n1的第一端相连,三极管v2第二端与电阻r7第一端相连,三极管v2的第三端分别与电阻r8第一端、三极管v3第一端、电容c2第一端相连;电阻r6第一端与电压源相连,其第二端与电阻r7第一端相连;电阻r8第二端接地,电容c2第二端接地;三极管v3第二端分别与二极管n2、n3第二端相连,三极管v3第三端接地;二极管n2第一端分别与三极管v2第一端、电阻r7第二端相连;二极管n3第一端与电阻r9第二端相连,电阻r9第一端与pfc供电受控电路31相连。当接收到第一控制指令后,三极管v2和三极管v3都导通,三极管v3的第二管脚的电平拉低,二极管n3导通,即ovp触发并锁死电路204输出高电平信号(第二控制指令)。

其中,电阻r6起到限流的作用,避免三极管v2流经较大电流;电阻r7起到限流和分压的作用,限制三极管v2的基极电流过大,同时在三极管v2需要导通时,在其第二端(发射极)和第一端(基极)之间产生电压差,利于三极管v2导通;电阻r8用于分压作用,给三极管v3的基极提供高电平,当三极管v2导通后,电压源20v产生的电流会依次流经电阻r6、三极管v2、电阻r8到达地回路,因此会在电阻r8上产生电压,从而使三极管v3的基极有高电平,可以导通三极管v3;电容c2作用是滤除杂波干扰,避免三极管v3基极有杂波高电平导致误触发;三极管v2的作用是用于接收保护触发信号,并提供锁死信号;三极管v3作用是用于接收锁死信号并保持锁死状态。

可选的,电阻、电容数量可以根据实际需求而定,这里不再给出其他示例。

另外,终端设备包括pfc电路32、pfc供电受控电路31、ovp过压保护电路30,其中,ovp过压保护电路30通过pfc供电受控电路31与pfc电路32相连;ovp触发并锁死电路304接收并响应来自于ovp电压比较电路302的第一控制指令后,会向pfc供电受控电路21发送第二控制指令,用以停止对pfc电路32的供电,使得pfc电路32无法输出电压。其中,pfc电路32包括pfc芯片,pfc芯片的介绍请参考上文。

具体的,pfc供电受控电路31,该电路包括三极管v3、电压源、电阻r10、二极管n4、多个电容(c3、c4),其中,三极管v3的第一端接电压源,其第二端接二极管n4的第一端,其第三端接电容c4的第一端、pfc芯片的第三引脚;电阻r10的第二端、二极管n4的第一端,电容c3的第一端共同接ovp触发并锁死电路中电阻r9的第一端;二极管n4的第二端、电容c3的第二端、电容c4的第二端分别接地。

下面具体介绍下图2b示出的电路工作过程:

1)pfc正常工作

pfc电路的输出端vpfc输出电压稳定在一个设定的正常值,此时ovp过压保护电路中ovp采样电路301获取的电压信号小于ovp电压比较电路302中的基准电压,ovp电压比较电路302中的电压比较器n1不导通,ovp供电电路303的电压源输出的电压给ovp触发并锁死电路304;此时,ovp触发并锁死电路304中三极管v2的第一端电压为20v,而电阻r6的第一端电压源供电也是20v,即电阻r6、电阻r7所在支路两端电压都是20v,该支路没有电流产生,电阻r7并不会产生压降;由于三极管v2的第一端(基极)和第二端(发射极)分别接在电阻r7的两端,且电阻r7并不产生压降,那么三极管v2的基极和发射极之间没有压降,三极管v2也就不能导通;那么三极管v3的基极电压为0v,三极管v3也不导通,二极管n2、二极管n3都与三极管v3相连,三极管v3不导通,二极管n2、二极管n3的两端就没有压差,即二极管n2、二极管n3都不导通,此时ovp触发并锁死电路304输出第二控制指令(高电平信号)到pfc供电受控电路31中。该高电平为三极管v3的基极供电,即三极管v4导通,pfc受控电路31中的电压源供电(20v)可以通过v4传递到vcc网络,pfc芯片的vcc正常供电,pfc电路系统正常工作,即能pfc电路由电压输出。

2)当pfc电路因特殊故障出现pfc电压过高

ovp采样电路301获取的电压信号大于ovp电压比较电路302中的电压比较器n1的基准电压,电压比较器n1导通,将ovp供电电路中的供电电压通过电阻r5拉低,此时ovp触发并锁死电路304的三极管v2第一端电压拉低,电阻r6、电阻r7所在支路有电流产生,电阻r7上产生压降,即三极管v2的基极和发射极之间有压降,三极管v2导通,电阻r8有电流流过,电阻r8两端存在压降,三极管v3的基极与发射极存在压降(下文具体分析该压降产生原因),三极管v3导通,从而二极管n2和二极管n3也导通,二极管n2第一端和二极管n3第一端电势都被拉低,即ovp触发并锁死电路304输出低电平信号(第二控制指令)。该低电平输入到pfc受控电路31中的三极管v4的第二端(基极),此时三极管v4截止,pfc受控电路中的20v传递不到vcc网络,pfc芯片的vcc失去供电,pfc电路系统关闭,也就没有电压输出。

值得注意的是,由于二极管n2的第一端被拉低,导致三极管v2第一端、电阻r5第二端、电压比较器n1第一端的电势都持续被拉低,并且三极管v2的基极持续处于低电平状态,三极管v2被锁定导通(即持续处于导通状态),三极管v2的集电极(第三端)为高电平,也就是三极管v3的基极为高电平,三极管v3锁定导通,二极管n3锁定导通,从而将ovp触发并锁死电路304锁定输出低电平信号,也就是将pfc受控电路31中的三极管v4的第二端(基极)锁定在拉低状态,即使由于负载消耗pfc输出电压导致输出电压恢复正常状态,由于上述器件的锁死状态,使得pfc受控电路中的20v始终传递不到vcc网络中,pfc芯片的vcc失去供电,pfc电路系统始终处于关闭状态。

其中,当pfc电路因特殊故障出现pfc电压过高:二极管n2的第一端连接在电压比较器n1的第一端,此时电压比较器n1处于导通状态,其第一端处于一个低于20v的低电平状态,因此二极管n2的第一端也处于一个低于20v的低电压状态。二极管n3的第一端通过电阻r9连接到pfc受控电路31的二极管n4,20v电源通过电阻r10连接到二极管n4,而二极管n4选择为一个稳压二极管,会将电压稳定在一个低于20v的高电平状态,该高电平通过电阻r9和二极管n3提供到三极管v3的集电极;三极管v3的集电极从二极管n2和二极管n3处获得电平,因二极管单向导电特性,二极管n3提供的高电平不会通过二极管n2向前端传递,因此,此时三极管v3的集电极处于一个低于20v的高电平状态,该电平由二极管n4稳压后通过电阻r9和二极管n3提供。

以上是整个本申请实施例四提供的过压保护电路的工作过程详细的介绍,通过对pfc输出电压进行采样,输入到电压比较器中与基准电压进行比较,然后控制三极管v2、三极管v3、二极管n2、二极管n3的导通状态,从而控制ovp控制电路输出电压状态,也就控制了三极管v4的导通状态,由于电压源接在三极管v4的集电极,三极管v4的发射极接到pfc芯片的第三引脚(电压输入引脚)上,从而三极管v4的导通状态就可以控制pfc芯片的供电,也就能够控制pfc芯片的输出电压,当pfc芯片内部的ovp电路失效且电压处于异常状态时,本申请的ovp电路就能够使pfc芯片停止工作,保证了mos管和电容等器件不被击穿,提高pfc电路的稳定性。

进一步的,由于二极管n2、三极管v2、三级管v3导通,使得三极管v2的第一端、电压比较器n1第一端、电阻r5的第二端电压锁定在拉低状态,导致二极管n2、二极管n3、三极管v2、三级管v3锁定导通,ovp触发并锁死电路304锁定输出低电平电压。本申请实施例二提供的ovp过压保护电路能够使得pfc受控电路中的20v始终传递不到vcc网络中,pfc芯片的vcc失去供电,pfc电路系统始终处于关闭状态。

值得说明的,本申请实施例二提供的ovp过压保护电路,从pfc电路输出电压vpfc获取到ovp过压保护电路的触发信号(即获取到输出电压vpfc大于阈值电压),ovp电压比较电路仅需要完成一次导通工作的动作,之后的锁死与控制全都依靠ovp触发并锁死电路进行维持;另外,该ovp过压保护电路工作在小于20v的低电压环境下,在这种低电压环境下,三极管等器件工作状态稳定,没有高压冲击;其次,ovp采样电路中仅有电压比较器n1的一个引脚与串联在高电压上的分压电阻相连接,当触发ovp触发并锁死电路工作后,电压比较器n1不参与保护锁死的工作,即保护锁死后不再受高电压影响,从而保证整个ovp过压保护电路不受高电压影响。

实施例五

本申请实施例还提供了一种过压保护终端装置,该装置包括上述实施例任一所述的过压保护电路、电受控电路、pfc电路,具体请参考上述实施例的介绍,这里不再重复。

另外,本申请选择三极管、mos管导致第一控制信号、第二控制信号等输出电平情况,本领域技术人员可以将三极管、mos管类型或者位置改动,从而改变控制信号的高低电平,将落入本申请的保护范围中。

本领域技术人员可以理解附图只是一个可选实施场景的示意图,附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中,也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块,也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述,不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景,但是,本发明并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

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