一种直流开关电源的保护电路的制作方法

本实用新型属于开关电源技术领域，具体涉及一种直流开关电源的保护电路。

背景技术：

开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源；开关电源以其效率高、占用体积小、输出电压精度高等优势而广泛应用于各种电力电子设备中，开关电源主要是通过电源管理芯片及其辅助电路控制变压器进行电源变换而实现电源转换输出，其中开关电源包括交流与直流之间的电源转换和直流与直流之间的电源转换。

直流与直流之间的开关电源电路中均设有过流保护和过压保护功能，现有的保护方式为采用具有过压和过流保护功能的电源管理芯片，该方式的电源芯片工艺复杂，价格较贵使得开关电源的硬件成本较高。

技术实现要素：

为克服现有技术存在的技术缺陷，本实用新型公开了一种直流开关电源的保护电路，结构简单，将过压和过流功能集合在一个电路上，体积小，同时便于电路管理，降低了开关电源的硬件成本。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种直流开关电源的保护电路，包括：保险丝、第一三极管、第一电阻、第二三极管、稳压二极管、第三三极管、第四电阻、第二电阻、第三电阻、第四三极管、稳压芯片、第五电阻、第六电阻和比较器；所述保险丝的一端连接至直流电源输入端的正向端，保险丝的另一端连接第二三极管的集电极，第二三极管的发射极通过第三电阻连接稳压芯片的输入端，第二三极管的基极连接稳压二极管的阴极，稳压二极管的阳极接地，第二三极管的集电极与基极之间连接有第一电阻，保险丝的另一端还连接第一三极管的发射极，第一三极管的集电极连接直流电源输入端的负向端，第二三极管的发射极还连接第三三极管的基极，第三三极管的发射极通过第二电阻接地，第三三极管的集电极连接第四三极管的集电极，第三三极管的集电极与基极之间还连接有第四电阻，第四三极管的基极连接稳压芯片的输入端，第四三极管的发射极连接稳压芯片的输出端，稳压芯片的接地端接地，稳压芯片的输出端与地之间串联连接有第五电阻和第六电阻，第五电阻和第六电阻的公共端连接比较器的同相输入端，比较器的反相输入端外接基准电压，比较器的输出端连接第一三极管的基极，稳压芯片的输出端与地端之间为直流电源输出端。

优选地，所述稳压芯片的输入端与地之间还连接有第一电容，稳压芯片的输出端与地之间还连接有第二电容。

优选地，所述第五电阻和第六电阻的公共端与比较器的同相输入端之间还连接有光耦隔离器，第五电阻和第六电阻的公共端连接光耦隔离器的输入端，光耦隔离器的输出端连接比较器的同相输入端，光耦隔离器的输出端还通过第八电阻连接外接电源。

优选地，所述第五电阻和第六电阻的公共端与光耦隔离器的输入端之间还连接有第七电阻。

优选地，所述比较器采用的芯片型号为LM193。

优选地，所述稳压芯片采用的芯片型号为LM7805。

本实用新型的有益效果是：通过该保护电路，实时监控电路中的电压和电流，若产生过压和过流现象时及时启动相应的保护措施，使其不超过电路可承受的最高电压或电流，从而有效解决了针对开关电源电路的过压过流保护的问题，且将该过压过流保护功能集成在一个电路上，使得电路体积小，便于管理；该电路结构简单，可靠性高，降低了开关电源的硬件成本。

附图说明

图1是本实用新型一种直流开关电源的保护电路的电路原理图。

附图标记：U1-直流电源输入端，F-保险丝，T1-第一三极管，R1-第一电阻，T2-第二三极管，DW-稳压二极管，T3-第三三极管，R4-第四电阻，R2-第二电阻，R3-第三电阻，T4-第四三极管，IC-稳压芯片，C1-第一电容，C2-第二电容，R5-第五电阻，R6-第六电阻，R7-第七电阻，OC-光耦隔离器，R8-第八电阻，VCC-外接电源，U-比较器，U0-基准电压。

具体实施方式

以下结合附图及附图标记对本实用新型的实施方式做更详细的说明，使熟悉本领域的技术人在研读本说明书后能据以实施。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种直流开关电源的保护电路，包括：保险丝F、第一三极管T1、第一电阻R1、第二三极管T2、稳压二极管DW、第三三极管T3、第四电阻R4、第二电阻R2、第三电阻R3、第四三极管T4、稳压芯片IC、第五电阻R5、第六电阻R6和比较器U；所述保险丝F的一端连接至直流电源输入端U1的正向端，保险丝F的另一端连接第二三极管T2的集电极，第二三极管T2的发射极通过第三电阻R3连接稳压芯片IC的输入端，第二三极管T2的基极连接稳压二极管DW的阴极，稳压二极管DW的阳极接地，第二三极管T2的集电极与基极之间连接有第一电阻R1，保险丝F的另一端还连接第一三极管T1的发射极，第一三极管T1的集电极连接直流电源输入端U1的负向端，第二三极管T2的发射极还连接第三三极管T3的基极，第三三极管T3的发射极通过第二电阻R2接地，第三三极管T3的集电极连接第四三极管T4的集电极，第三三极管T3的集电极与基极之间还连接有第四电阻R4，第四三极管T4的基极连接稳压芯片IC的输入端，第四三极管T4的发射极连接稳压芯片IC的输出端，稳压芯片IC的接地端接地，稳压芯片IC的输出端与地之间串联连接有第五电阻R5和第六电阻R6，第五电阻R5和第六电阻R6的公共端连接比较器U的同相输入端，比较器U的反相输入端外接基准电压U0，比较器U的输出端连接第一三极管T1的基极，稳压芯片IC的输出端与地端之间为直流电源输出端；具体的，该保护电路的工作原理为：

其中，保险丝F、第一三极管T1、比较器U、第五电阻R5和第六电阻R6组成过压保护电路，第五电阻R5和第六电阻R6组成采样电路，采集直流电源输出端的电压，若第五电阻R5和第六电阻R6分压后的电压大于比较器U的基准电压值U0时，此时产生过压现象，基准电压U0为外接的过压时的阈值电压，比较器U输出高电平信号，此时第一三极管T1接收高电平信号导通，此时第一三极管T1两端产生短路现象，瞬间的大电流使得保险丝F熔断，断开电路，起到保护电路的作用；若电路正常工作，无过压现象时，比较器U输出低电平信号，第一三极管T1截止，此时保险丝F为正常工作状态；

其中，第一电阻R1、稳压二极管DW和第二三极管T2组成预稳压电路，将稳压芯片IC的输入电压固定在某一电压值，使得输入电压不会发生变化；

其中，第四电阻R4、第三三极管T3和第二电阻R2组成过流保护电路，若电路产生过流现象时，第四电阻R4上的压降增加，使得第三三极管T3导通，从而为大电流提供通路，达到过流保护的目的；第三电阻R3和第四三极管T4组成电流扩大电路，提高电路的带载能力。

所述稳压芯片IC的输入端与地之间还连接有第一电容C1，稳压芯片IC的输出端与地之间还连接有第二电容C2；所述第一电容C1和第二电容C2为滤波电容，降低交流脉动波纹系数，平滑直流输出。

所述第五电阻R5和第六电阻R6的公共端与比较器U的同相输入端之间还连接有光耦隔离器OC，第五电阻R5和第六电阻R6的公共端连接光耦隔离器OC的输入端，光耦隔离器OC的输出端连接比较器U的同相输入端，光耦隔离器OC的输出端还通过第八电阻R8连接外接电源VCC；所述第五电阻R5和第六电阻R6组成的采样电路，比较器U组成比较电路，在采样电路和比较电路之间增加光耦隔离器OC，降低了该两部分电路之间电连接的干扰，提升电路的精确度，提高电路的容错率，其中外接电源VCC起供电的作用，第八电阻R8为限流电阻。

所述第五电阻R5和第六电阻R6的公共端与光耦隔离器OC的输入端之间还连接有第七电阻R7；所述第七电阻R7为限流电阻，限制进入光耦隔离器OC输入端的电流值，避免因电流过大而导致的光耦隔离器OC的损坏，提高电路工作稳定性。

所述比较器U采用的芯片型号为LM193；LM193具备低功耗，灵敏度高的优点。

所述稳压芯片IC采用的芯片型号为LM7805；LM7805为三端电源稳压器，是最常用的稳压芯片，使用非常方便。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。