过压保护电路及电源适配器的制作方法

本实用新型涉及电源领域，特别是涉及一种过压保护电路及电源适配器。

背景技术：

电子设备通过电源适配器将输入高电压(交流或直流)转换成其所需的直流低电压。由于成本以及采购性等因素，电源适配器内设的电源管理电路(通常包括相互电连接的电源管理芯片和功率管)一般采用耐压比较低的功率管，当电网异常或者停电后油机供电时，电源适配器可能会出现功率管过压失效，在可靠性要求高的产品设计时，输入过压保护功能显得很重要，然而很多电源管理芯片只有欠压保护功能，没有过压保护功能，这可能造成功率管由于过压而失效，进而造成电源适配器的损坏。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种过压保护电路及电源适配器，以在输入电压异常时对功率管进行过压保护，进而避免造成电源适配器损坏。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种过压保护电路，包括第一至第六电阻、基准电压比较器及第一可控开关，所述基准电压比较器的参考端经所述第一电阻连接电压输入端及电源管理电路的第一电压端，所述基准电压比较器的参考端还经所述第二电阻连接所述基准电压比较器的阳极并接地端，所述基准电压比较器的阴极经所述第三电阻连接所述电源管理电路的第二电压端及经所述第四电阻连接所述第一可控开关的控制端，所述第一可控开关的第一端连接所述电源管理电路的控制端及经所述第五电阻连接所述电源管理电路的第二电压端，所述第一可控开关的第二端接地端，所述第六电阻串接在所述第一可控开关的控制端与第二端之间。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是：提供一种电源适配器，包括：

整流电路，用于将接收到的交流电压整流为直流电压；

变压电路，连接所述整流电路，用于从所述整流电路接收直流电压并变压后输出；

过压保护电路，连接所述整流电路，用于从所述整流电路接收直流电压并在所述直流电压异常时输出控制信号；

电源管理电路，连接所述过压保护电路、所述整流电路及所述变压电路，用于从所述整流电路接收所述直流电压及从所述变压电路接收变压后的电压，所述电源管理电路还根据从所述过压保护电路接收到的所述控制信号关闭，以防止过压。

本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型所述过压保护电路及所述电源适配器通过所述基准电压比较器及所述可控开关的导通及截止来拉低所述电源管理电路的控制端的电平信号，从而使所述电源管理电路关闭，以此通过所述过压保护电路来实现对所述功率管的保护，进而避免对所述电源适配器造成损坏。

附图说明

图1是本实用新型过压保护电路的结构示意图；

图2是本实用新型电源适配器的结构示意图；

图3是本实用新型电源适配器的电路示意图。

具体实施方式

请参考图1，是本实用新型过压保护电路的结构示意图。所述过压保护电路10包括第一至第六电阻R1-R6、基准电压比较器Z1及第一可控开关Q1，所述基准电压比较器Z1的参考端经所述第一电阻R1连接电压输入端HVDC及电源管理电路20的第一电压端HV，所述基准电压比较器Z1的参考端还经所述第二电阻R2连接所述基准电压比较器Z1的阳极并接地端，所述基准电压比较器Z1的阴极经所述第三电阻R3连接电源管理电路20的第二电压端VCC及经所述第四电阻R4连接所述第一可控开关Q1的控制端，所述第一可控开关Q1的第一端连接所述电源管理电路20的控制端FB及经所述第五电阻R5连接所述电源管理电路20的第二电压端VCC，所述第一可控开关Q1的第二端接地端，所述第六电阻R6串接在所述第一可控开关Q1的控制端与第二端之间。

其中，所述过压保护电路10还包括第二可控开关Q2及第七电阻R7，所述第二可控开关Q2的控制端经所述第七电阻R7连接所述第一可控开关Q1的第一端，所述第二可控开关Q2的第一端连接所述电源管理电路20的控制端FB，所述第二可控开关Q2的第二端接地端。

在本实施例中，所述第一及第二可控开关Q1、Q2为NPN型三极管，所述第一及第二可控开关Q1、Q2的控制端、第一端及第二端分别对应所述NPN型三极管的基极、集电极及发射极。在其他实施例中，所述第一及第二可控开关Q1、Q2也可为其他类型的开关，只要能实现本实用新型的目的即可。所述基准电压比较器Z1为431三端基准稳压源，其基准电压可以在2.5V至36V之间。

其中，所述过压保护电路10还包括第八电阻R8及第九电阻R9，所述第八电阻R8及第九电阻R9依次串接在所述第一电阻R1与所述电压输入端HVDC之间，所述第一电阻R1的第一端连接所述基准电压比较器Z1的参考端，所述第一电阻R1的第二端依次经所述第八电阻R8及第九电阻R9连接所述电压输入端HVDC。在所述电压输入端HVDC提供的电压不大于一预设值时，只需要在所述基准电压比较器Z1的参考端与所述电压输入端HVDC之间设置第一电阻R1即可，因为一个电阻的阻值是有限制的，因此，在所述电压输入端HVDC提供的电压过大时，则需要在所述第一电阻R1的一端与所述电压输入端HVDC之间串接第八电阻R8或第九电阻R9或第八电阻R8及第九电阻R9，以满足对所述电压输入端HVDC提供的电压的分流需求。在其他实施例中，所述第一电阻R1也可设置成可变电阻，以此通过调节可变电阻的阻值来满足对不同阻值的需求。

所述过压保护电路10的工作原理描述如下：

所述基准电压比较器Z1从所述电压输入端HVDC接收电压并将其与基准电压进行比较，在接收到的电压不大于所述基准电压时，即所述电压输入端HVDC提供的电压正常，所述第一可控开关Q1的控制端从所述电源管理电路20的电压端接收高电平信号并导通，由于所述第一可控开关Q1的第二端接地端，因此所述第一可控开关Q1导通后将所述第二可控开关Q2的控制端的电平信号拉低为低电平，此时所述第二可控开关Q2截止，因此所述过压保护电路10不输出控制信号给所述电源管理电路20的控制端FB，即所述过压保护电路10不起作用，所述电源管理电路20正常工作。

在接收到的电压大于所述基准电压时，即所述电压输出端HVDC提供的电压异常，即过压时，所述基准电压比较器Z1被击穿，即所述基准电压比较器Z1两端的电压相同，由于所述基准电压比较器Z1的阳极接地端，因此将所述第一可控开关Q1的控制端的电平拉低为低电平，所述第一可控开关Q1截止，所述第二可控开关Q2的控制端从所述电源管理电路20的电压端接收高电平信号并导通，由于所述第二可控开关Q2的第二端接地端，因此所述第二可控开关Q2导通后将所述电源管理电路20的控制端的电平信号拉低为低电平，即所述过压保护电路10输出控制信号给所述电源管理电路20，以使所述电源管理电路20关闭，以防止过压对所述电源管理电路20造成损坏。

请参阅图2，是本实用新型电源适配器的结构示意图。所述电源适配器包括整流电路30，用于将接收到的交流电压60整流为直流电压；

变压电路40，连接所述整流电路30，用于从所述整流电路30接收直流电压并变压后输出；

过压保护电路10，连接所述整流电路30，用于从所述整流电路30接收直流电压并在所述直流电压异常时输出控制信号；

电源管理电路20，连接所述过压保护电路10、所述整流电路30及所述变压电路40，用于从所述整流电路30接收所述直流电压及从所述变压电路40接收变压后的电压，所述电源管理电路20还根据从所述过压保护电路10接收到的所述控制信号关闭，以防止过压。

请继续参阅图3，是本实用新型电源适配器的电路示意图。具体地，所述过压保护电路10包括第一至第六电阻R1-R6、基准电压比较器Z1及第一可控开关Q1，所述基准电压比较器Z1的参考端经所述第一电阻R1连接电压输入端HVDC及电源管理电路20的第一电压端HV，所述基准电压比较器Z1的输入端还经所述第二电阻R2连接所述基准电压比较器Z1的阳极并接地端，所述基准电压比较器Z1的阴极经所述第三电阻R3连接电源管理电路20的第二电压端VCC及经所述第四电阻R4连接所述第一可控开关Q1的控制端，所述第一可控开关Q1的第一端连接所述电源管理电路20的控制端FB及经所述第五电阻R5连接所述电源管理电路20的第二电压端VCC，所述第一可控开关Q1的第二端接地端，所述第六电阻R6串接在所述第一可控开关Q1的控制端与第二端之间。

其中，所述过压保护电路10还包括第二可控开关Q2及第七电阻R7，所述第二可控开关Q2的控制端经所述第七电阻R7连接所述第一可控开关Q1的第一端，所述第二可控开关Q2的第一端连接所述电源管理电路20的控制端，所述第二可控开关Q2的第二端接地端。

其中，所述过压保护电路10还包括第八电阻R8及第九电阻R9，所述第八电阻R8及第九电阻R9依次串接在所述第一电阻R1与所述电压输入端HVDC之间，所述第一电阻R1的第一端连接所述基准电压比较器Z1的参考端，所述第一电阻R1的第二端依次经所述第八电阻R8及第九电阻R9连接所述电压输入端HVDC。

其中，所述电源管理电路20包括电源管理芯片U1、第一电容C1及第二电容C2、第十至第十二电阻R10-R12、第一及第二二极管D1、D2及第三可控开关Q3(即功率管)，所述电源管理芯片U1的反馈引脚FB作为所述电源管理电路20的控制端连接所述第二可控开关Q2的第一端，所述电源管理芯片U1的第一电压引脚HV作为所述电源管理电路20的第一电压端HV连接所述整流电路30的输出端及所述电压输入端HVDC，所述电源管理芯片U1的第二电压引脚VCC作为所述电源管理电路的第二电压端VCC经所述第五电阻R5连接所述第一可控开关Q1的第一端及经所述第一电容C1连接所述电源管理芯片U1的接地引脚GND并接地端，所述电源管理芯片U1的输出引脚DRV经所述第十电阻R10连接所述第三可控开关Q3的控制端，所述第三可控开关Q3的第一端连接所述变压电路40，所述第三可控开关Q3的第二端连接所述电源管理芯片U1的片选引脚CS及经所述第十一电阻R11接地端，所述第十二电阻R12的第一端连接所述第三可控开关Q3的控制端，所述第十二电阻R12的第二端接地端，所述第二电容C2串接在所述第十二电阻R12的第二端与地之间，所述第一二极管D1的阳极连接所述第三可控开关Q3的控制端，所述第一二极管D1的阴极连接所述电源管理芯片U1的输出引脚DRV，所述第二二极管D2的阳极连接所述第三可控开关Q3的第二端，所述第二二极管D2的阴极连接所述第三可控开关Q3的第一端。

在本实施例中，所述第一及第二可控开关Q1、Q2为NPN型三极管，所述第一及第二可控开关Q1、Q2的控制端、第一端及第二端分别对应所述NPN型三极管的基极、集电极及发射极，所述第三可控开关Q3为N沟道场效应管，所述第三可控开关Q3的控制端、第一端及第二端分别对应所述N沟道场效应管的栅极、漏极及源极。在其他实施例中，所述第一至第三可控开关Q1-Q3也可为其他类型的开关，只要能实现本实用新型的目的即可。

所述电源适配器中过压保护电路的工作原理描述如下：

所述整流电路30将接收到的交流电压60整流转换为直流电压后提供给所述过压保护电路10、所述变压电路40及所述电源管理电路20，所述变压电路40将接收到的直流电压变压(升压或降压)转换为需要的电压后提供给所述电源管理电路20及负载电路50，此时所述过压保护电路10中的所述基准电压比较器Z1从所述整流电路30接收电压并将其与基准电压进行比较，在接收到的电压不大于基准电压时，即所述电源适配器正常工作时，所述第一可控开关Q1的控制端从所述电源管理电路20的电压端接收高电平信号并导通，由于所述第一可控开关Q1的第二端接地端，因此所述第一可控开关Q1导通后将所述第二可控开关Q2的控制端的电平信号拉低为低电平，此时所述第二可控开关Q2截止，因此所述过压保护电路10不输出控制信号给所述电源管理电路20中所述电源管理芯片U1的反馈引脚FB，即所述过压保护电路10不起作用，所述电源管理电路20中的所述电源管理芯片U1及功率管Q3均正常工作。

在接收到的电压不大于基准电压时，所述电源适配器工作异常时，即所述电压输入端HVDC提供的电压异常，即过压时，所述基准电压比较器Z1被击穿，即所述基准电压比较器Z1两端的电压相同，由于所述基准电压比较器Z1的阳极接地端，因此将所述第一可控开关Q1的控制端的电平拉低为低电平，所述第一可控开关Q1截止，所述第二可控开关Q2的控制端从所述电源管理电路20的电压端接收高电平信号并导通，由于所述第二可控开关Q2的第二端接地端，因此所述第二可控开关Q2导通后将所述电源管理电路20的控制端的电平信号拉低为低电平，即所述过压保护电路10输出低电平的控制信号给所述电源管理电路20的所述电源管理芯片U1的反馈引脚FB，以使所述电源管理芯片U1的输出引脚不输出脉冲信号给所述第三可控开关Q3即功率管的控制端，从而防止过压对所述功率管Q3造成损坏，进而造成所述电源适配器的损坏。

所述过压保护电路及所述电源适配器通过所述基准电压比较器及所述可控开关的导通及截止来拉低所述电源管理电路的控制端的电平信号，从而使所述电源管理电路关闭，以此通过所述过压保护电路来实现对所述功率管的保护，进而避免对所述电源适配器造成损坏。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。