电源保护电路及交直流电源转换电路的制作方法

本实用新型属于电子技术领域，尤其涉及一种电源保护电路及交直流电源转换电路。

背景技术：

当开关电源启动时，电源输入端的电容处于零电压状态，而电容的等效电阻很小，电容的充电电流非常大，与短路电流相当，形成开机浪涌。开机浪涌可以损坏电路中的器件，缩短电源的工作寿命。为了限制开机浪涌，通常在输入电路中设计保护电路。

如图1，采用热敏电阻(ntc)在电源输入端限制开机浪涌电流。该电路的缺点是热敏电阻(ntc)在重复开关机时，电阻随温度升高而降低，不能限制开机浪涌，且始终串接在电源电路中，增大电源电路的损耗。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种电源保护电路及交直流电源转换电路，以解决热敏电阻始终串接在电源电路中损耗大的问题。

本实用新型实施例的第一方面提供了一种电源保护电路，包括供电接口、输入接口、漏极接口、源极接口、开关管和逻辑单元；

所述开关管，其漏极连接所述漏极接口，其源极连接所述源极接口，其栅极连接所述逻辑单元的输出端；

所述逻辑单元，其输入端连接所述输入接口，其电源端连接所述供电接口，其地端连接所述源极接口；用于通过所述输入接口接收到采样电压，当所述采样电压小于第二基准电压或所述采样电压大于第三基准电压时，控制所述开关管断开；当所述采样电压大于第一基准电压且小于第三基准电压时，控制所述开关管导通。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种交直流电源转换电路，包括交流电压正输入端、交流电压负输入端、直流电压输出端、参考地端、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第二电容、四个二极管组成的整流桥，和上述所述的电源保护电路；

所述整流桥，其第一输入端连接所述交流电压正输入端，其第二输入端连接所述交流电压负输入端，其第一输出端连接所述直流电压输出端，其第二输出端连接所述参考地端；

所述第一电阻和第二电阻，串接在所述直流电压输出端和所述参考地端之间，用于对所述直流电压输出端的电压进行分压，得到采样电压；

所述第三电阻，其一端连接所述参考地端，其另一端连接所述第二电容的一端；

所述第二电容，其另一端连接所述直流电压输出端；

所述电源保护电路，其供电接口连接直流电源，其输入接口连接所述第一电阻和第二电阻连接的公共端，其漏极接口连接所述第二电容和所述第三电阻的公共端，其源极接口连接所述参考地端；所述保护电路用于监测所述采样电压，当所述采样电压小于第二基准电压或所述采样电压大于第三基准电压时，将所述保护电路的漏极接口和源极接口断开，从而将第三电阻与第二电容串联；当所述采样电压大于第一基准电压且小于第三基准电压时，将所述保护电路的漏极接口和源极接口连通，从而短路第三电阻。

采用上述技术方案所产生的有益效果：

本实用新型设计了一种电源保护电路，使用时，电源保护电路串接在电源电路中，电源保护电路的输入接口连接电源电路中的采样电路，开关管的源极和漏极分别连接能够起到保护电源电路作用的电阻两端，逻辑单元通过输入接口接收采样电压，通过将采样电压分别与第一基准电压、第二基准电压和第三基准电压进行比较，控制开关管的导通或断开。当开关管处于导通状态时，电阻被短路，电阻不影响电源电路的正常工作，降低电源电路的损耗；当开关管处于断开状态时，电阻在电源电路中起到保护电路的作用。

本实用新型设计了一种交直流电源转换电路，电源保护电路接收到采样电路输出的采样电压，并将采样电压分别与第一基准电压、第二基准电压和第三基准电压进行比较，控制开关管的导通或断开，正常工作时，开关管处于导通状态，第三电阻被短路；当存在开机浪涌或过压时，开关管处于断开状态，第三电阻起到限流保护电路的作用。本方案设计的交直流电源转换电路解决了热敏电阻始终串接在电源电路中，从而增加电源电路损耗的缺点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的热敏电阻保护的电源电路图；

图2是本实用新型实施例提供的电源保护电路的电路图；

图3是本实用新型实施例提供的交直流电源转换电路的电路图；

图4是本实用新型另一个实施例提供的交直流电源转换电路的电路图；

图5是本实用新型再一个实施例提供的交直流电源转换电路的电路图。

图中：100、逻辑单元。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图2所示，电源保护电路ic1包括供电接口vcc、输入接口vin、漏极接口d、源极接口s、开关管q1和逻辑单元100；开关管q1，其漏极连接漏极接口d，其源极连接源极接口s，其栅极连接逻辑单元100的输出端；逻辑单元100，其输入端连接输入接口vin，其电源端连接供电接口vcc，其地端连接源极接口s；用于通过输入接口vin接收到采样电压，当采样电压小于第二基准电压或采样电压大于第三基准电压时，控制开关管q1断开；当采样电压大于第一基准电压且小于第三基准电压时，控制开关管q1导通。其中，第二基准电压小于第一基准电压，第一基准电压小于第三基准电压。

使用时，电源保护电路ic1连接在交直流电源转换电路中，电源保护电路ic1的输入接口vin连接交直流电源转换电路中直流输出电压的采样电压，开关管q1的源极和漏极分别连接能够起到保护电源电路作用的电阻两端，逻辑单元100通过输入接口vin接收采样电压，通过将采样电压分别与第一基准电压、第二基准电压和第三基准电压进行比较，控制开关管q1的导通或断开。当开关管q1处于导通状态时，电阻被短路，电阻不影响电源电路的正常工作，降低电源电路的损耗；当开关管q1处于断开状态时，电阻在电源电路中起到保护电路的作用，承载瞬时过电压。

在一个实施例中，逻辑单元100包括第一比较器u1、第二比较器u2、第三比较器u3、rs触发器u4、与门u5；第一比较器u1，用于将采样电压和第一基准电压比较，输出第一比较信号；第二比较器u2，用于将采样电压与第二基准电压比较，输出第二比较信号；第三比较器u3，用于将采样电压与第三基准电压比较，输出第三比较信号；rs触发器u4，用于接收第一比较信号和第二比较信号，输出锁存信号；与门u5，用于对锁存信号和第三比较信号执行与逻辑，输出控制信号；开关管q1，用于根据控制信号，导通或断开。

当采样电压大于第一基准电压且小于第三基准电压时，开关管q1处于导通状态，电阻被短接，电阻不影响电源电路的正常工作；当采样电压小于第二基准电压或采样电压大于第三基准电压时，开关管q1处于断开状态，电阻串接在电源电路中，起到保护电路的作用。其中，第一基准电压、第二基准电压和第三基准电压可以根据实际需要设计，可由第一基准电路v1、第二基准电路v2和第三基准电路v3获得，也可由一个基准电压分压后获得，以满足电路的逻辑要求。

在一个实施例中，逻辑单元100还包括驱动器，驱动器串接在与门u5和开关管q1的栅极之间，用于为开关管q1的控制信号增加驱动。驱动器的输入端连接与门u5的输出端，驱动器的输出端连接开关管q1的栅极，驱动器的一个电源端连接供电接口vcc，另一个电源端接地。供电接口vcc连接直流电源，直流电源为驱动器提供电能。所述直流电源，为交直流电源转换电路中其他模块提供的，在此不做限制。

如图3所示，交直流电源转换电路包括交流电压正输入端、交流电压负输入端、直流电压输出端、参考地端、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第二电容c2、四个二极管组成的整流桥，和上述的电源保护电路ic1；

整流桥，其第一输入端连接交流电压正输入端，其第二输入端连接交流电压负输入端，其第一输出端连接直流电压输出端，其第二输出端连接参考地端；

在一种实施方式中，整流桥包括第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3和第四二极管d4，第一二极管d1的阳极和第二二极管d2的阳极均连接参考地端，第三二极管d3的阴极和第四二极管d4的阴极均连接直流电压输出端，第一二极管d1的阴极和第三二极管d3的阳极均连接交流电压正输入端或交流电压负输入端，第二二极管d2的阴极和第四二极管d4的阳极均连接交流电压负输入端或交流电压正输入端。四个二极管组成整流桥，能够将交流电转换成直流电。

在一种实施方式中，交直流电源转换电路还包括第一电容c1，串接在交流电压正输入端和交流电压正输入端之间。

第一电阻r1和第二电阻r2，串接在直流电压输出端和参考地端之间，用于对直流电压输出端的电压进行分压，得到采样电压；

第三电阻r3，其一端连接参考地端，其另一端连接第二电容c2的一端；

第二电容c2，其另一端连接直流电压输出端；

电源保护电路ic1，其供电接口vcc连接直流电源，其输入接口vin连接第一电阻r1和第二电阻r2连接的公共端，其漏极接口d连接第二电容c2和第三电阻r3的公共端，其源极接口s连接参考地端；保护电路用于监测采样电压，当采样电压小于第二基准电压或采样电压大于第三基准电压时，将保护电路的漏极接口d和源极接口s断开，从而将第三电阻r3与第二电容c2串联；当采样电压大于第一基准电压且小于第三基准电压时，将保护电路的漏极接口d和源极接口s连通，从而短路第三电阻r3。

整流桥将输入的交流电转换成直流电，第一电阻r1和第二电阻r2对直流电压输出端vout输出的电压进行分压得到采样电压，电源保护电路ic1接收采样电压，并通过将采样电压分别与第二基准电压、第一基准电压和第三基准电压进行比较，控制开关管q1的导通或断开，当开关管q1导通时，第三电阻r3被短路；当开关管q1断开时，第三电阻r3和第二电容c2串接在直流电压输出端vout和参考地端之间，第三电阻r3起到限流作用，起到保护后级电路和第二电容c2的作用。

如图4所示，交直流电源转换电路还包括dc/dc转换电路，用于将直流电压输出端vout输出的较高的直流电压转换为较低的直流电压，dc/dc转换电路包括供电口和地口，其供电口连接直流电压输出端vout，其地口连接参考地端。

此电路具有开机浪涌保护功能：

(1)刚开机时，存在浪涌电流，直流电压输出端vout输出的电压几乎为零，电源保护电路ic1接收到的采样电压小于第二基准电压，rs触发器u4输出低电平，经过驱动器drive控制电源保护电路ic1的开关管q1断开，此时第三电阻r3和第二电容c2串接在电路中，第三电阻r3限制第二电容c2的充电电流，保护后级电路。

(2)充电到一定阶段时，此时浪涌电流大幅减小，电源保护电路ic1接收到的采样电压在第一基准电压和第三基准电压之间，rs触发器u4输出低电平，经过驱动器drive控制电源保护电路ic1的开关管q1导通，将第三电阻r3短接，开机浪涌限流结束。

如图5所示，交直流电源转换电路还包括dc/dc转换电路，用于将直流电压输出端vout输出的较高的直流电压转换为较低的直流电压，dc/dc转换电路包括供电口和地口，其供电口连接直流电压输出端vout，其地口连接第二电容c2和第三电阻r3的公共端。

此电路具有开机浪涌保护和过压保护的功能：

(1)刚开机时，存在浪涌电流，直流电压输出端vout输出的电压几乎为零，电源保护电路ic1接收到的采样电压小于第二基准电压，rs触发器u4输出低电平，经过驱动器drive控制电源保护电路ic1的开关管q1断开，此时第三电阻r3和第二电容c2串接在电路中，第三电阻r3限制第二电容c2的充电电流，保护后级电路。

(2)充电到一定阶段时，此时浪涌电流大幅减小，电源保护电路ic1接收到的采样电压在第一基准电压和第三基准电压之间，rs触发器u4输出低电平，经过驱动器drive控制电源保护电路ic1的开关管q1导通，将第三电阻r3短接，开机浪涌限流结束。

(3)当直流电压输出端vout输出的电压随输入过压脉冲继续上升，出现过电压脉冲，此时电源保护电路ic1接收到的采样电压大于第三基准电压，第三比较器u3输出低电平，与门u5输出低电平，经过驱动器drive控制电源保护电路ic1的开关管q1断开，第三电阻r3串接在参考地端(输入地)和dc/dc转换电路的地之间(dc/dc转换电路的地为输出地)，起到限制过压脉冲幅值的作用，保护后级电路。

(4)当过电压脉冲结束时，此时电源保护电路ic1接收到的采样电压在第一基准电压和第三基准电压之间，返回到步骤(2)中继续执行，过压保护结束。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。