一种欠压检测电路及开关电源的制作方法

本技术涉及开关电源，尤其涉及一种欠压检测电路。

背景技术：

1、随着科技的不断进步，开关电源作为一种电压转换电路，已被广泛运用到军用和民用电子设备当中。由于开关电源的输入电网电压或电池电压范围较宽，当供电设备和电源间距离较远，连接线路较长或出现阻抗变大或输入供电电源电压偏低等异常情况时，该开关电源就会持续工作在输入电压较低的情况，会对开关电源造成损坏，以至该设备无法正常工作。为了保证开关电源的高可靠性，针对于此，我们在设计开关电源时要对设计欠压保护功能，防止供电异常造成开关电源损坏，同时全球能效标准和电池供电待机要求，以及对电子设备系统空载功耗等方面都有着严格的限制要求。

2、请参考图1，为现有技术常规输入欠压保护功能的电路原理图，专利号为cn101436771a，工作原理：电阻r504,r506,r505串联，电源输入端vin通过电阻r504、电阻r505和电阻r506后接地；比较器u1的正输入端连接在电阻r505和电阻r506之间，负输入端接基准电压，即图中的欠压保护基准；分压电阻r505上分得电压与基准电压比较，当比较器u1正输入端电压小于负输入端基准电压时，比较器u1输出低电平，通过二极管d1拉低控制模块信号，从而使模块处于不工作状态，电阻r1引入反馈电压，形成滞环控制电压，防止在欠压点附近反复开关动作。

3、该方案缺点是当输入电压范围较宽时，那么电阻r505分压电压范围较宽，较高的电压范围会超出比较器u1正输入端的耐压或者高于u1的安全供电电压，同时为了保证欠压保护输入电压时最小工作电流需求，提高检测电路抗干扰能力，电阻r504,r506，r505的阻值选取不能过大，那么针对超宽电压输入应用，高电压输入时电阻上的损耗就较大，需要选择较大功率的电阻，同时使系统的功耗增大。这里以铁路电源输入工作电压范围为例，正常工作输入电压范围14v-160vdc，最大峰值工作输入电压200v，假设输入欠压保护电压设定为10v时，r505分压电阻电压为2v(设定欠压保护基准电压2v)，那么输入电压为200v时，r505对应分得电压为40v，常规比较器供电耐压最大36v，即比较器u1正输入端最大耐压也在36v左右，超过36v就会损坏u1。如果检测电路采用单片机或其他电路采样比较处理时，显而易见更容易因超器件耐压而损坏检测电路。

4、如图2所述为另一种现有常规技术欠压检测保护功能的原理图，该电路核心原理是在图一的原理基础上额外增加了一个稳压管zd1，通过zd1限制钳位输入到控制检测模块的电压最大值，该方案优化了检测电压范围宽的问题，但是稳压管钳位引入的损耗较大，检测电路需要选用更大功率检测电阻，增加了变换器自身损耗，降低了变换器效率和增加了空载待机损耗。

技术实现思路

1、有鉴如此，本实用新型提供一种欠压检测电路，以解决宽输入电压范围易造成欠压保护控制芯片引脚被击穿损坏以及电子设备空载时损耗较大的问题，用以提高供电系统欠压保护可靠性、提高系统效率和降低系统空载待机损耗。

2、本实用新型提供的技术方案如下：

3、第一方面，提供一种欠压检测电路，应用于开关电源，所述开关电源包括控制检测模块，所述欠压检测电路包括：检测模块和稳压模块；

4、所述检测模块的输入端接入输入电压vin，所述检测模块的第一输出端与所述稳压模块的第一输入端相连，用于稳定所述欠压检测电路输出的最大电压值；所述稳压模块的输出端接地；所述检测模块的第二输出端与所述稳压模块的第二输入端连接后接入所述控制检测模块，用以将检测到的输入电压信号传输至所述控制检测模块。

5、作为优选，所述检测模块包括耗尽型nmos管q1及电阻r1；所述稳压模块包括电容c1及稳压管zd1；

6、所述耗尽型nmos管q1的漏极接入输入电压vin；所述耗尽型nmos管q1的栅极分别与所述电阻r1的第一端和所述稳压管zd1的阴极连接，其公共端作为所述检测模块的第一输出端，记为b点；所述耗尽型nmos管q1的源级分别连接所述电阻r1的第二端和所述电容c1的第一端，其公共端作为所述检测模块的第二输出端，记为a点，接入所述控制检测模块；所述稳压管zd1的阳极与所述电容c1的第二端连接，其公共端接地。

7、第二方面，提供一种欠压检测电路，应用于开关电源，所述开关电源包括控制检测模块，所述欠压检测电路包括：采样模块、检测模块和稳压模块；

8、所述采样模块的输入端接入输入电压vin，所述采样模块的第一输出端连接所述检测模块的输入端，用以将采集的输入电压vin分压后输送至所述检测模块；所述检测模块的第一输出端与所述稳压模块的第一输入端相连，用于稳定所述欠压检测电路输出的最大电压值；所述稳压模块的输出端及所述采样模块的第二输出端接地；所述检测模块的第二输出端与所述稳压模块的第二输入端连接后接入所述控制检测模块，用以将检测到的输入电压信号传输至所述控制检测模块。

9、作为优选，所述采样模块包括电阻r2及电阻r3；所述检测模块包括电阻r3及耗尽型nmos管q1；所述稳压模块包括电容c1及稳压管zd1；

10、所述电阻r2的第一端接入输入电压vin；所述电阻r2的第二端分别连接所述电阻r3的第一端和所述耗尽型nmos管q1的漏极，其公共端作为所述采样模块的第一输出端，记为c点；所述耗尽型nmos管q1的栅极分别与所述电阻r1的第一端和所述稳压管zd1的阴极连接，其公共端作为所述检测模块的第一输出端，记为b点；所述耗尽型nmos管q1的源极分别与所述电阻r1的第二端和所述电容c1的第一端连接，其公共端作为所述检测模块的第二输出端，记为a点，接入所述控制检测模块；所述电容c1的第二端分别与所述稳压管zd1的阳极和所述电阻r3的第二端连接，其公共端接地。

11、作为优选，所述检测模块还包括电阻r4，用于限制所述检测模块中的电流大小；所述电阻r4接入所述耗尽型nmos管q1的源极与所述a点之间。

12、第三方面，提供一种欠压检测电路，应用于开关电源，所述开关电源包括控制检测模块，所述欠压检测电路包括：检测模块和稳压模块；所述检测模块包括耗尽型nmos管q1及电阻r1；所述稳压模块包括电容c1及稳压管zd1；

13、所述耗尽型nmos管q1的漏极作为所述检测模块的输入端接入输入电压vin，所述耗尽型nmos管q1的栅极与所述电阻r1的第一端连接，其公共端作为所述检测模块的第一输出端，记为b点；所述耗尽型nmos管q1的源级连接所述电阻r1的第二端，其公共端作为所述检测模块的第二输出端，记为a点；所述稳压管zd1的阴极作为所述稳压模块的第一输入端接入所述b点，用于稳定所述欠压检测电路输出的最大电压值；所述电容c1的第一端作为所述稳压模块的第二输入端接入所述a点，用以将检测到的输入电压信号传输至所述控制检测模块；所述稳压管zd1的阳极与所述电容c1的第二端连接，其公共端作为所述稳压模块的输出端接地。

14、第四方面，提供一种欠压检测电路，应用于开关电源，所述开关电源包括控制检测模块，所述欠压检测电路包括：采样模块、检测模块和稳压模块；所述采样模块包括电阻r2及电阻r3；所述检测模块包括电阻r1及耗尽型nmos管q1；所述稳压模块包括电容c1及稳压管zd1；

15、所述电阻r2的第一端作为所述采样模块的输入端接入输入电压vin；所述电阻r2的第二端连接所述电阻r3的第一端，其公共端作为所述采样模块的第一输出端，记为c点，连接所述检测模块的输入端，用以将采集的输入电压vin分压后输送至所述检测模块；所述电阻r3的第二端作为所述采样模块的第二输出端接地；所述耗尽型nmos管q1的漏极作为所述检测模块的输入端；所述耗尽型nmos管q1的栅极与所述电阻r1的第一端连接，其公共端作为所述检测模块的第一输出端，记为b点；所述耗尽型nmos管q1的源级连接所述电阻r1的第二端，其公共端作为所述检测模块的第二输出端，记为a点；所述稳压管zd1的阴极作为所述稳压模块的第一输入端接入所述b点，用于稳定所述欠压检测电路输出的最大电压值；所述电容c1的第一端作为所述稳压模块的第二输入端接入所述a点，用以将检测到的输入电压信号传输至所述控制检测模块；所述稳压管zd1的阳极与所述电容c1的第二端连接，其公共端作为所述稳压模块的输出端接地。

16、作为优选，所述检测模块还包括电阻r4，用于限制所述检测模块中的电流大小；所述电阻r4接入所述耗尽型nmos管q1的源极与所述a点之间。

17、第五方面，提供一种开关电源，包括上述任一项所述的欠压检测电路，以及控制检测模块。

18、作为优选，所述控制检测模块为控制芯片ic，所述控制芯片ic的欠压检测保护引脚uvp与所述欠压检测电路的输出端连接。

19、与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

20、本实用新型在欠压检测电路的输入端串联一个耗尽型nmos管及电阻r1作为检测模块，再通过稳压管zd1及电容c1组合而成的稳压模块进行稳压滤波，相较于现有技术所采用的直接分压比较和直接采用稳压管钳位检测输入电压的技术方案，本方案可通过调整欠压检测电路中稳压管zd1的大小，进而调节欠压检测电路输出的最大钳位电压，实现了超宽输入电压范围的可靠检测，大大降低了欠压检测电路的输出电压范围并限制了输出电压最大值，同时降低了电源产品损耗及系统待机功耗，提高了供电系统欠压保护的可靠性及系统效率。