专利名称：一种掉电保护电路及电源电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电源电路技术领域，具体地说，是涉及一种掉电保护电路以及采用所述掉电保护电路设计的电源电路。
背景技术：
在目前的电视产品中一般都设置有电源板和主板，电源板用于将外部的交流市电转换成主板上各用电负载所需的工作电压，为主板供电。在电视机电源板上通常都配置有开关电源电路，现有的开关电源电路，在交流输入电源断开后，其各路输出电压(比如输出至伴音电路的电压或者用于点亮显示屏的电压等)不能立即关断，且持续的时间不可控，这样就会导致一些时序上的问题。目前，针对开关电源次级输出掉电慢的问题，主要采用的解决方法是在电视机电源板上电源管理芯片的供电管脚端增加一个欠压保护电路。在开关电源的初级掉电后，切断电源管理芯片的供电电源，使电源管理芯片停止工作，进而关闭开关电源的各路输出，避免产生关机爆音或者关机屏闪等问题，达到对电视机掉电保护的设计目的。但是这种设计方法，其电路结构较为复杂，会造成电视产品硬件成本的大幅升高，而且反应不够灵敏。
发明内容本实用新型对于现有解决开关电源次级输出掉电慢的问题而采用的电路设计结构复杂、成本高的缺陷，提出了一种掉电保护电路，优化了电路结构，降低了硬件成本。为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现一种掉电保护电路，包括取样电路、整流电路和隔离电路；所述取样电路连接交流电源输入端，从输入的交流电源中获得交流取样电压，传输至整流电路整流成直流电压后， 通过隔离电路生成控制信号输出至系统主芯片，所述系统主芯片根据接收到的控制信号阻断/开启主芯片的各路输出通道或者切断/连通电源电路输出至负载的各路工作电压。为了在系统转入待机状态时能够快速地关断系统主芯片的各路输出通道或者切断电源电路输出至负载的各路工作电压，在所述隔离电路输出控制信号的一侧还连接有开关电路，通过开关电路的开关通路接地，所述开关电路的控制端接收系统的待机信号。进一步的，在所述隔离电路中包含有光耦，所述光耦的发光二极管连接整流电路的输出侧，受光三极管的集电极分别与所述的系统主芯片和低压直流电源相连接，发射极通过所述开关电路的开关通路接地。又进一步的，在所述开关电路中包含有一 NPN型三极管，所述NPN型三极管的集电极连接光耦中受光三极管的发射极，NPN型三极管的发射极接地，基极连接系统主芯片，接收系统的待机信号。再进一步的，在所述整流电路中包含有两个整流二极管，第一整流二极管的阳极和第二整流二极管的阴极作为所述整流电路输入端，连接所述取样电路的交流取样电压输出端，第一整流二极管的阴极连接所述光耦的发光二极管的阳极，并通过所述发光二极管的阴极连接第二整流二极管的阳极，将交流取样电压整流成正向直流电压。更进一步的，在所述第一整流二极管的阴极与第二整流二极管的阴极之间还连接有滤波电容；在所述第一整流二极管的阴极与光耦的发光二极管的阳极之间还串联有限流电阻。优选的，所述取样电路优选采用多个分压电阻串联而成，通过分压节点输出交流取样电压，传输至所述的整流电路。基于上述掉电保护电路结构，本实用新型又提供了一种采用所述掉电保护电路设计的电源电路，包括依次连接的交流电源输入端、滤波电路、整流单元和开关电源；为了达到掉电保护的设计目的，在所述电源电路中还设置有取样电路、整流电路和隔离电路；所述取样电路连接交流电源输入端，从输入的交流电源中获得交流取样电压，传输至整流电路整流成直流电压后，通过隔离电路生成控制信号，输出至系统主芯片，所述系统主芯片根据接收到的控制信号便可以得知系统当前是否掉电，进而控制主芯片的各路输出通道阻断或者开启，使主芯片的各路输出在系统掉电时能够被同步关断；也可以通过主芯片切断或者连通电源电路输出至负载的各路工作电压，以使负载在系统掉电时同步关断，由此解决了时序问题，实现了对后级电路的保护。为了进一步简化电路结构，降低成本，在设计所述取样电路时可以共用现有电源电路中的部分器件，比如可以借用滤波电路中的安规电阻设计取样电路，即在所述滤波电路中，安规电阻并联在交流电源传输线之间，在所述安规电阻的一侧进一步连接取样电阻， 由所述安规电阻和取样电阻连接形成所述的取样电路，所述取样电阻的两端连接所述整流电路的输入侧。当然，也可以专门设置多个分压电阻串联组成所述的取样电路，连接在交流电源输入端之间，通过分压节点输出交流取样电压，传输至所述的整流电路。与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是本实用新型的掉电保护电路结构简单，成本低廉，在系统掉电时可以立即切断各路输出电压，从而彻底解决了时序问题，将其应用于电视产品中，可以有效解决关机爆音、关机屏闪等问题，有助于提升电视产品的整机品质。结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
图1是本实用新型所提出的电源电路的一种实施例的电路原理框图；图2是图1中的掉电保护电路的一种实施例的电路原理图；图3是图1中滤波电路的一种实施例的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细地说明。实施例一，本实施例以电视产品为例，针对其电源板上的电源电路提出了一种掉电保护电路的设计方式，以实现系统主芯片的各路输出电压或者电源板输出至主板的各路工作电压，能够跟随系统交流输入电源的掉电同步关断的设计目的，从而可以解决电视产品关机爆音、关机屏闪等一系列与关机时序相关的问题。参见图1所示，在本实施例的电源电路中包含有交流电源输入端、滤波电路、整流单元和开关电源等主要组成部分，外部的交流市电经交流电源输入端接入后，首先通过滤波电路进行滤波处理，然后传输至整流单元进行交流电源到直流电源的整流变换，输出的直流电源一方面通过待机电源电路生成电源管理芯片所需的工作电压VCC，以及主板上系统主芯片和其他待机电路所需的待机电压；另一方面为开关电源提供初级电压。所述开关电源在电源管理芯片的控制作用下，将初级电压转换成多路不同幅值的直流电压，即主板上各用电负载所需的各路工作电压，为主板上的系统主芯片、伴音通道、显示屏和其他功能电路供电。系统主芯片在进入正常工作状态后，根据用户的操作指令通过其各路输出通道控制相应的功能电路运行，以响应用户的操作。为了在交流电源掉电时，能够使主板上的各功能电路及时关断，本实施例在所述电源电路中增设了掉电保护电路，当交流电源掉电时，同步输出控制信号Vout至系统主芯片，以通知系统主芯片关断其各路输出通道或者切断电源电路向主板负载输出的各路工作电压，避免出现关机爆音、关机屏闪等问题。在本实施例的掉电保护电路中包含有取样电路、整流电路和隔离电路等组成部分。将所述取样电路连接到交流电源输入端，从输入的交流电源中获得交流取样电压，然后传输至整流电路，将交流取样电压整流成直流电压后，通过隔离电路生成控制信号Vout，输出至系统主芯片，进而通知系统主芯片对其各路输出通道的通断状态或者电源板向主板输出的各路工作电压的通断状态进行相应的控制。图2列举了所述掉电保护电路的一种具体电路组建形式。其中，取样电路可以采用多个分压电阻R801-R804串联组成，连接在交流电源输入端L、N之间。从分压电阻R804 两端提取交流采样电压，通过整流电路进行交直流转换。在本实施例中，所述整流电路可以采用两个整流二极管VD805、VD806配合一个限流电阻R805和一个滤波电容C802设计实现；隔离电路以光耦N801为例进行具体说明，如图2所示。在分压电阻R804的两端对应连接第一整流二极管VD805的阳极和第二整流二极管VD806的阴极，第一整流二极管VD805 的阴极通过限流电阻R805连接光耦N801中发光二极管的阳极，并通过发光二极管的阴极连接所述第二整流二极管VD806的阳极。通过整流二极管VD805、VD806可以将交流采样电压整流成正向的直流电压，以驱动光耦N801中的发光二极管发光，进而在其受光侧生成控制系统主芯片所需的控制信号Vout。所述滤波电容C802可以连接在两个整流二极管 VD805.VD806的阴极之间，以滤除干扰信号。为了使系统在接收到待机指令时，同样可以及时关断系统主芯片的各路输出，本实施例在隔离电路输出控制信号Vout的一侧还可以进一步连接开关电路，比如图2中的 NPN型三极管V904，将隔离电路输出控制信号Vout的一侧通过开关电路的开关通路接地， 并利用系统主芯片输出的待机信号STB对所述开关电路进行通断控制，进而改变控制信号 Vout的电平状态。以NPN型三极管V904为例进行说明，将三极管V904的基极作为开关电路的控制端连接系统主芯片，接收系统主芯片发出的待机信号STB，三极管V904的发射极接地，集电极连接光耦N801中受光三极管的发射极，受光三极管的集电极连接系统主芯片，输出控制信号Vout，并通过限流电阻R806连接直流电源5VS，所述直流电源5VS可以由开关电源输出提供。图2所示掉电保护电路的工作原理是当系统正常工作时，即交流电源正常接入且待机信号STB为高电平时，光耦N801和三极管V904均处于导通状态，此时，控制信号 Vout被拉低为低电平，主芯片通过其各路输出控制相应的功能电路运行，执行用户操作。当系统进入待机状态时，即交流电源正常接入，但待机信号STB为低电平时，光耦N801导通， 而三极管V904截止，此时，控制信号Vout为高电平，传输至系统主芯片，通知系统主芯片关断其各路输出通道或者切断电源板向主板输出的各路工作电压，使主板上的各负载同步停止运行。而当系统交流关机时，即交流电源掉电时，光耦N801和三极管V904均处于截止状态，此时，控制信号Vout在掉电之初为高电平，通知系统主芯片关断其各路输出或者切断电源板向主板输出的各路工作电压，使主板上的各负载随交流掉电同步关闭，从而避免产生关机爆音或者关机屏闪等问题；之后，随着直流电源5VS的消失而变为低电平。为了进一步降低系统的硬件成本，对于掉电保护电路中，组成取样电路的分压电阻R801-R803可以共用现有电源电路中滤波电路中的安规电阻，如图3所示。在现有的滤波电路中包含有用于对输入的交流电源进行滤波的滤波电容C1-C4、抑制浪涌电压的压敏电阻观1、消除共模干扰的共模电感Ll和抑制电流冲击的热敏电阻R1、以及用于放电的安规电阻R801-R803等主要组成部分。所述安规电阻R801-R803并联在交流电源的传输线之间，在安规电阻R801-R803的一侧，比如连接零线的一侧，进一步连接取样电阻R804，由此， 由安规电阻R801-R803和取样电阻R804同样可以构成所述的取样电路，通过取样电阻R804 的两端提取交流取样电压，传输至所述整流电路的输入侧。采用这种电路设计方式，可以使增加的元器件进一步减少，硬件成本进一步降低。当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例， 本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换， 也应属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种掉电保护电路，其特征在于包括取样电路、整流电路和隔离电路；所述取样电路连接交流电源输入端，从输入的交流电源中获得交流取样电压，传输至整流电路整流成直流电压后，通过隔离电路生成控制信号输出至系统主芯片，所述系统主芯片根据接收到的控制信号阻断/开启主芯片的各路输出通道或者切断/连通电源电路输出至负载的各路工作电压。
2.根据权利要求1所述的掉电保护电路，其特征在于在所述隔离电路输出控制信号的一侧还连接有开关电路，通过开关电路的开关通路接地，所述开关电路的控制端接收系统的待机信号。
3.根据权利要求2所述的掉电保护电路，其特征在于在所述隔离电路中包含有光耦， 所述光耦的发光二极管连接整流电路的输出侧，受光三极管的集电极分别与所述的系统主芯片和低压直流电源相连接，发射极通过所述开关电路的开关通路接地。
4.根据权利要求3所述的掉电保护电路，其特征在于在所述开关电路中包含有一NPN 型三极管，所述NPN型三极管的集电极连接光耦中受光三极管的发射极，NPN型三极管的发射极接地，基极连接系统主芯片，接收系统的待机信号。
5.根据权利要求3所述的掉电保护电路，其特征在于在所述整流电路中包含有两个整流二极管，第一整流二极管的阳极和第二整流二极管的阴极连接所述取样电路的交流取样电压输出端，第一整流二极管的阴极连接所述光耦的发光二极管的阳极，并通过所述发光二极管的阴极连接第二整流二极管的阳极。
6.根据权利要求5所述的掉电保护电路，其特征在于在所述第一整流二极管的阴极与第二整流二极管的阴极之间还连接有滤波电容；在所述第一整流二极管的阴极与光耦的发光二极管的阳极之间还串联有限流电阻。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的掉电保护电路，其特征在于所述取样电路由多个分压电阻串联而成，通过分压节点输出交流取样电压，传输至所述的整流电路。
8.一种电源电路，包括依次连接的交流电源输入端、滤波电路、整流单元和开关电源， 其特征在于还包括如权利要求1至6中任一项权利要求所述的掉电保护电路。
9.根据权利要求8所述的电源电路，其特征在于在所述滤波电路中包含有并联在交流电源传输线之间的安规电阻，在所述安规电阻的一侧连接取样电阻，由所述安规电阻和取样电阻连接形成所述的取样电路，所述取样电阻的两端连接所述整流电路的输入侧。
10.根据权利要求8所述的电源电路，其特征在于所述取样电路由多个分压电阻串联而成，连接在交流电源输入端之间，通过分压节点输出交流取样电压，传输至所述的整流电路。
专利摘要本实用新型公开了一种掉电保护电路及电源电路，包括取样电路、整流电路和隔离电路；所述取样电路连接交流电源输入端，从输入的交流电源中获得交流取样电压，传输至整流电路整流成直流电压后，通过隔离电路生成控制信号输出至系统主芯片，所述系统主芯片根据接收到的控制信号控制主芯片各路输出的通断状态或者控制电源电路向负载输出的各路工作电压的通断状态。本实用新型的掉电保护电路结构简单，成本低廉，在系统掉电时可以立即切断各路输出电压，从而彻底解决了时序问题，将其应用于电视产品中，可以有效解决关机爆音、关机屏闪等问题，有助于提升电视产品的整机品质。
文档编号H04N5/63GK202121292SQ20112022168
公开日2012年1月18日 申请日期2011年6月28日 优先权日2011年6月28日
发明者曲春, 杨丹丹, 王清金 申请人:青岛海信电器股份有限公司