一种低成本输入抗过压保护电路制造技术

本发明专利技术公开了一种低成本输入抗过压保护电路，能实时监控交流输入电压大小，并通过控制电路控制斩波电路中开关器件通断。当交流输入电压异常升高时，控制电路能迅速检测并控制斩波电路中开关器件处于开关状态，维持储能电容电压不过高，从而快速有效地保护后级电路，防止后级电路中储能电容和开关管因电压过高而损坏，且后级电路能持续正常工作。相对于现有技术，本发明专利技术抗过压保护电路，适用于可能出现接地故障等导致电网电压异常过压的情况和场合，反应速度快，电路简单可靠，成本低，EMC性能优越，设计灵活，可调节保护阀值。

A low cost input anti overvoltage protection circuit

The invention discloses a low cost input anti overvoltage protection circuit, which can monitor the size of the AC input voltage in real time, and control the switch off in the chopper circuit by the control circuit. When the AC input voltage is very high, the control circuit can quickly detect and control the switch state in the chopper circuit to maintain the switch state and maintain the storage capacitor voltage not too high, so that the post stage circuit can be protected quickly and effectively to prevent the storage capacity and the switch tube from being damaged by the overvoltage in the post stage, and the rear stage circuit can continue. Work normally. Compared with the existing technology, the anti overvoltage protection circuit of the invention is suitable for the situation and occasion which may lead to abnormal voltage over voltage of the power grid, such as grounding fault and so on. The reaction speed is fast, the circuit is simple and reliable, the cost is low, the EMC performance is superior, the design is flexible, and the protection threshold can be adjusted.

【技术实现步骤摘要】
一种低成本输入抗过压保护电路
本专利技术涉及电路领域，具体的，涉及一种用于三相四线和馈电网自动化电源系统中的输入抗过压保护电路。
技术介绍
在三相四线电力电表和馈电网自动化行业开关电源中，常常会遇到接地故障和大功率设备干扰等问题，导致一段时间内电网电压异常偏高，此时电网电压会超过开关电源所能承受的电压上限，极易造成开关电源损坏甚至起火，存在巨大安全隐患。现有开关电源解决电网电压偏高问题的方法归纳起来主要有两种，一种是增加输入过压保护电路，另一种是提高电源所能承受的工作电压范围上限。其中，增加输入电压上限，主要是采用高耐压器件或多级串并联方式，优点是过压时电路仍能正常工作，缺点是电路成本和体积增加，输入电压上限每提高一倍，储能电容成本约上升四倍，开关管成本约上升两倍以上，且过压工作时间很短，这种方法存在严重过设计，很浪费资源；另一种方法是增加输入过压保护电路，当检测到电网电压过高时，使控制芯片停止工作，这种方式只能用于过压较小的情况，而当电网电压偏高到原来的1.5倍以上时，整流后电压已超过大电容耐压甚至开关管耐压，其本质上只是过压时停止工作，并不能保护后级电路。在三相四线电力电表和馈电网自动化行业，如今市面上只有少数开关电源具有抗接地故障和输入过压保护功能，过压时电解电容和开关管往往都是超规格硬抗，存在巨大安全隐患。因此，有必要对现有技术进行改进，设计一种在电网电压异常偏高到原来两倍时，也能安全可靠保护后级电路持续正常工作的低成本抗过压保护电路。
技术实现思路
有鉴于此，为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种通过斩波方式实现的新型输入过压保护电路。输入电压一般都是交流正弦信号，电压绝对值在一个周期内会从最小值变化到最大值，斩波电路能在输入交流电压绝对值较高时，将后级电路和储能大电容断开，将后级电路维持在一定电压以下，过压时后级电路能正常工作。此电路可以在接地故障等因素导致电压漂高时有效保护开关电源，且成本非常低。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的，一种低成本输入抗过压保护电路，包括：输入斩波电路和控制电路两部分电路。如图1所示。一种低成本输入抗过压保护电路，包括输入斩波电路和控制电路两部分电路；输入斩波电路的输入端连接外部EMC滤波电路的输出端，输入斩波电路的输出端为后级电路供电；控制电路实时采集外部的EMC滤波电路输出的交流电压，当交流电压绝对值大于设定阀值时，输出控制信号Vg控制输入斩波电路断开，此时输入斩波电路中的储能电容上的电压不会再继续上升，由储能电容为后级电路供电；当交流电压绝对值低于设定阀值时，输出控制信号Vg控制输入斩波电路导通，为储能电容充电，维持储能电容的电压，同样由储能电容为后级电路供电。优选的，所述的输入斩波电路，包括电容C801、整流桥DB801、电容C802、开关器件和储能电容；所述电容C801两端作为输入斩波电路的输入端，电容C802并联在储能电容的两端；储能电容的两端为后级电路供电；所述的开关器件与整流桥DB801的连接关系为以下四种方式之一：整流桥DB801的第一输入端和第二输入端分别连接到电容C801的两端，整流桥DB801的正极连接储能电容的正极；所述的开关器件连接在整流桥DB801的负极和储能电容的负极之间，所述开关器件的控制端连接控制信号Vg；整流桥DB801的第一输入端和第二输入端分别连接到电容C801的两端，整流桥DB801的负极连接储能电容的负极；所述的开关器件连接在整流桥DB801的正极和储能电容的正极之间，所述开关器件的控制端连接控制信号Vg；开关器件连接在电容C801的一端和整流桥DB801的第一输入端之间，整流桥DB801的第二输入端连接电容C801的另一端，整流桥DB801的正极和负极分别连接储能电容的正极和负极；所述开关器件的控制端连接控制信号Vg；开关器件连接在电容C801的另一端和整流桥DB801的第二输入端之间，整流桥DB801的第一输入端连接电容C801的一端，整流桥DB801的正极和负极分别连接储能电容的正极和负极；所述开关器件的控制端连接控制信号Vg；所述的电容C801两端的交流信号分别为Vac_L和Vac_N，将Vac_L和Vac_N传输给控制电路进行处理；整流桥DB801的负极输出Vs信号，作为控制电路的信号地，储能电容的正极输出Vc信号，为控制电路供电；控制电路输出控制信号Vg连接到开关器件的控制端，控制开关器件的开通和关断。优选的，所述的开关器件包括N型沟道MOS管TR808和压敏电阻RV803，所述压敏电阻RV803并联在N型沟道MOS管TR808的源极和漏极之间，N型沟道MOS管TR808的源极连接整流桥DB801的负极，N型沟道MOS管TR808的漏极连接储能电容的负极，N型沟道MOS管TR808的栅极作为开关器件的控制端。优选的，所述的开关器件包括P型沟道MOS管TR809和压敏电阻RV803，压敏电阻RV803的两端并联在P型沟道MOS管TR809的源极和漏极之间，P型沟道MOS管TR809的源极连接整流桥DB801的正极，P型沟道MOS管TR809的漏极连接储能电容的正极；P型沟道MOS管TR809的栅极作为开关器件的控制端。优选的，所述的开关器件包括继电器TR810和压敏电阻RV803，所述继电器TR810的第一控制端作为开关器件的控制端，所述继电器TR810的第二控制端和第一开关端连接整流桥DB801的负极，所述继电器TR810的第二开关端连接储能电容的负极；压敏电阻RV803的两端分别连接继电器TR810的第一开关端和第二开关端。优选的，所述的开关器件包括继电器TR810和压敏电阻RV803，所述继电器TR810的第一控制端作为开关器件的控制端，所述继电器TR810的第二控制端连接整流桥DB801的负极，所述继电器TR810的第一开关端连接整流桥DB801的正极，所述继电器TR810的第二开关端连接储能电容的正极；压敏电阻RV803的两端分别连接继电器TR810的第一开关端和第二开关端。优选的，所述的开关器件包括继电器TR810，所述继电器TR810的第一控制端作为开关器件的控制端，所述继电器TR810的第二控制端连接整流桥DB801的负极，所述继电器TR810的第一开关端连接交流信号Vac_L，所述继电器TR810的第二开关端连接整流桥DB801的第一输入端。优选的，所述的开关器件包括继电器TR810，所述继电器TR810的第一控制端作为开关器件的控制端，所述继电器TR810的第二控制端连接整流桥DB801的负极，所述继电器TR810的第一开关端连接交流信号Vac_N，所述继电器TR810的第二开关端连接整流桥DB801的第二输入端。优选的，所述的控制电路，包括输入电压检测和回差电路、稳定供电电路、控制芯片U801、稳压管二极管D806、稳压二极管D807、电容C811和电阻R807；所述的输入电压检测和回差电路包括电阻R808、电阻R809、电阻R812、电阻R813、电阻R814、三极管Q801、稳压二极管D808和电容C812；所述的稳定供电电路包括电阻R802、电阻R803、电阻R806、二极管D805和电容C810；所述的Vc信号连接二极管D805的阳极，二极管D805的负极依次与电阻R8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低成本输入抗过压保护电路，其特征在于：包括输入斩波电路和控制电路两部分电路；输入斩波电路的输入端连接外部EMC滤波电路的输出端，输入斩波电路的输出端为后级电路供电；控制电路实时采集外部的EMC滤波电路输出的交流电压，当交流电压绝对值大于设定阀值时，输出控制信号Vg控制输入斩波电路断开，此时输入斩波电路中的储能电容上的电压不会再继续上升，由储能电容为后级电路供电；当交流电压绝对值低于设定阀值时，输出控制信号Vg控制输入斩波电路导通，为储能电容充电，维持储能电容的电压，同样由储能电容为后级电路供电。

【技术特征摘要】
1.一种低成本输入抗过压保护电路，其特征在于：包括输入斩波电路和控制电路两部分电路；输入斩波电路的输入端连接外部EMC滤波电路的输出端，输入斩波电路的输出端为后级电路供电；控制电路实时采集外部的EMC滤波电路输出的交流电压，当交流电压绝对值大于设定阀值时，输出控制信号Vg控制输入斩波电路断开，此时输入斩波电路中的储能电容上的电压不会再继续上升，由储能电容为后级电路供电；当交流电压绝对值低于设定阀值时，输出控制信号Vg控制输入斩波电路导通，为储能电容充电，维持储能电容的电压，同样由储能电容为后级电路供电。2.根据权利要求1所述的低成本输入抗过压保护电路，其特征在于：所述的输入斩波电路，包括电容C801、整流桥DB801、电容C802、开关器件和储能电容；所述电容C801两端作为输入斩波电路的输入端，电容C802并联在储能电容的两端；储能电容的两端为后级电路供电；所述的开关器件与整流桥DB801的连接关系为以下四种方式之一：整流桥DB801的第一输入端和第二输入端分别连接到电容C801的两端，整流桥DB801的正极连接储能电容的正极；所述的开关器件连接在整流桥DB801的负极和储能电容的负极之间，所述开关器件的控制端连接控制信号Vg；整流桥DB801的第一输入端和第二输入端分别连接到电容C801的两端，整流桥DB801的负极连接储能电容的负极；所述的开关器件连接在整流桥DB801的正极和储能电容的正极之间，所述开关器件的控制端连接控制信号Vg；开关器件连接在电容C801的一端和整流桥DB801的第一输入端之间，整流桥DB801的第二输入端连接电容C801的另一端，整流桥DB801的正极和负极分别连接储能电容的正极和负极；所述开关器件的控制端连接控制信号Vg；开关器件连接在电容C801的另一端和整流桥DB801的第二输入端之间，整流桥DB801的第一输入端连接电容C801的一端，整流桥DB801的正极和负极分别连接储能电容的正极和负极；所述开关器件的控制端连接控制信号Vg；所述的电容C801两端的交流信号分别为Vac_L和Vac_N，将Vac_L和Vac_N传输给控制电路进行处理；整流桥DB801的负极输出Vs信号，作为控制电路的信号地，储能电容的正极输出Vc信号，为控制电路供电；控制电路输出控制信号Vg连接到开关器件的控制端，控制开关器件的开通和关断。3.根据权利要求2所述的低成本输入抗过压保护电路，其特征在于：所述的开关器件包括N型沟道MOS管TR808和压敏电阻RV803，所述压敏电阻RV803并联在N型沟道MOS管TR808的源极和漏极之间，N型沟道MOS管TR808的源极连接整流桥DB801的负极，N型沟道MOS管TR808的漏极连接储能电容的负极，N型沟道MOS管TR808的栅极作为开关器件的控制端。4.根据权利要求2所述的低成本输入抗过压保护电路，其特征在于：所述的开关器件包括P型沟道MOS管TR809和压敏电阻RV803，压敏电阻RV803的两端并联在P型沟道MOS管TR809的源极和漏极之间，P型沟道MOS管TR809的源极连接整流桥DB801的正极，P型沟道MOS管TR809的漏极连接储能电容的正极；P型沟道MOS管TR809的栅极作为开关器件的控制端。5.根据权利要求2所述的低成本输入抗过压保护电路，其特征在于：所述的开关器件包括继电器TR810和压敏电阻RV803，所述继电器TR810的第一控制端作为开关器件的控制端，所述继电器TR810的第二控制端和第一开关端连接整流桥DB801的负极，所述继电器TR810的第二开关端连接储能电容的负极；压敏电阻RV803的两端分别连接继电器TR810的第一开关端和第二开关端。6.根据权利要求2所述的低成本输入抗过压保护电路，其特征在于：所述的开关器件包括继电器TR...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗皓，宋建峰，程志勇，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44