一种电源输出欠压保护电路制造技术

一种电源输出欠压保护电路，用于实现电源在输出电压低于欠压保护阈值时，完成截止式保护动作。对于一些特定的负载设备，在供电电压过低时，将会导致设备工作异常或损坏，因此对于为其供电的前端电源系统的输出电压提出具有截止式输出欠压保护功能的需求。本输出欠压保护电路基于4个运算放大器进行设计，输出欠压保护电路包括输出电压比较电路、欠压保护延时电路、保护截止电路、开关机电平转换电路、开关机延时电路、开关机保护取消电路等6个子电路单元。本电路在实现输出欠压截止式保护的同时，避免了电源在开机和关机过程中，发生输出欠压截止式保护动作，电路形式简练，性能安全、可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种电源输出欠压保护电路
本专利技术涉及一种基于4个运算放大器设计的电源输出欠压截止式保护电路。在实现输出欠压截止式保护的同时，避免了电源在开机和关机过程中，发生输出欠压截止式保护动作，电路形式简练，性能安全、可靠。
技术介绍
对于某些特殊的设备，当供电电压过低时，将会导致设备工作异常或损坏。主要表现为在设备负载一定的条件下，当供电电压过低时，其输入电流将增大，使设备前端的输入保护器件因过载而断开或超出设备输入器件和电缆的最大电流承受能力而损坏。另外，当供电电压低于设备正常工作时输入电压范围的下限时，可能会导致设备内部电路因处于临界稳定状态而工作异常。基于上述原因，此类设备对于为其供电的前端电源系统提出具有输出欠压保护功能的需求。在一些特殊行业中，为避免输出电压在欠压状态和正常状态之间反复振荡对设备造成损害，要求保护为截止式，即当输出欠压保护动作后，即使输出电压再次恢复正常，设备仍然能够一直保持输出关断状态。电源在开机过程中，存在输出电压从0V逐渐上升的电压建立过程。在此过程中，输出电压处于欠压状态。为保证电源能够正常开机启动，通常采用增加欠压后延时时间的方法进行设计，使欠压后延时的时间大于输出电压从0V上升至欠压启动点的时间。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：电源在开机过程中，由于不同的负载性质和不同的负载电流的影响，输出电压从0V上升至欠压启动点的时间不确定。当输出欠压后的延时时间小于或临界于输出电压从0V上升至欠压启动点的时间时，将会导致电源无法启动开机。本电源输出欠压保护电路能够保证电源在开机和关机过程中，不会因上述原因造成电源无法启动开机。本专利技术的技术解决方案是：基于4个运算放大器进行设计，其特征在于包含：输出电压比较电路、欠压保护延时电路、保护截止电路、开关机电平转换电路、开关机延时电路、开关机保护取消电路,各电路单元共同配合实现截止式欠压保护功能。所述的输出电压比较电路通过电阻分压将电源的输出电压衰减采样后进入运算放大器N1A的反相输入端，与运算放大器N1A同相输入端的基准电压进行比较，当输出采样电压小于基准电压时，运算放大器N1A输出为高电平。所述的欠压保护延时电路利用此高电平通过电阻、电容充电延时进入运算放大器N1B的同相输入端。所述的保护截止电路将延时电容的充电电压与运算放大器N1B反相输入端的基准电压进行比较。当充电电压大于基准电压时，运算放大器N1B的输出电压为高电平。此高电平通过二极管和电阻网络输入至运算放大器N1B的同相输入端形成正反馈，使N1B的输出能够一直保持高电平，再通过二极管V3输入至电源PWM控制电路的保护信号输入端，进而实现截止式保护功能。所述的开关机电平转换电路通过运算放大器N2A将开关机电平进行转换。所述的开关机延时电路利用开机时电平转换电路产生的高电平通过电阻、电容充电延时后进入运算放大器N2B的同相输入端。所述的开关机保护取消电路将延时电容的充电电压与运算放大器N2B反相输入端的基准电压进行比较以决定是否取消欠压保护截止功能。本专利技术与现有技术相比的优点在于：能够保证电源在开机和关机过程中，不会因输出欠压后的延时时间小于或临界于输出电压从0V上升至欠压启动点的时间造成电源无法启动开机。附图说明图1为本专利技术一种电源输出欠压保护电路结构框图。图2为本专利技术一种电源输出欠压保护电路原理图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术一种电源输入欠压保护装置的进行详细描述：如图1所示，本专利技术是基于4个运算放大器进行设计，包括6个模块电路：输出电压比较电路、欠压保护延时电路、保护截止电路、开关机电平转换电路、开关机延时电路、开关机保护取消电路。其中：电源功率电路输出正、负母线和输出电压比较电路的输入端相连接；输出电压比较电路的输出端和欠压保护延时保护电路的输入端相连接；欠压保护延时电路的输出端和保护截止电路的输入端相连接；保护截止电路的输出端和PWM控制电路保护信号输入端相连接；电源接口电路输出的开关机信号和开关机电平转换电路的输入端相连接；开关机电平转换电路的输出端和开关机延时电路的输入端相连接；开关机延时电路的输出端和开关机保护取消电路的输入端相连接；开关机保护取消电路的输出端和保护截止电路的输入端相连接。各电路单元共同配合实现截止式欠压保护功能。如图2所示：输出电压比较电路包括：电阻R17、电阻R16、电阻R19、电阻R3、电阻R6、电阻R2、电阻R15、电容C4、电容C2、二极管V7、二极管V8、二极管V5、运算放大器N1A。电阻R17一端和电源功率电路的输出正母线相连接，另一端和电阻R16相连接；电阻R16另一端和电阻R19相连接；电阻R19另一端和电阻R3、电容C4、二极管V7的阳极、二极管V8的阴极、电阻R6相连接；电阻R3、电容C4的另一端、二极管V8的阳极、运算放大器N1A的4脚和电源功率电路的输出负母线、输出电压比较电路的第3输出端相连接；二极管V7的阴极和电容C2、输出电压比较电路的第1输出端相连接；电阻R2一端连接基准电压Vref(5V)，另一端和运算放大器N1A的3脚、电阻R15相连接；电阻R15的另一端和二极管V5的阴极相连接；二极管V5的阳极、运算放大器N1A的1脚和输出电压比较电路的第2输出端相连接；电阻R6的另一端和运算放大器N1A的2脚相连接；运算放大器N1A的8脚接电源VCC3；运算放大器N1A的4脚接地。输出电压比较电路通过电阻R17、R16、R19和R3将电源的输出电压VO进行衰减采样，当VO下降至输出欠压保护阈值时，VR3为5V。采样电压VR3经电容C4滤波，再经二极管V8、V7进行箝位，再进入运算放大器N1A的反相输入端N1A:2。当电压VN1A:2小于N1A同相输入端N1A：3的基准电压Vref(5V)时，N1A输出端N1A:1的电压VN1A:1由0V变为13.8V(VCC3(15V)减去运算放大器的失调电压)。二极管V5和电阻R15构成回差电路，以防止采样电压与基准电压进行临界比较时产生振荡。欠压保护延时电路包括：电阻R12、电阻R1、二极管V2、二极管V4、电容C4。电阻R1另一端和欠压保护延时电路的第2输出端、二极管V2的阳极、二极管V4的阳极、电容C1相连接；电阻R12的另一端和二极管V2的阴极相连接；二极管V2的阳极和二极管V4的阳极相连接；二极管V4的阴极和欠压保护延时电路的第1输出端相连接；电容C1的另一端和输出电压比较电路的第3输出端、欠压保护延时电路的第3输出端相连接。欠压保护延时电路由VN1A:1通过电阻R1、电容C1充电至1/2(VCC3)的时间设定。欠压保护延时时间按公式(1)计算:TR1C1＝R1×C1×Ln(VN1A:1/(VN1A:1-1/2(VCC3)))……(1)二极管V2和电阻R12的作用为当输出电压恢复正常时，VN1A:1为0V。为保证电容C1在下次充电时的延时时间从0V开始，将电容C1通过二极管V2和电阻R12至N1A:1快速放电。V4为在辅助电源断电时，电容C1可通过二极管V4至辅助电源的预负载电阻快速放电至0V，使C1恢复至初始状态。保护截止电路包括：电阻R10、电阻R5、电阻R4、电阻R11、二极管V1、二极管V3、运算放大器N1B。电阻R1和输出电压比较电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电源输出欠压保护电路，包括：输出电压比较电路、欠压保护延时电路、保护截止电路、开关机电平转换电路、开关机延时电路、开关机保护取消电路，其特征在于：电源功率电路输出正、负母线和输出电压比较电路的输入端相连接；输出电压比较电路的输出端和欠压保护延时保护电路的输入端相连接；欠压保护延时电路的输出端和保护截止电路的输入端相连接；保护截止电路的输出端和PWM控制电路保护信号输入端相连接；电源接口电路输出的开关机信号和开关机电平转换电路的输入端相连接；开关机电平转换电路的输出端和开关机延时电路的输入端相连接；开关机延时电路的输出端和开关机保护取消电路的输入端相连接；开关机保护取消电路的输出端和保护截止电路的输入端相连接。

【技术特征摘要】
1.一种电源输出欠压保护电路，包括：输出电压比较电路、欠压保护延时电路、保护截止电路、开关机电平转换电路、开关机延时电路、开关机保护取消电路，其特征在于：电源功率电路输出正、负母线和输出电压比较电路的输入端相连接；输出电压比较电路的输出端和欠压保护延时保护电路的输入端相连接；欠压保护延时电路的输出端和保护截止电路的输入端相连接；保护截止电路的输出端和PWM控制电路保护信号输入端相连接；电源接口电路输出的开关机信号和开关机电平转换电路的输入端相连接；开关机电平转换电路的输出端和开关机延时电路的输入端相连接；开关机延时电路的输出端和开关机保护取消电路的输入端相连接；开关机保护取消电路的输出端和保护截止电路的输入端相连接。2.如权利要求1所述的一种电源输出欠压保护电路，其特征在于：所述的输出电压比较电路包括：电阻R17、电阻R16、电阻R19、电阻R3、电阻R6、电阻R2、电阻R15、电容C4、电容C2、二极管V7、二极管V8、二极管V5、运算放大器N1A；电阻R17一端和电源功率电路的输出正母线相连接，另一端和电阻R16相连接；电阻R16另一端和电阻R19相连接；电阻R19另一端和电阻R3、电容C4、二极管V7的阳极、二极管V8的阴极、电阻R6相连接；电阻R3、电容C4的另一端、二极管V8的阳极、运算放大器N1A的4脚和电源功率电路的输出负母线、输出电压比较电路的第3输出端相连接；二极管V7的阴极和电容C2、输出电压比较电路的第1输出端相连接；电阻R2一端连接基准电压Vref(5V)，另一端和运算放大器N1A的3脚、电阻R15相连接；电阻R15的另一端和二极管V5的阴极相连接；二极管V5的阳极、运算放大器N1A的1脚和输出电压比较电路的第2输出端相连接；电阻R6的另一端和运算放大器N1A的2脚相连接；运算放大器N1A的8脚接电源VCC3；运算放大器N1A的4脚接地；输出电压比较电路通过电阻分压将电源的输出电压衰减采样后进入运算放大器N1A的反相输入端，与运算放大器N1A同相输入端的基准电压进行比较，当输出采样电压小于基准电压时，运算放大器N1A输出为高电平。3.如权利要求1所述的一种电源输出欠压保护电路，其特征在于：所述的欠压保护延时电路包括：电阻R12、电阻R1、二极管V2、二极管V4、电容C4；电阻R1另一端和欠压保护延时电路的第2输出端、二极管V2的阳极、二极管V4的阳极、电容C1相连接；电阻R12的另一端和二极管V2的阴极相连接；二极管V2的阳极和二极管V4的阳极相连接；二极管V4的阴极和欠压保护延时电路的第1输出端相连接；电容C1的另一端和输出电压比较电路的第3输出端、欠压保护延时电路的第3输出端相连接；欠压保护延时电路利用运算放大器N1A输出的高电平通过电阻、电容充电延时进入运算放大器N1B的同相输入端。4.如权利要求1所述的一种电源输出欠压保护电路，其特征在于：所述的保护截止电路包括：电阻R10、电阻R5、电阻R4、电阻R11、二极管V1、二极管V3、运算放大器N1B；电阻R1和输出电压比较电路的第2输出端、电阻R12相连接；电阻R10和欠压保护延时电路的第2输出端、开关机...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙长军，吕托，滕霖，孙晓慧，崔梦宇，
申请(专利权)人：北京航天万源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11