專利名稱：一種電源輸入的異常高電壓保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電源輸入的異常高電壓保護(hù)電路，可以廣泛的使用在家用電器的普通低頻變壓器電源電路及開關(guān)電源電路中。
背景技術(shù)：
由于市電不穩(wěn)定，特別是有異常高壓存在的情況下，會(huì)出現(xiàn)由于高壓造成電源元件燒壞，或者電源元件沒有損壞，但導(dǎo)致其他元件損壞的情況，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)火災(zāi)等特大事故，給生產(chǎn)廠家及消費(fèi)者都帶來很大的損失。縱觀現(xiàn)有技術(shù)，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)基本存在以下缺點(diǎn)①保護(hù)電路的電源需要另外的電源部獲取，或者直接由市電經(jīng)過分壓電阻得到； 而保護(hù)電路的電源和需要保護(hù)的機(jī)器的電源不同，有電源不穩(wěn)的可能，同時(shí)經(jīng)過市電利用電阻分壓，對(duì)待機(jī)耗電量影響較大。②部分電路采用比較器及穩(wěn)壓REGIC等，元器件多，電路復(fù)雜，成本高，對(duì)元件的特性要求高。③部分電路使用機(jī)器關(guān)聯(lián)內(nèi)部CPU主芯片，使用A/ D轉(zhuǎn)換進(jìn)行是否過壓的判斷，過壓保護(hù)的情況下，整機(jī)停止工作，從而保護(hù)其他AC交流元件的破壞；在異常高電壓保護(hù)的情況下必須保證內(nèi)部電源在過壓情況下正常工作，對(duì)元件性能要求高，成本高。④部分電路采用過流保護(hù)型溫度特性元件進(jìn)行保護(hù)，對(duì)元件特性要求高；過流型溫度特性元件雖然可以較全面的保護(hù)電路，但特性要求高，長(zhǎng)時(shí)間高溫狀態(tài)下使用后，有特性變差的可能性。⑤部分電路直接采用繼電器及穩(wěn)壓二極管的方式進(jìn)行對(duì)應(yīng)；直接采用繼電器和穩(wěn)壓二極管的方式，造成體積大，成本高的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種元器件少，成本低廉，保護(hù)相對(duì)全面的電源輸入的異常高電壓保護(hù)電路。本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的 本實(shí)用新型的一種電源輸入的異常高電壓保護(hù)電路，該電路串聯(lián)在經(jīng)過整流橋整流及平滑電容后的整流穩(wěn)壓電路中，包括采樣電路、比較電路及控制電路；所述采樣電路、 比較電路及控制電路在整流穩(wěn)壓電路以后，所述采樣電路和比較電路包括三極管，三極管的基極通過分壓電阻和整流穩(wěn)壓電路的輸出端相連，并通過分壓電阻和電源的地相連；三極管發(fā)射極連接在整流穩(wěn)壓電源中的地；集電極則根據(jù)不同電源特征，選擇是否通過電阻連接整流穩(wěn)壓電路輸出端進(jìn)行電壓獲取，集電極連接控制電路，集電極同時(shí)連接可控硅來控制變壓器的輸入端或開關(guān)電源的PWM驅(qū)動(dòng)、反饋信號(hào)端。
作為優(yōu)選，所述可控硅為DC控制開關(guān)類元件光耦或繼電器。
本實(shí)用新型的電源輸入的異常高電壓保護(hù)電路，在電源異常高壓時(shí)對(duì)電路進(jìn)行保護(hù)，可以根據(jù)需要選擇多重保護(hù)。其中外圍可以根據(jù)不同的家電需要，增設(shè)電容等元件對(duì)反映特性及噪音的影響進(jìn)行改善。本異常高電壓保護(hù)電路，可以根據(jù)電源方式的不同，通過選擇異常高電壓保護(hù)電路中的元件是否安裝，來對(duì)應(yīng)普通低頻電源電路及開關(guān)電源電路；可以通過選擇內(nèi)部元件參數(shù)對(duì)應(yīng)不同的保護(hù)電壓。本電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、開關(guān)反應(yīng)速度快；同時(shí)可以提供多重保護(hù)方式，極大提高了電源的安全性能，降低品質(zhì)損失，減少異常高壓對(duì)消費(fèi)者的危害。

為了易于說明，本實(shí)用新型由下述的較佳實(shí)施例及附圖作以詳細(xì)描述。
圖1是通用高異常電壓保護(hù)電路結(jié)構(gòu)框圖； 圖2是通用高異常電壓保護(hù)電路實(shí)施電路圖； 圖3是低頻變壓器電源異常高電壓保護(hù)電路實(shí)施電路圖； 圖4是開關(guān)電源專用異常高電壓保護(hù)電路實(shí)施電路圖； 圖5是低頻變壓器電源異常高電壓雙重保護(hù)電路實(shí)施電路圖； 圖6是開關(guān)電源專用異常高電壓多重保護(hù)電路實(shí)施電路圖； 圖7是可控硅SCR利用光電耦合器PC或繼電器代替的示例電路圖。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的一種電源輸入的異常高電壓保護(hù)電路，該電路串聯(lián)在經(jīng)過整流橋整流及平滑電容后的整流穩(wěn)壓電路中，包括采樣電路、比較電路及控制電路；所述采樣電路、比較電路及控制電路在整流穩(wěn)壓電路以后，所述采樣電路和比較電路包括三極管，三極管的基極通過分壓電阻和整流穩(wěn)壓電路的輸出端相連，并通過分壓電阻和電源的地相連；三極管發(fā)射極連接在整流穩(wěn)壓電源中的地；集電極則根據(jù)不同電源特征， 選擇是否通過電阻連接整流穩(wěn)壓電路輸出端進(jìn)行電壓獲取，集電極連接控制電路，集電極同時(shí)連接可控硅來控制變壓器的輸入端或開關(guān)電源的PWM驅(qū)動(dòng)、反饋信號(hào)端。在本實(shí)施例中，所述可控硅為DC控制開關(guān)類元件光耦或繼電器。
AC交流電源L線(火險(xiǎn))經(jīng)過電流保險(xiǎn)絲FUSE1，通過ZNR串聯(lián)在交流電源的N線 (零線)上。通過上述電路后電源經(jīng)過XY電容及濾波器組成的濾波EMC對(duì)應(yīng)回路，在此同時(shí)AC元件(如冰箱、空調(diào)中的壓縮機(jī)等；洗衣機(jī)中的馬達(dá)等)的AC電源得以引出。對(duì)于低頻變壓器電源之后通過低頻變壓器到達(dá)由四個(gè)二極管組成的或者直接集成的整流橋DB進(jìn)行整流再利用相應(yīng)規(guī)格的電解電容Cl組成整流穩(wěn)壓電路輸出端得到DC電壓Vhi，而開關(guān)電源直接進(jìn)入整流穩(wěn)壓電路得到DC電壓Vhi。之后進(jìn)入本發(fā)明的異常高電壓保護(hù)電路部分。 此時(shí)保護(hù)電路中Ql的基極電壓為Vb = Vhi/(R1+R2+R3)*R3。因此Vb會(huì)隨著輸入AC電壓的增大而增大，假設(shè)三極管Ql得BE PN結(jié)的導(dǎo)通電壓為Vbe。當(dāng)輸入AC電壓進(jìn)入異常高電壓保護(hù)電路的電壓位于設(shè)定的保護(hù)電壓以下時(shí)，Vb < Vbe，三極管Ql處于截至狀態(tài)、Ql 的集電極Vc為高電平，可控硅SCRl①、SCR2②(或其他DC控制開關(guān)類元件，如光耦、繼電器等)處于導(dǎo)通狀態(tài)，開關(guān)電源的PWM信號(hào)或反饋信號(hào)③可保持正常的波形，整個(gè)電源處在正常工作的狀態(tài)。當(dāng)輸入AC電壓高于設(shè)定的保護(hù)電壓時(shí)，Vb > Vbe，三極管Ql處于道通狀態(tài)、Ql的集電極Vc為0，可控硅SCRl①、SCR2②(或其他DC控制開關(guān)類元件，如光耦、繼電器等)斷開，開關(guān)電源的PWM信號(hào)或反饋信號(hào)③被強(qiáng)制為0，整個(gè)電源不工作，電源及整機(jī)均處在異常高電壓的保護(hù)狀態(tài)。當(dāng)輸入AC電壓等于設(shè)定的保護(hù)電壓時(shí)，Vb = Vbe，三極管 Ql處于臨界狀態(tài)、電路按照上個(gè)瞬間得電壓狀態(tài)進(jìn)行工作。
可控硅SCRl①、SCR2②(或其他DC控制開關(guān)類元件，如光耦、繼電器等)及連接的開關(guān)電源的PWM信號(hào)或反饋信號(hào)③可以選擇單獨(dú)使用或組合使用，以達(dá)到成本及多重保護(hù)的平衡。一般的開關(guān)電源可以選擇①、②、③中的任意組合或單獨(dú)使用。如果出于成本的考慮，當(dāng)只有單獨(dú)利用開關(guān)電源的PWM信號(hào)或反饋信號(hào)③時(shí)，Ql集電極的R4和R5可以不用。低頻變壓器電源可以選擇①、②的組合或者其中任何一個(gè)。
圖3為低頻變壓器電源高異常電壓保護(hù)電路實(shí)施電路圖。本電路只使用了可控硅 SCRl①(或其他DC控制開關(guān)類元件，如光耦、繼電器等)。當(dāng)輸入AC電壓高于設(shè)定的保護(hù)電壓時(shí)，Vb > Vbe，三極管Ql處于道通狀態(tài)、Ql的集電極Vc為0，可控硅SCRl①(或其他 DC控制開關(guān)類元件，如光耦、繼電器等)斷開，REG IC無輸入、整個(gè)電源不工作，電源及整機(jī)均處在異常高電壓的保護(hù)狀態(tài)。
圖4為開關(guān)電源專用異常高電壓保護(hù)電路實(shí)施電路圖。本電路中Ql的集電極直接和開關(guān)電源IC的PWM信號(hào)或反饋信號(hào)相連接，R5、R6不安裝、達(dá)到了成本的最低化。使用了可控硅SCRl①(或其他DC控制開關(guān)類元件，如光耦、繼電器等)。當(dāng)輸入AC電壓高于設(shè)定的保護(hù)電壓時(shí)，Vb > Vbe,三極管Ql處于道通狀態(tài)、Ql的集電極Vc為0，開關(guān)電源的 PWM信號(hào)或反饋信號(hào)被強(qiáng)制變?yōu)榈碗娖?，整個(gè)電源不工作，電源及整機(jī)均處在異常高電壓的保護(hù)狀態(tài)。
圖5為低頻變壓器電源異常高電壓雙重保護(hù)電路實(shí)施電路圖。本電路只使用了可控硅SCRl①及可控硅SCRl②(或其他DC控制開關(guān)類元件，如光耦、繼電器等)。當(dāng)輸入 AC電壓高于設(shè)定的保護(hù)電壓時(shí)，Vb >Vbe，三極管Ql處于道通狀態(tài)、Ql的集電極Vc為0，可控硅SCRl①、SCRl②(或其他DC控制開關(guān)類元件，如光耦、繼電器等)同時(shí)斷開，REG IC 無輸入、整個(gè)電源不工作，電源及整機(jī)均處在異常高電壓的保護(hù)狀態(tài)。即使某一個(gè)開關(guān)元件 (可控硅)造成擊穿、另外一個(gè)可控硅也可以繼續(xù)實(shí)現(xiàn)保護(hù)。
圖6為開關(guān)電源專用異常高電壓多重保護(hù)電路實(shí)施電路圖。通過SCRl①、 SCRl②(或其他DC控制開關(guān)類元件，如光耦、繼電器等)及PWM反饋信號(hào)③三種方式同時(shí)實(shí)現(xiàn)保護(hù)。
圖7為可控硅SCR利用光電耦合器PC或繼電器代替的示例電路圖，可以實(shí)現(xiàn)同樣的功能由于各種家電的標(biāo)準(zhǔn)有差別，整機(jī)啟動(dòng)等的狀況也有區(qū)別。因此可以在此基礎(chǔ)上，根據(jù)不同的需要追加噪音、雷擊等的優(yōu)化外圍回路、如濾波電容C、穩(wěn)壓二極管ZD等。
上述實(shí)施例，只是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)例，并不是用來限制本實(shí)用新型的實(shí)施與權(quán)利范圍，凡與本實(shí)用新型權(quán)利要求所述內(nèi)容相同或等同的技術(shù)方案，均應(yīng)包括在本實(shí)用新型保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電源輸入的異常高電壓保護(hù)電路，該電路串聯(lián)在經(jīng)過整流橋整流及平滑電容后 的整流穩(wěn)壓電路中，包括采樣電路、比較電路及控制電路；所述采樣電路、比較電路及控制 電路在整流穩(wěn)壓電路以后，其特征在于所述采樣電路和比較電路包括三極管，三極管的基 極通過分壓電阻和整流穩(wěn)壓電路的輸出端相連，并通過分壓電阻和電源的地相連；三極管 發(fā)射極連接在整流穩(wěn)壓電源中的地；集電極則根據(jù)不同電源特征，選擇是否通過電阻連接 整流穩(wěn)壓電路輸出端進(jìn)行電壓獲取，集電極連接控制電路，集電極同時(shí)連接可控硅來控制 變壓器的輸入端或開關(guān)電源的PWM驅(qū)動(dòng)、反饋信號(hào)端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源輸入的異常高電壓保護(hù)電路，其特征在于所述可控硅 為DC控制開關(guān)類元件光耦或繼電器。
專利摘要本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種電源輸入的異常高電壓保護(hù)電路，包括采樣電路、比較電路及控制電路；所述采樣電路、比較電路及控制電路在整流穩(wěn)壓電路以后，所述采樣電路和比較電路包括三極管，三極管的基極通過分壓電阻和整流穩(wěn)壓電路的輸出端相連，并通過分壓電阻和電源的地相連；三極管發(fā)射極連接在整流穩(wěn)壓電源中的地；集電極則根據(jù)不同電源特征，選擇是否通過電阻連接整流穩(wěn)壓電路輸出端進(jìn)行電壓獲取，集電極連接控制電路，集電極同時(shí)連接可控硅來控制變壓器的輸入端或開關(guān)電源的PWM驅(qū)動(dòng)、反饋信號(hào)端。本電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、開關(guān)反應(yīng)速度快；同時(shí)可以提供多重保護(hù)方式，極大提高了電源的安全性能，降低品質(zhì)損失，減少異常高壓對(duì)消費(fèi)者的危害。
文檔編號(hào)H02H7/10GK201594730SQ201020108278
公開日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2010年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日
發(fā)明者王益田 申請(qǐng)人:東莞市長(zhǎng)田電子有限公司