專(zhuān)利名稱(chēng)：一種過(guò)壓保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電路保護(hù)，尤其涉及一種過(guò)壓保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
電源裝置會(huì)因穩(wěn)壓電路失效而出現(xiàn)輸出過(guò)壓的現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)過(guò)壓不但會(huì)使電源裝置本身永久失效，而且還會(huì)傷及電源裝置的負(fù)載設(shè)備。解決過(guò)壓?jiǎn)栴}有各種措施，有些是針對(duì)交流過(guò)壓，有些是針對(duì)直流過(guò)壓，不同的場(chǎng)合所采取的措施不同。
如圖1所示為目前常見(jiàn)的直流過(guò)壓保護(hù)電路，其實(shí)現(xiàn)原理為首先對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行取樣，再將取樣到的信號(hào)和基準(zhǔn)電壓一起送到由運(yùn)算放大器等元件構(gòu)成的比較器電路，獲得過(guò)壓保護(hù)觸發(fā)信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以送到下一級(jí)電路處理，實(shí)現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)的目的。
圖1所示的過(guò)壓保護(hù)電路由五個(gè)部分組成取樣電路、比較電路、過(guò)壓信號(hào)處理電路、基準(zhǔn)電壓、電源電路，這樣的過(guò)壓保護(hù)電路一般需要有源集成芯片，如運(yùn)放、比較器等，因此需要電源電路，這個(gè)電源必須獨(dú)立于受保護(hù)的電路之外，即保護(hù)電路動(dòng)作后，受保護(hù)的電路輸出電壓將受到限制，而保護(hù)電路的供電電源應(yīng)繼續(xù)保持正常，否則保護(hù)電路將無(wú)法工作，這樣就大大限制了該保護(hù)電路的應(yīng)用范圍，特別是輸入輸出需要隔離的電路中，若采用上述過(guò)壓保護(hù)電路，則不但需要采用運(yùn)放或比較器，增加了成本，而且至少需要增加一路與輸入端完全隔離的外部電源，在一定程度上提高了電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，以及對(duì)整個(gè)電路增加了不可測(cè)的影響因素。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種成本低且簡(jiǎn)單可靠的過(guò)壓保護(hù)電路。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為這種過(guò)壓保護(hù)電路，包括對(duì)檢測(cè)輸入電壓Vi進(jìn)行取樣的取樣電路和比較電路，其特征在于所述的比較電路由三端穩(wěn)壓器TL431構(gòu)成，取樣電路的輸入端接檢測(cè)輸入電壓Vi，輸出端接三端穩(wěn)壓器TL431的參考端，三端穩(wěn)壓器TL431的陰極端和陽(yáng)極端連接一過(guò)壓信號(hào)觸發(fā)放大電路；所述的過(guò)壓信號(hào)觸發(fā)放大電路中，PNP三極管Q1集電極與NPN三極管Q2基極相連，三極管Q1發(fā)射極與三極管Q2集電極相連，三極管Q1基極通過(guò)電阻R3與三端穩(wěn)壓器TL431的陰極端相連，三極管Q1基極與發(fā)射極之間連接電阻R4，三極管Q2基極與發(fā)射極之間連接電阻R5，且三極管Q2發(fā)射極與電阻R6相連，電阻R6另一端與三端穩(wěn)壓器TL431的陽(yáng)極端相連；所述的電阻R3還連接穩(wěn)壓二極管Z1的負(fù)極，穩(wěn)壓二極管Z1的正極與三端穩(wěn)壓器TL431的陰極端相連；所述的三極管Q1發(fā)射極與二極管D1負(fù)極相連，二極管D1正極與檢測(cè)輸入電壓Vi相連；所述的電阻R6還串接一光耦，該光耦引發(fā)過(guò)壓保護(hù)的觸發(fā)信號(hào)；所述的取樣電路為電阻R1和電阻R2串接，從電阻R2電壓取樣后的檢測(cè)信號(hào)Vchk輸入三端穩(wěn)壓器TL431的參考端。
本實(shí)用新型的有益效果為本實(shí)用新型利用三端穩(wěn)壓器TL431的固有特性實(shí)現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)電路的無(wú)源化，即不需要另外設(shè)計(jì)外部的電源電路，從而簡(jiǎn)化了過(guò)壓保護(hù)電路設(shè)計(jì)，降低了成本，提高了過(guò)壓保護(hù)電路的工作可靠性。
在本實(shí)用新型中，采用由三極管Q1和三極管Q2構(gòu)成的過(guò)壓信號(hào)觸發(fā)放大電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，以及電阻R3與三端穩(wěn)壓器TL431的陰極端3相連，防止電路過(guò)壓損害，也可在電阻R3與三端穩(wěn)壓器TL431的陰極端3之間串接穩(wěn)壓二極管Z1，更好地防止電路過(guò)壓損害，三極管Q1發(fā)射極通過(guò)二極管D1與檢測(cè)輸入電壓Vi相通，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，提高工作可靠性；取樣電路采用電阻R1和電阻R2串接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，電阻R6串接光耦，由光耦引發(fā)過(guò)壓保護(hù)的觸發(fā)信號(hào)，可進(jìn)一步適用于需要電路隔離的場(chǎng)合。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的過(guò)壓保護(hù)電路原理圖；圖2為本實(shí)用新型電路原理圖；圖3為三端穩(wěn)壓器TL431內(nèi)部等效原理圖；圖4為實(shí)施例1電路原理圖；圖5為實(shí)施例2電路原理圖。
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施例1根據(jù)圖2、圖3和圖4，本實(shí)用新型包括對(duì)檢測(cè)輸入電壓Vi進(jìn)行取樣的取樣電路11和比較電路44，比較電路44由三端穩(wěn)壓器TL431構(gòu)成，取樣電路11的輸入端接檢測(cè)輸入電壓Vi，輸出端接三端穩(wěn)壓器TL431的參考端1，三端穩(wěn)壓器TL431的陰極端3和陽(yáng)極端2連接一過(guò)壓信號(hào)觸發(fā)放大電路22。
如圖3所示為三端穩(wěn)壓器TL431的等效電路，其內(nèi)部相當(dāng)于一個(gè)運(yùn)放、基準(zhǔn)源以及三極管的集成，電壓信號(hào)經(jīng)取樣后由參考端1輸入，當(dāng)電壓信號(hào)高于內(nèi)部基準(zhǔn)2.5V，則三端穩(wěn)壓器TL431內(nèi)部的運(yùn)放輸出電平翻轉(zhuǎn)，三極管導(dǎo)通，電流可以從陰極端3流向陽(yáng)極端2，陽(yáng)極端2和陰極端3再和后級(jí)過(guò)壓信號(hào)放大電路相連，即可產(chǎn)生過(guò)壓觸發(fā)信號(hào)。
如圖4所示，檢測(cè)輸入電壓Vi經(jīng)取樣電路11取樣，取樣電路11為電阻R1和電阻R2串接，從電阻R2電壓取樣后的檢測(cè)信號(hào)Vchk輸入三端穩(wěn)壓器U1的參考端1，三端穩(wěn)壓器U1的陰極端3和陽(yáng)極端2連接一過(guò)壓信號(hào)觸發(fā)放大電路22，過(guò)壓信號(hào)觸發(fā)放大電路22由三極管Q1和三極管Q2構(gòu)成二極放大電路，輸出連接電阻R6，得過(guò)壓保護(hù)觸發(fā)信號(hào)Vt。
過(guò)壓信號(hào)觸發(fā)放大電路22由電阻R3、R4、R5、R6及PNP三極管Q1、NPN三極管Q2構(gòu)成，PNP三極管Q1集電極與NPN三極管Q2基極相連，三極管Q1發(fā)射極與三極管Q2集電極相連，三極管Q1發(fā)射極與二極管D1的負(fù)極相連，二極管D1的正極與檢測(cè)輸入電壓Vi相連，三極管Q1基極通過(guò)限流電阻R3及穩(wěn)壓二極管Z1與三端穩(wěn)壓器U1的陰極端3相通，電阻R3連接穩(wěn)壓二極管Z1的負(fù)極，穩(wěn)壓二極管Z1的正極與三端穩(wěn)壓器TL431的陰極端3相連，三極管Q1基極與發(fā)射極之間連接電阻R4，三極管Q2基極與發(fā)射極之間連接電阻R5，且三極管Q2發(fā)射極與電阻R6相連，電阻R6另一端與三端穩(wěn)壓器TL431的陽(yáng)極端2相連。
當(dāng)檢測(cè)輸入電壓Vi出現(xiàn)過(guò)壓時(shí)，在電阻R2上分壓的檢測(cè)信號(hào)Vchk將超過(guò)三端穩(wěn)壓器U1內(nèi)部基準(zhǔn)電壓2.5V，從而使三端穩(wěn)壓器U1的陰極端3和陽(yáng)極端2之間由高阻狀態(tài)轉(zhuǎn)為低阻狀態(tài)，形成電流通路，電阻R4的偏置電流導(dǎo)致三極管Q1導(dǎo)通，進(jìn)一步觸發(fā)三極管Q2導(dǎo)通，通態(tài)電流在電阻R6上的壓降構(gòu)成了過(guò)壓保護(hù)觸發(fā)信號(hào)Vt，后續(xù)電路對(duì)該信號(hào)進(jìn)行處理可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。
實(shí)施例2根據(jù)圖2、圖3、圖4和圖5，對(duì)于需要隔離的場(chǎng)合，如圖5所示，電阻R6還串接一光耦，該光耦引發(fā)過(guò)壓保護(hù)的觸發(fā)信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)輸入電壓Vi出現(xiàn)過(guò)壓時(shí)，光耦原邊二極管發(fā)光，觸發(fā)光耦副邊，啟動(dòng)過(guò)壓保護(hù)信號(hào)處理電路33。
在本實(shí)施例中，電路結(jié)構(gòu)、工作原理和控制過(guò)程與實(shí)施例1所述基本相同，此處不再贅述。
權(quán)利要求1.一種過(guò)壓保護(hù)電路，包括對(duì)檢測(cè)輸入電壓Vi進(jìn)行取樣的取樣電路(11)和比較電路(44)，其特征在于所述的比較電路(44)由三端穩(wěn)壓器TL431構(gòu)成，取樣電路(11)的輸入端接檢測(cè)輸入電壓(Vi)，輸出端接三端穩(wěn)壓器TL431的參考端(1)，三端穩(wěn)壓器TL431的陰極端(3)和陽(yáng)極端(2)連接一過(guò)壓信號(hào)觸發(fā)放大電路(22)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)壓保護(hù)電路，其特征在于所述的過(guò)壓信號(hào)觸發(fā)放大電路(22)中，PNP三極管(Q1)集電極與NPN三極管(Q2)基極相連，三極管(Q1)發(fā)射極與三極管(Q2)集電極相連，三極管(Q1)基極通過(guò)電阻(R3)與三端穩(wěn)壓器TL431的陰極端(3)相連，三極管(Q1)基極與發(fā)射極之間連接電阻(R4)，三極管(Q2)基極與發(fā)射極之間連接電阻(R5)，且三極管(Q2)發(fā)射極與電阻(R6)相連，電阻(R6)另一端與三端穩(wěn)壓器TL431的陽(yáng)極端(2)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過(guò)壓保護(hù)電路，其特征在于所述的電阻(R3)還連接穩(wěn)壓二極管(Z1)的負(fù)極，穩(wěn)壓二極管(Z1)的正極與三端穩(wěn)壓器TL431的陰極端(3)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過(guò)壓保護(hù)電路，其特征在于所述的三極管(Q1)發(fā)射極與二極管(D1)的負(fù)極相連，二極管(D1)的正極與檢測(cè)輸入電壓(Vi)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過(guò)壓保護(hù)電路，其特征在于所述的電阻(R6)還串接一光耦，該光耦引發(fā)過(guò)壓保護(hù)的觸發(fā)信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)壓保護(hù)電路，其特征在于所述的取樣電路(11)為電阻(R1)和電阻(R2)串接，從電阻(R2)電壓取樣后的檢測(cè)信號(hào)(Vchk)輸入三端穩(wěn)壓器TL431的參考端(1)。
專(zhuān)利摘要一種涉及電路保護(hù)的過(guò)壓保護(hù)電路，包括對(duì)檢測(cè)輸入電壓V
文檔編號(hào)H02H3/20GK2572638SQ0224240
公開(kāi)日2003年9月10日 申請(qǐng)日期2002年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月30日
發(fā)明者顧錦篩, 黃傳東 申請(qǐng)人:艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司