專利名稱：過壓保護電路、電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電器領(lǐng)域，具體涉及電器領(lǐng)域中的一種過壓保護電路、 電源裝置。
背景技術(shù)：
冷陰極熒光燈(CCFL, Cold Cathode Fluorescent Lamp )是一種新型的照 明光源，且因其具有結(jié)構(gòu)簡單，燈管表面亮度高，易加工成各種形狀(直管 形、L形、U形、環(huán)形等)，使用壽命長等優(yōu)點，因此，被廣泛應(yīng)用于液晶電 視(LCD TV)或LCD監(jiān)視器等裝置中，作為這些裝置的背光源。
一般大型CCFL燈管的工作電壓高達上千伏，為了延長CCFL燈管的使用 壽命，其驅(qū)動電源通常包括逆變器，高漏磁的升壓變壓器Tr,及高壓電容 CL1，如圖1所示。該驅(qū)動電源工作時，高漏磁的升壓變壓器的漏電感與高壓 電容CL1構(gòu)成LC諧振電路，讓諧振電路產(chǎn)生的正弦電流流過CCFL燈管，從而 延長了CCFL燈管的使用壽命。
但是，如果圖1所示電路出現(xiàn)逆變器失控或者CCFL燈管開路的情況，那 么高壓電容CL1上會產(chǎn)生很高的諧振電壓，該諧振電壓會損壞CCFL燈管，以 及高壓電容CL2和高漏磁的變壓器Tr。
為了進一步提高驅(qū)動電源的可靠性，防止驅(qū)動電源輸出危險高壓損壞其 他器件，必須提供一種過壓保護電路， 一旦該有這種危險的高壓產(chǎn)生，該過 壓保護電路能夠?qū)⒃撐ｋU高壓泄放掉，同時能夠停止驅(qū)動電源中逆變器工作。
現(xiàn)有的過壓保護電路一般包括信號檢測和關(guān)斷保護兩部分電路，其中， 交流電壓信號的檢測電路還包括將交流信號轉(zhuǎn)化為直流信號的匯流濾波電 路，為得到準確的電壓信號，該交流/直流的轉(zhuǎn)化過程通常需要幾百個微秒甚 至到毫秒級。所以，當有交流高壓電產(chǎn)生時，過壓保護電路從辨別電壓信號 到保護之動作一般需要毫秒以上的時間，而此時輸出電壓可能已經(jīng)升到很高
并已經(jīng)損壞了電路中的其它組件。
綜上所迷，由于現(xiàn)有過壓保護電路存在泄放電壓時間過長的問題，導致 器件受損，該過壓保護電路未起到有效的過壓保護的作用。

實用新型內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種過壓保護電路，以解決現(xiàn)有技 術(shù)中驅(qū)動電源輸出危險高壓時，泄放該危險電壓時間過長的問題。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種過壓保護電路，包括氣體放電管，第一電阻，第一二極管及自鎖 電路；
其中，所述氣體放電管的一端為所述過壓保護電路的電壓信號輸入端， 另一端接所述第一電阻的一端，第一電阻另一端為所述過壓保護電路的接地 端；
所述第一二極管的陽極連接至第一電阻與氣體放電管的接點，所述第一 二極管的陰極與所述自鎖電路的輸入端相連；
所述自鎖電路的輸出端為所述過壓保護電路的電平信號輸出端。
優(yōu)選的，所述第一電阻為普通電阻或壓敏電阻。
優(yōu)選的，當所述第一電阻為普通電阻時，所述電路進一步包括第一電容；
其中，所述第一電容并聯(lián)接在所述第一電阻兩端。
優(yōu)選的，所述自鎖電路包括濾波電路，比較器，第二電阻，第三電阻， 晶體管及第二二極管；
其中，所述濾波電路的一端為自鎖電路的輸入端，連接至所述第一二極 管的陰極；所述濾波電路的另 一端連接至所述第二二極管的陰極及所述比較 器的反相端；
所述比較器的同相端接限制電壓，所述比較器的輸出端為所述自鎖電路 的輸出端，且所述比較器的輸出端串接所述第二電阻后連接至晶體管的基極;
所述晶體管的發(fā)射極接地，所述晶體管的集電極連接至所述第二二極管 的陽極，以及串接第三電阻后連接到控制電源的正極。優(yōu)選的，所述自鎖電路中進一步包括第二電容； 其中，所述第二電容跨接在所述晶體管的集電極和基極之間。 優(yōu)選的，所述濾波電路包括第三電容，第四電阻以及第五電阻； 其中，所述第四電阻與所述第三電容并聯(lián)接后一端接地，另一端連接至 所述比較器的反相輸入端，以及所述第五電阻的一端，所述第五電阻的另一 端為所述自鎖電路的輸入端，連接至所述第一二極管的陰極。一種電源裝置，包括逆變器，高漏磁變壓器，高壓電容，進一步包括 氣體放電管，第一電阻，第一二極管及自鎖電路；其中，所述高漏磁變壓器的高壓輸出端為所述電源裝置的電壓輸出端， 所述氣體放電管的一端接所述高漏磁變壓器的高壓輸出端，另一端串接所述 第一電阻的一端，所述第一電阻的另一端為所述電源裝置的接地端；所述第一二極管的陽極連接至所述氣體放電管與所述第 一電阻的接點， 所述第一二極管的陰極連接至所述自鎖電路的輸入端，所述自鎖電路的輸出 端連接至所述逆變器關(guān)斷信號位置。優(yōu)選的，所述第一電阻為普通電阻或壓敏電阻。優(yōu)選的，當所述第一電阻為普通電阻時，所述電路進一步包括第一電容； 其中，所述第一電容并聯(lián)接在所述第一電阻兩端。優(yōu)選的，所述自鎖電路包括濾波電路，比較器，第二電阻，第三電阻， 晶體管及第二二極管；其中，所述濾波電路的一端為所述自鎖電路的輸入端，連接至所述第一 二極管的陰極；所述濾波電路的另一端連接至所述第二二極管的陰極及所述 比較器的反相端；所述比較器的同相端接限制電壓，所述比較器的輸出端為所述自鎖電路 的輸出端，連接至所述逆變器關(guān)斷信號位置，且所述比較器的輸出端串接所 述第二電阻后連接至所迷晶體管的基極；
所述晶體管的發(fā)射極接地，所述晶體管的集電極連接至所述第二二極管 的陽極，以及串接所述第三電阻后連接到控制電源的正極。優(yōu)選的，所迷自鎖電路中進一步包括第二電容； 其中，所述第二電容跨接在所述晶體管的集電極和基極之間。 優(yōu)選的，所述濾波電路包括第三電容，第四電阻以及第五電阻； 其中，所述第四電阻與所述第三電容并聯(lián)接后一端接地，另一端連接至所 述比較器的反相輸入端，以及所述第五電阻的一端，所述第五電阻的另一端 為所述自鎖電路的輸入端，連接至所述第一二極管的陰極。以上技術(shù)方案可以看出，當使用氣體放電管以后， 一旦有危險高壓產(chǎn)生， 氣體放電管首先以納秒級的反應(yīng)速度將高壓電短路，通過與其串接的電阻快 速的將該危險高壓泄放掉，而不用等待過壓檢測和保護電路的動作，解決了 現(xiàn)有過壓保護電路泄放電壓速度過慢的問題。此外，使用氣體放電管會讓高 壓輸出電路的工作更加安全，穩(wěn)定性也大為提高。


圖1冷陰極熒光燈驅(qū)動電源組成示意圖； 圖2本實用新型實施例1所提供過壓保護電路組成示意圖； 圖3本實用新型實施例2所提供過壓保護電路組成示意圖； 圖4本實用新型實施例1所提供電源裝置組成示意圖； 圖5本實用新型實施例2所提供電源裝置組成示意圖； 圖6本實用新型實施例1所提供電源裝置應(yīng)用例1; 圖7本實用新型實施例2所提供電源裝置應(yīng)用例2; 圖8本實用新型實施例1所提供電源裝置應(yīng)用例3; 圖9本實用新型實施例2所提供電源裝置應(yīng)用例4。
具體實施方式
本實用新型提供了一種過壓保護電路，其核心思想是利用氣體放電管 擊穿放電的功能將電源產(chǎn)生的危險高壓泄放掉，氣體放電管擊穿放電時會在
與其串接的電阻上產(chǎn)生一個尖峰脈沖電壓信號，該信號被送入自鎖電路，再 由自鎖電路向外部電路輸出電平控制信號。以下簡要敘述有關(guān)氣體放電管的工作原理。在氣體放電管的兩極間加上 一定電壓后，兩極間就會產(chǎn)生不均勻的電場，電場的強度會隨著電壓的升高 而不斷增強，在電場力的作用下，氣體放電管內(nèi)氣體開始電離，當電壓大到 一定程度使得兩極間產(chǎn)生的電場強度超過氣體的絕緣度時，兩極間的間隙將 放電擊穿，由原來絕緣狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷щ姞顟B(tài)，導通后放電管兩極間電壓將是 弧光放電的維持電壓，這個電壓是很低的。因此，采用氣體放電管泄放危險 高壓時不會產(chǎn)生安全隱患。
以下結(jié)合附圖，并舉具體實施例對本實用新型提供的過壓保護電路進行 詳細i兌明。圖2所示為本實用新型實施例1所提供的過壓保護電路組成示意圖，該 電路包括氣體放電管GDT，電阻R1， 二極管D1及自鎖電路201;在本實施例中，所述電阻R1為普通電阻；其中，氣體放電管GDT的一端作為該過壓保護電路的電壓信號輸入端1, 用于連接至需過壓保護的裝置，另一端串接電阻R1的一端，電阻R1的另一 端作為該過壓保護電路的接地端2;二極管Dl用于對Rl上的交流信號匯流，以及隔離放電電路與自鎖電路；其中，二極管Dl的陽極連接至氣體放電管GDT與電阻Rl的接點，二 極管D1的陰極與自鎖電路的輸入端相連接，自鎖電路201的輸出端作為該過 壓保護電路的電平信號輸出端3，用于輸出電平信號控制其他裝置工作。如果 該過壓保護電路用于保護冷陰極熒光燈CCFL的驅(qū)動電源，則自鎖電路輸出 的電平信號為低電平信號。為了進一步降低氣體放電管GDT導通時，電阻R1上的電壓尖峰值，該 過壓保護電路中進一步包括電容C1;其中，電容C1并聯(lián)接在電阻R1兩端。在本實用新型實施例中，所采用的自鎖電路201包括濾波電路2011， 比較器OP，電阻R2、 R3，晶體管Q及二極管D2;其中，濾波電路2011的一端作為自鎖電路的輸入端，連接至二極管D1 的陰極，用于濾去電阻R1上尖峰脈沖電壓信號中的諧波；濾波電路2011的 另一端連接至二極管D2的陰極及比較器OP的反相端；比較器OP的同相端接限制電壓Vset,該限制電壓的取值由用戶自行設(shè) 置；比較器OP的輸出端為該自鎖電路的輸出端，亦即該過壓保護電路的電平 信號輸出端3，用于輸出電平信號控制其他裝置工作，并且比較器OP的輸出 端串接電阻R2后連接至晶體管Q的基極；晶體管Q的發(fā)射極接地，晶體管Q的集電極連接至二極管D2的陽極， 以及串接電阻R3后連接到控制電源Vcc的正極。為了防止在晶體管Q上電時產(chǎn)生誤觸發(fā)的問題，該自鎖電路中進一步包 括電容C2;其中，電容C2跨接在晶體管Q的集電極和基極之間，上電時，控制電源 Vcc通過電阻R3，晶體管Q的基極對電容C2充電，充電結(jié)束后晶體管Q導 通，實現(xiàn)上電復位。以上是本實用新型實施例所采用的自鎖電路的構(gòu)成，在本實用新型其他 實施例中亦可采用現(xiàn)有的其他任何自鎖電路，并不影響本實施例的實現(xiàn)。在本實用新型實施例中，濾波電路2011包括電容C3，電阻R4、 R5;其中，電阻R4與電容C3并聯(lián)接后一端接地，另一端作為濾波電路2011 的輸出端連接至比較器OP的反相輸入端，以及與電阻R5的一端串連接，電 阻R5的另一端作為該濾波電路的輸入端，亦即自鎖電路的輸入端，連接至二 極管D1的陰極。以上是本實用新型實施例所提供一種過壓保護電路，在使用本實用新型 所提供過壓保護電路時，其接地端2 —般連接至需保護裝置的接地端。圖3所示為本實用新型實施例2所提供的過壓保護電路組成示意圖，在 本實施例中，除電阻R1為壓敏電阻外，該電路的其他電路元件及電路元件間 的連接關(guān)系均與本實用新型實施例1提供的過壓保護電路相同，在此不再贅述，值得注意的是，當采用壓敏電阻R1替代實施例1中的普通電阻后，壓敏 電阻兩端一般情況下不需要并聯(lián)電容C1。以上介紹了本實用新型提供的過壓保護電路的兩個實施例，以下將具體 介紹采用上述過壓保護電路的電源裝置。圖4所示為本實用新型提供的一種電源裝置的實施例1,該電源包括逆 變器，高漏磁變壓器Tr，高壓電容CL1，氣體放電管GDT，電阻Rl, 二極 管Dl及自鎖電路401;在本實施例中，電阻R1為普通電阻；其中，高漏磁變壓器的高壓輸出端為該電源裝置的高壓輸出端10，氣體 放電管GDT的一端接高漏磁變壓器的髙壓輸出端，另一端串接電阻R1的一 端，電阻R1的另一端作為該電源裝置的接地端20;二極管Dl在該電路中用于隔離放電電路與自鎖電路；其中，二極管Dl的陽極連接至氣體放電管GDT與電阻Rl的接點，二 極管D1的陰極連接至自鎖電路的輸入端，自鎖電路的輸出端接逆變器的關(guān)斷 信號位置。為了進一步降低氣體放電管GDT導通時，電阻R1上的電壓尖峰值，該 過壓保護電路中進一步包括電容C1;其中，電容C1并聯(lián)接在電阻R1兩端。在本實用新型實施例中，所采用的自鎖電路包括濾波電路4011，比較 器OP，電阻R2、 R3，晶體管Q及二極管D2;其中，濾波電路的一端作為自鎖電路的輸入端，連接至二極管Dl的陰極， 用于濾去電阻R1上尖峰脈沖電壓信號中的諧波；濾波電路的另一端連接至二 極管D2的陰極及比較器OP的反相端；比較器OP的同相端接限制電壓Vset，該限制電壓的取值由用戶自行設(shè) 置；比較器OP的輸出端作為自鎖電路的電平信號輸出端，接逆變器的關(guān)斷信 號位置，并且比較器OP的輸出端串接電阻R2后連接至晶體管Q的基極；
晶體管Q的發(fā)射極接地，晶體管Q的集電極連接至二極管D2的陽極， 以及串接電阻R3后連接到控制電源Vcc的正極。為了防止在晶體管Q上電時產(chǎn)生誤觸發(fā)的問題，該自鎖電路中進一步包 括電容C2;其中，電容C2跨接在晶體管Q的集電極和基極之間，上電時，控制電源 Vcc通過電阻R3，晶體管Q的基極對電容C2充電，充電結(jié)束后晶體管Q導 通，實現(xiàn)上電復位。以上是本實用新型實施例所采用的自鎖電路的構(gòu)成，在本實用新型其他 實施例中亦可采用現(xiàn)有的其他任何自鎖電路，并不影響本實施例的實現(xiàn)。在本實用新型實施例中，濾波電路包括電容C3，電阻R4、 R5;其中，電阻R4與電容C3并聯(lián)接后一端接地，另一端作為濾波電路的輸 出端，連接至比較器OP的反相輸入端，及電阻R5的一端，電阻R5的另一 端作為該濾波電路的輸入端，亦即自鎖電路的輸入端，連接至二極管D1的陰 極。圖5所示為本實用新型實施例所提供的電源裝置實施例2的組成示意圖， 在本實施例中，除電阻R1為壓敏電阻外，該電路的其他電路元件及電路元件 間的連接關(guān)系均與圖4所示的電源裝置完全相同，在此不再贅述，值得注意 的是，當采用壓敏電阻R1替代圖4所示的普通電阻后，壓敏電阻兩端一般情 況下不需要并聯(lián)電容C1。以上是本實用新型提供的一種電源裝置，由于氣體放電管的寄生電容小， 應(yīng)用于高頻CCFL燈管的驅(qū)動電源裝置中，不會影響電源的正常工作，氣體 放電管一旦擊穿，其可以在瞬間流過很大的電流，能夠?qū)⒛芰垦杆傩狗诺簟?而且，氣體放電管的動作時間極快，在納秒級就可以擊穿放電，因此， 一旦 有危險高壓產(chǎn)生，氣體放電管會以最快的速度吸收掉該危險高壓，從而避免 了驅(qū)動電源輸出危險高壓損壞CCFL燈管情況的發(fā)生。圖6~圖9所示為本實用新型提供的電源裝置的實際應(yīng)用例。圖6所示電 源裝置工作原理如下當高漏磁變壓器Tr的副邊繞組N2輸出危險高壓時， 氣體放電管GDT被擊穿，在電阻R1上產(chǎn)生的一個尖峰脈沖電壓信號，電容Cl可以降低R1上尖峰脈沖電壓的峰值，該尖峰脈沖電壓信號經(jīng)過二極管Dl, 以及由電阻R4、 R5以及電容C3構(gòu)成的阻容濾波網(wǎng)絡(luò)后，進入比較器OP的 反相端，此時，比較器OP反相端的電壓超過了同相端的電壓設(shè)定值，比較器 OP的輸出狀態(tài)由高電平跳轉(zhuǎn)為低電平，晶體管Q隨之截止，控制電壓信號 Vcc通過電阻R3、 二極管D2施加到比較器的反相端，這樣當Rl上的尖峰脈 沖電壓信號消失后，比較器OP的輸出端被持續(xù)施加一個高電壓，比較器OP 一直輸出低電平信號，控制逆變器停止工作，電源輸出的危險高壓被泄放。圖7采用壓敏電阻的電源裝置其工作原理與釆用普通電阻的電源裝置工 作原理完全相同，在此不再贅述。圖8及圖9所示驅(qū)動電源工作原理與圖6及圖7所示電路工作原理完全 相同，只是由于該驅(qū)動電源中的高漏磁變壓器有兩個輸出繞組，因此，在過 壓保護電路中采用了兩個氣體放電管GDT1和GDT2,以及兩個隔離二極管 Dl、 D2，自鎖電路與圖6，圖7完全相同。以上對本實用新型所提供的一種過壓保護電路、電源裝置進行了詳細介上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想；同時， 對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型的思想，在具體實施方式
及應(yīng) 用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實用新 型的限制。
權(quán)利要求1、 一種過壓保護電路，其特征在于，包括氣體放電管，第一電阻，第 一二極管及自鎖電路；其中，所述氣體放電管的一端為所述過壓保護電路的電壓信號輸入端， 另一端接所述第一電阻的一端，第一電阻另一端為所述過壓保護電路的接地 端；所述第一二極管的陽極連接至第一電阻與氣體放電管的接點，所述第一 二極管的陰極與所述自鎖電路的輸入端相連；所述自鎖電路的輸出端為所述過壓保護電路的電平信號輸出端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述第一電阻為普通電阻 或壓敏電阻。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，當所述第一電阻為普通電 阻時，所述電路進一步包括第一電容；其中，所述第一電容并聯(lián)接在所述第一電阻兩端。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電路，其特征在于，所述自鎖電路包 括濾波電路，比較器，第二電阻，第三電阻，晶體管及第二二極管；其中，所述濾波電路的一端為自鎖電路的輸入端，連接至所述第一二極 管的陰極；所述濾波電路的另 一端連接至所述第二二極管的陰極及所述比較 器的反相端；所述比較器的同相端接限制電壓，所述比較器的輸出端為所述自鎖電路 的輸出端，且所述比較器的輸出端串接所述第二電阻后連接至晶體管的基極;所述晶體管的發(fā)射極接地，所述晶體管的集電極連接至所述第二二極管 的陽極，以及串接第三電阻后連接到控制電源的正極。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述電路，其特征在于，所述自鎖電路中進一步包括: 第二電容；其中，所述第二電g接在所迷晶體管的集電極和基極之間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電路，其特征在于，所述濾波電路包 括第三電容，第四電阻以及第五電阻；其中，所述第四電阻與所述第三電容并聯(lián)接后一端接地，另一端連接至 所述比較器的反相輸入端，以及所述第五電阻的一端，所述第五電阻的另一 端為所述自鎖電路的輸入端，連接至所述第一二極管的陰極。
7、 一種電源裝置，包括逆變器，高漏磁變壓器，高壓電容，其特征在 于，進一步包括氣體放電管，第一電阻，第一二極管及自鎖電路；其中，所述高漏磁變壓器的高壓輸出端為所述電源裝置的電壓輸出端， 所述氣體放電管的一端接所述高漏磁變壓器的高壓輸出端，另一端串接所述 第一電阻的一端，所述第一電阻的另一端為所述電源裝置的接地端；所述第一二極管的陽極連接至所述氣體放電管與所述第 一 電阻的接點， 所述第一二極管的陰極連接至所述自鎖電路的輸入端，所述自鎖電路的輸出 端連接至所述逆變器關(guān)斷信號位置。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第一電阻為普通電阻 或壓敏電阻。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，當所述第一電阻為普通電 阻時，所述電路進一步包括第一電容；其中，所述第一電容并聯(lián)接在所述第一電阻兩端。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7或8或9所述的裝置，其特征在于，所述自鎖電路 包括濾波電路，比較器，第二電阻，第三電阻，晶體管及第二二極管；其中，所述濾波電路的一端為所述自鎖電路的輸入端，連接至所述第一 二極管的陰極；所述濾波電路的另一端連接至所述第二二極管的陰極及所述 比較器的反相端；所述比較器的同相端接限制電壓，所述比較器的輸出端為所述自鎖電路 的輸出端，連接至所述逆變器關(guān)斷信號位置，且所述比較器的輸出端串接所 述第二電阻后連接至所述晶體管的基極； 所述晶體管的發(fā)射極接地，所述晶體管的集電極連接至所述第二二極管 的陽極，以及串接所述第三電阻后連接到控制電源的正極。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述裝置，其特征在于，所述自鎖電路中進一步包 括第二電容；其中，所述第二電容跨接在所述晶體管的集電極和基極之間。
12、 根據(jù)權(quán)利要求7或8或9所述的裝置，其特征在于，所述濾波電路 包括第三電容，第四電阻以及第五電阻；其中，所述第四電阻與所述第三電容并聯(lián)接后一端接地，另一端連接至所 述比較器的反相輸入端，以及所述第五電阻的一端，所述第五電阻的另一端 為所述自鎖電路的輸入端，連接至所述第一二極管的陰極。
專利摘要本實用新型公開了一種過壓保護電路，該電路包括氣體放電管，第一電阻，第一二極管及自鎖電路；其中，所述氣體放電管的一端為電壓信號輸入端，另一端接所述第一電阻的一端，第一電阻另一端作為所述過壓保護電路的接地端；所述第一二極管的陽極連接至第一電阻與氣體放電管的接點，所述第一二極管的陰極與所述自鎖電路的輸入端相連；所述自鎖電路的輸出端作為所述過壓保護電路的電平信號輸出端。本實用新型還公開了一種采用所述過壓保護電路的電源裝置。該過壓保護電路能夠快速的將電源輸出的危險電壓泄放掉，防止電源輸出危險電壓，從而提高了電源的穩(wěn)定性。
文檔編號H02H3/20GK201022237SQ20072000339
公開日2008年2月13日 申請日期2007年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月8日
發(fā)明者楊東平 申請人:唯冠科技(深圳)有限公司