阅读说明：本技术 一种开关电源欠压保护电路 (Switching power supply under-voltage protection circuit ) 是由 刘安 徐光显 解光庆 陈波 汪张超 于 2020-04-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了电源欠压保护领域的一种开关电源欠压保护电路,包括比较电路、窗口设置开关电路以及保护开关电路,比较电路输入端连接基准信号与通过分压电阻获取的欠压采样信号,其输出端输出对比信号,窗口设置开关电路用于接收对比信号以控制其自身通断,保护开关电路连接电源控制器,用于接收对比信号以控制PWM控制器通断；分压电阻至少设有三个,并串联连接在输入电源与输入地之间,比较电路输入端连接在其中一组靠近输入电源且相邻的分压电阻的公共端,窗口设置开关电路输出端连接在另一组靠近输入地且相邻的分压电阻的公共端。本发明通过分压电阻阻值改变不同状态时输入电压在的欠压保护窗口电压,结构简单,易于计算,实用性高。(The invention discloses a switching power supply under-voltage protection circuit in the field of power supply under-voltage protection, which comprises a comparison circuit, a window setting switch circuit and a protection switch circuit, wherein the input end of the comparison circuit is connected with a reference signal and an under-voltage sampling signal acquired through a voltage-dividing resistor, the output end of the comparison circuit outputs a comparison signal, the window setting switch circuit is used for receiving the comparison signal to control the on-off of the window setting switch circuit, and the protection switch circuit is connected with a power supply controller and is used for receiving the comparison signal to control the on-off of a PWM (; the window setting switch circuit comprises at least three divider resistors, a comparison circuit and a window setting switch circuit, wherein the divider resistors are connected in series between an input power supply and an input ground, the input end of the comparison circuit is connected to the common end of one group of adjacent divider resistors close to the input power supply, and the output end of the window setting switch circuit is connected to the common end of the other group of adjacent divider resistors close to the input ground. The invention changes the voltage of the undervoltage protection window of the input voltage in different states through the resistance value of the divider resistor, and has simple structure, easy calculation and high practicability.)

一种开关电源欠压保护电路

技术领域

本发明涉及电源欠压保护领域，具体是一种开关电源欠压保护电路。

背景技术

开关电源广泛用于工业及国防领域，在航天、航空、船舶、兵器、铁路、通信、医疗电子、工业自动化设备等军民用电子系统中得到广泛应用。当开关电源启动时，其输入电压往往从低压快速升到额定电压，当开关电源工作在最低工作电压以下时，易损坏开关电源，因此，欠压保护是必不可少的保障。欠压保护电路可极大地降低开关电源在启动阶段的损坏，保证机器设备正常运转和人身安全。由于开关电源满载时输入导线有压降，空载或无输出时输入导线无压降，在输入电压上升太慢或者在欠压保护点处震荡的情况下，开关电源会不停的启动和关闭，损坏开关电源。因此，欠压保护电路必须设置欠压保护窗口，当输入电压上升时，欠压保护点电压高，当输入电压下降时，欠压保护点电压低，确保开关电源不受输入导线的影响。

欠压保护电路的形式多样，目前采用较多的是回叉电路，利用电压比较器的正反馈来设置欠压保护窗口，如中国专利CN106972461A一种具有迟滞窗口的宽范围电源欠压保护电路，该专利的迟滞窗口和翻转电路设计是利用比较器的正反馈，来改变比较器的同相输入端的电位，从而设置窗口。但是，该窗口的参数和R1，R2，R3，R4，R5以及比较器的输出电压都有关系，与比较器的输出电压和供电电压也有关系，因此，需要频繁调试，窗口设置麻烦。

另外，还有中国专利CN201319558Y欠压锁定电路公开了分压电阻电路、滞回控制电路及逻辑控制电路，其中，分压电阻电路由三个电阻构成，滞回控制电路由一个电阻和一个三极管组成，而逻辑控制电路也由一个电阻和一个三极管组成，该欠压锁定电路通过滞回控制电路保证输入电压上升、下降太慢或者不单调甚至震荡的情况下，开关电源不再出现误启动现象。该专利的原理、设想较好，但是该专利中的逻辑控制电路使用三极管作开关，三极管是电流控制器件，另外，三极管放大倍数的离散较大，随着输入电压的缓慢越过欠压点，三极管先经过放大区，然后才能进入开关状态，这将导致滞回控制电路三极管也存在放大区间，从而导致迟滞窗口不准确。因此，每一块电源真正的欠压点就会有差异，不适合作精确地窗口设置控制。

本申请针对现有技术的上述缺点进行改进，提出一种开关电源欠压保护电路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开关电源欠压保护电路，采用简单的电路结构，易于设置欠压保护窗口，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种开关电源欠压保护电路，包括比较电路、窗口设置开关电路以及保护开关电路，所述比较电路输入端连接基准信号与通过分压电阻获取的欠压采样信号，其输出端输出对比信号，所述窗口设置开关电路用于接收所述对比信号以控制其自身通断，所述保护开关电路连接电源控制器，用于接收所述对比信号以控制PWM控制器通断；所述分压电阻至少设有三个，并串联连接在输入电源与输入地之间，所述比较电路输入端连接在其中一组靠近输入电源且相邻的分压电阻的公共端，所述窗口设置开关电路输出端连接在另一组靠近输入地且相邻的分压电阻的公共端。

作为本发明的改进方案，所述比较电路包括分压电阻R1、R2、R3、电压比较器N2以及电阻R4、R5，所述电压比较器N2的同相输入端一路通过电阻R4连接PWM控制器参考端，另一路通过电阻R5连接输入地；所述分压电阻R1、R2与R3顺序串联在输入电源与输入地之间，所述电压比较器N2的反相输入端连接在分压电阻R1与R2的公共端。

作为本发明的改进方案，所述保护开关电路包括开关管V2，所述开关管V2的输出端连接所述PWM控制器的COMP端，其驱动端通过电阻R6连接电压比较器N2的输出端。

作为本发明的改进方案，所述窗口设置开关电路包括开关管V3，所述开关管V3的输出端连接分压电阻R2、R3的公共端，其驱动端通过电阻R7连接电压比较器N2的输出端。

有益效果：本发明中，比较电路首先比较基准信号电压以及欠压保护信号电压，输出比较电平控制窗口设置开关电路与保护开关电路的通断，当比较电平为低电平时，窗口设置开关电路与保护开关电路截止，开关电源正常作业，当比较电平为高电平时，保护开关电路与窗口设置开关电路导通，开关电源无输出，部分分压电阻被短路，改变欠压保护信号电压。本发明提供了输入电压在不同状态时的欠压保护窗口电压，该电压值通过分压电阻的阻值改变获取，结构简单，易于计算，实用性高。

附图说明

图1为本发明的电路原理图。

图中标号：1-比较电路；2-窗口设置开关电路；3-保护开关电路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，参见图1，一种开关电源欠压保护电路，包括比较电路、窗口设置开关电路以及保护开关电路，比较电路输入端连接基准信号与通过分压电阻获取的欠压采样信号，其输出端输出对比信号，窗口设置开关电路用于接收对比信号以控制其自身通断，保护开关电路连接电源控制器，用于接收对比信号以控制PWM控制器通断；分压电阻至少设有三个，并串联连接在输入电源与输入地之间，比较电路输入端连接在其中一组靠近输入电源且相邻的分压电阻的公共端，窗口设置开关电路输出端连接在另一组靠近输入地且相邻的分压电阻的公共端。

欠压采样信号由输入电压Vin通过分压电阻获得，当输入电压正常时，比较电路输出低电平，窗口设置开关电路与保护开关电路关断，PWM控制器控制开关电源处于工作状态，且欠压采样信号由全部分压电阻参与获取，此时窗口电压较高；当输入电压欠压时，比较电压输出高电平，窗口设置开关电路与保护开关电路导通，PWM控制器控制开关电源无输出，此时靠近输入地一侧的分压电阻被窗口设置开关电路的输出短路，欠压保护信号由靠近输入电源侧的分压电阻获得，此时窗口电压较低。

优选地，分压电阻数量为3个，如图1所示，比较电路包括分压电阻R1、R2、R3、电压比较器N2以及电阻R4、R5，电压比较器N2的同相输入端一路通过电阻R4连接PWM控制器参考端，另一路通过电阻R5连接输入地；分压电阻R1、R2与R3顺序串联在输入电源与输入地之间，分压电阻R1接近输入电源而R3接近输入地，电压比较器N2的反相输入端连接在分压电阻R1与R2的公共端。即，分压电阻R1、R2、R3的分压结果即为输入到电压比较器N2反相输入端的欠压采样信号电压值。

进一步地，保护开关电路包括开关管V2，开关管V2为NPN三极管，开关管V2的输出端(集电极)连接PWM控制器的COMP端，其驱动端(基极)通过电阻R6连接电压比较器N2的输出端，开关管V2的发射极接输入地。当电压比较器N2输出低电平时，开关管V2截止，输出端输出高阻，控制PWM控制器运转，使开关电源正常作业，当电压比较器N2输出低电平时，开关管V2导通，PWM控制器无输出，开关电源无输出。

进一步地，窗口设置开关电路包括开关管V3，开关管V3为NPN三极管，开关管V3的输出端(集电极)连接分压电阻R2、R3的公共端，其驱动端(基极)通过电阻R7连接电压比较器N2的输出端，开关管V3的发射极接地。当电压比较器N2输出低电平时，开关管V3截止，其输出端输出高阻态，当电压比较器输出高电平时，开关管V3导通，将分压电阻R3短路。

本实施例的工作原理为，欠压采样信号由输入电压Vin通过电阻R1和电阻R2、电阻R3分压获得，该信号输入比较器N2负输入端，基准信号由PWM控制器的参考端(Vref端)电压通过电阻R4和电阻R5分压获得，若R4＝R5，基准信号则为2.5V，该基准信号输入电压比较器N2的同相输入端。当比较器N2负输入端信号电压大于正输入端电压时，比较器输出低电压，关闭窗口设置开关电路和保护开关电路，开关电源处于工作状态，此时，2.5＝(R2+R3)×Vin1÷(R1+R2+R3)，则欠压窗口高点电压为：Vin1＝(R1+R2+R3)×2.5÷(R2+R3)。当电压比较器N2的反相输入端的欠压采样信号电压小于基准信号电压时，电压比较器N2输出高电平，导通窗口设置开关电路和保护开关电路，电阻R3短路，开关电源无输出，此时，2.5＝R2×Vin2÷(R1+R2)，则欠压窗口低点电压为：Vin2＝(R1+R2)×2.5÷R2。

本发明通过比较电路和开关管的相互配合，实现了欠压保护和欠压窗口的设置，欠压窗口的电压可以根据分配分压电阻决定，计算简单方便，便于欠压保护。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明的描述中，还需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。