一種高效率直流輸入保護電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型介紹了一種高效率直流輸入保護電路，包括輸入輸出、TL431電壓監(jiān)控電路、第一第二二極管、光耦、DC-DC轉換器、第一第二MOS管、濾波電容、DC-DC轉換器、第一第二隔離二極管、電阻；利用MOS管的開關特性，控制電路的導通和斷開來設計防反接保護電路，由于MOS管的內阻很小，解決了現(xiàn)有采用二極管電源防反接方案存在的壓降和功耗過壓問題。本電路結合TL431基本過欠保護電路來控制MOS管的導通關斷來實現(xiàn)直流輸入、過欠壓保護；電路可靠性高，功耗小，適合大電流輸入。
【專利說明】一種高效率直流輸入保護電路【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種直流輸入電源或蓄電池輸入欠壓和過壓控制，防止輸入電源異常而發(fā)生反接的防反接保護技術，特別是一種高效率直流輸入保護電路。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的發(fā)展，電力電子設備與人們的工作、生活的關系日益密切，而電子設備都離不開可靠的電源，因此直流開關電源開始發(fā)揮著越來越重要的作用，并相繼進入各種電子、電器設備領域，程控交換機、通訊、電子檢測設備電源等都已廣泛地使用了直流開關電源。
[0003]為了保護開關電源自身和負載的安全，根據(jù)直流開關電源的原理和特點，基于直流開關電源的特點和實際的電器狀況，為使直流開關電源在惡劣環(huán)境及突發(fā)故障下安全可靠地工作，設計開發(fā)了一種高效率直流輸入保護電路，實現(xiàn)輸入過壓、欠壓和反接保護電路。
[0004]通常情況下直流電源輸入防反接保護電路是利用二極管的單相導電性來實現(xiàn)防反接保護，如圖1所示。這種接法簡單可靠，但當輸入大電流的情況下功耗影響是非常大的。
[0005]實際應用中二極管防反接電路也會采用圖2接法，這種防反接電路的優(yōu)點是電路簡單，無損耗，但電源接反后二極管導通會燒保險，反接后需要更換保險管。 [0006]輸入過欠保護一般通過運放來設置門限，控制晶體管的導通或關斷來切斷輸入。但是晶體管不適用于大輸入電流。

【發(fā)明內容】

[0007]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種高效率直流輸入保護電路，高可靠實現(xiàn)直流過壓保護；欠壓保護；過欠壓點可設定，還可實現(xiàn)直流輸入反接保護，其應用到直流輸入電源前端，或電池充電電路。
[0008]為了實現(xiàn)解決上述技術問題的目的，本實用新型采用了如下技術方案:
[0009]本實用新型的一種高效率直流輸入保護電路，包括正極輸入端、負極輸入端、正極輸出端、負極輸出端、TL431電壓監(jiān)控電路、第一二極管、第二二極管、光I禹、DC-DC轉換器、第一 MOS管、第二 MOS管、第一電阻；
[0010]所述第一二極管的陽極串接在正極輸入端，所述第一二極管的陰極串接在TL431電壓監(jiān)控電路的輸入正，TL431電壓監(jiān)控電路的輸入地接負極輸入端，負極輸入端直接接負極輸出端，所述TL431電壓監(jiān)控電路的輸出正和負輸出負，分別接光耦發(fā)光管端的陽極和陰極，所述第二二極管的陽極接TL431電壓監(jiān)控電路的輸入正，第二二極管陰極接光耦三極管端的集電極，光耦三極管端發(fā)射極接DC-DC轉換器的輸入正，DC-DC轉換器的輸入地接負極輸入端，DC-DC轉換器輸出正和輸出地并聯(lián)第一電阻，DC-DC轉換器的輸出正接第一MOS管和第二 MOS管的柵極，第一 MOS管的源極和第二 MOS管的漏極串聯(lián)后接DC-DC轉換器的輸出地，第一 MOS管漏極接正極輸入端，第二 MOS管的源極接正極輸出端。
[0011]具體的，所述的TL431電壓監(jiān)控電路有四個口，分別為輸入正、輸入地、輸出正、輸出負。TL431電壓監(jiān)控電路輸入正和輸入地接監(jiān)控電壓；所述的TL431電壓監(jiān)控電路為實現(xiàn)監(jiān)控電壓滿足設定的一定范圍時，TL431電壓監(jiān)控電路輸出正和輸出負觸發(fā)光耦的發(fā)光管端正常工作，使光耦的三極管端導通。
[0012]具體的，所述的DC-DC轉換器為將一路直流輸入轉化為一路直流輸出的電路，輸入電壓范圍應能滿足直流輸入保護電路輸入電壓范圍要求，輸出電壓應滿足第一 MOS管、第二 MOS管正常工作對偏置電壓Vgs的要求。DC-DC轉換器有四個接口，分別為輸入正、輸入地、輸出正、輸出地。
[0013]通過采用上述技術方案，本實用新型具有以下的有益效果:
[0014]本實用新型的一種高效率直流輸入保護電路，電路防反接是利用MOS管的開關特性，控制電路的導通和斷開來設計防反接保護電路，由于MOS管的內阻很小，解決了現(xiàn)有采用二極管電源防反接方案存在的壓降和功耗過壓問題。
[0015]本電路利用MOS管的開管特性，結合TL431基本過欠保護電路來控制MOS管的導通關斷來實現(xiàn)直流輸入、過欠壓保護。該電路可靠性高，功耗小，適合大電流輸入。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是一種常規(guī)二極管型防反接保護電路I。
[0017]圖1中，21是二極管。
[0018]圖2是另一種常規(guī)二極管型防反接保護電路2。
[0019]圖2中，22是保險管，23是二極管。
[0020]圖3是本實用新型的一種高效率直流輸入保護電路。
[0021]圖4是本實用新型的一種高效率直流輸入保護電路；圖中，TL431電壓監(jiān)控電路為具體元器件圖。
[0022]圖3和圖4中，I是第一二極管，2是第二二極管，3是光耦，4是DC-DC轉換器，5是第一 MOS管，6是第二 MOS管，7是第一電阻，8是TL431電壓監(jiān)控電路，81、82、83、84、85、86是TL431電壓監(jiān)控電路電阻，87、88是TL431電壓監(jiān)控電路的電壓器。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本專利進一步解釋說明。但本專利的保護范圍不限于具體的實施方式。
[0024]實施例1
[0025]本專利的一種高效率直流輸入保護電路，有兩個輸入端，分別是正極輸入端、負極輸入端，兩個輸出端，分別是正極輸出端和負極輸出端，應用在直流電源前端或電池充電電路，電路主回路采用MOS管，MOS管導通后的內阻小，本電路功耗小。
[0026]下面結合圖3和圖4所示，對本實用新型做進一步詳細的說明。一種高效率直流輸入保護電路如圖4所示，正極輸入端、負極輸入端輸入一個直流電壓通過第一二極管I后給TL431電壓監(jiān)控電路8的電阻87、電阻88供電，電阻87、電阻88及其外圍的電阻81、電阻82、電阻83、電阻84、電阻85、電阻86組成的TL431電壓監(jiān)控電路8，控制光耦3發(fā)光管端的電壓Vl:光耦3發(fā)光管的電壓Vl滿足l+R83/R84)Vref < Vl < (1+R81/R82) Vref?時光耦3三極管導通，反之不滿足時，光耦3三極管不導通，在這里電阻85、電阻86的阻值應該滿足可以使光耦3和TL431電壓監(jiān)控電路8的電阻87、電阻88正常工作；光耦3三極管導通時，DC-DC轉換器4輸入端有電壓，DC-DC轉換器4正常工作給第一 MOS管5和第二 MOS管6 —個偏執(zhí)電壓，使第一 MOS管5和第二 MOS管6導通，光耦3三極管不導通時，DC-DC轉換器4輸入端無工作電壓，不能輸出使第一 MOS管5和第二 MOS管6工作的偏執(zhí)電壓，第一MOS管5和第二 MOS管6截止，正極輸出端和負極輸出端無輸出，達到了直流輸入過欠壓保護的功能；由于MOS管本身內部有寄生電容，這里的第一電阻7是一個放電電阻。
[0027]當輸入反接時，由于第一二極管I的單相導電性，TL431TL431電壓監(jiān)控電路8的電阻87、電阻88無工作電壓，光耦3發(fā)光管無工作電壓，光耦3三極管不導通，DC-DC轉換器4無工作電壓，也就無輸出，第一 MOS管5和第二 MOS管6無偏執(zhí)電壓而截止；在這里輸入電壓反接時，第一 MOS管5雖然截止，但內部的穩(wěn)壓管依然允許反向電流通過第一 MOS管5，由于第二 MOS管6的存在，第二 MOS管6內部的穩(wěn)壓管與第一 MOS管5內部穩(wěn)壓管剛好是反向，可以阻止反向電流通過，從而實現(xiàn)了直流輸入反接保護。
[0028]由于單一 MOS管可通過的電流是有限的，為滿足更大輸入電流的需求，本電路可以通過并聯(lián)MOS管來擴展，原理上并聯(lián)MOS管的數(shù)量是無限的，但MOS管本身的內阻雖然很小，但依然會有壓降， 數(shù)量實際是受限制的。
【權利要求】
1.一種高效率直流輸入保護電路，其特征是:包括正極輸入端、負極輸入端、正極輸出端、負極輸出端、TL431電壓監(jiān)控電路(8 )、第一二極管(I)、第二二極管(2 )、光耦(3 )、DC_DC轉換器(4)、第一 MOS管(5)、第二 MOS管(6)、第一電阻(7)； 所述第一二極管(I)的陽極串接在正極輸入端，所述第一二極管(I)的陰極串接在TL431電壓監(jiān)控電路(8)的輸入正，TL431電壓監(jiān)控電路(8)的輸入地接負極輸入端，負極輸入端直接接負極輸出端，所述TL431電壓監(jiān)控電路(8)的輸出正和負輸出負，分別接光耦(3)發(fā)光管端的陽極和陰極，所述第二二極管(2)的陽極接TL431電壓監(jiān)控電路(8)的輸入正，第二二極管(2)陰極接光耦(3)三極管端的集電極，光耦(3)三極管端發(fā)射極接DC-DC轉換器(4)的輸入正，DC-DC轉換器(4)的輸入地接負極輸入端，DC-DC轉換器(4)輸出正和輸出地并聯(lián)第一電阻(7)，DC-DC轉換器(4)的輸出正接第一 MOS管(5)和第二 MOS管(6)的柵極，第一 MOS管(5)的源極和第二 MOS管(6)的漏極串聯(lián)后接DC-DC轉換器(4)的輸出地，第一 MOS管(5)漏極接正極輸入端，第二 MOS管(6)的源極接正極輸出端。
2.根據(jù)權利要求1所述高效率直流輸入保護電路，其特征是:所述的TL431電壓監(jiān)控電路(8 )為實現(xiàn)監(jiān)控電壓滿足設定的一定范圍時，TL431電壓監(jiān)控電路(8 )輸出正和輸出負觸發(fā)光耦的發(fā)光管端正常工作，使光耦(3)的三極管端導通否認電路；TL431電壓監(jiān)控電路(8)有四個口，分別為輸入正、輸入地、輸出正、輸出負。
3.根據(jù)權利要求1所述高效率直流輸入保護電路，其特征是:所述的DC-DC轉換器(4)為將一路直流輸入轉化為一路直流輸出的電路，輸入電壓范圍應能滿足直流輸入保護電路輸入電壓范圍要求，輸出電壓應滿足第一 MOS管(5)、第二 MOS管(6)正常工作對偏置電壓Vgs的要求；DC-DC轉換器(4)有四個接口，分別為輸入正、輸入地、輸出正、輸出地。
【文檔編號】H02H3/20GK203761022SQ201320887682
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權日:2013年12月31日
【發(fā)明者】胡錦毅, 李躍闖, 張錦鵬, 王孝偉 申請人:洛陽隆盛科技有限責任公司