本實用新型涉及開關電源技術領域,尤其涉及一種高電壓測試保護電路。
背景技術:
為降低開關電源的待機功耗,市面上多數(shù)反激拓撲芯片都集成了高壓啟動功能,例如反激控制芯片NCP1236和反激控制芯片F(xiàn)AN6755等。該類反激控制芯片集成的高壓啟動功能主要是在芯片高壓引腳集成一個高壓MOS管;在上電時,高壓MOS管導通,反激控制芯片通電工作;在反激控制芯片正常工作后,高壓MOS管關斷,從而減小損耗。
現(xiàn)有技術方案采用所述反激控制芯片在實現(xiàn)了降低待機功耗的功能時,由于所述反激控制芯片NCP1236的內(nèi)置MOS管的耗散功率較小,其內(nèi)置MOS管關斷時,與周圍電路沒有形成有效的回路,故在HI-POT實驗(High Potential實驗,高電壓實現(xiàn),即對產(chǎn)品進行耐電壓或電氣強度試驗,是國家強制要求執(zhí)行的安全實驗),如圖1所示,在對產(chǎn)品進行所述HI-POT實驗時,HI-POT測試儀器的一輸出端A接到整個高電壓測試電路的輸入電源的火線輸入端VIN_L和零線輸入端VIN_N,HI-POT測試儀器的另一輸B出端接到電壓轉(zhuǎn)換電路中的輸出電解電容C4的負極,HI-POT測試儀器輸出3.5KV的脈沖電壓,該脈沖電壓經(jīng)過VIN_L連接到電阻R1的一端上,電阻R1的另一端連接到反激控制芯片U1(NCP1236)的第8高壓管腳HV,因R1的電阻值較小,該脈沖電壓會在反激控制芯片U1的第8高壓管腳HV形成超過650V的脈沖高壓,因此時反激控制芯片U1(NCP1236)的第8高壓管腳HV的內(nèi)置MOS管關斷,該脈沖高壓沒有與周圍電路形成有效回路,能量無法有效釋放出去,而反激控制芯片U1(NCP1236)的第8高壓管腳HV的最高耐電壓為650V,故會存在一定的概率擊穿反激控制芯片U1(NCP1236)的第8高壓管腳HV,從而導致反激控制芯片U1(NCP1236)失效。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型的一個目的是提供一種高電壓測試保護電路,解決現(xiàn)有技術的HI-POT實驗時導致的反激控制芯片的實效的問題。
根據(jù)本實用新型的一個方面,提供了一種高電壓測試保護電路,其特征在于,包括:
輸入電源、電阻R1和導電回路,其中,
所述輸入電源的火線輸入端與所述電阻R1的輸入端連接,所述電阻R1的輸出端分別與所述反激控制芯片的高壓管腳和所述導電回路的輸入端連接,所述反激控制芯片和所述導電回路并聯(lián),所述導電回路的輸出端與所述反激控制芯片的接地腳連接。
進一步地,上述高電壓測試保護電路中,所述高電壓測試保護電路還包括:
芯片啟動電路、芯片供電電路、電壓過濾電路和電壓轉(zhuǎn)換電路,其中,所述芯片啟動電路的輸入端與所述反激控制芯片的電源輸入腳連接,所述芯片啟動電路的輸出端與所述反激控制芯片的接地腳連接;
所述芯片供電電路的輸入端分別與所述芯片啟動電路的輸入端和所述反激控制芯片的電源輸入腳連接,所述芯片供電電路與所述芯片啟動電路并聯(lián);
所述輸入電源與所述電壓過濾電路的輸入端連接,所述電壓過濾電路的輸出端與所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接,所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端與外部直流電壓輸出端連接。
進一步地,上述高電壓測試保護電路中,所述芯片啟動電路包括電解電容C3,其中,
所述電解電容C3的正極與所述反激控制芯片的電源輸入腳連接,所述電解電容C3的負極與所述反激控制芯片的接地腳連接。
進一步地,上述高電壓測試保護電路中,所述導電回路包括二極管D4和電解電容C1,其中,
所述電阻R1的輸出端與所述二極管D4的陽極連接,所述二極管D4的陰極與電解電容C1的正極連接,所述電解電容C1的負極與所述反激控制芯片的接地腳連接。
進一步地,上述高電壓測試保護電路中,還包括:
分別與所述輸入電源的火線輸入端、反激控制芯片的高壓管腳和所述導電回路的輸入端連接的防靜電電路。
進一步地,上述高電壓測試保護電路中,所述防靜電電路包括電阻R1,其中,
所述輸入電源的火線輸入端與所述電阻R1的輸入端連接,所述電阻R1的輸出端分別與所述反激控制芯片的高壓管腳和所述導電回路的輸入端連接。
進一步地,上述高電壓測試保護電路中,所述芯片供電電路包括二極管D3和變壓器T1的輔助繞組,其中,
所述二極管D3的陽極與所述反激控制芯片的電源輸入腳連接,所述二極管D3的陰極與所述變壓器T1的輔助繞組的正極連接;
所述變壓器T1的輔助繞組的負極與所述反激控制芯片的接地腳連接。
進一步地,上述高電壓測試保護電路中,所述電壓過濾電路包括EMI濾波器、整流橋BD1和電解電容C1,其中,
所述輸入電源的火線輸入端和零線輸入端通過所述EMI濾波器分別與所述整流橋BD1的交流電壓輸入端1和交流接地端2連接,所述整流橋BD1的直流電壓輸出端3分別與所述電解電容C1的正極和所述變壓器T1的初級繞組的負極連接,所述整流橋BD1的直流接地端4與所述反激控制芯片的接地腳連接。
進一步地,上述高電壓測試保護電路中,所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括MOS管Q1、所述變壓器T1的初級繞組、所述變壓器的副線圈、二極管D2以及電解電容C4,其中,
所MOS管Q1的柵極與所述反激控制芯片的輸出驅(qū)動器腳連接;所述MOS管Q1的漏極與所述變壓器T1的初級繞組的正極連接,所述變壓器T1的初級繞組與所述變壓器T1的副線圈電連接;
所述變壓器T1的副線圈的正極輸出端與二極管D2的陽極連接,所述二極管D2的陰極與電解電容C4的正極連接;
所述電解電容C4的正極與外部直流電壓輸出端連接,所述電解電容C4的負極接地。
進一步地,上述高電壓測試保護電路中,所述高電壓測試保護電路還包括:
分別與所述MOS管Q1的源極和所述反激控制芯片的電流檢測腳連接的過流保護電路。
進一步地,上述高電壓測試保護電路中,所述過流保護電路包括電阻R2,其中,
所述電阻R2的一端分別與所述MOS管Q1的源極和所述反激控制芯片的電流檢測腳連接;
所述電阻R2的另一端與所述反激控制芯片的接地腳連接。
進一步地,上述高電壓測試保護電路中,所述高電壓測試保護電路還包括:
分別與所述MOS管Q1的漏極和所述變壓器T1的初級繞組連接的尖峰吸收電路。
進一步地,上述高電壓測試保護電路中,所述尖峰吸收電路包括二極管D1、電阻R3和電容C2,其中,
所述二極管D1的陽極分別與所述MOS管Q1的漏極和所述變壓器T1的初級繞組的正極連接;
所述二極管D1的陰極分別與所述電阻R3的一端和所述電容C2的一端連接,所述電阻R3與所述電容C2并聯(lián),所述電阻R3的另一端和所述電容C2的另一端均與所述變壓器T1的初級繞組的負極連接。
進一步地,上述高電壓測試保護電路中,所述高電壓測試保護電路還包括:
與所述二極管D2的負極連接且與所述電解電容C4并聯(lián)的電壓負反饋電路。
進一步地,上述高電壓測試保護電路中,所述電壓負反饋電路包括電阻R5、電阻R6、電阻R7、光耦U2、電容C5和穩(wěn)壓源U3;
所述二極管D2的負極分別與所述電阻R5的一端和所述電阻R6的一端連接,所述電阻R5的另一端與所述光耦U2中的發(fā)光二極管的陽極1連接,所述光耦U2中的發(fā)光二極管的陰極2分別與所述穩(wěn)壓源U3的陰極2和所述電容C5的一端連接,所述光耦U2中的光敏三極管的發(fā)射極3與所述反激控制芯片的反饋腳連接,所述光耦U2中的光敏三極管的集電極4與所述反激控制芯片的接地腳連接;
所述電阻R6的另一端分別與所述電容C5的另一端、所述穩(wěn)壓源U3的參照極1和所述電阻R7的一端連接,所述電阻R7的另一端與所述穩(wěn)壓源U3的陽極3均接地。
與現(xiàn)有技術相比,本實用新型通過在高電壓測試保護電路中增加一導電回路,使得測試高壓脈沖通過所述輸入電源的火線輸入端通過所述防靜電電路分別連接至所述反激控制芯片的高壓管腳和所述導電回路的輸入端,其中,所述防靜電電路包括電阻R1,所述電阻R1的輸入端與所述輸入電源的火線輸入端VIN_L連接,所述電阻R1的輸出端分別與所述反激控制芯片的高壓管腳和所述導電回路的輸入端連接,使得通過所述防靜電電路中的電阻R1避免了外部及內(nèi)部靜電對高電壓測試的影響;當所述反激控制芯片的電源輸入腳與所述芯片啟動電路的輸入端連接對所述反激控制芯片進行充電完成后,使得所述反激控制芯片啟動工作后,所述反激控制芯片的高壓管腳斷開,所述反激控制芯片的高壓管腳斷開時產(chǎn)生的脈沖高壓,被與所述反激控制芯片并聯(lián)的所述導電回路有效地過濾掉,從而實現(xiàn)了在對產(chǎn)品進行高電壓實驗時,保證了該反激控制芯片不被損壞。
進一步地,本實用新型中的所述導電回路包括二極管D4和電解電容C1,其中,所述電阻R1的輸出端與所述二極管D4的陽極連接,所述二極管D4的陰極與電解電容C1的正極連接,所述電解電容C1的負極與所述反激控制芯片的接地腳連接。實現(xiàn)了利用所述二極管D4的單向?qū)ㄌ匦?,在高電壓測試保護電路中,所述二極管D4不起作用,及不會影響電壓測試保護電路的正常工作,還能在所述反激控制芯片的高壓管腳出現(xiàn)比電解電容C1的電壓高時,該所述反激控制芯片的高壓管腳的脈沖高壓電壓會通過所述二極管D4流到電解電容C1,由于電解電容C1的電壓不能瞬間變化的特性,該脈沖高壓會被電解電容C1有效地過濾掉,進而保護所述反激控制芯片不受損壞。
附圖說明
通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述,本實用新型的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
圖1示出現(xiàn)有技術方案的一種高壓測試電路的示意圖;
圖2示出根據(jù)本實用新型一個方面的一種高電壓測試保護電路的示意圖;
附圖中相同或相似的附圖標記代表相同或相似的部件。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖,對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?,本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本實用新型保護的范圍。
如圖2所示,本實用新型的一實施例中的一種高電壓測試保護電路,該保護電路包括輸入電源、電阻R1、反激控制芯片U1(NCP1236)、導電回路、芯片啟動電路、芯片供電電路、電壓過濾電路和電壓轉(zhuǎn)換電路,其中,
所述輸入電源的火線輸入端VIN_L(市電火線輸入)通過所述防靜電電路分別連接至所述反激控制芯片的高壓管腳和所述導電回路的輸入端,其中,所述防靜電電路包括電阻R1,所述電阻R1的輸入端與所述輸入電源的火線輸入端VIN_L(市電火線輸入)連接,所述電阻R1的輸出端分別與所述反激控制芯片的第8高壓管腳HV和所述導電回路的輸入端連接,使得通過所述防靜電電路中的電阻R1避免了外部及內(nèi)部靜電對高電壓測試的影響;當所述反激控制芯片的第6電源輸入腳VCC與所述芯片啟動電路的輸入端連接對所述反激控制芯片進行充電完成后,使得所述反激控制芯片啟動工作后,所述反激控制芯片的第8高壓管腳HV斷開,所述反激控制芯片的第8高壓管腳HV斷開時產(chǎn)生的脈沖高壓,被與所述反激控制芯片并聯(lián)的所述導電回路有效地過濾掉,從而實現(xiàn)了在對產(chǎn)品進行高電壓實驗時,保證了該反激控制芯片不被損壞。
接著本實用新型的上述實施例,為解決開關電源高電壓(HI-POT)測試對所述反激控制芯片U1的第8高壓管腳HV造成損傷的問題,本實用新型增加一所述導電回路,該導電回路只要用于為所述反激控制芯片U1的第8高壓管腳HV內(nèi)的高壓MOS管關斷的時候,提供一個脈沖高壓的通電回路,即高壓脈沖通過所述輸入電源的火線輸入端連接至所述電阻R1的輸入端,所述電阻R1的輸出端分別連接至所述反激控制芯片U1的第8高壓管腳HV和所述二極管D4的陽極,所述二極管D4的陰極與電解電容C1的正極連接,所述電解電容C1的負極與所述反激控制芯片的第4接地腳GND連接。實現(xiàn)了利用所述二極管D4的單向?qū)ㄌ匦?,在高電壓測試保護電路中,所述二極管D4不起作用,及不會影響電壓測試保護電路的正常工作,還能在所述反激控制芯片的第8高壓管腳HV出現(xiàn)比電解電容C1的電壓高時,該所述反激控制芯片的第8高壓管腳HV的脈沖高壓電壓會通過所述二極管D4流到電解電容C1,由于電解電容C1的電壓不能瞬間變化的特性,該脈沖高壓會被電解電容C1有效地過濾掉,進而保護所述反激控制芯片不受損壞。
接著本實用新型的上述實施例,所述單機控制芯片U1(NCP1236)的第8高壓管腳為為高壓啟動腳,該第8高壓管腳內(nèi)集成了一個高壓MOS管;上電時,所述輸入電源的火線輸入端VIN_L通過所述電阻R1連接至所述反激控制芯片的第8高壓管腳HV,此時所述反激控制芯片的第8高壓管腳HV內(nèi)的高壓MOS管導通,通過所述反激控制芯片的第6電源輸入腳VCC對所述芯片啟動電路中的所述電解電容C3進行充電,所述電解電容C3的負極與所述反激控制芯片的第4接地腳GND連接,當所述電解電容C3的電壓達到所述反激控制芯片U1的啟動電壓時,所述反激控制芯片U1啟動工作,實現(xiàn)對所述高電壓測試保護電路中的反激控制芯片U1的啟動。
接著本實用新型的上述實施例,所述輸入電源與所述電壓過濾電路的輸入端連接,所述電壓過濾電路的輸出端與所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接,所述電壓過濾電路包括EMI濾波器、整流橋BD1和電解電容C1,其中,所述輸入電源的火線輸入端VIN_L(市電火線輸入)和零線輸入端VIN_N(市電零線輸入)通過所述EMI濾波器分別與所述整流橋BD1的交流電壓輸入端1和交流接地端2連接,將輸入交流電整流成直流電,經(jīng)過所述整流橋BD1之后,所述整流橋BD1的直流電壓輸出端3分別與所述電解電容C1的正極和所述變壓器T1的初級繞組的負極連接,所述整流橋BD1的直流接地端4與所述反激控制芯片的第4接地腳GND連接。實現(xiàn)了通過所述電解電容C1將輸入電壓濾成平整的直流電壓,以供所述變壓器T1進行DC-DC(Direct Current直流電源)轉(zhuǎn)換,進而將所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端電壓輸出至外部直流電壓輸出端。
接著本實用新型的上述實施例,所述芯片供電電路的輸入端分別與所述芯片啟動電路的輸入端和所述反激控制芯片的第6電源輸入腳VCC連接,所述芯片供電電路與所述芯片啟動電路并聯(lián);當所述反激控制芯片U1啟動工作之后,所述反激控制芯片U1的供電轉(zhuǎn)由所述芯片供電電路中的變壓器T1的輔助繞組(變壓器T1的第1腳與第2腳組成輔助繞組)進行供電,所述反激控制芯片的第6電源輸入腳VCC連接至所述芯片供電電路中的二極管D3的陽極,所述二極管D3的陰極與所述變壓器T1的輔助繞組的正極連接;所述變壓器T1的輔助繞組的負極與所述反激控制芯片的第4接地腳GND連接,實現(xiàn)通過所述變壓器T1的輔助繞組為所述芯片進行供電;同時,由于所述反激控制芯片U1的第8高壓管腳HV內(nèi)的高壓MOS管關斷,電阻R1沒有電流經(jīng)過,則電阻R1不產(chǎn)生損耗,從而降低待機時的損耗。
接著本實用新型的上述實施例,所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括MOS管Q1、所述變壓器T1的初級繞組(變壓器T1的第3腳與第4腳組成初級繞組)、所述變壓器的副線圈(變壓器T1的第5腳與第6腳組成副線圈)、二極管D2以及電解電容C4;所述反激控制芯片U1上電工作后,所述反激控制芯片的第5輸出驅(qū)動器腳DRV輸出PWM控制信號,通過該第5輸出驅(qū)動器腳DRV與所述MOS管Q1的柵極端的連接來控制所述MOS管Q1的導通與關斷,當所述第5輸出驅(qū)動器腳DRV輸出PWM控制信號為高電平時,所述MOS管Q1導通;當所述第5輸出驅(qū)動器腳DRV輸出PWM控制信號為低電平時,所述MOS管Q1關斷;所述MOS管Q1的漏極與所述變壓器T1的初級繞組的正極連接,從而實現(xiàn)對所述變壓器T1的初級繞組的儲能;接著所述變壓器T1的初級繞組與所述變壓器T1的副線圈電連接,所述變壓器T1的初級繞組的能量通過變壓器的匝比按比例傳遞到所述變壓器T1的副線圈中,實現(xiàn)了對所述變壓器T1的初級繞組的能量的傳遞;所述變壓器T1經(jīng)過降壓后在所述變壓器T1的副線圈形成的電壓通過二極管D2進行整流,所述二極管D2的陰極與電解電容C4的正極連接,經(jīng)過整流后的電壓經(jīng)過所述電解電容C4進行濾波后,最終形成直流輸出電壓VOUT,通過所述電解電容C4的正極與外部直流電壓輸出端連接,將所述直流輸出電壓VOUT輸出至外部,所述電解電容C4的負極接地,實現(xiàn)了將所述變壓器T1的初級繞組的能量傳遞并整流過濾后通過直流電壓的方式輸出至外部。
接著本實用新型的上述實施例,本實用新型的一種高電壓測試保護電路中,還包括:分別與所述MOS管Q1的源極和所述反激控制芯片的第3電流檢測腳CS連接的過流保護電路;所述過流保護電路包括電阻R2(例如采樣電阻等),其中,所述電阻R2的一端與所述MOS管Q1的源極連接,當所述MOS管Q1導通時流過的電流在所述電阻R2形成電壓,該電壓通過所述電阻R2的一端連接至所述反激控制芯片的第3電流檢測腳CS,所述電阻R2的另一端與所述反激控制芯片的第4接地腳GND連接。當所述第3電流檢測腳CS的電壓達到所述第3電流檢測腳CS的限值電壓時,所述反激控制芯片會啟動過流保護機制,實現(xiàn)對所述反激控制芯片的過流保護。
接著本實用新型的上述實施例,本實用新型的一種高電壓測試保護電路中,還包括:分別與所述MOS管Q1的漏極和所述變壓器T1的初級繞組連接的尖峰吸收電路;所述尖峰吸收電路包括二極管D1、電阻R3和電容C2,其中,所述二極管D1的陽極分別與所述MOS管Q1的漏極和所述變壓器T1的初級繞組的正極連接;所述二極管D1的陰極分別與所述電阻R3的一端和所述電容C2的一端連接,所述電阻R3與所述電容C2并聯(lián),所述電阻R3的另一端和所述電容C2的另一端均與所述變壓器T1的初級繞組的負極連接,實現(xiàn)了通過所述二極管D1、電阻R3和電容C2組成的尖峰吸收電路,來吸收所述MOS管Q1關斷時產(chǎn)生的電壓尖峰。
接著本實用新型的上述實施例,本實用新型的一種高電壓測試保護電路中,還包括:與所述二極管D2的負極連接且與所述電解電容C4并聯(lián)的電壓負反饋電路;所述電壓負反饋電路包括電阻R5、電阻R6、電阻R7、光耦U2、電容C5和穩(wěn)壓源U3;所述二極管D2的負極分別與所述電阻R5的一端和所述電阻R6的一端連接,所述電阻R5的另一端與所述光耦U2中的發(fā)光二極管的陽極1連接,所述光耦U2中的發(fā)光二極管的陰極2分別與所述穩(wěn)壓源U3的陰極2和所述電容C5的一端連接,所述光耦U2中的光敏三極管的發(fā)射極3與所述反激控制芯片的第2反饋腳FB連接,所述光耦U2中的光敏三極管的集電極4與所述反激控制芯片的第4接地腳GND連接;所述電阻R6的另一端分別與所述電容C5的另一端、所述穩(wěn)壓源U3的參照極1和所述電阻R7的一端連接,所述電阻R7的另一端與所述穩(wěn)壓源U3的陽極3均接地,實現(xiàn)了通過所述電阻R5、電阻R6、電阻R7、光耦U2、電容C5和穩(wěn)壓源U3組成的電壓負反饋電路,來調(diào)整所述直流輸出電壓VOUT的電壓幅值。
顯然,本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣,倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內(nèi),則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
對于本領域技術人員而言,顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節(jié),而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下,能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本實用新型。因此,無論從哪一點來看,均應將實施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本實用新型的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定,因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化涵括在本實用新型內(nèi)。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。此外,顯然“包括”一詞不排除其他單元或步驟,單數(shù)不排除復數(shù)。裝置權利要求中陳述的多個單元或裝置也可以由一個單元或裝置通過軟件或者硬件來實現(xiàn)。第一,第二等詞語用來表示名稱,而并不表示任何特定的順序。