[发明专利]一种用于开关电源输入电压缓降欠压保护电路及方法

说明书

本发明公开了一种用于开关电源输入电压缓降欠压保护电路及方法，在开关电源的整流单元的前端和后端设电压采样电路，两个电压采样电路的输出均接入缓降欠压保护逻辑判断电路；通过缓降欠压保护逻辑判断电路的输出进行缓降欠压保护逻辑判断。本发明通过缓降欠压保护逻辑判断电路对开关电输入电压缓降欠压时进行保护，提高了开关电源的中断时长，同时避免输入电压缓降时输出失调的问题，提高了开关电源的输入适应性，降低了输入电压异常时引起二次设备逻辑错误或误动作的概率。

技术领域

本发明公开了一种用于开关电源输入电压缓降欠压保护电路及方法，属于开关电源保护技术领域。

背景技术

变电站二次设备直流电源系统由蓄电池组、充电模块、绝缘监测模块等组成，为继电保护装置、测控装置、断路器操作回路、其他各类信号回路提供电源。直流电源系统的正常运行与否，关系到继电保护及断路器能否正确动作，会影响变电站乃至整个电网的安全运行。

直流电源系统发生接地、电池老化等故障时，输出电压可能暂时中断、缓降(数十ms到几百ms)，引起继电保护装置、测控装置等内部开关电源工作异常，输出电压(如5V)波动，从而导致装置出现闭锁、掉电等现象，保护测控功能退出，严重时出现误动作导致大面积停电。

因此，相关二次设备产品标准对设备内开关电源提出了中断、缓降性能指标要求，一般要求二次设备开关电源能承受的中断时间越长越好、缓降电压越低越好，从而提高二次设备抗输入电源瞬变的能力。为了提高这一性能指标，一般通过增大开关电源的输入储能电容或者降低开关电源最低工作电压点。但增加电容带来成本高、体积大、开机冲击电流大等问题；降低开关电源最低工作电压点，可以提高电容储能的利用率，增加电源的中断时长，但容易出现缓降时因输入欠压引起输出失调。

开关电源的常规欠压保护有两种：对于开关电源控制芯片自带过、欠压功能的欠压保护电路，均是通过分压电阻网络将输入电压接到控制芯片的检测引脚，通过控制芯片内部的UV/OV电路关断控制芯片输出脉冲，开关电源停止工作；对于不带过、欠压功能的控制芯片，可以通过外加电压监测比较电路，根据监测比较电路的结果，触发保护电路动作，一般保护电路的输出是去切断控制芯片的电源，或者拉低使能引脚或者软启动引脚，使得控制芯片无驱动脉冲输出，开关电源停止工作，从而实现输入电压的过、欠压保护。在公开的资料中，基本上都是采用这两种输入欠压保护方式中的一种。这两种方法设置的欠压保护点一般偏高，略低于开关电源标称最低工作电压，可以避免开关电源在输入缓降时出现失调，但过高的欠压保护点，导致开关电源的中断时间减少。

综上，现有开关电源的欠压关断点设置方法单一，容易出现设置的电压过高或者过低。过高的欠压点，会导致相同储能电容的情况下，中断时间减少；过低的欠压点，在输入电压缓降至临界值时，输出电压出现失调，但并没有关断，导致装置出现异常。

发明内容

为了解决常规开关电源欠压保护点设置方法单一，无法同时满足中断、缓降要求的问题，本发明提出了一种开关电源输入电压缓降欠压保护电路及方法，能够实现相同工况下，中断时间最长。同时，在输入缓降至临界状态时，触发保护电路，关断电源输出，避免输出电压失调。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种用于开关电源输入电压缓降欠压保护电路，在开关电源的整流单元的前端设前端电压采样电路，后端设后端电压采样电路，两个电压采样电路的输出均接入缓降欠压保护逻辑判断电路；所述缓降欠压保护逻辑判断电路的输出接入开关电源控制驱动单元的保护接口。

进一步的，所述缓降欠压保护逻辑判断电路包括两个比较器电路，一个非门和一个与门；

前端电压采样电路的输出接入比较器电路U1的正端输入，后端电压采样电路的输出接入比较器电路U1的负端输入；比较器电路U1的输出接入与门的一端输入；