[发明专利]一种直流升压模块电源输出高压过压保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及高电压过压保护领域，更具体地，涉及一种直流升压模块电源输出高压过压保护装置。

背景技术

在直流电源应用中，对于输出直流高电压做过压保护很困难，特别是输出直流电压高达数百伏特，验证这样的直流电源模块输出的高压是否能够实现过压保护以及防止直流高压过压后损坏其他关键元件是很有必要的。而现有的，在BOOST升压电路拓扑中，由低输入直流电压升高几十伏到几百伏直流高压，PWM方波驱动芯片大多数没有自带输出电压过压保护端口，同时实际常用的直流供电电源很多只配备输出只有几十伏的直流电源，按照直流过压测试规范，当输出高直流电压时，它的过压测试点一般定义在其额定值的1.5倍。另外，BOOST升压电路多为非隔离型电路，直接做输出电压过压保护或电路使用中输出电压过压，就会很容易把电路中的驱动芯片烧坏，使得整个电路安全可靠性降低。

直流高压不易控制过压，特别是当直流模块电源输出端出现异常或开路时，输出直流高压会处于危险的情况，很容易因直流高压过压而使得控制芯片烧坏。而防范直流高压的方法较少，对于非隔离DC-DC 直流升压电源模块来说，出现输出电压过压是致命的。

发明内容

为了克服现有对直流升压模块电源输出电压过压保护时存在的不足，本发明提出一种直流升压模块电源输出高压过压保护装置，该保护装置可以快速关闭因高压过压的直流模块电源，降低了直流高压模块电源失效的概率，达到对输出电压过压保护的目的。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种直流升压模块电源输出高压过压保护装置，用于对直流升压模块电源输出的高压过压保护，包括电源电路、升压电路、信号驱动电路、高压直流输出电路和高压直流输出过压保护电路，所述信号驱动电路生成PWM方波驱动信号驱动升压电路，升压电路的输出端接高压直流输出电路的输入端，高压直流输出电路的输出端接高压直流输出过压保护电路的输入端，高压直流输出过压保护电路的输出端接电源电路使能端，所述电源电路向信号驱动电路和高压直流输出过压保护电路中的隔离放大模块供电；

所述电源电路包括电源模块和隔离变压模块，电源模块输出的电压经隔离变压模块隔离为第一路Vbias电压和第二路Vout2电压；其中第一路Vbias电压供向信号驱动电路，第二路Vout2电压供向高压直流输出过压保护电路中的隔离放大模块；

所述高压直流输出过压保护电路包括光耦隔离模块和隔离放大模块，其中光耦隔离模块初级侧的发光二极管负极接基准电压，发光二极管正极通过电阻接电压Vout；次侧的三极管的集电极接第二路Vout2电压正极，三极管的发射极通过电阻分压后接隔离放大模块的一输入端，隔离放大模块的另一输入端通过电阻接第二路Vout2电压负极，隔离放大模块的输出端接电源模块的使能端。

本保护装置的工作过程为：本过压保护装置只有在直流高压出现过压时才能动作，电源电路输出的两路电压，当Vout2电压大于基准电压时，光耦隔离模块开始工作，光耦隔离模块内部三极管导通，导通电流流过与此三极管发射极连接的电阻，此电阻两端产生加在隔离放大模块的一输入端，经过隔离放大后产生几伏特的高电平，高电平经过翻转后，加到电源模块的使能端，拉低使能端，电源模块因其使能端为低电平而关闭供电电源的输出电压，从而使得整个电路停止工作，这样就达到了输出直流高压过压保护的目的。

本发明是采用隔离变压模块、光耦隔离模块和隔离放大模块相结合的方式，光耦隔离模块用来在输出电压过压时工作作为保护开始的门限，隔离驱动信号的初始点，光耦隔离模块次级的三极管将初级信号输出给隔离放大模块，而隔离变压模块用来给隔离后的驱动信号提供工作电压，同时与隔离放大模块一起构成隔离回路，把PWM方波驱动回路与过压采样反馈信号隔离开来，这样可以使得在输出直流高压过流时前级PWM驱动信号不受到后级高压的影响，实现了直流高压直接做过压保护的功能，拓展了这种高压过压保护的方法，使得升压电路功能更加完整，也解决了自身没有过压控制端口的问题。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

直流高压因电压高，危险性高，测试难度高，而直流高压过压了，引起的问题就较严重，本发明公开一种可以快速关闭因高压过压的直流电源模块的电源，降低了直流高压模块电源失效的概率，间接降低了维修人员的工作量。