开关电源保护电路及其控制方法与流程

本技术涉及保护电路，具体而言，涉及开关电源保护电路及其控制方法。

背景技术：

1、开关电源是一种高频化电能转换装置，广泛用于电力系统(例如，电能表、采集器等)中。开关电源电路通常由输入滤波器、输入整流滤波器、变压器、输出整流滤波器、控制电路和保护电路等构成。

2、在电力系统中，电网经常会出现大量的谐波和过压信号，极易对开关电源造成损坏。目前，在开关电源电路中经常会使用半导体、电阻、电容等组成抗谐波、抗过压保护电路，以对开关电源进行保护。但是，现有的保护电路的抗谐波/抗过压能力有限；要做到较高的抗谐波/抗过压能力，所需的成本较高。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术实施例的目的在于提供一种开关电源保护电路及其控制方法，用以解决现有的开关电源保护电路要做到较高的抗谐波/抗过压能力，所需的成本较高的技术问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种开关电源保护电路，该电路包括：正温度系数热敏电阻、压敏电阻和控制模块；

3、所述正温度系数热敏电阻的一端配置为电连接外部电源的一端，所述正温度系数热敏电阻的另一端配置为电连接开关电源的一端；

4、所述压敏电阻的一端配置为电连接所述开关电源的一端，所述压敏电阻的另一端配置为电连接所述开关电源的另一端；

5、所述控制模块配置为电连接所述开关电源；以及在所述正温度系数热敏电阻进入保护状态的情况下，控制所述开关电源进入关断状态。

6、在上述的实现过程中，该开关电源保护电路包括正温度系数热敏电阻、压敏电阻和控制模块；正温度系数热敏电阻的一端配置为电连接外部电源，另一端配置为连接开关电源；而压敏电阻的两端分别电连接开关电源的两端；基于正温度系数热敏电阻和压敏电阻可以低成本地实现对于开关电源的抗谐波和抗过压保护。具体地，在外部电源的电压过大的情况下，可以通过压敏电阻实现对开关电源的过压保护；且由于外部电源电压过大的情况下，流过压敏电阻的电流会增加，压敏电阻本体发热，进而传导热量给正温度系数热敏电阻，增加正温度系数热敏电阻的阻值，以起到更好的过压保护作用。而在外部电源中携带有谐波的情况下，正温度系数热敏电阻的发热增加，电阻增大，进而更好地实现对开关电源电路的谐波保护。解决了现有的开关电源保护电路要做到较高的抗谐波/抗过压能力，所需的成本较高的技术问题。

7、此外，由于本技术所提供的开关电源保护电路所使用的是正温度系数热敏电阻，在进入保护状态之后，正温度系数热敏电阻的阻值会变得很大，在开关电源不断电的情况下，正温度系数热敏电阻会一直发热，导致其阻值无法恢复到正常范围。本技术还通过控制模块在正温度系数热敏电阻进入保护状态的情况下，控制开关电源进入关断状态，以避免正温度系数热敏电阻一直工作在保护状态。

8、可选地，在本技术实施例中，所述控制模块还具体配置为在所述正温度系数热敏电阻进入保护状态的情况下，控制所述开关电源进入打嗝状态；其中，所述打嗝状态指的是所述开关电源的关断状态和开启状态交替出现的状态。

9、在上述的实现过程中，通过控制开关电源进入关断状态和开启状态交替出现的打嗝状态，可以实现对正温度系数热敏电阻的降温，有利于正温度系数热敏电阻的阻值恢复到正常范围。

10、可选地，在本技术实施例中，上述电路还包括：电压检测模块；所述电压检测模块分别电连接所述开关电源以及所述控制模块；所述电压检测模块配置为对所述开关电源的开关输出电压进行检测；以及向所述控制模块发送所述开关输出电压的检测结果；所述控制模块具体还配置为在所述开关输出电压检测异常的情况下，判断所述正温度系数热敏电阻进入所述保护状态；其中，所述开关输出电压检测异常包括：所述开关输出电压无法保障相关用电设备正常工作的情况。

11、在上述的实现过程中，通过电压检测模块对开关输出电压进行检测，根据检测结果可以反映出正温度系数热敏电阻的工作状态，进而及时控制开关电源进入关断/打嗝状态，以帮助正温度系数热敏电阻的阻值恢复到正常范围。

12、可选地，在本技术实施例中，上述电路还包括：外部电源检测模块；所述外部电源检测模块分别电连接所述外部电源以及所述控制模块；所述外部电源检测模块配置为对所述外部电源的外部输出电压进行检测；以及向所述控制模块发送所述外部输出电压的检测结果；所述控制模块具体还配置在所述开关输出电压检测异常且所述外部电源的外部输出电压检测正常的情况下，判断所述正温度系数热敏电阻进入所述保护状态；其中，所述外部输出电压检测正常包括：所述外部输出电压的电压波动在预设允许波动范围内的情况。

13、在上述的实现过程中，通过外部电源检测模块对外部输出电压进行检测，根据外部输出电压的检测结果，可以在外部输出电压正常但开关输出电压异常的情况下，控制开关电源进入关断/打嗝状态，以帮助正温度系数热敏电阻的阻值恢复到正常范围。在外部输出电压异常的情况下，说明外部电源出现异常(电压波动超出预设允许波动范围)，此时，正温度系数热敏电阻需要工作在保护状态，以实现对开关电源的过压保护。

14、可选地，在本技术实施例中，所述打嗝状态包括第一关断状态和第一开启状态；所述控制模块具体还配置为：在所述开关输出电压检测异常且所述外部输出电压检测正常的情况下，控制所述开关电源进入所述第一关断状态；在所述开关电源进入所述第一关断状态的时间达到第一预设时间的情况下，控制所述开关电源进入所述第一开启状态，并在所述开关电源进入所述第一开启状态的过程中，基于所述电压检测模块获取所述开关输出电压的当前检测结果；在所述开关输出电压检测异常的情况下，再次控制所述开关电源进入所述第一关断状态；在所述开关输出电压检测正常的情况下，控制所述开关电源退出所述打嗝状态；其中，所述开关输出电压检测正常包括：所述开关输出电压能够保障相关用电设备正常工作的情况。

15、在上述的实现过程中，通过控制模块在开关输出电压检测异常且外部输出电压检测正常(即判断正温度系数热敏电阻进入保护状态)的情况下，控制开关电源进入第一关断状态，以帮助正温度系数热敏电阻在“开关电源处于第一关断状态”的期间进行降温；并在开关电源关断第一预设时间后，控制开关电源进入开启状态；通过电压检测模块在开关电源的开启状态期间，对开关输出电压进行检测，以判断正温度系数热敏电阻的阻值是否已恢复到正常范围内(即是否已退出保护状态)；并在开关输出电压仍异常的情况下，再次控制开关电源进入关断状态，以实现对正温度系数热敏电阻的再次降温；在开关输出电压恢复正常的情况下，控制开关电源退出打嗝状态，以保障后续开关电源工作的正常进行。

16、可选地，在本技术实施例中，所述打嗝状态包括第二关断状态和第二开启状态；所述第二关断状态的目标持续时间根据第二预设时间以及进入所述第二关断状态的次数所确定；所述控制模块具体还配置为：在所述开关输出电压检测异常且所述外部输出电压检测正常的情况下，控制所述开关电源进入所述第二关断状态；在所述开关电源进入所述第二关断状态的时间达到所述目标持续时间的情况下，控制所述开关电源进入所述第二开启状态，并在所述开关电源进入所述第二开启状态的过程中，基于所述电压检测模块获取所述开关输出电压的当前检测结果；在所述开关输出电压检测异常的情况下，再次控制所述开关电源进入所述第二关断状态；在所述开关输出电压检测正常的情况下，控制所述开关电源退出所述打嗝状态。

17、在上述的实现过程中，可以根据进入第二关断状态的次数对开关电源处于关断状态的时间进行调整，提高该开关电源保护电路的灵活性和实用性。

18、可选地，在本技术实施例中，所述控制模块具体还配置为：在所述开关输出电压检测异常且所述开关电源进入关断状态的次数达到预设次数阈值的情况下，控制所述开关电源退出所述打嗝状态。

19、在上述的实现过程中，若开关电源进入关断状态的次数达到预设次数阈值，开关输出电压检测仍异常；则说明通过控制开关电源进入打嗝状态，无法使得正温度系数热敏电阻的阻值恢复到正常范围，此时可以控制开关电源退出打嗝状态，再采用其他方式对该开关电源保护电路进行维护。

20、可选地，在本技术实施例中，所述控制模块具体还配置为在所述外部输出电压检测异常的情况下，进入掉电工作模式/低功耗工作模式；其中，所述外部输出电压检测异常包括：所述外部输出电压的电压波动超出所述预设允许波动范围的情况。

21、在上述的实现过程中，在外部输出电压检测异常的情况下，控制模块通过进入掉电工作模式/低功耗工作模式，可以降低该开关电源保护电路的实际功耗，实现节能的效果。

22、第二方面，本技术实施例提供了一种开关电源保护电路的控制方法，该控制方法应用于如第一方面任一所述的开关电源保护电路中的控制模块；所述控制方法包括：

23、在所述开关电源保护电路中的正温度系数热敏电阻进入保护状态的情况下，控制所述开关电源保护电路中的开关电源进入打嗝状态；其中，所述打嗝状态指的是所述开关电源的关断状态和开启状态交替出现的状态。

24、可选地，在本技术实施例中，所述打嗝状态具体包括第二关断状态和第二开启状态；所述第二关断状态的目标持续时间根据第二预设时间以及进入所述第二关断状态的次数所确定。

25、本技术的有益效果为：该开关电源保护电路包括正温度系数热敏电阻、压敏电阻和控制模块；正温度系数热敏电阻的一端配置为电连接外部电源，另一端配置为连接开关电源；而压敏电阻的两端分别电连接开关电源的两端；基于正温度系数热敏电阻和压敏电阻可以低成本地实现对于开关电源的抗谐波和抗过压保护。具体地，在外部电源的电压过大的情况下，可以通过压敏电阻实现对开关电源的过压保护；且由于外部电源电压过大的情况下，流过压敏电阻的电流会增加，压敏电阻本体发热，进而传导热量给正温度系数热敏电阻，增加正温度系数热敏电阻的阻值，以起到更好的过压保护作用。而在外部电源中携带有谐波的情况下，正温度系数热敏电阻的发热增加，电阻增大，进而更好地实现对开关电源电路的谐波保护。解决了现有的开关电源保护电路要做到较高的抗谐波/抗过压能力，所需的成本较高的技术问题。

26、此外，由于本技术所提供的开关电源保护电路所使用的是正温度系数热敏电阻，在进入保护状态之后，正温度系数热敏电阻的阻值会变得很大，在开关电源不断电的情况下，正温度系数热敏电阻会一直发热，导致其阻值无法恢复到正常范围。本技术还通过控制模块在正温度系数热敏电阻进入保护状态的情况下，控制开关电源进入关断状态，以避免正温度系数热敏电阻一直工作在保护状态。