一种电感并联保护电路及电感并联电路

摘要

本实用新型提供了一种电感并联保护电路及电感并联电路，该保护电路包括：两个开路检测电路和驱动控制电路，开路检测电路由整流电路和电压检测电路构成，其中一个开路检测电路的整流电路的输入端与其中一个电感辅助绕组输入端连接，输出端分别与对应电压检测电路第一端及地连接，电压检测电路第二端与该电感辅助绕组输出端连接；另一开路检测电路的整流电路的输入端与另一电感辅助绕组输入端连接，输出端分别与对应电压检测电路第一端及驱动控制电路输入端连接，该电压检测电路第二端与另一电压检测电路第二端连接，并与该电感辅助绕组的输出端连接；驱动控制电路输出端与驱动电路驱动控制端连接，实现了对电感并联电路的开路保护。

说明书

技术领域

本实用新型涉及电路设计技术领域，具体涉及一种电感并联保护电路及电感并联电路。

背景技术

对于电感而言，有时为了物料的同用性，往往采用两个电感并联使用的方式匹配更大的输出功率。但电感的并联使用是有风险的。当其中一路电感的电路开路失效时，那么输出功率就会由剩下电感来承担，因此电感的温升就会有极大的风险，容易造成电感的损坏。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种电感并联保护电路及电感并联电路，以克服现有技术中两个电感在并联使用时，如果某一电感的电路开路失效容易造成另一电感由于温升过高而损坏的问题。

本实用新型实施例提供了一种电感并联保护电路，应用于电感并联电路，所述电感并联电路包括：并联连接的第一电感电路和第二电感电路，所述第一电感电路和所述第二电感电路均由电感和驱动电路构成，所述电感为具有辅助绕组的电感，所述电感并联保护电路包括：

第一开路检测电路、第二开路检测电路和驱动控制电路，其中，

所述第一开路检测电路由第一整流电路和第一电压检测电路构成，所述第一整流电路的输入端与所述第一电感电路中电感对应的辅助绕组的输入端连接，输出端分别与所述第一电压检测电路的一端及地连接，所述第一电压检测电路的另一端与所述第一电感电路中电感对应的辅助绕组的输出端连接；

所述第二开路检测电路由第二整流电路和第二电压检测电路构成，所述第二整流电路的输入端与所述第二电感电路中电感对应的辅助绕组的输入端连接，输出端分别与所述第二电压检测电路的一端及所述驱动控制电路的输入端连接，所述第二电压检测电路的另一端与所述第一电压检测电路的另一端连接，并与所述第二电感电路中电感对应的辅助绕组的输出端连接；

所述驱动控制电路的输出端分别与所述第一电感电路和所述第二电感电路中驱动电路的驱动控制端连接；

在所述第一电感电路和所述第二电感电路正常工作时，所述驱动控制电路的输入端电压等于参考电压，所述驱动控制电路向驱动电路的驱动控制端输出驱动信号，在所述第一电感电路或所述第二电感电路开路失效时，所述驱动控制电路的输入端电压不等于参考电压，所述驱动控制电路停止向驱动电路的驱动控制端输出驱动信号。

从而通过利用两个开路检测电路来检测两路电感的辅助绕组的电压信号，并通过设置开路检测电路中各个元器件的参数以保证两个电感电路在正常工作时，使得接入驱动控制电路的输入端电压等于参考电压即接地电压，从而在任意一个电感电路发生开路故障后，即驱动控制电路的输入端电压不等于参考电压时，停止向电感并联电路输出驱动信号，以控制驱并联电感电路停止工作，避免单个电感电路工作造成电感工作温度升高而损坏电感的问题，实现了对电感并联电路的开路保护作用。

本实用新型实施例还提供了一种电感并联电路，所述电感并联电路包括：并联连接的第一电感电路和第二电感电路，所述第一电感电路和所述第二电感电路均由电感和驱动电路构成，所述电感为具有辅助绕组的电感，所述电感并联电路还包括：如本实用新型另一实施例所述的电感并联保护电路。

从而通过利用两个开路检测电路来检测两路电感的辅助绕组的电压信号，并通过设置开路检测电路中各个元器件的参数以保证两个电感电路在正常工作时，使得接入驱动控制电路的输入端电压等于参考电压即接地电压，从而在任意一个电感电路发生开路故障后，即驱动控制电路的输入端电压不等于参考电压时，停止向电感并联电路输出驱动信号，以控制驱并联电感电路停止工作，避免单个电感电路工作造成电感工作温度升高而损坏电感的问题，实现了对电感并联电路的开路保护作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的电感并联保护电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的电感并联电路的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

对于电感而言，有时为了物料的同用性，往往采用两个电感并联使用的方式匹配更大的输出功率。但电感的并联使用是有风险的。当其中一路电感的电路开路失效时，那么输出功率就会由剩下电感来承担，因此电感的温升就会有极大的风险，容易造成电感的损坏。

基于上述问题，本实用新型实施例提供了一种电感并联保护电路，如图1所示，应用于电感并联电路，该电感并联电路包括：并联连接的第一电感电路101和第二电感电路102，第一电感电路101和第二电感电路102均由电感和驱动电路构成，电感为具有辅助绕组的电感。为了便于说明，在本实用新型实施例中，上述电感是以PFC电感为例进行的说明，如图1所示，第一电感电路101中电感L1(带辅助绕组)和第二电感电路102中电感L2(带辅助绕组)并联工作，电感L1与电感L2的绕法与感量一致。其中，电感L1对应的驱动电路由三极管Q1、电容C1和电阻R1构成，电感L2对应的驱动电路由三极管Q2、电容C4和电阻R3构成。

如图1所示，该电感并联保护电路包括：第一开路检测电路1、第二开路检测电路2和驱动控制电路3，其中，第一开路检测电路1由第一整流电路11和第一电压检测电路12构成，第一整流电路11的输入端与第一电感电路101中电感L1对应的辅助绕组的输入端连接，输出端分别与第一电压检测电路12的第一端及地连接，第一电压检测电路12的第二端与第一电感电路101中电感L1对应的辅助绕组的输出端连接；第二开路检测电路2由第二整流电路21和第二电压检测电路22构成，第二整流电路21的输入端与第二电感电路102中电感L2对应的辅助绕组的输入端连接，输出端分别与第二电压检测电路22的第一端及驱动控制电路3的输入端连接，第二电压检测电路22的第二端与第一电压检测电路12的第二端连接，并与第二电感电路102中电感L2对应的辅助绕组的输出端连接；驱动控制电路3的输出端分别与第一电感电路101和第二电感电路102中驱动电路111的驱动控制端连接；在第一电感电路101和第二电感电路102正常工作时，驱动控制电路3的输入端电压等于参考电压，驱动控制电路3向驱动电路111的驱动控制端输出驱动信号，在第一电感电路101或第二电感电路102开路失效时，驱动控制电路3的输入端电压不等于参考电压，驱动控制电路3停止向驱动电路111的驱动控制端输出驱动信号。

其中，在本实用新型实施例中，上述参考电压为0V即接地电压，在实际应用中，该参考电压也可以不是0V，具体可根据实际电路设计需要进行灵活的设置，本实用新型并不以此为限。

具体地，在两个并联电感电路正常工作时，两个开路检测电路中电压检测电路检测到的电压是大小相等方向相反的电压，即两个电压叠加后输入到驱动控制电路的输入端电压大小与接地电压(即参考电压)一致，而在任意一个电感电路开路失效后，该电感电路对应的电压检测电路检测到的电压信号为0，此时输入到驱动控制电路的输入端电压将与正常工作时的参考电压不相等，因此，可以通过驱动控制电路比较其输入电压与参考电压是否相等的方式来控制驱动电路的驱动信号，以在发送开路失效时，停止向驱动电路的驱动控制端输出驱动信号，进而使得电感停止工作，避免电感器件损坏。

通过上述各个组成部分的协同合作，本实用新型实施例提供的电感并联保护电路通过利用两个开路检测电路来检测两路电感的辅助绕组的电压信号，并通过设置开路检测电路中各个元器件的参数以保证两个电感电路在正常工作时，使得接入驱动控制电路的输入端电压等于参考电压即接地电压，从而在任意一个电感电路发生开路故障后，即驱动控制电路的输入端电压不等于参考电压时，停止向电感并联电路输出驱动信号，以控制驱并联电感电路停止工作，避免单个电感电路工作造成电感工作温度升高而损坏电感的问题，实现了对电感并联电路的开路保护作用。

具体地，在一实施例中，第一整流电路11和第二整流电路21均为整流二极管，整流二极管的正向端与其对应电感的辅助绕组的输入端连接；第一电压检测电路12和第二电压检测电路22均由并联连接的电阻和电解电容构成，电解电容的正极其对应的整流二极管的反向端连接，负极分别与其对应电感的辅助绕组的输出端及另一电解电容的负极连接。

具体地，当第一电感电路101路和第二电感电路102中电感的电感量及线圈的绕法相同时，第一整流电路11和第二整流电路21中整流二极管的整流参数相同，并且第一电压检测电路12和第二电压检测电路22中电阻的阻值和电解电容的电容值均相同。在实际应用中，如果两个电感电路中电感是相同的两个电感，则为了保证在两个电感的辅助绕组侧得到正负相反且大小相同的检测电压值(保证驱动控制电路3的输入端电压为参考电压即接地电压)，则需要保证第一开路检测电路1、第二开路检测电路2中各个元器件的参数选取也相同，以实现对电感并联电路的开路失效保护。

示例性地，如图2所示，第一整流电路11为整流二极管D2，第二整流电路21为整流二极管D4，D2和D4为同一型号的二极管，第一电压检测电路12中的电阻R2与第二电压检测电路22中的电阻R4阻值相同，并且第一电压检测电路12中的电解电容E1和第二电压检测电路22中的电解电容E3的电容值相同。其中，上述整流二极管D2和D4的作用是对电感L1的辅助绕组和电感L2的辅助绕组输出电压进行整流，上述电解电容E1和E3的作用是对整流后的电压进行滤波储能，而上述电压检测电路中的电阻R2和R4的作用是作为绕组整流后的负载，用于进行电压检测，R2的存在可以在电感L1失效时，将L1－A的电平钳位在0V左右。这样L2－A才能为高电平。对于R4而言，原理相同，在此不再赘述。

具体地，在一实施例中，如图2所示，上述的驱动控制电路3包括：第一控制支路31、第二控制支路32和驱动控制芯片IC(图1中未示出)，其中，第一控制支路31包括：第一二极管D5，第一二极管D5的正向端与第二整流电路21的输出端连接，反向端与驱动控制芯片IC的输入端连接；第二控制支路32包括：稳压二极管ZD1和受控开关Q3，稳压二极管ZD1的正向端与第二整流电路21的输出端连接，反向端与受控开关Q3的控制端连接，受控开关Q3的第一端外接稳压电源V＿supply，第二端与驱动控制芯片IC的输入端连接，稳压二极管ZD1的导通电压大于稳压电源V＿supply的输出电压；驱动控制芯片IC的输出端分别与第一电感电路和第二电感电路中驱动电路111的驱动控制端G1及G2连接。

其中，稳压二极管ZD1的导通电压不大于第一电感电路在正常工作时第一电压检测电路12检测到的第一电压值与稳压电源V＿supply输出的第二电压值之和。该稳压二极管ZD1防止正常工作时，Q3导通。因此ZD1稳压二极管的导通电压要比V＿Supply的电压要高。

具体地，上述受控开关Q3为三极管或MOS管，在本实用新型实施例中是以三极管为例进行的说明，仅以此为例，并不以此为限。

在实际应用中，如图2所示，上述的第二控制支路32还包括：第一电阻R5和第二电阻R7，其中，第一电阻R5的一端与稳压电源V＿supply连接，另一端分别与第二电阻R7的一端及受控开关Q3的控制端连接；第二电阻R7的另一端与稳压二极管ZD1的反向端连接。

具体地，在一实施例中，如图2所示，上述的驱动控制电路3包括：分压电路33，分压电路33的第一端分别与第一二极管D5的反向端及受控开关Q3的第二端连接，第二端接地，分压输出端与驱动控制芯片IC的输入端连接。示例性地，如图1所示，分压电路33由分压电阻R9和分压电阻R10构成，通过将来自使D5导通的高电平或者Q3导通的高电平进行分压，使产生保护的电压电平不超出驱动控制芯片IC保护引脚的最大可承受耐压，R9和R10的具体取值可根据电路中驱动控制芯片IC保护引脚的最大可承受耐压进行选择，本实用新型并不以此为限。

需要说明的是，在实际应用中，上述的驱动控制电路3还可以由单片机等处理芯片实现，本实用新型并不以此为限。处理芯片的输入端与上述第二整流电路21的反向端连接，输出端与驱动电路111的驱动控制端连接，处理芯片通过内置的比较电路或比较算法比较输入端接入的电压是否与参考电压相同，如果相同则继续向电感对应的驱动电路111发送驱动信号，保证电感正常工作，如果不同，则触发开路保护，停止向电感对应的驱动电路111发送驱动信号，以保护电感不被损坏，处理芯片内置比较电路或比较算法均为现有技术，其具体实现方式及工作原理可参照现有技术中相关描述，在此不再进行赘述。

下面将结合如图2所示的具体应用示例，对本实用新型实施例所提供的电感并联保护电路的工作原理及具体工作过程进行详细的说明。

1.在电感L1及电感L2所对应电感电路正常工作时：

由于电解电容E1的正级直接接到地的原因，节点L1－A是一个负电平，也即电解电容E1上的电压为负。而电感L2经过D2整流后的参考电平接到L1－A节点上。相对于L1－A而言，电解电容E3上的电平为正电平。因为电感L1和电感L2的绕组参数一致，同时输出滤波参数、E1、R2及E3、R4的取值一致U

2.触发保护：

当电感L1开路失效时，此时L1电感不工作，L1－A节点的电平为0V，也即U

当电感L2开路失效时，此时L2电感不工作，U

从而通过使用通用的电阻电容、小信号开关二极管、三极管、MOS管等实现保护电路的设计，成本优势明显；并且加入的保护电路，消耗电源的功率极低，设备正常工作时开关均不导通，基本无消耗功率，基本不影响电源的效率及待机功耗，节省电能，环保；当某一路电感开路失效后，可以进行有效保护。这对于物料的复用性具有很大的意义。当电感不足以适配更大的输出功率时，可以采用并联的方式。

通过上述各个组成部分的协同合作，本实用新型实施例提供的电感并联保护电路，通过利用两个开路检测电路来检测两路电感的辅助绕组的电压信号，并通过设置开路检测电路中各个元器件的参数以保证两个电感电路在正常工作时，使得接入驱动控制电路的输入端电压等于参考电压即接地电压，从而在任意一个电感电路发生开路故障后，即驱动控制电路的输入端电压不等于参考电压时，停止向电感并联电路输出驱动信号，以控制驱并联电感电路停止工作，避免单个电感电路工作造成电感工作温度升高而损坏电感的问题，实现了对电感并联电路的开路保护作用。

本实用新型实施例还提供了一种电感并联电路，如图2所示，该电感并联电路包括：并联连接的第一电感电路101和第二电感电路102，第一电感电路101和第二电感电路102均由电感和驱动电路构成，电感为具有辅助绕组的电感，电感并联电路还包括：本实用新型另一实施例提供的电感并联保护电路103。

其中，上述驱动电路包括：驱动开关，驱动开关的控制端与电感并联保护电路中驱动控制电路的输出端连接。示例性地，如图2所示，电感L1对应的驱动电路由三极管Q1、电容C1和电阻R1构成，电感L2对应的驱动电路由三极管Q2、电容C4和电阻R3构成。

如图2所示，上述的电感并联电路还包括：二极管D1、D3、电容C2、C3及电解电容E2等，该电感并联电路为升压电路，其具体工作原理及工作过程参见现有技术中的相关描述，在此不再进行赘述。

通过上述各个组成部分的协同合作，本实用新型实施例提供的电感并联电路，通过利用两个开路检测电路来检测两路电感的辅助绕组的电压信号，并通过设置开路检测电路中各个元器件的参数以保证两个电感电路在正常工作时，使得接入驱动控制电路的输入端电压等于参考电压即接地电压，从而在任意一个电感电路发生开路故障后，即驱动控制电路的输入端电压不等于参考电压时，停止向电感并联电路输出驱动信号，以控制驱并联电感电路停止工作，避免单个电感电路工作造成电感工作温度升高而损坏电感的问题，实现了对电感并联电路的开路保护作用。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。