一种电源电压保护电路和电子设备的制作方法

文档序号:14966136发布日期:2018-07-18 02:31阅读:124来源:国知局

本实用新型涉及开关电源技术领域,特别是涉及一种电源电压保护电路和电子设备。



背景技术:

在众多保护电路中,电压保护电路是一种常见的保护电路。当电路的电压高于或低于正常工作电压时,都会造成电路无法正常工作甚至烧毁电路。

参见图1所示,图1是现有技术提供的一种电源电压保护电路的电路原理图。电路的电源电压VCC_IN通过电阻R20、电阻R30和稳压管D10实现分压检测,电阻R20和电阻R30的连接点即为电压检测点,当电源电压VCC_IN高于正常工作电压时,电压检测点的电压升高,开关管Q10开通,导致开关管Q20关断,使得电路输出端VCC_OUT无输出,从而断开电路,实现电源电压的过压保护。但是,当电源电压VCC_IN低于正常工作电压时,电路无法起到欠压保护的作用。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种电源电压保护电路和电子设备,能够实现电源电压的欠压保护。

为了实现上述目的,本实用新型实施例采用如下技术方案:提供一种电源电压护电路,包括电路输入端、分压检测模块、欠压保护模块、输出控制模块以及电路输出端;其中,

所述电路输入端用于连接供电电源;

所述分压检测模块的输入端与所述电路输入端连接,所述分压检测模块的第一输出端与所述欠压保护模块的输入端连接,所述分压检测模块的第二输出端接地;

所述欠压保护模块的第一输出端与所述输出控制模块的第一输入端连接,所述欠压保护模块的第二输出端接地;其中,所述欠压保护模块包括第一开关管,所述第一开关管的控制端与所述欠压保护模块的输入端连接,所述第一开关管的输入端与所述欠压保护模块的第一输出端连接,所述第一开关管的输出端与所述欠压保护模块的第二输出端连接;

所述输出控制模块的输出端与所述电路输出端连接。

与现有技术相比,本实用新型实施例提供了一种电源电压保护电路,通过将输出控制模块连接在电路输出端和欠压保护模块之间,当电源电压保护电路的电源电压低于正常工作电压时,欠压保护模块控制输出控制模块关断,使得电路输出端无输出,从而控制电源电压保护电路断电,实现电源电压的欠压保护。

作为优选方案,所述第一开关管为NPN型三极管,所述第一开关管的控制端为NPN型三极管的基极,所述第一开关管的输入端为NPN型三极管的集电极,所述第一开关管的输出端为NPN型三极管的发射极。

作为优选方案,所述第一开关管为N沟道MOS管,所述第一开关管的控制端为N沟道MOS管的栅极,所述第一开关管的输入端为N沟道MOS管的漏极,所述第一开关管的输出端为N沟道MOS管的源极。

作为优选方案,所述分压检测模块包括第一电阻、第二电阻、第一稳压管和第三电阻,所述第一电阻的第一端与所述分压检测模块的输入端连接,所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接,所述第二电阻的第二端与所述第一稳压管的阴极连接,所述第一稳压管的阳极与所述分压检测模块的第一输出端连接,所述第三电阻的第一端与所述第一稳压管的阳极连接,所述第三电阻的第二端与所述分压检测模块的第二输出端连接。

作为优选方案,所述输出控制模块包括第四电阻、第五电阻、第一电容、第六电阻和第二开关管,所述第四电阻的第一端与所述电路输入端连接,所述第四电阻的第二端与所述输出控制模块的第一输入端连接,所述第五电阻的第一端与所述第四电阻的第二端连接,所述第五电阻的第二端与所述第一电容的第一端连接,所述第一电容的第二端与所述电路输入端连接,所述第六电阻的第一端与所述第五电阻的第二端连接,所述第六电阻的第二端与所述第二开关管的控制端连接,所述第二开关管的输入端与所述电路输入端连接,所述第二开关管的输出端与所述输出控制模块的输出端连接。

作为优选方案,所述第二开关管为PNP型三极管,所述第二开关管的控制端为PNP型三极管的基极,所述第二开关管的输入端为PNP型三极管的发射极,所述第二开关管的输出端为PNP型三极管的集电极;或,

所述第二开关管为P沟道MOS管,所述第二开关管的控制端为P沟道MOS 管的栅极,所述第二开关管的输入端为P沟道MOS管的源极,所述第二开关管的输出端为P沟道MOS管的漏极。

作为优选方案,上述任一实施例所述的电源电压保护电路还包括过压保护模块,所述过压保护模块的输入端与所述分压检测模块的第三输出端连接,所述过压保护模块的输出端与所述输出控制模块的第二输入端连接;其中,所述过压保护模块包括第三开关管,所述第三开关管的控制端与所述过压保护模块的输入端连接,所述第三开关管的输入端与所述电路输入端连接,所述第三开关管的输出端与所述过压保护模块的输出端连接。

上述电源电压保护电路将输出控制模块连接在电路输出端和过压保护模块之间,当电源电压保护电路的电源电压高于正常工作电压时,通过过压保护模块控制输出控制模块关断,使得电路输出端无输出,从而控制电源电压保护电路断电,实现电源电压的过压保护。

作为优选方案,第一电阻的第二端与所述分压检测模块的第三输出端连接,第六电阻的第二端与所述输出控制模块的第二输入端连接。

作为优选方案,所述第三开关管为NPN型三极管,所述第三开关管的控制端为NPN型三极管的基极,所述第三开关管的输入端为NPN型三极管的集电极,所述第三开关管的输出端为NPN型三极管的发射极;或,

所述第三开关管为N沟道MOS管,所述第三开关管的控制端为N沟道MOS 管的栅极,所述第三开关管的输入端为N沟道MOS管的漏极,所述第三开关管的输出端为N沟道MOS管的源极。

作为优选方案,所述第四电阻、所述第五电阻和所述第一电容组成放电回路,当电源电压保护电路的电源电压掉电时,通过所述放电回路可以避免电源电压保护电路出现电压反弹问题,实现电源电压的掉电保护。

为了实现上述目的,本实用新型实施例还提供了一种电子设备,包括上述任一实施例所述的电源电压保护电路。

本实用新型实施例提供的一种电子设备,将输出控制模块连接在电路输出端和欠压保护模块、过压保护模块之间,当电源电压保护电路的电源电压低于正常工作电压时,通过欠压保护模块控制输出控制模块关断,使得电路输出端无输出,从而控制电源电压保护电路断电,实现电源电压的欠压保护;当电源电压保护电路的电源电压高于正常工作电压时,通过过压保护模块控制输出控制模块关断,使得电路输出端无输出,从而控制电源电压保护电路断电,实现电源电压的过压保护;当电源电压保护电路的电源电压掉电时,通过电阻和电容组成放电回路,从而避免电源电压保护电路出现电压反弹问题,实现电源电压的掉电保护。本实用新型实施例提供的电子设备,既实现了电源电压的欠压保护,又实现了电源电压的过压保护,还实现了电源电压的掉电保护,从而提高了电路的可靠性。

附图说明

图1是现有技术提供的一种电源电压保护电路的电路原理图;

图2是本实用新型提供的一种电源电压保护电路的一个优选实施例的电路方框图;

图3是本实用新型提供的一种电源电压保护电路的一个优选实施例的电路原理图;

图4是本实用新型提供的一种电源电压保护电路的另一个优选实施例的电路方框图;

图5是本实用新型提供的一种电源电压保护电路的另一个优选实施例的电路原理图。

具体实施方式

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,所描述的实施例仅仅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,本领域普通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。

结合图2和图3所示,其中,图2是本实用新型提供的一种电源电压保护电路的一个优选实施例的电路方框图,图3是本实用新型提供的一种电源电压保护电路的一个优选实施例的电路原理图。

本实用新型实施例提供的电源电压保护电路包括电路输入端DC_IN、分压检测模块201、欠压保护模块202、输出控制模块203以及电路输出端DC_OUT;其中,

所述电路输入端DC_IN用于连接供电电源;

所述分压检测模块201的输入端与所述电路输入端DC_IN连接,所述分压检测模块201的第一输出端与所述欠压保护模块202的输入端连接,所述分压检测模块201的第二输出端接地;

所述欠压保护模块202的第一输出端与所述输出控制模块203的第一输入端连接,所述欠压保护模块202的第二输出端接地;其中,所述欠压保护模块202包括第一开关管Q1,所述第一开关管Q1的控制端与所述欠压保护模块202的输入端连接,所述第一开关管Q1的输入端与所述欠压保护模块202的第一输出端连接,所述第一开关管Q1的输出端与所述欠压保护模块202的第二输出端连接;

所述输出控制模块203的输出端与所述电路输出端DC_OUT连接。

具体的,所述电路输入端DC_IN连接电源电压保护电路的供电电源,当所述电路输入端DC_IN的电压低于正常工作电压时,与所述电路输入端DC_IN连接的所述分压检测模块201的第一输出端输出一控制信号至所述欠压保护模块202的输入端,使得所述欠压保护模块202的第一输出端输出另一控制信号至所述输出控制模块203的第一输入端,导致所述输出控制模块203关断,所述电路输出端 DC_OUT无输出,从而使电源电压保护电路断电,实现电源电压的欠压保护。

需要说明的是,当所述电路输入端DC_IN的电压低于正常工作电压时,所述分压检测模块201的第一输出端电压降低,与所述分压检测模块201的第一输出端连接的所述第一开关管Q1的控制端电压降低,使所述第一开关管Q1关断,拉高所述欠压保护模块202的第一输出端的电位,与所述欠压保护模块202的第一输出端连接的所述输出控制模块203的第一输入端电压升高,导致所述输出控制模块 203关断,所述电路输出端DC_OUT无输出,从而使电源电压保护电路断电,实现电源电压的欠压保护。

本实用新型实施例所提供的电源电压保护电路,将输出控制模块连接在电路输出端和欠压保护模块之间,当电源电压保护电路的电源电压低于正常工作电压时,通过欠压保护模块控制输出控制模块关断,使得电路输出端无输出,从而控制电源电压保护电路断电,实现电源电压的欠压保护。

在本实施例中,所述第一开关管Q1为NPN型三极管,所述第一开关管Q1的控制端为NPN型三极管的基极,所述第一开关管Q1的输入端为NPN型三极管的集电极,所述第一开关管Q1的输出端为NPN型三极管的发射极。

显然,为了实现所述欠压保护模块202的开通和关断,在本实施例中,所述第一开关管Q1还可以为N沟道MOS管,所述第一开关管Q1的控制端为N沟道MOS 管的栅极,所述第一开关管Q1的输入端为N沟道MOS管的漏极,所述第一开关管 Q1的输出端为N沟道MOS管的源极。

如图3所示,本实施例中的所述分压检测模块201包括第一电阻R1、第二电阻 R2、第一稳压管D1和第三电阻R3,所述第一电阻R1的第一端与所述分压检测模块201的输入端连接,所述第一电阻R1的第二端与所述第二电阻R2的第一端连接,所述第二电阻R2的第二端与所述第一稳压管D1的阴极连接,所述第一稳压管D1 的阳极与所述分压检测模块201的第一输出端连接,所述第三电阻R3的第一端与所述第一稳压管D1的阳极连接,所述第三电阻R3的第二端与所述分压检测模块 201的第二输出端连接。

具体的,所述分压检测模块201通过所述第一电阻R1、所述第二电阻R2、所述第一稳压管D1和所述第三电阻R3串联,使得所述第三电阻R3分压,从而将所述电路输入端DC_IN的电压反馈到所述欠压保护模块202,进而控制所述输出控制模块203的开通与关断。

如图3所示,本实施例中的所述输出控制模块203包括第四电阻R4、第五电阻 R5、第一电容C1、第六电阻R6和第二开关管Q2,所述第四电阻R4的第一端与所述电路输入端DC_IN连接,所述第四电阻R4的第二端与所述输出控制模块203的第一输入端连接,所述第五电阻R5的第一端与所述第四电阻R4的第二端连接,所述第五电阻R5的第二端与所述第一电容C1的第一端连接,所述第一电容C1的第二端与所述电路输入端DC_IN连接,所述第六电阻R6的第一端与所述第五电阻 R5的第二端连接,所述第六电阻R6的第二端与所述第二开关管Q2的控制端连接,所述第二开关管Q2的输入端与所述电路输入端DC_IN连接,所述第二开关管Q2 的输出端与所述输出控制模块203的输出端连接。

具体的,当所述电路输入端DC_IN的电压低于正常工作电压时,所述输出控制模块203的第一输入端的电位通过所述第四电阻R4、所述第五电阻R5和所述第六电阻R6被拉高,所述第二开关管Q2的控制端的电位被拉高,使所述第二开关管Q2关断,导致所述输出控制模块203关断,所述电路输出端DC_OUT无输出,从而使电源电压保护电路断电,实现电源电压的欠压保护。

在本实施例中,所述第二开关管Q2为PNP型三极管,所述第二开关管Q2的控制端为PNP型三极管的基极,所述第二开关管Q2的输入端为PNP型三极管的发射极,所述第二开关管Q2的输出端为PNP型三极管的集电极;或,

所述第二开关管Q2为P沟道MOS管,所述第二开关管Q2的控制端为P沟道 MOS管的栅极,所述第二开关管Q2的输入端为P沟道MOS管的源极,所述第二开关管Q2的输出端为P沟道MOS管的漏极。

如图3所示,本实施例中的所述第四电阻R4、所述第五电阻R5和所述第一电容C1组成放电回路,当所述电路输入端DC_IN的电压掉电时,通过所述放电回路可以避免电源电压保护电路出现电压反弹问题,实现电源电压的掉电保护。

下面对本实用新型实施例提供的电源电压保护电路的具体工作过程进行详细描述:

所述电路输入端DC_IN连接所述电路的供电电源,当所述电路输入端DC_IN 的电压低于正常工作电压时,通过与所述电路输入端DC_IN连接的所述第一电阻 R1、所述第二电阻R2、所述第一稳压管D1和所述第三电阻R3串联,使得所述第三电阻R3分压,将所述电路输入端DC_IN的电压反馈到所述第一开关管Q1的控制端,由于所述电路输入端DC_IN的电压低于正常工作电压,所述第一开关管Q1 的控制端电压降低,使所述第一开关管Q1关断,则所述第二开关管Q2的控制端的电位通过所述第四电阻R4、所述第五电阻R5和所述第六电阻R6被拉高,使得所述第二开关管Q2关断,导致所述电路输出端DC_OUT无输出,从而控制电源电压保护电路断电,实现电源电压的欠压保护。

当所述电路输入端DC_IN的电压掉电时,通过与所述电路输入端DC_IN连接的所述第四电阻R4、所述第五电阻R5和所述第一电容C1组成放电回路,避免电源电压保护电路出现电压反弹问题,实现电源电压的掉电保护。

因此,本实用新型实施例所提供的电源电压保护电路,既实现了电源电压的欠压保护,又实现了电源电压的掉电保护,从而提高了电路的可靠性。

结合图4和图5所示,其中,图4是本实用新型提供的一种电源电压保护电路的另一个优选实施例的电路方框图,图5是本实用新型提供的一种电源电压保护电路的另一个优选实施例的电路原理图。

本实用新型实施例提供的电源电压保护电路在图2和图3提供的一种电源电压保护电路的一个优选实施例的基础上,还包括过压保护模块204,所述过压保护模块204的输入端与所述分压检测模块201的第三输出端连接,所述过压保护模块204的输出端与所述输出控制模块203的第二输入端连接;其中,所述过压保护模块204包括第三开关管Q3,所述第三开关管Q3的控制端与所述过压保护模块 204的输入端连接,所述第三开关管Q3的输入端与所述电路输入端DC_IN连接,所述第三开关管Q3的输出端与所述过压保护模块204的输出端连接。

具体的,所述电路输入端DC_IN连接电源电压保护电路的供电电源,当所述电路输入端DC_IN的电压高于正常工作电压时,与所述电路输入端DC_IN连接的所述分压检测模块201的第三输出端输出一控制信号至所述过压保护模块204的输入端,使得所述过压保护模块204的输出端输出另一控制信号至所述输出控制模块203的第二输入端,导致所述输出控制模块203关断,所述电路输出端 DC_OUT无输出,从而使电源电压保护电路断电,实现电源电压的过压保护。

需要说明的是,当所述电路输入端DC_IN的电压高于正常工作电压时,所述分压检测模块201的第三输出端电压升高,与所述分压检测模块201的第三输出端连接的所述第三开关管Q3的控制端电压升高,使所述第三开关管Q3开通,拉高所述过压保护模块204的输出端的电位,与所述过压保护模块204的输出端连接的所述输出控制模块203的第二输入端电压升高,导致所述输出控制模块203关断,所述电路输出端DC_OUT无输出,从而使电源电压保护电路断电,实现电源电压的过压保护。

需要说明的是,本实施例中的所述分压检测模块201、所述欠压保护模块202 以及所述输出控制模块203均与图2和图3提供的一种电源电压保护电路的一个优选实施例中的所述分压检测模块201、所述欠压保护模块202以及所述输出控制模块203的结构相同,电路原理也相同,因此,这里不再赘述。

本实用新型实施例所提供的电源电压保护电路,将输出控制模块连接在电路输出端和欠压保护模块、过压保护模块之间,当电源电压保护电路的电源电压低于正常工作电压时,通过欠压保护模块控制输出控制模块关断,使得电路输出端无输出,从而控制电源电压保护电路断电,实现电源电压的欠压保护;当电源电压保护电路的电源电压高于正常工作电压时,通过过压保护模块控制输出控制模块关断,使得电路输出端无输出,从而控制电源电压保护电路断电,实现电源电压的过压保护;本实用新型实施例所提供的电源电压保护电路,既实现了电源电压的欠压保护,又实现了电源电压的过压保护,从而提高了电路的可靠性。

如图5所示,第一电阻R1的第二端与所述分压检测模块201的第三输出端连接,第六电阻R6的第二端与所述输出控制模块203的第二输入端连接。

具体的,所述分压检测模块201通过所述第一电阻R1、所述第二电阻R2、所述第一稳压管D1和所述第三电阻R3串联,使得所述第二电阻R2、所述第一稳压管D1和所述第三电阻R3分压,从而将所述电路输入端DC_IN的电压反馈到所述过压保护模块204,进而控制所述输出控制模块203的开通与关断。

具体的,当所述电路输入端DC_IN的电压高于正常工作电压时,所述输出控制模块203的第二输入端的电位被拉高,所述第二开关管Q2的控制端的电位被拉高,使所述第二开关管Q2关断,导致所述输出控制模块203关断,所述电路输出端DC_OUT无输出,从而使电源电压保护电路断电,实现电源电压的过压保护。

在本实施例中,所述第三开关管Q3为NPN型三极管,所述第三开关管Q3的控制端为NPN型三极管的基极,所述第三开关管Q3的输入端为NPN型三极管的集电极,所述第三开关管Q3的输出端为NPN型三极管的发射极;或,

所述第三开关管Q3为N沟道MOS管,所述第三开关管Q3的控制端为N沟道 MOS管的栅极,所述第三开关管Q3的输入端为N沟道MOS管的漏极,所述第三开关管Q3的输出端为N沟道MOS管的源极。

下面对本实用新型实施例提供的电源电压保护电路的具体工作过程进行详细描述:

所述电路输入端DC_IN连接所述电路的供电电源,当所述电路输入端DC_IN 的电压低于正常工作电压时,通过与所述电路输入端DC_IN连接的所述第一电阻 R1、所述第二电阻R2、所述第一稳压管D1和所述第三电阻R3串联,使得所述第三电阻R3分压,将所述电路输入端DC_IN的电压反馈到所述第一开关管Q1的控制端,由于所述电路输入端DC_IN的电压低于正常工作电压,所述第一开关管Q1 的控制端电压降低,使所述第一开关管Q1关断,则所述第二开关管Q2的控制端的电位通过所述第四电阻R4、所述第五电阻R5和所述第六电阻R6被拉高,使得所述第二开关管Q2关断,导致所述电路输出端DC_OUT无输出,从而控制电源电压保护电路断电,实现电源电压的欠压保护。

当所述电路输入端DC_IN的电压高于正常工作电压时,通过与所述电路输入端DC_IN连接的所述第一电阻R1、所述第二电阻R2、所述第一稳压管D1和所述第三电阻R3串联,使得所述第二电阻R2、所述第一稳压管D1和所述第三电阻R3 分压,将所述电路输入端DC_IN的电压反馈到所述第三开关管Q3的控制端,由于所述电路输入端DC_IN的电压高于正常工作电压,所述第三开关管Q3的控制端电压升高,使所述第三开关管Q3开通,拉高所述第二开关管Q2的控制端的电位,使得所述第二开关管Q2关断,导致所述电路输出端DC_OUT无输出,从而控制电源电压保护电路断电,实现电源电压的过压保护。

当所述电路输入端DC_IN的电压掉电时,通过与所述电路输入端DC_IN连接的所述第四电阻R4、所述第五电阻R5和所述第一电容C1组成放电回路,避免电源电压保护电路出现电压反弹问题,实现电源电压的掉电保护。

因此,本实用新型实施例所提供的电源电压保护电路,既实现了电源电压的欠压保护,又实现了电源电压的过压保护,还实现了电源电压的掉电保护,从而提高了电路的可靠性。

本实用新型实施例还提供了一种电子设备,包括上述任一实施例所述的电源电压保护电路。

综上,本实用新型实施例所提供的电源电压保护电路和电子设备,将输出控制模块连接在电路输出端和欠压保护模块、过压保护模块之间,当电源电压保护电路的电源电压低于正常工作电压时,通过欠压保护模块控制输出控制模块关断,使得电路输出端无输出,从而控制电源电压保护电路断电,实现电源电压的欠压保护;当电源电压保护电路的电源电压高于正常工作电压时,通过过压保护模块控制输出控制模块关断,使得电路输出端无输出,从而控制电源电压保护电路断电,实现电源电压的过压保护;当电源电压保护电路的电源电压掉电时,通过电阻和电容组成放电回路,从而避免电源电压保护电路出现电压反弹问题,实现电源电压的掉电保护;本实用新型实施例所提供的电源电压保护电路和电子设备,既实现了电源电压的欠压保护,又实现了电源电压的过压保护,还实现了电源电压的掉电保护,从而提高了电路的可靠性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

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