CN110265975B - Ic芯片保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种IC芯片保护电路，该IC芯片保护电路包括：采样比较电路、控制电路、开关电路以及IC芯片反馈电路；采样比较电路用于连接负载端以采集负载端的电压值，并利用电压值与预设稳压值进行对比，确定负载端是否处于欠压或短路状态；控制电路连接采样比较电路，用于在负载端处于欠压或短路状态时生成限压指令发送至开关电路；开关电路连接IC芯片反馈电路，用于在接收限压指令后，限制负载端传输至IC芯片反馈电路的电压；IC芯片反馈电路连接负载端，用于将负载端的输出信号反馈至IC芯片。本发明的IC芯片保护电路，在负载欠压或短路时，可以降低负载端传输至IC芯片的反馈信号的电压，避免IC芯片电压过大而导致损坏。

Description

IC芯片保护电路

技术领域

本发明涉及开关电源领域，具体而言，涉及一种IC芯片保护电路。

背景技术

现有的在升压恒流电路中，一般使用IC芯片(IC，Integrated Circuit，集成电路)来控制负载端的输出，该IC芯片中包括有大量的微电子元器件，例如包括有晶体管、电阻以及电容等。

在利用IC芯片进行负载端的控制时，该IC芯片还需获取负载端的输出信号作为反馈。而在负载端欠压或短路的状态下，负载端输出的电流会瞬间增大，从而使反馈给IC芯片的信号电压增大，导致IC芯片的损坏。

现有技术中，缺少一种在负载端反馈过程中保护IC芯片的电路。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种IC芯片保护电路，以在负载欠压或短路时，可以降低负载端传输至IC芯片的反馈信号的电压，避免IC芯片电压过大而导致损坏。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种IC芯片保护电路，包括采样比较电路、控制电路、开关电路以及IC芯片反馈电路；

所述采样比较电路用于连接负载端以采集所述负载端的电压值，并利用所述电压值与预设稳压值进行对比，确定所述负载端是否处于欠压或短路状态；

所述控制电路连接所述采样比较电路，用于在所述负载端处于欠压或短路状态时生成限压指令发送至所述开关电路；

所述开关电路连接所述IC芯片反馈电路，用于在接收所述限压指令后，限制所述负载端传输至所述IC芯片反馈电路的电压；

所述IC芯片反馈电路连接所述负载端，用于将所述负载端的输出信号反馈至IC芯片。

优选地，所述的IC芯片保护电路中，所述采样比较电路包括有第一电阻、第二电阻、稳压管以及第一三极管；

所述第一电阻一端连接所述负载端的正极，另一端连接所述稳压管，用于将采集的负载端的电压值传输至所述稳压管；

所述稳压管连接所述第一三极管的发射极，用于在所述电压值大于所述稳压管的稳压值时，所述稳压管导通并导通所述第一三极管；

所述第一三极管的基极连接所述第二电阻，所述第二电阻的另一端连接所述负载端的负极；

所述第一三极管的集电极连接所述控制电路，用于在所述第一三极管导通时输出驱动电压至所述控制电路。

优选地，所述的IC芯片保护电路中，所述控制电路包括第二三极管、第三三极管以及驱动电源；

所述第二三极管的基极连接所述第一三极管的集电极，所述第二三极管的集电极用于连接所述驱动电源，所述第二三极管的发射极接地；

所述第三三极管的基极连接所述第二三极管的集电极，所述第三三极管的集电极连接所述驱动电源以及所述开关电路，所述第三三极管的发射极接地。

优选地，所述的IC芯片保护电路中，所述第二三极管的基极与所述第一三极管的集电极之间连接有第三电阻；所述第二三极管的集电极与所述驱动电源之间连接有第四电阻；所述第三三极管的基极与所述第二三极管的集电极之间连接有第五电阻；所述第三三极管的集电极与所述驱动电源之间连接有第六电阻。

优选地，所述的IC芯片保护电路中，所述开关电路包括MOS管以及第七电阻；

所述MOS管的栅极用于连接所述驱动电源以及所述第三三极管的集电极；

所述MOS管的源极用于连接所述IC芯片反馈电路；

所述MOS管的漏级用于连接所述负载端的负极，并通过所述第七电阻连接所述IC芯片反馈电路。

优选地，所述的IC芯片保护电路中，所述IC芯片反馈电路包括IC芯片反馈引脚、第八电阻以及二极管；

所述IC芯片反馈引脚连接所述MOS管的源极，并通过第七电阻连接所述负载端的负极；

所述第八电阻一端连接所述IC芯片反馈引脚，另一端接地；

所述二极管的正极连接所述IC芯片反馈引脚，负极接地。

优选地，所述的IC芯片保护电路中，所述第七电阻的阻值大于10千欧姆。

优选地，所述的IC芯片保护电路中，在所述负载端欠压或短路时，所述稳压管、所述第一三极管以及所述第二三极管不导通，所述第三三极管的基极接收所述驱动电源传输的电能后导通，并在集电极输出低电平至所述MOS管的栅极；所述MOS管的栅极接收所述低电平后不导通，所述负载端的负极的输出信号通过所述第七电阻分压后传输至所述IC芯片反馈引脚。

优选地，所述的IC芯片保护电路中，所述控制电路包括IC1运放芯片、驱动电源以及基准电压；

所述IC1运放芯片的第一引脚连接所述开关电路；

所述IC1运放芯片的第二引脚连接所述基准电压；

所述IC1运放芯片的第三引脚连接所述采样比较电路，并通过电阻接地；

所述IC1运放芯片的第四引脚接地；

所述IC1运放芯片的第八引脚连接所述驱动电源。

优选地，所述的IC芯片保护电路中，所述负载端包括LED灯。

本发明提供一种IC芯片保护电路，该IC芯片保护电路包括采样比较电路、控制电路、开关电路以及IC芯片反馈电路；所述采样比较电路用于连接负载端以采集所述负载端的电压值，并利用所述电压值与预设稳压值进行对比，确定所述负载端是否处于欠压或短路状态；所述控制电路连接所述采样比较电路，用于在所述负载端处于欠压或短路状态时生成限压指令发送至所述开关电路；所述开关电路连接所述IC芯片反馈电路，用于在接收所述限压指令后，限制所述负载端传输至所述IC芯片反馈电路的电压；所述IC芯片反馈电路连接所述负载端，用于将所述负载端的输出信号反馈至IC芯片。本发明的IC芯片保护电路，在负载欠压或短路时，可以降低负载端传输至IC芯片的反馈信号的电压，避免IC芯片电压过大而导致损坏。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。

图1是本发明实施例1提供的一种IC芯片保护电路的结构示意图；

图2是本发明实施例2提供的一种IC芯片保护电路的电路原理图；

图3是本发明实施例3提供的一种IC芯片保护电路的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

实施例1

图1是本发明实施例1提供的一种IC芯片保护电路的结构示意图。

该IC芯片保护电路100包括采样比较电路110、控制电路120、开关电路130以及IC芯片反馈电路140；

所述采样比较电路110用于连接负载端150以采集所述负载端150的电压值，并利用所述电压值与预设稳压值进行对比，确定所述负载端150是否处于欠压或短路状态；

本发明实施例中，该IC芯片一般应用于升压电路中，利用IC芯片发出脉宽调制信号起到升压电路中限制功率的作用，在利用IC芯片进行输出电压的调整时，需要检测负载的电流，并转化为电压反馈至IC芯片的反馈引脚，才可以做到精确限制功率。在一般的升压电路中，该IC芯片的反馈引脚是通过电阻以及二极管连接至负载端150的负极，以获得负载端150的反馈信号，在负载短路或欠压时，该反馈引脚可能会传输高电压至IC芯片中，导致IC芯片的损毁。

本发明实施例中，主要通过IC芯片保护电路100限制负载端150在欠压或短路情况下反馈信号的电压，从而保护IC芯片。其中该IC芯片保护电路100可以应用于各种使用IC芯片的产品设备中，这里不做限定。其中，上述负载端150包括LED灯。该IC芯片保护电路100的采样比较电路110，可以连接LED灯的正负两端，并采集LED灯正负两端的电压，即为负载端150的电压值，再利用该电压值与稳压值进行比较，判断负载端150的输出所处的状态。其中，该电压值大于稳压值时，负载端150的输出处于正常的状态，当电压值小于稳压值时，负载端150的输出处于欠压的状态，当电压值为零时，则负载端150的输出处于短路的状态。

所述控制电路120连接所述采样比较电路110，用于在所述负载端150处于欠压或短路状态时生成限压指令发送至所述开关电路130；

本发明实施例中，该IC芯片保护电路100中包括有控制电路120，该控制电路120连接采样比较电路110，并获取采样比较电路110确定的负载端150的输出状态，并生成相应的指令发送至开关电路130。其中，该相应的指令包括有限压指令，也即在负载端150正常输出的情况下，该控制电路120可以不生成任何指令，该开关电路130以及IC芯片反馈电路140正常工作，使该IC芯片反馈电路140可以直接从负载端150的负极获取输出的反馈信号，并将反馈信号传输至IC芯片中。而在负载端150输出欠压或短路的情况下，生成限压指令发送至开关电路130中，使开关电路130限制负载端150的负极传输至IC芯片反馈电路140的反馈信号的电压。

所述开关电路130连接所述IC芯片反馈电路140，用于在接收所述限压指令后，限制所述负载端150传输至所述IC芯片反馈电路140的电压；

本发明实施例中，该开关电路130中设置有阻值非常大的电阻，例如可以设置有阻值大于10千欧姆的电阻，在负载端150的输出短路或欠压的时候用来与IC芯片反馈电路140进行分压，从而限制负载端150的负极传输至IC芯片反馈电路140的电压。

所述IC芯片反馈电路140连接所述负载端150，用于将所述负载端150的输出信号反馈至IC芯片。

本发明实施例中，该IC芯片反馈电路140用于获取负载端150的输出信号，并反馈至IC芯片中，以便IC芯片控制负载的升压电路进行负载电压的调制。该IC芯片设置有反馈引脚，通过反馈引脚与IC芯片反馈电路140连接，获取反馈信号。其中，上述负载端包括LED灯。

实施例2

图2是本发明实施例2提供的一种IC芯片保护电路的电路原理图。

该IC芯片保护电路200包括采样比较电路210、控制电路220、开关电路230以及IC芯片反馈电路240；

所述采样比较电路210用于连接负载端250以采集所述负载端250的电压值，并利用所述电压值与预设稳压值进行对比，确定所述负载端250是否处于欠压或短路状态；

所述控制电路220连接所述采样比较电路210，用于在所述负载端250处于欠压或短路状态时生成限压指令发送至所述开关电路230；

所述开关电路230连接所述IC芯片反馈电路240，用于在接收所述限压指令后，限制所述负载端传输至所述IC芯片反馈电路240的电压；

所述IC芯片反馈电路240连接所述负载端，用于将所述负载端的输出信号反馈至IC芯片。

本发明实施例中，上述各个模块更加详细的功能描述可以参考前述实施例中相应部分的内容，在此不再赘述。

本发明实施例中，该采样比较电路210包括有第一电阻21、第二电阻22、稳压管23以及第一三极管24；所述第一电阻21一端连接所述LED灯的正极，另一端连接所述稳压管23，用于将采集的负载端的电压值传输至所述稳压管23；所述稳压管23连接所述第一三极管24的发射极，用于在所述电压值大于所述稳压管23的稳压值时，所述稳压管23导通并导通所述第一三极管24；所述第一三极管24的基极连接所述第二电阻22，所述第二电阻22的另一端连接所述负载端的负极；所述第一三极管24的集电极连接所述控制电路220，用于在所述第一三极管24导通时输出驱动电压至所述控制电路220。

本发明实施例中，该控制电路220包括第二三极管25、第三三极管26以及驱动电源27；所述第二三极管25的基极用于连接所述第一三极管24的集电极，所述第二三极管25的集电极用于连接所述驱动电源27，所述第二三极管25的发射极用于接地；所述第三三极管26的基极用于连接所述第二三极管25的集电极，所述第三三极管26的集电极用于连接所述驱动电源27以及所述开关电路230，所述第三三极管26的发射极用于接地。

本发明实施例中，该第二三极管25的基极与所述第一三极管24的集电极之间连接有第三电阻28；所述第二三极管25的集电极与所述驱动电源27之间连接有第四电阻29；所述第三三极管26的基极与所述第二三极管25的集电极之间连接有第五电阻30；所述第三三极管26的集电极与所述驱动电源27之间连接有第六电阻31。

本发明实施例中，该开关电路230包括MOS管32以及第七电阻33；所述MOS管32的栅极用于连接所述驱动电源27以及所述第三三极管26的集电极；所述MOS管32的源极用于连接所述IC芯片反馈电路240；所述MOS管32的漏级用于连接所述负载端的负极，并通过所述第七电阻33连接所述IC芯片反馈电路240。其中，第七电阻33的阻值大于10千欧姆。

本发明实施例中，该IC芯片反馈电路240包括IC芯片反馈引脚34、第八电阻35以及二极管36；所述IC芯片反馈引脚34用于连接所述MOS管32的源极，并通过第七电阻33连接所述负载端的负极；所述第八电阻35一端用于连接所述IC芯片反馈引脚34，另一端用于接地；所述二极管36的正极用于连接所述IC芯片反馈引脚34，负极用于接地。

本发明实施例的IC芯片保护电路200，在负载端正常工作时，其正负极之间的电压值大于稳压管23的稳压值，此时稳压管23以及第一三极管24导通。在第一三极管24导通的情况下，第一三极管24的集电极输出电压，并经过第三电阻28驱动该第二三极管25，使该第二三极管25导通，并使第二三极管25的集电极输出低电平。而第三三极管26的基极连接第二三极管25的集电极，因此第三三极管26的基极的驱动电压为低电平，使该第三三极管26无法导通。在第三三极管26无法导通的情况下，驱动电源27通过第六电阻31驱动MOS管32的栅极，使MOS管32的源极和漏级相通。在该MOS管32的源极和漏级之间的阻值在相通的情况下非常低，可以忽略不计，因此负载端的负极可以近似认为直接连接至IC芯片反馈引脚34，将负载端输出短信号通过IC芯片反馈引脚34反馈至IC芯片。

本发明实施例的IC芯片保护电路200，在负载端欠压或短路时，其负极之间的电压值小于稳压管23的稳压值，此时稳压管23以及第一三极管24不导通，并且第二三极管25也不导通。而驱动电源27通过第四电阻29和第五电阻30驱动第三三极管26，使第三三极管26导通。而导通后的第三三极管26的集电极输出低电平，使连接集电极的MOS管32无法导通，因此负载端的负极通过第七电阻33后连接到IC芯片反馈引脚34，由于第七电阻33的阻值在10千欧姆以上，消耗了输出信号的大部分电压，使传输至IC芯片反馈引脚34的电压变小，从而保护IC芯片。其中，上述负载端包括LED灯。

本发明实施例的IC芯片保护电路200，采用稳压管、三极管、MOS管和电阻等简单的器件构成恒流输出电路的欠压及短路保护电路，电路简单，调试方便，实用性强并且能够实现PCB小型化。采用三极管和MOS管等开关器件实现控制，开关速度快，使保护速度快，可靠性高。

实施例3

图3是本发明实施例3提供的一种IC芯片保护电路的电路原理图。

该IC芯片保护电路300包括采样比较电路310、控制电路320、开关电路330以及IC芯片反馈电路340；

所述采样比较电路310连接负载端，用于采集所述负载端的电压值，并利用所述电压值与预设稳压值进行对比，确定所述负载端的输出处于欠压或短路状态；

所述控制电路320连接所述采样比较电路310，用于在所述负载端的输出处于欠压或短路状态时生成限压指令发送至所述开关电路330；

所述开关电路330连接所述IC芯片反馈电路340，用于在接收所述限压指令后，限制所述负载端传输至所述IC芯片反馈电路340的电压；

所述IC芯片反馈电路340连接所述负载端，用于将所述负载端的输出信号反馈至IC芯片。

本发明实施例中，上述各个模块更加详细的功能描述可以参考前述实施例中相应部分的内容，在此不再赘述。

本发明实施例中，该控制电路320包括IC1运放芯片321、驱动电源322以及基准电压323；所述IC1运放芯片321的第一引脚用于连接所述开关电路；所述IC1运放芯片321的第二引脚用于连接所述基准电压323；所述IC1运放芯片321的第三引脚用于连接所述采样比较电路，并通过电阻接地；所述IC1运放芯片321的第四引脚用于接地；所述IC1运放芯片321的第八引脚用于连接所述驱动电源322。

本发明实施例中，当负载端欠压或短路时，其负极之间的电压值小于稳压管的稳压值，使采样对比电路310中的稳压管以及三极管均不导通，因此IC1运放芯片321的第三引脚正极输入端通过电阻接地为低电平，第二引脚接基准电压323，第二引脚电压大于第三引脚，因此IC1运放芯片321的输出为零，则开关电路330的MOS管无法导通，负载端分负极则通过大电阻连接IC芯片的反馈引脚，从而保护IC芯片。其中，上述负载端包括LED灯。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种IC芯片保护电路，其特征在于，包括采样比较电路、控制电路、开关电路以及IC芯片反馈电路；

所述采样比较电路用于连接负载端以采集所述负载端的电压值，并利用所述电压值与预设稳压值进行对比，确定所述负载端是否处于欠压或短路状态；

所述控制电路连接所述采样比较电路，用于在所述负载端处于欠压或短路状态时生成限压指令发送至所述开关电路；

所述开关电路连接所述IC芯片反馈电路，用于在接收所述限压指令后，限制所述负载端传输至所述IC芯片反馈电路的电压；

所述IC芯片反馈电路连接所述负载端，用于将所述负载端的输出信号反馈至IC芯片；

其中，所述采样比较电路包括有第一电阻、第二电阻、稳压管以及第一三极管；所述第一电阻一端连接所述负载端的正极，另一端连接所述稳压管，用于将采集的负载端的电压值传输至所述稳压管；所述稳压管连接所述第一三极管的发射极，用于在所述电压值大于所述稳压管的稳压值时，所述稳压管导通并导通所述第一三极管；所述第一三极管的基极连接所述第二电阻，所述第二电阻的另一端连接所述负载端的负极；所述第一三极管的集电极连接所述控制电路，用于在所述第一三极管导通时输出驱动电压至所述控制电路；

其中，所述控制电路包括第二三极管、第三三极管以及驱动电源；所述第二三极管的基极连接所述第一三极管的集电极，所述第二三极管的集电极用于连接所述驱动电源，所述第二三极管的发射极接地；所述第三三极管的基极连接所述第二三极管的集电极，所述第三三极管的集电极连接所述驱动电源以及所述开关电路，所述第三三极管的发射极接地；

其中，所述开关电路包括MOS管以及第七电阻；所述MOS管的栅极用于连接所述驱动电源以及所述第三三极管的集电极；所述MOS管的源极用于连接所述IC芯片反馈电路；所述MOS管的漏级用于连接所述负载端的负极，并通过所述第七电阻连接所述IC芯片反馈电路；

所述第二三极管的基极与所述第一三极管的集电极之间连接有第三电阻。

2.根据权利要求1所述的IC芯片保护电路，其特征在于，所述第二三极管的集电极与所述驱动电源之间连接有第四电阻；所述第三三极管的基极与所述第二三极管的集电极之间连接有第五电阻；所述第三三极管的集电极与所述驱动电源之间连接有第六电阻。

3.根据权利要求1所述的IC芯片保护电路，其特征在于，所述IC芯片反馈电路包括IC芯片反馈引脚、第八电阻以及二极管；

所述IC芯片反馈引脚连接所述MOS管的源极，并通过第七电阻连接所述负载端的负极；

所述第八电阻一端连接所述IC芯片反馈引脚，另一端接地；

所述二极管的正极连接所述IC芯片反馈引脚，负极接地。

4.根据权利要求3所述的IC芯片保护电路，其特征在于，所述第七电阻的阻值大于10千欧姆。

5.根据权利要求3所述的IC芯片保护电路，其特征在于，在所述负载端欠压或短路时，所述稳压管、所述第一三极管以及所述第二三极管不导通，所述第三三极管的基极接收所述驱动电源传输的电能后导通，并在集电极输出低电平至所述MOS管的栅极；所述MOS管的栅极接收所述低电平后不导通，所述负载端的负极的输出信号通过所述第七电阻分压后传输至所述IC芯片反馈引脚。

6.根据权利要求1所述的IC芯片保护电路，其特征在于，所述控制电路包括IC1运放芯片、驱动电源以及基准电压；

所述IC1运放芯片的第一引脚连接所述开关电路；

所述IC1运放芯片的第二引脚连接所述基准电压；

所述IC1运放芯片的第三引脚连接所述采样比较电路，并通过电阻接地；

所述IC1运放芯片的第四引脚接地；

所述IC1运放芯片的第八引脚连接所述驱动电源。

7.根据权利要求1至6任一项所述的IC芯片保护电路，其特征在于，所述负载端包括LED灯。