CN114156836B - 高压放电保护电路、高压放电器和用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及放电保护电路结构技术领域，具体公开了一种高压放电保护电路、高压放电器和用电设备，其中，该电路包括：分压电路、保护电路、放电电路、第一场效应管和热敏电阻；保护电路包括：第一电阻、第二电阻和稳压电路；第一电阻的一端作为保护电路的第一端与分压电路的第一端以及第二电阻的一端连接；第二电阻的另一端作为保护电路的第二端与稳压电路的第一端以及第一场效应管的栅极连接；第一电阻的另一端与稳压电路的第二端连接；稳压电路的第三端与热敏电阻的一端连接；热敏电阻的另一端与放电电路的第一端连接；第一场效应管的漏极与放电电路的第二端连接；第一场效应管的源极与分压电路的第二端以及所述稳压电路的第四端连接。

Description

高压放电保护电路、高压放电器和用电设备

技术领域

本发明涉及放电保护电路结构技术领域，具体涉及一种高压放电保护电路、高压放电器和用电设备。

背景技术

随着时代的发展需求，用电设备对电源产品的需求越来越高，也越来越多样化。很多用电设备需要在不工作的时候需要放掉剩余的电量以保证设备以及人身的安全，同时，提高设备的使用寿命及可靠性。因此，目前绝大多数用电设备中均会设置放电电路，以在不工作时放掉多余的电量。但是，现有的放电电路结构简单，在实现放电的过程中，容易使放电元件过热损坏。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本申请实施方式提供了一种高压放电保护电路、高压放电器和用电设备，该高压放电保护电路可以在保证正常放电的同时，避免放电元件在放电过程中过热损坏。

第一方面，本申请的实施方式提供了一种高压放电保护电路，包括：

分压电路、保护电路、放电电路、第一场效应管和热敏电阻；

保护电路包括：第一电阻、第二电阻和稳压电路；

第一电阻的一端作为保护电路的第一端，与分压电路的第一端，以及第二电阻的一端连接；

第二电阻的另一端作为保护电路的第二端，与稳压电路的第一端，以及第一场效应管的栅极连接；

第一电阻的另一端，与稳压电路的第二端连接；

稳压电路的第三端，与热敏电阻的一端连接；

热敏电阻的另一端，与放电电路的第一端连接；

第一场效应管的漏极，与放电电路的第二端连接；

第一场效应管的源极，与分压电路的第二端，以及所述稳压电路的第四端连接；

其中，热敏电阻与放电电路中的放电电阻之间的距离小于第一阈值，在放电电阻的温度达到第二阈值时，热敏电阻的阻值达到第三阈值，拉低稳压电路的电压，将第一场效应管导通，使放电电路的停止放电。

在本发明的一个实施例中，稳压电路包括：第三电阻、第四电阻、第一稳压管、第二稳压管和第二场效应管；

其中，第三电阻的一端作为稳压电路的第三端，与第一稳压管的参考极连接；

第三电阻的另一端，与第一稳压管的阳极连接；

第一稳压管的阴极作为稳压电路的第二端，与第二稳压管的阴极连接；

第二稳压管的阳极，与第二场效应管的栅极，以及第四电阻的一端连接；

第二场效应管的源极作为稳压电路的第四端，与第一稳压管的阳极以及第四电阻的另一端连接；

第二场效应管的漏极为稳压电路的第一端。

在本发明的一个实施例中，第一稳压管为TL431可控精密稳压源，第二场效应管为绝缘栅耗尽型N沟道场效应管。

在本发明的一个实施例中，分压电路包括：第五电阻、第六电阻、二极管、第三稳压管和极性电容；

其中，第五电阻的一端作为分压电路的第二端，与待放电设备的一端连接；

第五电阻的另一端，与二极管的输入端，以及第六电阻的一端连接；

第六电阻的另一端，与待放电设备的另一端连接；

二极管的输出端，作为分压电路的第一端，与极性电容的正极，以及第三稳压管的阴极连接；

极性电容的负极和第三稳压管的阳极，与第五电阻的一端连接。

在本发明的一个实施例中，放电电路包括：控制器、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、放电开关管和放电电阻；

其中，控制器的副边的第一端作为放电电路的第二端，与第六电阻的一端，以及第七电阻的一端连接；

控制器的副边的第二端，与第八电阻的一端连接；

第八电阻的另一端为放电电路的第一端；

第七电阻的另一端，与第九电阻的一端，以及放电开关管的第一端连接；

第六电阻的另一端，与第九电阻的另一端，以及放电开关管的第二端连接；

放电开关管的第三端，与放电电阻的一端连接；

放电电阻的另一端，与待放电设备的一端连接。

在本发明的一个实施例中，控制器包括光电耦合器，其中，控制器的原边为光电耦合器的受光器，控制器的副边为光电耦合器的发光源。

在本发明的一个实施例中，放电开关管为绝缘栅双极型晶体管，其中，放电开关管的第一端为绝缘栅双极型晶体管的门极，放电开关管的第二端为绝缘栅双极型晶体管的发射极，放电开关管的第三端为绝缘栅双极型晶体管的集电极。

在本发明的一个实施例中，热敏电阻为负温度系数的热敏电阻。

第二方面，本申请实施方式提供一种高压放电器，该高压放电器包括本发明实施例第一方面公开的高压放电保护电路。

第三方面，本申请实施方式提供一种用电设备，该用电设备包括如本发明实施例第一方面公开的高压放电保护电路和/或第二方面公开的高压放电器。

实施本申请实施方式，具有如下有益效果：

可以看出，在本申请实施方式中，通过设置于放电电阻附近的热敏电阻，在放电电阻的温度达到过热损坏阈值时，热敏电阻的阻值会同步达到第三阈值，从而拉低稳压电路的电压，将第一场效应管导通，使放电电路的停止放电，从而防止放电电阻过热损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式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申请的一些实施方式，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为本申请实施方式提供的一种高压放电保护电路的电路框图；

图2为本申请实施方式提供的一种稳压电路的结构示意图；

图3为本申请实施方式提供的一种高压放电保护电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施方式”意味着，结合实施方式描述的特定特征、结果或特性可以包含在本申请的至少一个实施方式中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施方式，也不是与其它实施方式互斥的独立的或备选的实施方式。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施方式可以与其它实施方式相结合。

参阅图1，图1为本申请实施方式提供的一种高压放电保护电路的电路框图，该高压放电保护电路包括：分压电路101、保护电路102、放电电路103、第一场效应管104和热敏电阻105。

在本实施方式中，保护电路102包括：第一电阻112、第二电阻122和稳压电路132。其中，第一电阻112的一端作为保护电路102的第一端与分压电路101的第一端以及第二电阻122的一端连接；第二电阻122的另一端作为保护电路102的第二端与稳压电路132的第一端以及第一场效应管104的栅极连接；第一电阻112的另一端与稳压电路132的第二端连接；稳压电路132的第三端与热敏电阻105的一端连接；热敏电阻105的另一端与放电电路103的第一端连接；第一场效应管104的漏极与放电电路103的第二端连接；第一场效应管104的源极与分压电路101的第二端连接以及稳压电路的第四端。

在本实施方式中，热敏电阻105与放电电路103中的放电电阻(即放电元件)之间的距离小于第一阈值，且热敏电阻105为负温度系数的热敏电阻。基于此，在放电电阻的温度达到第二阈值时，热敏电阻105的阻值降到第三阈值，继而拉低稳压电路的电压，将第一场效应管104导通，使放电电路103停止放电，从而避免放电电路中的放电电阻过热损坏。

在本实施方式中，给出了一种稳压电路的结构示意图，如图2所示，该稳压电路可以包括：第三电阻133、第四电阻134、第一稳压管135、第二稳压管136和第二场效应管137。

具体而言，第三电阻133的一端作为稳压电路132的第三端与第一稳压管135的参考极连接；第三电阻133的另一端与第一稳压管135的阳极连接；第一稳压管135的阴极作为稳压电路132的第二端与第二稳压管136的阴极连接；第二稳压管136的阳极与第二场效应管137的栅极以及第四电阻134的一端连接；第四电阻134的另一端与第一稳压管135的阳极连接；第二场效应管137的源极作为稳压电路132的第四端与第一稳压管135的阳极连接；第二场效应管137的漏极为稳压电路132的第一端。

基于此，当放电电阻的温度逐渐升高时，热敏电阻105的阻值会随着温度的升高而不断减小，继而在放电电阻的温度达到第二阈值时，热敏电阻105的阻值降到第三阈值。此时，由于稳压电路132的第三端(即图2中的B点)与热敏电阻105连接，热敏电阻105阻值的减小使稳压电路132的第三端的电压随之上升。当稳压电路132的第三端的电压达到第四阈值时，由于第一稳压管135的作用，导致图2中C点的电压降低，从而使第二场效应管137截止，而第一场效应管104导通，使放电电路103停止放电，从而避免放电电路中的放电电阻过热损坏。

在可选的实施方式中，第一稳压管135可以是TL431可控精密稳压源，第二场效应管137可以是绝缘栅耗尽型N沟道场效应管。

同时，在本实施方式中，将以图2所示的稳压电路为例，对本申请所提出的高压放电保护电路进行具体说明：

参阅图3，图3为本申请实施方式提供的一种高压放电保护电路的结构示意图，该高压放电保护电路包括：分压电路301、保护电路401、放电电路501、第一场效应管601和热敏电阻701。

在本实施方式中，分压电路301可以包括：第五电阻302、第六电阻303、二极管304、第三稳压管305和极性电容306。

具体而言，第五电阻302的一端作为分压电路301的第二端与待放电设备801连接；第五电阻302的另一端与二极管304的输入端以及第六电阻303的一端连接；第六电阻303的另一端与待放电设备801连接；二极管304的输出端作为分压电路301的第一端与极性电容306的正极以及第三稳压管305的阴极连接；极性电容306的负极和第三稳压管305的阳极与第五电阻302的一端连接。

同时，在本实施方式中，放电电路501可以包括：控制器502、第六电阻503、第七电阻504、第八电阻505、第九电阻506、放电开关管507和放电电阻508。

具体而言，控制器502的副边522的第一端作为放电电路501的第二端与第六电阻503的一端以及第七电阻504的一端连接；控制器502的副边522的第二端与第八电阻505的一端连接；控制器502的原边512与外部控制电路或控制设备连接；第八电阻505的另一端为放电电路501的第一端；第七电阻504的另一端与第九电阻506的一端以及放电开关管507的第一端连接；第六电阻503的另一端与第九电阻506的另一端以及放电开关管507的第二端连接；放电开关管507的第三端与放电电阻508的一端连接；放电电阻508的另一端与待放电设备801连接。

在可选的实施方式中，控制器502可以是光电耦合器，其中，控制器502的原边512可以是光电耦合器的受光器，控制器502的副边522可以是光电耦合器的发光源。

在可选的实施方式中，放电开关管507可以是绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGate Bipolar Transistor，IGBT)，其中，放电开关管507的第一端可以是绝缘栅双极型晶体管的门极，放电开关管507的第二端可以是绝缘栅双极型晶体管的发射极，放电开关管507的第三端可以是绝缘栅双极型晶体管的集电极。

以下，将对该高压放电保护电路的工作原理进行说明：

具体而言，本申请所提出的高压放电保护电路在待放电设备801通过第五电阻302和第六电阻303分压到C点的电压小于第五阈值时，第二场效应管137被阻断，第一场效应管601被导通。继而第一场效应管601拉低放电开关管507的驱动，导致无论控制器502的副边522是否发出信号，放电开关管507都无法导通，放电电阻508无法正常放电。由此，可以避免放电开关管507工作于放大区工作而使放电开关管507烧坏。而当C点的电压大于第五阈值时，第二场效应管137被导通，同时第一场效应管601被阻断，此时，放电开关管507可以随着控制器502的副边522发出的信号而进行正常的放电工作。

同时，在本实施方式中，热敏电阻701为负温度系数的热敏电阻，且被设置于放电电阻508的附近，两者之间的距离小于第一阈值。继而，在放电电阻508的温度达到第二阈值时，热敏电阻701的阻值也会随着放电电阻508的温度的升高降到第三阈值。此时，电路中的B点的电压会随着热敏电阻701阻值的增大而随之上升，当B点的电压达到第四阈值时，由于第一稳压管135的作用，导致C点的电压降低，从而使第二场效应管137被阻断，而第一场效应管601被导通，使放电电路501的停止放电，从而避免放电电路中的放电电阻过热损坏。

此外，在一个可能的实施方式中，本发明实施方式提供一种高压放电器，该高压放电器包括上述任一发明实施方式所提供的高压放电保护电路。

具体而言，高压放电器中的高压放电保护电路与上述任一发明实施方式中描述的高压放电保护电路相同，在此不再叙述。

在一个可能的实施方式中，本发明实施方式提供一种用电设备，该用电设备包括上述任一发明实施方式提供的高压放电保护电路或者上述发明实施方式提供的高压放电器。

其中，用电设备中的高压放电保护电路与上述任一发明实施例中描述的高压放电保护电路相同，在此不再叙述。

需要说明的是，对于前述的各发明实施方式，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施方式均属于可选实施方式，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

在上述实施方式中，对各个实施方式的描述都各有侧重，某个实施方式中没有详述的部分，可以参见其他实施方式的相关描述。

在本申请所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。

另外，在本申请各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件程序模块的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解上述实施方式的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁盘或光盘等。

以上对本申请实施方式进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种高压放电保护电路，其特征在于，所述电路包括：

分压电路、保护电路、放电电路、第一场效应管和热敏电阻；

所述保护电路包括：第一电阻、第二电阻和稳压电路；

所述第一电阻的一端作为所述保护电路的第一端，与所述分压电路的第一端，以及所述第二电阻的一端连接；

所述第二电阻的另一端作为所述保护电路的第二端，与所述稳压电路的第一端，以及所述第一场效应管的栅极连接；

所述第一电阻的另一端，与所述稳压电路的第二端连接；

所述稳压电路的第三端，与所述热敏电阻的一端连接；

所述热敏电阻的另一端，与所述放电电路的第一端连接；

所述第一场效应管的漏极，与所述放电电路的第二端连接；

所述第一场效应管的源极，与所述分压电路的第二端，以及所述稳压电路的第四端连接；

其中，所述热敏电阻与所述放电电路中的放电电阻之间的距离小于第一阈值，在所述放电电阻的温度达到第二阈值时，所述热敏电阻的阻值达到第三阈值，拉低所述稳压电路的电压，将所述第一场效应管导通，使所述放电电路停止放电。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，

所述稳压电路包括：第三电阻、第四电阻、第一稳压管、第二稳压管和第二场效应管；

其中，所述第三电阻的一端作为所述稳压电路的第三端，与所述第一稳压管的参考极连接；

所述第三电阻的另一端，与所述第一稳压管的阳极连接；

所述第一稳压管的阴极作为所述稳压电路的第二端，与所述第二稳压管的阴极连接；

所述第二稳压管的阳极，与所述第二场效应管的栅极以及所述第四电阻的一端连接；

所述第二场效应管的源极作为所述稳压电路的第四端，与所述第一稳压管的阳极以及所述第四电阻的另一端连接；

所述第二场效应管的漏极为所述稳压电路的第一端。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，

所述第一稳压管为TL431可控精密稳压源；

所述第二场效应管为绝缘栅耗尽型N沟道场效应管。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，

所述分压电路包括：第五电阻、第六电阻、二极管、第三稳压管和极性电容；

其中，所述第五电阻的一端作为所述分压电路的第二端，与待放电设备的一端连接；

所述第五电阻的另一端，与所述二极管的输入端，以及所述第六电阻的一端连接；

所述第六电阻的另一端，与所述待放电设备的另一端连接；

所述二极管的输出端，作为所述分压电路的第一端，与所述极性电容的正极，以及所述第三稳压管的阴极连接；

所述极性电容的负极和所述第三稳压管的阳极，与所述第五电阻的一端连接。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，

所述放电电路包括：控制器、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、放电开关管和所述放电电阻；

其中，所述控制器的副边的第一端作为所述放电电路的第二端，与所述第六电阻的一端，以及所述第七电阻的一端连接；

所述控制器的副边的第二端，与所述第八电阻的一端连接；

所述第八电阻的另一端为所述放电电路的第一端；

所述第七电阻的另一端，与所述第九电阻的一端，以及所述放电开关管的第一端连接；

所述第六电阻的另一端，与所述第九电阻的另一端，以及所述放电开关管的第二端连接；

所述放电开关管的第三端，与所述放电电阻的一端连接；

所述放电电阻的另一端，与待放电设备的一端连接。

6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，

所述控制器包括光电耦合器，其中，所述控制器的原边为所述光电耦合器的受光器，所述控制器的副边为所述光电耦合器的发光源。

7.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，

所述放电开关管为绝缘栅双极型晶体管，其中，所述放电开关管的第一端为所述绝缘栅双极型晶体管的门极，所述放电开关管的第二端为所述绝缘栅双极型晶体管的发射极，放电开关管的第三端为所述绝缘栅双极型晶体管的集电极。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的电路，其特征在于，

所述热敏电阻为负温度系数的热敏电阻。

9.一种高压放电器，其特征在于，所述高压放电器包括如权利要求1-8中任意一项所述的电路。

10.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括如权利要求9所述的高压放电器。

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