CN206323124U - 一种过欠压保护电路、背光电路及液晶电视机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种过欠压保护电路、背光电路及液晶电视机，其过欠压保护电路包括电源输入端口、电源输出端口、基准端输入有设定的基准电压的一电压比较器、第一采样电路、第二采样电路、用于控制所述第一采样电路通断的第一开关电路以及用于控制所述电源输入端口与所述电源输出端口两者之间的通断的第二开关电路；其中，所述第一采样电路的采样系数比所述第二采样电路的采样系数大。本实用新型还提供了一种背光电路以及液晶电视机。本实用新型通过一个电压比较器就可以实现电路的过压保护与欠压保护的功能，因此本实用新型的电路结构简单且生产成本低。

Description

一种过欠压保护电路、背光电路及液晶电视机

技术领域

本实用新型涉及电路设计技术领域，尤其是涉及一种过欠压保护电路、背光电路及液晶电视机。

背景技术

在电子设备的工作电路中，当工作电路的输入电压过高或者过低时都会影响到工作电路的正常工作。为了保证电子设备的工作电路的正常工作，一般都会在工作电路中应用有过欠压保护电路，当工作电路的电压过高或者过低时，过欠压保护电路可以停止工作电路中的输入电压的输出，从而可以保护工作电路。例如，在液晶电视机的非隔离升压式背光电路中，当背光电路的输入电压过高时，会引起背光微亮，当输入电压过低时，升压比过大，会造成背光电路工作不稳定，而通过在背光电路中应用过欠压保护电路则可以在背光的输入电压过高或者过低时停止背光电路的输入电压的输出，从而可以保护背光电路。

但是现有的过欠压保护电路一般都会包括有两个电压比较器，其中一个电压比较器用于过压保护，另一个电压比较器用于欠压保护。例如现有的一种过欠压保护电路，如图1所示，其包括两个电压比较器：U1A以及U1B。其中，取样电压分为两路，其中一路取样电压经R1、R2、R3、R4分压后输入其中电压比较器U1A的3脚，如取样电压高于电压比较器U1A的2脚的基准电压，电压比较器U1A的1脚输出高电平，从而让后续电路(例如与输出端连接的控制器)根据该高电平去控制电路的关断，从而达到过压保护；另一路取样电压经R7、R8、R9、R10分压后输入电压比较器U1B的6脚，如取样电压低于电压比较器U1B的5脚的基准电压，电压比较器U1B的7脚输出高电平，从而让后续电路(例如与输出端连接的控制器)根据该高电平去控制电路的关断，从而达到欠压保护。由于现有的过欠压保护电路需要使用两个电压比较器，因此电路较复杂，而且生产成本较高。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种电路结构简单且生产成本低的过欠压保护电路、且还在于提供包括所述过欠压保护电路的背光电路以及包括所述背光电路的液晶电视机。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供了一种过欠压保护电路，其包括电源输入端口、电源输出端口、基准端输入有设定的基准电压的一电压比较器、第一采样电路、第二采样电路、用于控制所述第一采样电路通断的第一开关电路以及用于控制所述电源输入端口与所述电源输出端口两者之间的通断的第二开关电路；其中，所述第一采样电路的采样系数比所述第二采样电路的采样系数大；

所述第一采样电路的输入端与所述电源输入端口连接，所述第一采样电路的采样端与所述第一开关电路的输入端连接，所述第一开关电路的受控端与所述电源输入端口连接，所述第一开关电路的输出端与所述电压比较器的比较端连接；所述第二采样电路的输入端与所述电源输入端连接，所述第二采样电路的采样端与所述电压比较器的检测端连接；所述电压比较器的输出端与所述第二开关电路的受控端连接，所述第二开关电路的输入端与所述电源输入端口连接，所述第二开关电路的输出端与所述电源输出端口连接。

优选地，所述第一开关电路包括稳压二极管、至少一个第一电阻、第一NPN三极管以及至少一个二极管，所述稳压二极管的负极与所述电源输入端口连接，所述稳压二极管的正极通过所述第一电阻与所述第一NPN三极管的基极连接，所述第一NPN三极管的集电极与所述第一采样电路的采样端连接，所述第一NPN三极管的发射极接地；所述二极管的正极连接于所述第一NPN三极管的集电极与所述第一采样电路的采样端之间，所述二极管的负极与所述电压比较器的比较端连接。

优选地，所述第一采样电路包括至少一个第二电阻以及至少一个第三电阻，所述第二电阻的一端与所述电源输入端连接，所述第二电阻的另一端与所述第一开关电路的输入端连接，所述第三电阻的一端与所述第一开关电路的输出端连接，所述第三电阻的另一端接地。

优选地，所述第二采样电路包括至少一个第三电阻以及至少一个第四电阻，所述电源输入端依次通过所述第四电阻与所述第三电阻接地，所述电压比较器的比较端连接于所述第三电阻与所述第四电阻之间。

优选地，所述电压比较器的型号为TL431，所述TL431的参考极分别与所述第一开关电路的输出端以及所述第二采样电路的采样端连接，所述TL431的阴极分别与所述第二开关电路的受控端以及所述电源输入端口连接，所述TL431的阳极接地。

优选地，所述第二开关电路包括第二NPN三极管、P型MOS管、至少一个第五电阻以及至少一个第六电阻，所述第五电阻的一端与所述电源输入端口连接，所述第五电阻的另一端与所述电压比较器的输出端连接，所述第二NPN三极管的基极连接于所述电压比较器的输出端以及所述第五电阻之间，所述第二NPN三极管的发射极接地，所述NPN三极管的集电极与所述P型MOS管的栅极连接，所述P型MOS管的源极与所述电源输入端口连接，所述P型MOS管的漏极与所述电源输出端口连接，所述第六电阻的一端与所述P型MOS管的源极连接，所述第六电阻的另一端与所述P型MOS管的栅极连接。

本实用新型另外一方面提供了一种背光电路，其包括如上所述的过欠压保护电路。

本实用新型另外一方面还提供了一种液晶电视机，其包括如上所述的背光电路。

本实用新型提供的所述过欠压保护电路、包括所述过欠压保护电路的所述背光电路以及包括所述背光电路的所述液晶电视机，当所述电源输入端口输入的电压低于欠压保护电压时，与所述电源输入端口连接的所述第一开关电路的受控端的电压不够因此不会断开所述第一采样电路，此时所述第一采样电路的采样端以及所述第二采样电路的采样端均与所述电压比较器的比较端连接，由于第一采样电路的采样系数大，因此所述电压比较器的比较端的采样电压比其基准端的基准电压高，从而使得所述电压比较器的输出端输出一个控制所述第二开关电路的断开的电平信号，进而使得所述电源输入端口与所述电源输出端口两者的连接断开，因此可以达到欠压保护的功能。当所述电源输入端口输入的电压高于欠压保护电压且低于过压保护电压时，与所述电源输入端口连接的所述第一开关电路的受控端的电压可以达到偏置电压，因此所述第一开关电路断开所述第一采样电路，这时由于所述第二采样电路的采样系数较低，因此所述电压比较器的比较端的采样电压比其基准端的基准电压低，从而使得所述电压比较器的输出端输出一个控制所述第二开关电路闭合的电平信号，进而使得所述电源输入端口与所述电源输出端口两者导通连接，因此电路可以正常工作。当所述电源输入端口输入的电压高于过压保护电压时，所述第二采样电路的采样端的电压会很高从而使得所述电压比较器的比较端的采样电压比其基准端的基准电压高，从而使得所述电压比较器的输出端输出一个控制所述第二开关电路的断开的电平信号，进而使得所述电源输入端口与所述电源输出端口两者的连接断开，因此可以达到过压保护的功能。综上所述，本实用新型通过一个电压比较器就可以达到过压保护以及欠压保护的功能，因此相对于现有技术而言，本实用新型的电路结构简单且生产成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是现有技术提供的一种过欠压保护电路的电路图；

图2是本实用新型实施例提供的一种过欠压保护电路的电路图；

图3是本实用新型实施例提供的一种优选的过欠压保护电路的电路图。

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做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。

请参见图2，本实用一方面提供了一种过欠压保护电路，其包括电源输入端口Vn、电源输出端口Vo、基准端输入有设定的基准电压的一电压比较器U1、第一采样电路1、第二采样电路2、用于控制所述第一采样电路1通断的第一开关电路3以及用于控制所述电源输入端口Vn与所述电源输出端口Vo两者之间的通断的第二开关电路4；其中，所述第一采样电路1的采样系数比所述第二采样电路2的采样系数大；

所述第一采样电路1的输入端与所述电源输入端口Vn连接，所述第一采样电路1的采样端与所述第一开关电路3的输入端连接，所述第一开关电路3的受控端与所述电源输入端口Vn连接，所述第一开关电路3的输出端与所述电压比较器U1的比较端连接；所述第二采样电路2的输入端与所述电源输入端连接，所述第二采样电路2的采样端与所述电压比较器U1的检测端连接；所述电压比较器U1的输出端与所述第二开关电路4的受控端连接，所述第二开关电路4的输入端与所述电源输入端口Vn连接，所述第二开关电路4的输出端与所述电源输出端口Vo连接。

在本实用新型实施例中，当所述电源输入端口Vn输入的电压低于欠压保护电压时，与所述电源输入端口Vn连接的所述第一开关电路3的受控端的电压不够因此不会断开所述第一采样电路1，此时所述第一采样电路1的采样端以及所述第二采样电路2的采样端均与所述电压比较器U1的比较端连接，由于第一采样电路1的采样系数大，因此所述电压比较器U1的比较端的采样电压比其基准端的基准电压高，从而使得所述电压比较器U1的输出端输出一个控制所述第二开关电路4的断开的电平信号，进而使得所述电源输入端口Vn与所述电源输出端口Vo两者的连接断开，因此可以达到欠压保护的功能。当所述电源输入端口Vn输入的电压高于欠压保护电压且低于过压保护电压时，与所述电源输入端口Vn连接的所述第一开关电路3的受控端的电压可以达到偏置电压，因此所述第一开关电路3断开所述第一采样电路1，这时由于所述第二采样电路2的采样系数较低，因此所述电压比较器U1的比较端的采样电压比其基准端的基准电压低，从而使得所述电压比较器U1的输出端输出一个控制所述第二开关电路4闭合的电平信号，进而使得所述电源输入端口Vn与所述电源输出端口Vo两者导通连接，因此电路可以正常工作。当所述电源输入端口Vn输入的电压高于过压保护电压时，所述第二采样电路2的采样端的电压会很高从而使得所述电压比较器U1的比较端的采样电压比其基准端的基准电压高，从而使得所述电压比较器U1的输出端输出一个控制所述第二开关电路4的断开的电平信号，进而使得所述电源输入端口Vn与所述电源输出端口Vo两者的连接断开，因此可以达到过压保护的功能。综上所述，本实用新型通过一个电压比较器U1就可以达到过压保护以及欠压保护的功能，因此相对于现有技术而言，本实用新型的电路结构简单且生产成本低。

为了更好地说明本实用新型的技术方案，在此提供本实用新型的一种举例，如图3所示，图3是本实用新型的一种优选的过欠压保护电路的电路图。

请参见图3，在本举例中，所述第一开关电路3包括稳压二极管D1、至少一个第一电阻R1、第一NPN三极管Q1以及至少一个二极管D1，所述稳压二极管Z1的负极与所述电源输入端口Vn连接，所述稳压二极管Z1的正极通过所述第一电阻R1与所述第一NPN三极管Q1的基极连接，所述第一NPN三极管Q1的集电极与所述第一采样电路1的采样端连接，所述第一NPN三极管Q1的发射极接地；所述二极管D1的正极连接于所述第一NPN三极管Q1的集电极与所述第一采样电路1的采样端之间，所述二极管D1的负极与所述电压比较器U1的比较端连接。

请参见图3，在本举例中，所述第一采样电路1包括至少一个第二电阻R2以及至少一个第三电阻R3，所述第二电阻R2的一端与所述电源输入端Vn连接，所述第二电阻R1的另一端与所述第一开关电路3的输入端连接，所述第三电阻R1的一端与所述第一开关电路3的输出端连接，所述第三电阻R1的另一端接地。其中，所述第二电阻R2与所述第一开关电路3的输出端连接的一端为所述第一采样电路1的采样端。

请参见图3，在本举例中，所述第二采样电路2包括至少一个第三电阻R3以及至少一个第四电阻R4，所述电源输入端Vn依次通过所述第四电阻R4与所述第三电阻R3接地，所述电压比较器的比较端连接于所述第三电阻R1与所述第四电阻R4之间。其中，所述第四电阻R4与所述第三电阻R3连接的一端为所述第二采样电路2的采样端。

请参见图3，在本举例中，所述电压比较器的型号为TL431，所述TL431的参考极R分别与所述第一开关电路3的输出端以及所述第二采样电路2的采样端连接，所述TL431的阴极K分别与所述第二开关电路4的受控端以及所述电源输入端口Vn连接，所述TL431的阳极A接地。其中，选用所述TL431作为所述电压比较器U1，电路可以不用单独给所述TL431供电，从而使得电路的结构更加简单。需要说明的是，所述电压比较器U1还可以为其他型号的比较器，例如LM324或者LM358等，在此不做具体限定。

请参见图3，在本举例中，所述第二开关电路4包括第二NPN三极管Q2、P型MOS管Q3、至少一个第五电阻R5以及至少一个第六电阻R6，所述第五电阻R5的一端与所述电源输入端口Vn连接，所述第五电阻R5的另一端与所述电压比较器U1的输出端连接，所述第二NPN三极管Q2的基极连接于所述电压比较器U1的输出端以及所述第五电阻R5之间，所述第二NPN三极管Q2的发射极接地，所述NPN三极管的集电极与所述P型MOS管Q3的栅极连接，所述P型MOS管Q3的源极与所述电源输入端口Vn连接，所述P型MOS管Q3的漏极与所述电源输出端口Vo连接，所述第六电阻R6的一端与所述P型MOS管Q3的源极连接，所述第六电阻R6的另一端与所述P型MOS管Q3的栅极连接。

本举例的工作原理如下：当所述电源输入端口Vn的输入电压低于欠压保护电压时，所述稳压二极管Z1由于电压不足而截止，所述第一NPN三极管Q1的基极为低电平从而使得所述第一NPN三极管Q1截止，这时所述二极管D1正向导通，从而使得所述第二电阻R2通过所述二极管D1与所述电压比较器U1的比较端连接，因此此时的所述TL431的参考极R均与所述第一采样电路1的采样端以及所述第二采样电路2的采样端连接，所以所述TL431的参考极R的采样电压高于其内置的基准电压，此时所述TL431的阴极K与阳极A导通，所述电源输入端口Vn通过所述第五电阻R5流向地，因此所述第二NPN三极管Q2的基极为低电平，从而使得所述第二NPN三极管Q2截止，此时所述P型MOS管Q3的栅极通过所述第五电阻R5与所述电源输入端口Vn连接，因此所述P型MOS管Q3的栅极与其源极的电压均与所述电源输入端口Vn的输入电压相等，所以所述P型MOS管Q3截止，从而使得所述电源输入端口Vn与所述电源输出端口Vo断开连接，因此可以完成对电路的欠压保护。

当所述电源输入端口Vn的输入电压高于欠压保护电压时或者是高于过压保护电压时，所述稳压二极管Z1导通，从而使得所述第一NPN三极管Q1导通，此时所述第二电阻R2通过所述第一NPN三极管Q1接地，因此所述二极管D1截止，从而使得所述第二电阻R2与所述第三电阻R3断开连接(即所述第一采样电路1的采样端与所述电压比较器U1的比较端断开连接)，因此流向所述第四电阻R4的电流少了所述第二电阻R2这一路，此时所述过欠压保护电路有两种工作情形。

工作情形一为：当电源输入端口Vn的输入电压高于欠压保护电压且低于过压保护电压时，由于所述第二采样电路2的采样系数比较小，因此其采样端的电压也不高，使得所述TL431的参考极R的采样电压低于其内置的基准电压，因此所述TL431的阴极K与阳极A截止，所述第二NPN三极管Q2的基极为高电平，所述第二NPN三极管Q2导通，所述P型MOS管Q3的栅极为低电平，因此所述P型MOS管Q3导通，从而使得所述电源输入端口Vn与所述电源输出端口Vo连接导通，从而使得电路正常工作。

工作情形二为：虽然所述第二采样电路2的采样系数比所述第一采样电路的采样系数小，但是当电源输入端口Vn的输入电压高于过压保护电压时，所述第四电阻与所述第三电阻之间的分压可以变得很高，从而使得所述TL431的参考极R的采样电压高于其内置的基准电压，此时所述TL431的阴极K与阳极A导通，所述第二NPN三极管Q2截止，所述P型MOS管Q3也截止，从而使得所述电源输入端口Vn与所述电源输出端口Vo断开连接，因此可以完成对电路的过压保护。

综上所述，在本举例中，通过一个所述电压比较器U1(即所述TL431)就可以完成对电路的过压保护以及欠压保护功能，因此可以让电路的结构变得简单且可以降低生产成本。

此外，由于所述第一采样电路1与所述第二采样电路2共用所述第三电阻R3，可以进一步简化电路的结构，从而可以进一步地降低生产成本。

需要说明的是，通过调整所述第二电阻R2与所述第三电阻R3的阻值大小可以调整所述第一采样电路1的采样系数，通过调整所述第三电阻R3与所述第四电阻R4的阻值大小可以调整所述第二采样电路2的采样系数。

本实用新型另外一方面提供了一种背光电路，其包括如上所述的过欠压保护电路。

在本实用新型实施例中，所述背光电路通过应用上述的过欠压保护电路，因此可以让其电路结构变得更加简单且可以降低生产成本。

本实用新型另外一方面还提供了一种液晶电视机，其包括如上所述的背光电路。

在本实用新型实施例中，所述液晶电视机通过应用包括有所述过欠压保护电路的所述背光电路，因此可以让其内部的电路结构变得更加简单且可以降低生产成本。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种过欠压保护电路，其特征在于，包括电源输入端口、电源输出端口、基准端输入有设定的基准电压的一电压比较器、第一采样电路、第二采样电路、用于控制所述第一采样电路通断的第一开关电路以及用于控制所述电源输入端口与所述电源输出端口两者之间的通断的第二开关电路；其中，所述第一采样电路的采样系数比所述第二采样电路的采样系数大；

所述第一采样电路的输入端与所述电源输入端口连接，所述第一采样电路的采样端与所述第一开关电路的输入端连接，所述第一开关电路的受控端与所述电源输入端口连接，所述第一开关电路的输出端与所述电压比较器的比较端连接；所述第二采样电路的输入端与所述电源输入端连接，所述第二采样电路的采样端与所述电压比较器的检测端连接；所述电压比较器的输出端与所述第二开关电路的受控端连接，所述第二开关电路的输入端与所述电源输入端口连接，所述第二开关电路的输出端与所述电源输出端口连接。

2.根据权利要求1所述的过欠压保护电路，其特征在于，所述第一开关电路包括稳压二极管、至少一个第一电阻、第一NPN三极管以及至少一个二极管，所述稳压二极管的负极与所述电源输入端口连接，所述稳压二极管的正极通过所述第一电阻与所述第一NPN三极管的基极连接，所述第一NPN三极管的集电极与所述第一采样电路的采样端连接，所述第一NPN三极管的发射极接地；所述二极管的正极连接于所述第一NPN三极管的集电极与所述第一采样电路的采样端之间，所述二极管的负极与所述电压比较器的比较端连接。

3.根据权利要求1所述的过欠压保护电路，其特征在于，所述第一采样电路包括至少一个第二电阻以及至少一个第三电阻，所述第二电阻的一端与所述电源输入端连接，所述第二电阻的另一端与所述第一开关电路的输入端连接，所述第三电阻的一端与所述第一开关电路的输出端连接，所述第三电阻的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的过欠压保护电路，其特征在于，所述第二采样电路包括至少一个第三电阻以及至少一个第四电阻，所述电源输入端依次通过所述第四电阻与所述第三电阻接地，所述电压比较器的比较端连接于所述第三电阻与所述第四电阻之间。

5.根据权利要求1所述的过欠压保护电路，其特征在于，所述电压比较器的型号为TL431，所述TL431的参考极分别与所述第一开关电路的输出端以及所述第二采样电路的采样端连接，所述TL431的阴极分别与所述第二开关电路的受控端以及所述电源输入端口连接，所述TL431的阳极接地。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的过欠压保护电路，其特征在于，所述第二开关电路包括第二NPN三极管、P型MOS管、至少一个第五电阻以及至少一个第六电阻，所述第五电阻的一端与所述电源输入端口连接，所述第五电阻的另一端与所述电压比较器的输出端连接，所述第二NPN三极管的基极连接于所述电压比较器的输出端以及所述第五电阻之间，所述第二NPN三极管的发射极接地，所述NPN三极管的集电极与所述P型MOS管的栅极连接，所述P型MOS管的源极与所述电源输入端口连接，所述P型MOS管的漏极与所述电源输出端口连接，所述第六电阻的一端与所述P型MOS管的源极连接，所述第六电阻的另一端与所述P型MOS管的栅极连接。

7.一种背光电路，其特征在于，包括如权利要求1至6任意一项所述的过欠压保护电路。

8.一种液晶电视机，其特征在于，包括如权利要求7所述的背光电路。