CN207398814U - 欠压过压保护电路和供电*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种欠压过压保护电路,包括断电开关、过压检测单元和欠压检测单元;一种供电***,包括电源模块、欠压过压保护电路和工作模块。通过由几个简单电子元器件构成的欠压检测单元、过压检测单元和断电开关之间的相互配合,实现电源电路同时具有欠压保护和过压保护功能,提高了供电***的安全性能。
Description
技术领域
本实用新型属于保护电路技术领域,具体涉及一种欠压过压保护电路和供电***。
背景技术
如图1所示,是现有技术中的一种供电电源电路的过压保护电路的局部结构示意图。传统供电电源电路只有过压保护功能而无法实现欠压保护功能,并且传统欠压保护是利用运算放大器和比较器等元器件来实现保护电路。使得欠压保护电路的成本高、元件多、体积大,控制较为复杂。
实用新型内容
本实用新型的目的是,提供一种欠压过压保护电路和供电***,实现电源电路同时具有欠压保护和过压保护功能,并且提高供电***的安全性能。
为解决以上技术问题,本实用新型实施例提供一种欠压过压保护电路,包括断电开关、过压检测单元和欠压检测单元;其中,所述断电开关具有电源输入端、开关控制端和电源输出端;所述过压检测单元具有过压检测端和过压控制端;所述欠压检测单元具有欠压检测端和欠压控制端;
所述欠压检测单元的欠压检测端与所述断电开关的电源输入端连接,所述欠压检测单元的欠压控制端与所述断电开关的开关控制端连接;所述过压检测单元的过压检测端与所述欠压检测单元的欠压检测端连接,所述过压检测单元的过压控制端与所述断电开关的开关控制端连接。
进一步地,所述欠压检测单元包括:第一分压电阻、第二分压电阻和第一开关管;
所述第一分压电阻的第一端与所述欠压检测单元的欠压检测端连接,所述第一分压电阻的第二端与所述第二分压电阻的第一端连接;所述第二分压电阻的第一端与所述第一开关管的控制端连接,所述第二分压电阻的第二端接地;所述第一开关管的输入端与所述欠压检测单元的欠压控制端连接,所述第一开关管的输入端还与所述欠压检测单元的欠压检测端连接,所述第一开关管的输出端接地。
优选地,所述欠压检测单元还包括:连接于所述第一开关管的输入端与所述欠压检测单元的欠压控制端之间的第一限流电阻、连接于所述第一分压电阻的第二端与所述第二分压电阻的第一端之间的稳压二极管和连接于所述第一开关管的输入端和所述欠压检测单元的欠压检测端的第二限流电阻;其中,所述稳压二极管的负极与所述第一分压电阻的第二端连接,所述稳压二极管的正极与所述第二分压电阻的第一端连接。
优选地,所述第一开关管为NPN型三极管;
所述第一开关管的控制端对应为所述NPN型三极管的基极,所述第一开关管的输入端对应为所述NPN型三极管的集电极,所述第一开关管的输出端对应为所述NPN型三极管的发射极。
进一步地,所述过压检测单元包括:第二开关管;
所述第二开关管的控制端与所述过压检测单元的过压检测端连接,所述第二开关管的输入端与所述过压检测单元的过压检测端连接,所述第二开关管的输出端与所述过压检测单元的过压控制端连接。
优选地,所述过压检测单元还包括:第三分压电阻和第四分压电阻;
所述第三分压电阻的第一端与所述过压检测单元的过压检测端连接,所述第三分压电阻的第二端与所述第二开关管的控制端连接;所述第四分压电阻的第一端与所述第二开关管的控制端连接,所述第四分压电阻的第二端接地。
优选地,所述第二开关管为PNP型三极管;
所述第二开关管的控制端对应为所述PNP型三极管的基极,所述第二开关管的输入端对应为所述PNP型三极管的集电极,所述第二开关管的输出端对应为所述PNP型三极管的发射极。
优选地,所述断电开关为P沟道MOS管;
所述断电开关的开关控制端对应为所述P沟道MOS管的栅极,所述断电开关的电源输入端对应为所述P沟道MOS管的源极,所述断电开关的电源输出端对应为所述P沟道MOS管的漏极。
本实用新型实施例还提供一种供电***,包括:电源模块、欠压过压保护电路和工作模块;其中,
所述电源模块具有电源输出端,所述工作模块具有电源输入端;
所述电源模块的电源输出端与所述断电开关的电源输入端连接;所述工作模块的电源输入端与所述断电开关的电源输出端连接。
相比于现有技术,本实用新型的一种欠压过压保护电路和供电***的有益效果在于:通过设置欠压检测单元和过压检测单元控制断电开关的工作;具体地,当断电开关的电源输入端的电压低于一定限值时,欠压检测单元控制断电开关断开,断电开关的电源输出端不对后端进行供电,从而实现欠压保护功能;当断电开关的电源输入端的电压高于一定限值时,过压检测单元控制断电开关断开,断电开关的电源输出端不对后端进行供电,从而实现过压保护功能。通过由几个简单电子元器件构成的欠压检测单元、过压检测单元和断电开关之间的相互配合,低成本解决传统电源电路只有过压保护功能而无法实现欠压保护功能的问题,实现电源电路同时具有欠压保护和过压保护功能,并且提高了供电***的安全性能。
附图说明
图1是现有技术中的一种供电电源电路的过压保护电路的局部结构示意图;
图2是本实用新型提供的欠压过压保护电路的一个实施例的结构示意图;
图3是本实用新型提供的欠压过压保护电路的第二个实施例的电路原理图;
图4是本实用新型提供的欠压过压保护电路的第三个实施例的电路原理图
图5是本实用新型提供的供电***的结构示意图。
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。
参见图2,是本实用新型提供的欠压过压保护电路的一个实施例的结构示意图,该欠压过压保护电路包括:断电开关30、过压检测单元20和欠压检测单元10;其中,所述断电开关30具有电源输入端、开关控制端和电源输出端;所述过压检测单元20具有过压检测端和过压控制端;所述欠压检测单元10具有欠压检测端和欠压控制端;
所述欠压检测单元10的欠压检测端与所述断电开关30的电源输入端连接,所述欠压检测单元10的欠压控制端与所述断电开关30的开关控制端连接;所述过压检测单元20的过压检测端连接与所述欠压检测单元10的欠压检测端连接,所述过压检测单元20的过压控制端与所述断电开关30的开关控制端连接。
需要说明的是,本实用新型提供的一种欠压过压保护电路,通过设置欠压检测单元和过压检测单元控制断电开关的工作;具体地,当断电开关的电源输入端的电压低于一定限值时,所述欠压检测单元控制断电开关断开,断电开关的电源输出端不对后端进行供电,从而实现欠压保护功能;当断电开关的电源输入端的电压高于一定限值时,过压检测单元控制断电开关断开,断电开关的电源输出端不对后端进行供电,从而实现过压保护功能。通过由几个简单电子元器件构成的欠压检测单元、过压检测单元和断电开关之间的相互配合,低成本解决传统电源电路只有过压保护功能而无法实现欠压保护功能的问题,实现电源电路同时具有欠压保护和过压保护功能。
如图3所示,是本实用新型提供的欠压过压保护电路的第二个实施例的电路原理图。
本实施例提供的欠压过压保护电路在上述实施例的基础上,进一步优化了部分功能电路的结构,具体如下:
所述欠压检测单元10包括:第一分压电阻RD1、第二分压电阻RD2和第一开关管Q1;
所述第一分压电阻RD1的第一端与所述欠压检测单元10的欠压检测端连接,所述第一分压电阻RD1的第二端与所述第二分压电阻RD2的第一端连接;所述第二分压电阻RD2的第一端与所述第一开关管Q1的控制端连接,所述第二分压电阻RD2的第二端接地;所述第一开关管Q1的输入端与所述欠压检测单元10的欠压控制端连接,所述第一开关管Q1的输入端还与所述欠压检测单元10的欠压检测端连接,所述第一开关管Q1的输出端接地。
优选地,所述欠压检测单元10还包括:连接于所述第一开关管Q1的输入端与所述欠压检测单元10的欠压控制端之间的第一限流电阻R1;连接于所述第一分压电阻RD1的第二端与所述第二分压电阻RD2的第一端之间的稳压二极管D1;其中,所述稳压二极管D1的负极与所述第一分压电阻RD1的第二端连接,所述稳压二极管D1的正极与所述第二分压电阻RD2的第一端连接;连接于所述第一开关管Q1的输入端与所述欠压检测单元10的欠压检测端之间的第二限流电阻R2。所述欠压检测单元10通过第一分压电阻RD1、第二分压电阻RD2和稳压二极管D1将所述欠压检测单元10的欠压检测端所检测到的电压进行分压,使得当欠压检测端所检测到的电压值为欠压电压点时,第二分压电阻RD2两端的电压URD2恰好等于所述第一开关管Q1的导通阈值(一般为0.6V)。
优选地,所述第一开关管Q1为NPN型三极管;
所述第一开关管Q1的控制端对应为所述NPN型三极管的基极,所述第一开关管Q1的输入端对应为所述NPN型三极管的集电极,所述第一开关管Q1的输出端对应为所述NPN型三极管的发射极。
进一步地,所述过压检测单元20包括:第二开关管Q2;
所述第二开关管Q2的控制端与所述过压检测单元20的过压检测端连接,所述第二开关管Q2的输入端与所述过压检测单元20的过压检测端连接,所述第二开关管Q2的输出端与所述过压检测单元20的过压控制端连接。
优选地,所述过压检测单元20还包括:第三分压电阻RD3和第四分压电阻RD4;
所述第三分压电阻RD3的第一端与所述过压检测单元20的过压检测端连接,所述第三分压电阻RD3的第二端与所述第二开关管Q2的控制端连接;所述第四分压电阻RD4的第一端与所述第二开关管Q2的控制端连接,所述第四分压电阻RD4的第二端接地。所述过压检测单元20通过第三分压电阻RD3将所述过压检测单元20的过压检测端所检测到的电压进行分压,使得当过压检测端所检测到的电压值为过压电压点时,第三分压电阻RD3两端的电压URD3恰好等于所述第二开关管Q2的导通阈值(一般为0.6V)。
优选地,所述第二开关管Q2为PNP型三极管;
所述第二开关管Q2的控制端对应为所述PNP型三极管的基极,所述第二开关管Q2的输入端对应为所述PNP型三极管的集电极,所述第二开关管Q2的输出端对应为所述PNP型三极管的发射极。
优选地,所述断电开关30为P沟道MOS管;
所述断电开关30的开关控制端对应为所述P沟道MOS管的栅极,所述断电开关30的电源输入端对应为所述P沟道MOS管的源极,所述断电开关30的电源输出端对应为所述P沟道MOS管的漏极。
优选地,所述欠压过压保护电路还包括:电容C1和供电接地电容E1;
所述电容C1的第一端与所述断电开关30的电源输出端连接,所述电容C1的第二端接地;所述供电接地电容E1的第一端与所述断电开关30的电源输出端连接,所述供电接地电容E1的第二端接地。
如图4所示,是本实用新型提供的欠压过压保护电路的第三个实施例的电路原理图。本实施例提供的欠压过压保护电路在上述实施例的基础上,提供了所述欠压检测单元10与所述断电开关的电源输入端的另一种连接方式,具体如下:
所述过压检测单元20的过压检测端与所述断电开关30的电源输入端连接,所述过压检测单元20的过压控制端与所述断电开关30的开关控制端连接;所述欠压检测单元10的欠压检测端与所述过压检测单元20的第三分压电阻RD3的第二端连接,所述断电开关的电源输入端的输入电压经过所述过压检测单元20的第三分压电阻RD3的分压后再输入所述欠压检测单元10的欠压检测端口,所述欠压检测单元的欠压控制端与所述断电开关的开关控制端连接;其中,由于所述过压检测单元20中的所述第四分压电阻RD4相当于所述欠压检测单元10中的第一分压电阻RD1、稳压二极管D1和第二分压电阻RD2;对所述过压检测单元20中的所述第四分压电阻RD4进行替换,即可得所述欠压检测单元10与所述断电开关的电源输入端的另一种连接方式。
所述欠压过压保护电路工作时,当所述断电开关30的电源输入端的电压降低,所述欠压检测模块10的欠压检测端所检测到的电压变小,则流经所述欠压检测单元10中的第二分压电阻RD2的电流减小,所述第二分压电阻RD2两端的电压URD2也会随之减小;由于过压电压点大于欠压电压点,所述过压检测单元20当断电开关30的电源输入端的电压降低至欠压电压点以下时,所述过压检测单元20的第三分压电阻RD3两端的电压URD3小于所述第二开关管Q2的导通阈值,所述第二开关管Q2截止,因此所述过压检测单元20不参与控制所述断电开关30;
当所述断电开关30的电源输入端的电压降低至欠压电压点以下时,所述欠压检测单元10的第二分压电阻RD2两端的电压URD2小于所述第一开关管Q1的导通阈值,所述第一开关管Q1截止,此时通过所述欠压检测单元10中的第一电阻R1和电阻R2拉高所述欠压检测单元10的欠压控制端的电平,使得所述第一开关管Q1的输入端给与所述欠压检测单元10的欠压控制端高电平信号;所述断电开关30的开关控制端接收到高电平信号后,所述断电开关30由导通变为截止,使得断电开关30的电源输出端不对后端进行供电,通过欠压检测单元10、过压检测单元20和断电开关30之间的相互配合,从而实现电源电路的欠压保护功能。
所述欠压过压保护电路正常工作时,即当断电开关30的电源输入端的电压大于欠压电压点且小于过压电压点时,所述过压检测单元20的第三分压电阻RD3两端的电压URD3小于所述第二开关管Q2的导通阈值,所述第二开关管Q2截止,所述过压检测单元20不参与控制所述断电开关30,所述欠压检测单元10的第二分压电阻RD2两端的电压URD2大于所述第一开关管Q1的导通阈值,所述第一开关管Q1导通,由于所述第一开关管Q1的输出端接地使得所述第一开关管Q1的输入端高电平被拉低,导致所述欠压检测单元的欠压控制端输出低电平,从而使得所述断电开关30导通,所述断电开关30的电源输出端对后端正常供电。
所述欠压过压保护电路工作时,当所述断电开关30的电源输入端的电压升高,所述过压检测模块20的过压检测端所检测到的电压变大,则流经所述过压检测模块20中的第三分压电阻RD3的电流增大;当所述断电开关30的电源输入端的电压升高至过压电压点以上时,所述过压检测单元20的第三分压电阻RD3两端的电压URD3大于所述第二开关管Q2的导通阈值,所述第二开关管Q2导通,通过所述第二开关管Q2的输入端给与所述过压检测单元20的过压控制端高电平信号;由于过压电压点大于欠压电压点,所述欠压检测单元10当断电开关30的电源输入端的电压升高至过压电压点以上时,所述欠压检测单元10的第二分压电阻RD2两端的电压URD2大于所述第一开关管Q1的导通阈值,所述第一开关管Q1导通,所述欠压检测单元10中的所述第一限流电阻R1和所述第二限流电阻R2都为上拉电阻,使得最终断电开关30的开关控制端接收到高电平信号,所述断电开关30由导通变为截止,使得断电开关30的电源输出端不对后端进行供电,通过欠压检测单元10、过压检测单元20和断电开关30之间的相互配合从而实现电源电路的过压保护功能。
如图5所示,本实用新型实施例还提供一种供电***,包括:电源模块301、欠压过压保护电路302和工作模块303;其中,
所述电源模块301具有电源输出端;所述工作模块具303有电源输入端;
所述电源模块301的电源输出端所述断电开关30的电源输入端连接,所述工作模块303的电源输入端与所述断电开关30的电源输出端连接。
综上所述,本实用新型的一种欠压过压保护电路和供电***的有益效果在于:通过设置欠压检测单元和过压检测单元控制断电开关的工作;具体地,当断电开关的电源输入端的电压低于一定限值时,所述欠压检测单元控制断电开关断开,断电开关的电源输出端不对后端进行供电,从而实现欠压保护功能;当断电开关的电源输入端的电压高于一定限值时,过压检测单元控制断电开关断开,断电开关的电源输出端不对后端进行供电,从而实现过压保护功能。通过由几个简单电子元器件构成的欠压检测单元、过压检测单元和断电开关之间的相互配合,低成本解决传统电源电路只有过压保护功能而无法实现欠压保护功能的问题,实现电源电路同时具有欠压保护和过压保护功能,并且提高了供电***的安全性能。
以上所述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原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种欠压过压保护电路,其特征在于,包括断电开关、过压检测单元和欠压检测单元;其中,所述断电开关具有电源输入端、开关控制端和电源输出端;所述过压检测单元具有过压检测端和过压控制端;所述欠压检测单元具有欠压检测端和欠压控制端;
所述欠压检测单元的欠压检测端与所述断电开关的电源输入端连接,所述欠压检测单元的欠压控制端与所述断电开关的开关控制端连接;所述过压检测单元的过压检测端与所述欠压检测单元的欠压检测端连接,所述过压检测单元的过压控制端与所述断电开关的开关控制端连接。
2.如权利要求1所述的欠压过压保护电路,其特征在于,所述欠压检测单元包括:第一分压电阻、第二分压电阻和第一开关管;
所述第一分压电阻的第一端与所述欠压检测单元的欠压检测端连接,所述第一分压电阻的第二端与所述第二分压电阻的第一端连接;所述第二分压电阻的第一端与所述第一开关管的控制端连接,所述第二分压电阻的第二端接地;所述第一开关管的输入端与所述欠压检测单元的欠压控制端连接,所述第一开关管的输入端还与所述欠压检测单元的欠压检测端连接,所述第一开关管的输出端接地。
3.如权利要求2所述的欠压过压保护电路,其特征在于,所述欠压检测单元还包括:连接于所述第一开关管的输入端与所述欠压检测单元的欠压控制端之间的第一限流电阻、连接于所述第一分压电阻的第二端与所述第二分压电阻的第一端之间的稳压二极管和连接于所述第一开关管的输入端和所述欠压检测单元的欠压检测端的第二限流电阻;其中,所述稳压二极管的负极与所述第一分压电阻的第二端连接,所述稳压二极管的正极与所述第二分压电阻的第一端连接。
4.如权利要求2所述的欠压过压保护电路,其特征在于,所述第一开关管为NPN型三极管;
所述第一开关管的控制端对应为所述NPN型三极管的基极,所述第一开关管的输入端对应为所述NPN型三极管的集电极,所述第一开关管的输出端对应为所述NPN型三极管的发射极。
5.如权利要求1所述的欠压过压保护电路,其特征在于,所述过压检测单元包括:第二开关管;
所述第二开关管的控制端与所述过压检测单元的过压检测端连接,所述第二开关管的输入端与所述过压检测单元的过压检测端连接,所述第二开关管的输出端与所述过压检测单元的过压控制端连接。
6.如权利要求5所述的欠压过压保护电路,其特征在于,所述过压检测单元还包括:第三分压电阻和第四分压电阻;
所述第三分压电阻的第一端与所述过压检测单元的过压检测端连接,所述第三分压电阻的第二端与所述第二开关管的控制端连接;所述第四分压电阻的第一端与所述第二开关管的控制端连接,所述第四分压电阻的第二端接地。
7.如权利要求5所述的欠压过压保护电路,其特征在于,所述第二开关管为PNP型三极管;
所述第二开关管的控制端对应为所述PNP型三极管的基极,所述第二开关管的输入端对应为所述PNP型三极管的集电极,所述第二开关管的输出端对应为所述PNP型三极管的发射极。
8.如权利要求1所述的欠压过压保护电路,其特征在于,所述断电开关为P沟道MOS管;
所述断电开关的开关控制端对应为所述P沟道MOS管的栅极,所述断电开关的电源输入端对应为所述P沟道MOS管的源极,所述断电开关的电源输出端对应为所述P沟道MOS管的漏极。
9.一种供电***,其特征在于,包括电源模块、欠压过压保护电路和工作模块;
所述欠压过压保护电路为权利要求1至8任一项所述的欠压过压保护电路;
所述电源模块具有电源输出端,所述工作模块具有电源输入端;
所述电源模块的电源输出端与所述断电开关的电源输入端连接;所述工作模块的电源输入端与所述断电开关的电源输出端连接。
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GR01 | Patent grant | ||
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