CN217522573U - 过压保护电路结构及电器设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于电子电路技术领域，提供了一种过压保护电路结构及电器设备，电路包括启动电路，与母线的输入端连接，接收母线的输入端的电压信号，并输出与述母线的输入端的电压信号对应的驱动信号；过压保护电路，包括连接至母线的输入端和输出端之间的线路上的第一开关件，第一开关件与启动电路连接，用于在接收到驱动信号时，导通或截止母线的输入端和输出端之间的连接；延时启动电路，与母线的输入端和过压保护电路连接，接收母线的输入端的电压信号，并输出延时信号至过压保护电路，以使第一开关件延时导通。本申请提供的过压保护电路结构能使第一开关件延时导通，避免高压尖峰电压通过到后端负载而造成击伤损坏，保护电路安全。

Description

过压保护电路结构及电器设备

技术领域

本实用新型属于电子电路技术领域，尤其涉及一种过压保护电路结构及电器设备。

背景技术

电器设备上电工作时，电源给电器设备供电以驱动电器设备的负载运行，而当电源的电压超过负载能承受的最大值或者线路的安全电压时，可以通过过压保护电路使电源断开，以避免过压对负载或者线路造成损坏。

请参阅图1，现有过压保护电路中包括PMOS管Q1、PNP三极管Q2、和稳压二极管D1，其中，PA表示输入，用于接入电源，PB表示输出，用于连接负载，当PA接入超过负载能承受的最大值的高压时，由于Q1和Q2的特性，会导致Q1导通的速度比Q2导通的速度快，就会有高压尖峰电压通过到PB，导致后端负载存在被高压击伤损坏的情况。

实用新型内容

本实用新型提供过压保护电路结构，旨在解决现有技术中过压保护电路在接入高压时，Q1比Q2先导通导致高压尖峰电压通过到后端负载，导致负载存在被高压击伤损坏的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种过压保护电路结构，包括：

启动电路，与母线的输入端连接，接收母线的输入端的电压信号，并输出与述母线的输入端的电压信号对应的驱动信号；

过压保护电路，包括连接至母线的输入端和输出端之间的线路上的第一开关件，第一开关件与启动电路连接，用于在接收到驱动信号时，导通或截止母线的输入端和输出端之间的连接；

延时启动电路，与母线的输入端和过压保护电路连接，接收母线的输入端的电压信号，并输出延时信号至过压保护电路，以使第一开关件延时导通。

可选地，启动电路包括第一电阻、第二电阻、第一稳压管以及第一开关管；

第一电阻的一端与母线的输入端连接，另一端与第二电阻的一端以及第一稳压管的阴极连接；

第二电阻的另一端与第一开关管的第一极管脚连接；

第一开关管的第二极管脚与母线的输入端连接，第三极管脚与过压保护电路连接；

第一稳压管的阳极接地。

可选地，过压保护电路还包括第三电阻：

第三电阻的一端与第一开关件的第一极管脚以及启动电路连接，另一端接地；

第一开关件的第二极管脚与母线的输入端连接，第三极管脚与母线的输出端连接。

可选地，过压保护电路还包括稳压件；

稳压件的一端与第一开关件的第三极管脚连接；稳压件的另一端接地。

可选地，延时启动电路包括充电电容和放电电阻；

充电电容的一端与母线的输入端连接，另一端与第一开关件的第一极管脚连接；

放电电阻与充电电容并联。

可选地，第一开关件为PMOS管。

可选地，第一开关管为PNP三极管。

第二方面，本申请还提供一种电器设备，包括如上述的过压保护电路结构。

本实用新型实施例通过启动电路连接母线的输入端，从而可以根据母线的输入端的电压信号输出对应的驱动信号至过压保护电路，从而控制过压保护电路的第一开关件，从而控制母线的输入端和输出端之间的导通和截止，延时启动电路在接收到母线的输入端的电压信号时，会输出延时信号至过压保护电路，以使第一开关件延时导通，从而可以在过压时使得启动电路先一步控制第一开关件截止，实现过压保护功能，避免在过压时第一开关件先导通的情况而导致有高压尖峰电压通过到后端负载，进而导致后端负载被高压损坏，保护电路安全。

附图说明

图1是现有技术的电路结构示意图；

图2是本申请过压保护电路结构一个实施例的电路示意图；

图3是本申请过压保护电路结构一个实施例的具体电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本申请实施例通过启动电路连接母线的输入端，从而可以根据母线的输入端的电压信号输出对应的驱动信号至过压保护电路，从而控制过压保护电路的第一开关件，从而控制母线的输入端和输出端之间的导通和截止，延时启动电路在接收到母线的输入端的电压信号时，会输出延时信号至过压保护电路，以使第一开关件延时导通，从而可以在过压时使得启动电路先一步控制第一开关件截止，实现过压保护功能，避免在过压时第一开关件先导通的情况而导致有高压尖峰电压通过到后端负载，进而导致后端负载被高压损坏，保护电路安全。

实施例一

在一些可选实施例中，如图2至图3所示，本申请提供一种过压保护电路结构，包括：

启动电路100，与母线的输入端PA连接，接收母线的输入端PA的电压信号，并输出与述母线的输入端PA的电压信号对应的驱动信号：

过压保护电路200，包括连接至母线的输入端PA和母线的输出端PB之间的线路上的第一开关件Q1，第一开关件Q1与启动电路100连接，用于在接收到驱动信号时，导通或截止母线的输入端PA和输出端PB之间的连接；

延时启动电路300，与母线的输入端PA和过压保护电路200连接，接收母线的输入端PA的电压信号，并输出延时信号至过压保护电路200，以使第一开关件Q1延时导通。

在实施时，母线的输入端PA和输出端PB分别连接电源和负载，其中，电源可以是输出直流电的直流电源，负载可以是直流充电电路或者其他需直流供电的电路***，在此不做具体限定。

启动电路100的输入端连接母线的输入端PA用于接收输入端PA的电压信号，以输入端PA连接直流电源为例，启动电路100接收到直流电源的电压信号后会输出对应的驱动信号至过压保护电路200的第一开关件Q1，从而可以控制第一开关件Q1的导通或者截止。

可选地，启动电路100输出的驱动信号包括导通驱动信号和截止驱动信号，示例性地，以安全电压VC1为例，当母线的输入端PA接入不超过安全电压VC1的正常电压时，启动电路100可以输出导通驱动信号至第一开关件Q1，同时，延时启动电路300也会输出延时信号至第一开关件Q1，从而延时导通第一开关件Q1，进而使母线的输入端PA和输出端PB之间导通，输入端PA的电压信号可以通过输出端PB给负载供电。

而当母线的输入端PA接入超过安全电压VC1的电压时，此时延时启动电路300输出延时信号至第一开关件Q1，第一开关件Q1延时导通，然后启动电路100可以输出截止驱动信号至第一开关件Q1，从而控制第一开关件Q1截止，使母线的输入端PA和输出端PB之间截止断路，高压信号没有给到负载，避免过压对后端负载或者负载的电路造成击伤损坏。

本申请实施例通过启动电路100连接母线的输入端PA，从而可以根据母线的输入端PA的电压信号输出对应的驱动信号至过压保护电路200，从而控制过压保护电路200的第一开关件Q1，从而控制母线的输入端PA和输出端PB之间的导通和截止，延时启动电路300在接收到母线的输入端PA的电压信号时，会输出延时信号至过压保护电路200，以使第一开关件Q1延时导通，从而可以在过压时使得启动电路100先一步控制第一开关件Q1截止，实现过压保护功能，避免在过压时第一开关件Q1先导通的情况而导致有高压尖峰电压通过到后端负载，进而导致后端负载的元器件被高压损坏，保护电路安全。

实施例二

在一些可选实施例中，启动电路100包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一稳压管D1以及第一开关管Q2；

第一电阻R1的一端与母线的输入端PA连接，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端以及第一稳压管D1的阴极连接；

第二电阻R2的另一端与第一开关管Q2的第一极管脚连接；

第一开关管Q2的第二极管脚与母线的输入端PA连接，第一开关管Q2的第三极管脚与过压保护电路200连接；

第一稳压管D1的阳极接地。

可选地，过压保护电路200还包括第三电阻R3：

第三电阻R3的一端与第一开关件Q1的第一极管脚以及启动电路100连接，第三电阻R3的另一端接地；

第一开关件Q1的第二极管脚与母线的输入端PA连接，第一开关件Q1的第三极管脚与母线的输出端PB连接。

在实施时，第三电阻R3的一端与第一开关管Q2的第三极管脚连接。

可选地，延时启动电路300包括充电电容C1和放电电阻R4；

充电电容C1的一端与母线的输入端PA连接，充电电容C1的另一端与第一开关件Q1的第一极管脚连接；

放电电阻C1与充电电容R4并联。

在实施时，第一开关件Q1为PMOS管，第一开关件Q1的第一极管脚、第二极管脚和第三极管脚分别为PMOS管的栅极、源极和漏极，第一开关管Q2为PNP三极管，第二开关件Q2的第一极管脚、第二极管脚和第三极管脚分别为三极管的基极、发射极和集电极。

示例性地，还是以上述的安全电压VC1为例，当母线的输入端PA接入不大于安全电压VC1的正常电压时，输入端PA的电压VBUS小于VD1+VEB，使得第一开关管Q2截止，其中，VD1为第一稳压管的稳定电压，在实施时，稳压管的稳定电压由其自身的参数设定，可以根据不同的电压需求和使用需求选择不同参数的稳压管，能使第一开关管Q2在输入端PA接入不大于安全电压VC1的正常电压时截止，而在输入端PA接入大于安全电压VC1的电压时使第一开关管Q2导通即可，在此不做具体限定。

第一开关管Q2截止使得第一开关件Q1的SG两端(源栅两端)电压为VBUS，VBUS大于第一开关件Q1的导通阈值，导致第一开关件Q1导通，此时输入端PA和输出端PB导通，电压通过输出端PB给到后端负载。

而当母线的输入端PA接入的电压大于安全电压VC1时，由于充电电容C1需要充电，因此使得第一开关件Q1延时导通，而在这段延时的时间内，由于输入端PA的电压VBUS大于VD1+VEB，使得第一开关管Q2导通，此时第一开关件Q1被强制截止，输入端PA和输出端PB之间截止，避免高压尖峰电压对后端负载造成击伤损伤。

放电电阻R4用于在不接入电压时，使充电电容C1放电，从而为下次接入电压时延时启动做准备。

实施例三

在一些可选实施例中，过压保护电路200还包括稳压件D2；

稳压件D2的一端与第一开关件Q1的第三极管脚连接；稳压件D2的另一端接地。

可选地，稳压件D2可以采用稳压管、TVS(Transient Voltage Suppressor，瞬态稳压管)管或者ESD(Electro-Static discharge，静电释放)器件，在实施时，放电电阻R4能给充电电容C1放电，当有超过设定的电压阈值的高压接入时，由于充电电容C1两端电压不能突变，使得第一开关件Q1能保持一段时间截止，当时当高频率的接入高压时，充电电容C1的充电时间变短，即第一开关件Q1截止延时的时间变短，导致存在有高压漏过第一开关件Q1的情况，此时通过稳压件D2接在第一开关件Q1的后端，从而防止输出端PB的电压突变，从而保证后端负载不被击伤，提高电路安全性。

实施例四

第二方面，本申请还提供一种电器设备，包括如上述的过压保护电路结构。

可选地，电器设备为家电或者其他用电设备，电器设备中的过压保护电路结构包括启动电路100、过压保护电路200以及延时启动电路300，其中，启动电路100与母线的输入端PA连接，接收母线的输入端PA的电压信号，并输出与述母线的输入端PA的电压信号对应的驱动信号；过压保护电路200包括连接至母线的输入端PA和母线的输出端PB之间的线路上的第一开关件Q1，第一开关件Q1与启动电路100连接，用于在接收到驱动信号时，导通或截止母线的输入端PA和输出端PB之间的连接；延时启动电路300与母线的输入端PA和过压保护电路200连接，接收母线的输入端PA的电压信号，并输出延时信号至过压保护电路200，以使第一开关件Q1延时导通。

在实施时，母线的输入端PA和输出端PB分别连接电源和负载，其中，电源可以是直流电源，负载可以是直流充电电路或者其他需直流供电的电路***，在此不做具体限定。

启动电路100的输入端连接母线的输入端PA用于接收输入端PA的电压信号，以输入端PA连接直流电源为例，启动电路100接收到直流电源的电压信号后会输出对应的驱动信号至过压保护电路200的第一开关件Q1，从而可以控制第一开关件Q1的导通或者截止。

可选地，启动电路100输出的驱动信号包括导通驱动信号和截止驱动信号，示例性地，以安全电压VC1为例，当母线的输入端PA接入不超过安全电压VC1的正常电压时，启动电路100可以输出导通驱动信号至第一开关件Q1，同时，延时启动电路300也会输出延时信号至第一开关件Q1，从而延时导通第一开关件Q1，进而使母线的输入端PA和输出端PB之间导通，输入端PA的电压信号可以通过输出端PB给负载供电。

而当母线的输入端PA接入超过安全电压VC1的电压时，此时延时启动电路300输出延时信号至第一开关件Q1，第一开关件Q1延时导通，然后启动电路100可以输出截止驱动信号至第一开关件Q1，从而控制第一开关件Q1截止，使母线的输入端PA和输出端PB之间截止断路，高压信号没有给到负载，避免过压对后端负载或者负载的电路造成击伤损坏。

本申请实施例通过启动电路100连接母线的输入端PA，从而可以根据母线的输入端PA的电压信号输出对应的驱动信号至过压保护电路200，从而控制过压保护电路200的第一开关件Q1，从而控制母线的输入端PA和输出端PB之间的导通和截止，延时启动电路300在接收到母线的输入端PA的电压信号时，会输出延时信号至过压保护电路200，以使第一开关件Q1延时导通，从而可以在过压时使得启动电路100先一步控制第一开关件Q1截止，实现过压保护功能，避免在过压时第一开关件Q1先导通的情况而导致有高压尖峰电压通过到后端负载，进而导致后端负载的元器件被高压损坏，保护电路安全。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种过压保护电路结构，其特征在于，包括：

启动电路，与母线的输入端连接，接收所述母线的输入端的电压信号，并输出与述母线的输入端的电压信号对应的驱动信号；

过压保护电路，包括连接至所述母线的输入端和输出端之间的线路上的第一开关件，所述第一开关件与所述启动电路连接，用于在接收到所述驱动信号时，导通或截止所述母线的输入端和输出端之间的连接；

延时启动电路，与所述母线的输入端和所述过压保护电路连接，接收所述母线的输入端的电压信号，并输出延时信号至所述过压保护电路，以使所述第一开关件延时导通。

2.如权利要求1所述的过压保护电路结构，其特征在于，所述启动电路包括第一电阻、第二电阻、第一稳压管以及第一开关管；

所述第一电阻的一端与所述母线的输入端连接，另一端与所述第二电阻的一端以及所述第一稳压管的阴极连接；

所述第二电阻的另一端与所述第一开关管的第一极管脚连接；

所述第一开关管的第二极管脚与所述母线的输入端连接，第三极管脚与所述过压保护电路连接；

所述第一稳压管的阳极接地。

3.如权利要求1所述的过压保护电路结构，其特征在于，所述过压保护电路还包括第三电阻：

所述第三电阻的一端与所述第一开关件的第一极管脚以及所述启动电路连接，另一端接地；

所述第一开关件的第二极管脚与所述母线的输入端连接，第三极管脚与所述母线的输出端连接。

4.如权利要求3所述的过压保护电路结构，其特征在于，所述过压保护电路还包括稳压件；

所述稳压件的一端与所述第一开关件的第三极管脚连接；所述稳压件的另一端接地。

5.如权利要求3所述的过压保护电路结构，其特征在于，所述延时启动电路包括充电电容和放电电阻；

所述充电电容的一端与所述母线的输入端连接，另一端与所述第一开关件的第一极管脚连接；

所述放电电阻与所述充电电容并联。

6.如权利要求1至5中任一项所述的过压保护电路结构，其特征在于，所述第一开关件为PMOS管。

7.如权利要求2所述的过压保护电路结构，其特征在于，所述第一开关管为PNP三极管。

8.一种电器设备，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的过压保护电路结构。

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