CN102023285A

CN102023285A - 一种电源欠电压检测电路

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Publication number: CN102023285A
Application number: CN2009101900942A
Authority: CN
Inventors: 蔡浩勇; 王安伟
Original assignee: Shenzhen TCL New Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen TCL New Technology Co Ltd
Priority date: 2009-09-16
Filing date: 2009-09-16
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2029-09-16
Also published as: CN102023285B

Abstract

本发明适用于电源保护技术领域，提供了一种电源欠电压检测电路，所述的检测电路包括三极管，所述三极管基极连接需要检测的电源，集电极连接电源控制端，所述需要检测的电源电压下降到设定值时，所述三极管集电极电压反转，用来向所述电源控制端输出欠电压报警信号。本发明提供的技术方案只采用一只三极管就能解决多路电源检测的问题，效率高，电路简洁，性价比高，极具应用前景。

Description

一种电源欠电压检测电路

技术领域

本发明属于电源保护技术领域，尤其涉及一种电源欠电压检测电路。

背景技术

在要求较高的电源电路设计中，一般都要进行各电源的检测以判断电源工作的状态，以便在超出设定的电压值时对电源进行保护而不至于烧坏电源或者产生其它意外事故，其中欠压检测是最常见的检测方式。

电源检测的目的是预防电源在短路或其它异常状态下出现安全事故。现有的电源检测通常采用如下的两种方式之一：一种是电源内部检测，比如供电电源自己具有欠压保护功能，这种保护不是十分及时准确，原因是电源都有一定的功率余量，外部电路短路等有时还在电源允许的功率范围内，可是已经存在安全隐患；另一种方式是另加电路，当检测到异常电压波动比如欠压时，给出一个电平，由控制器件比如CPU等发出重新复位或者关断电源的指令，从而保护设备不再出现安全隐患。另加电路的方式虽能起到检测电源电压的作用，但是电路大多较为繁杂，性价比差，极大地影响了其推广使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电源欠电压检测电路，旨在解决对电源欠电压进行检测的问题。

本发明是这样实现的，一种电源欠电压检测电路，所述的检测电路包括三极管，所述三极管基极连接需要检测的电源，集电极连接电源控制端，所述需要检测的电源电压下降到设定值时，所述三极管集电极电压反转，用来向所述电源控制端输出欠电压报警信号。

更具体的，所述检测电路包括电源(VDD)、PNP型三极管(Q11)、电阻R1、电阻R2和电阻R3，其中：所述电阻R1一端连接所述电源控制端，另一端连接至三极管(Q11)的集电极，所述电源(VDD)连接所述三极管(Q11)的发射极，所述电阻R2一端接地，另一端连接所述三极管(Q11)的集电极，所述三极管(Q11)的基极通过所述电阻R3连接所述需要检测的电源。

更具体的，所述三极管(Q11)工作在从截止转向饱和导通的临界状态，所述三极管(Q11)基极电压下降到设定值时，所述三极管(Q11)从截止转向饱和导通，其集电极由高电平转向低电平，用来向所述电源控制端输出欠电压报警信号。

更具体的，所述检测电路还包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电源VCC，所述电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7串联后连接所述电源VCC，所述电阻R3连接所述电阻R5和电阻R6的连接点。

更具体的，所述检测电路还包括二极管D1、二极管D2和二极管D3；所述二极管D1的正极连接所述电阻R4和电阻R5的连接点，负极连接需要检测的电压源V1；所述二极管D2正极连接所述电阻R5和电阻R6的连接点，负极连接需要检测的电压源V2；所述二极管D3正极连接所述电阻R6和R7的连接点，负极连接需要检测的电压源V3。

更具体的，所述检测电路包括电源(VDD)、NPN型三极管(Q21)、电阻R1、电阻R2和电阻R3，其中：所述电阻R1一端连接所述电源控制端，另一端连接至三极管(Q21)的集电极，所述电源(VDD)通过所述电阻R2连接所述三极管(Q21)的集电极，所述三极管(Q21)的基极通过所述电阻R3连接所述需要检测的电源。

更具体的，所述三极管(Q21)工作在从饱和导通转到截止的临界状态，所述三极管(Q21)基极电压下降到设定值时，所述三极管(Q21)从饱和导通转到截止，其集电极由低电平转向高电平，用来向所述电源控制端输出欠电压报警信号。

更具体的，所述电源控制端用来根据所述欠电压报警信号控制所述需要检测电压源关断或者复位。

本发明克服现有技术的不足，通过对三极管外围电路的设置，如NPN型三极管或者PNP型三极管，使NPN型三极管工作在接近截止尚在饱和导通状态，PNP型三极管工作在接近饱和导通但尚在截止状态，三极管基极连接需要检测的一路或多路电压源，集电极连接电源控制端如CPU，当需要检测的电压源电压下降到设定值时，PNP型三极管由截止变为饱和导通，NPN型三极管由饱和导通变为截止，三极管集电极电压反转，给CPU提供欠电压报警信号。本发明提供的技术方案只采用一只三极管就能解决多路电源检测的问题，效率高，电路简洁，性价比高，极具应用前景。

附图说明

图1是本发明第一实施例的电源欠电压检测电路的电路图；

图2是本发明第二实施例的电源欠电压检测电路的电路图。

具体实施方式

本发明提供的技术方案是：通过对三极管外围电路的设置，如NPN型三极管或者PNP型三极管，使NPN型三极管工作在接近截止尚在饱和导通状态(从饱和导通转向截止的临界状态)，PNP型三极管工作在接近饱和导通但尚在截止状态(从截止转向饱和导通状态)，三极管基极连接需要检测的一路或多路电压源，集电极连接电源控制端如CPU，当需要检测的电压源电压下降到设定值时，PNP型三极管由截止变为饱和导通，NPN型三极管由饱和导通变为截止，三极管集电极电压反转，给CPU提供欠电压报警信号。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

本发明第一实施例的电源欠电压检测电路如图1所示，包括PNP型三极管Q11、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电源VDD、电源VCC、二极管D1、二极管D2和二极管D3。其中，电阻R1一端连接CPU的I/O输入口，另一端连接至三极管Q11的集电极，其中R2为三极管的负载电阻，电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7为分压电阻。电源VDD给三极管Q11的发射极提供电压，三极管Q11的基极连接电阻R3。本实施例的电源欠电压检测电路可以对一路或多路电源进行检测，检测电压路数增多时，应适当增加电压分压级数，即增加分压电阻的数量；并且每路电压接入时要通过二极管隔离开，如图1所示的三路V1(如9V)、V2(如3.3V)和V3(如1.8V)，V1、V2、和V3分别经过二极管D1、二极管D2和二极管D3隔离后接入需要检测的电压源，电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7串联后连接电源VCC(如12V)，二极管D1的正极连接电阻R4和电阻R5的连接点，二极管D2的正极连接电阻R5和电阻R6的连接点，二极管D3的正极连接电阻R6和R7的连接点，各个二极管的负极要连接被检测电源一端，目的是防止电源升高对检测电路的影响。

如上所示，本发明实施例的电源欠电压检测电路利用了三极管Q11在共发射极放大电路下的反向放大的特性，三极管Q11基级电压变化和集电极电压变化趋势相反，并成比例的放大。当需要检测的电源电压VCC、V1、V2、和V3中有一路或者多路电压下降到设定值时，三极管Q11的基极电压下降，三极管Q11由截止变为饱和导通，其集电极电压反转，给CPU提供欠电压报警信号。

如图1所示的电路中，通过对电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7进行设置，使三极管Q11处于接近饱和导通但尚在截止状态，此时如果电阻R3右端的电压再稍稍下降比如0.2-0.3V，那么三极管Q11集电极的状态将会由高电平转向低电平。

电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7设置时一般准从如下公式：VDD＝VCC/(R4+R5+R6+R7)×(R6+R7)。按照上述的公式，选择电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7的值，使得二极管D1与电阻R4的连接点的电压值与需要检测电压源V1的正常电压值一致(如9V)，二极管D2与电阻R5的连接点的电压值与需要检测电压源V2的正常电压值一致(如3.3V)，二极管D3与电阻R6的连接点的电压值与需要检测电压源V3的正常电压值一致(如1.8V)。

图1中二极管D1、二极管D2和二极管D3的引入，在电压源电压过高时，二极管D1、二极管D2和二极管D3将处于截止状态，以保证欠电压检测电路的正常工作。

此外，由于二极管D1、二极管D2和二极管D3需要有一定的压差(如0.6V)才能导通，电源电压VCC、V1、V2、和V3的电压下降小于0.6V时，Q11的工作状态是不发生变化的，当VCC、V1、V2、和V3继续下降，比如VCC由12V下降到10V，V1由9V下降到8.4V，V2由3.3V下降到2.7V，V3由1.8V下降到1.2V，则二极管导通，三极管Q11因基极电位发生变化由截止变为饱和导通，其集电极电压反转，给CPU提供欠电压报警信号。

本发明第二实施例的电源欠电压检测电路如图2所示，包括NPN型三极管Q21、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电源VDD、电源VCC、二极管D1、二极管D2和二极管D3。其中，电阻R1一端连接CPU的I/O输入口，另一端连接至三极管Q21的集电极，其中R2为三极管Q21的负载电阻，电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7为分压电阻。电源VDD给三极管Q21的集电极提供电压，三极管Q21的基极连接电阻R3。本实施例的电源欠电压检测电路可以对一路或多路电源进行检测，检测电压路数增多时，应适当增加电压分压级数，即增加分压电阻的数量；并且每路电压接入时要通过二极管隔离开，如图1所示的三路V1(如9V)、V2(如3.3V)和V3(如1.8V)，V1、V2、和V3分别经过二极管D1、二极管D2和二极管D3隔离后接入需要检测的电压源，电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7串联后连接电源VCC(如12V)，二极管D1的正极连接电阻R4和电阻R5的连接点，二极管D2的正极连接电阻R5和电阻R6的连接点，二极管D3的正极连接电阻R6和R7的连接点，各个二极管的负极要连接被检测电源一端，目的是防止电源升高对检测电路的影响。

如上所示，本发明实施例的电源欠电压检测电路利用了三极管Q21在共发射极放大电路下的反向放大的特性，三极管Q21基级电压变化和集电极电压变化趋势相反，并成比例的放大。当需要检测的电源电压VCC、V1、V2、和V3中有一路或者多路电压下降到设定值时，三极管Q21的基极电压下降，三极管Q21由饱和导通变为截止，其集电极电压反转，给CPU提供欠电压报警信号。

如图2所示的电路中，通过对电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7进行设置，使三极管Q21处于接近截止尚在饱和导通状态，此时如果电阻R3右端的电压再稍稍下降比如0.2-0.3V，那么三极管Q21集电极的状态将会由低电平转为高电平。

电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7设置时一般准从如下公式：0.7V＝VCC/(R4+R5+R6+R7)×R7。按照上述的公式，选择电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7的值，使得二极管D1与电阻R4的连接点的电压值与需要检测电压源V1的正常电压值一致(如9V)，二极管D2与电阻R5的连接点的电压值与需要检测电压源V2的正常电压值一致(如3.3V)，二极管D3与电阻R6的连接点的电压值与需要检测电压源V3的正常电压值一致(如1.8V)。

图2中二极管D1、二极管D2和二极管D3的引入，在电压源电压过高时，二极管D1、二极管D2和二极管D3将处于截止状态，以保证欠电压检测电路的正常工作。

此外，由于二极管D1、二极管D2和二极管D3需要有一定的压差(如0.6V)才能导通，电源电压VCC、V1、V2、和V3的电压下降小于0.6V时，Q21的工作状态是不发生变化的，当VCC、V1、V2、和V3继续下降，比如VCC由12V下降到10V，V1由9V下降到8.4V，V2由3.3V下降到2.7V，V3由1.8V下降到1.2V，则二极管导通，三极管Q21由饱和导通变为截止，其集电极电压反转，给CPU提供欠电压报警信号。

图1和图2中，当三极管Q11或者三极管Q21的集电极电压反转时，其基极将向CPU输出信号，信号被CPU接收后将对电源采用保护措施，如关断电源或者复位，从而对电路进行保护。

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

Claims

1.一种电源欠电压检测电路，其特征在于，所述的检测电路包括三极管，所述三极管基极连接需要检测的电源，集电极连接电源控制端，所述需要检测的电源电压下降到设定值时，所述三极管集电极电压反转，用来向所述电源控制端输出欠电压报警信号。

2.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述检测电路包括电源(VDD)、PNP型三极管(Q11)、电阻R1、电阻R2和电阻R3，其中：所述电阻R1一端连接所述电源控制端，另一端连接至三极管(Q11)的集电极，所述电源(VDD)连接所述三极管(Q11)的发射极，所述电阻R2一端接地，另一端连接所述三极管(Q11)的集电极，所述三极管(Q11)的基极通过所述电阻R3连接所述需要检测的电源。

3.根据权利要求2所述的检测电路，其特征在于，所述三极管(Q11)工作在从截止转向饱和导通的临界状态，所述三极管(Q11)基极电压下降到设定值时，所述三极管(Q11)从截止转向饱和导通，其集电极由高电平转向低电平，用来向所述电源控制端输出欠电压报警信号。

4.根据权利要求2所述的检测电路，其特征在于，所述检测电路还包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电源VCC，所述电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7串联后连接所述电源VCC，所述电阻R3连接所述电阻R5和电阻R6的连接点。

5.根据权利要求3所述的检测电路，其特征在于，所述检测电路还包括二极管D1、二极管D2和二极管D3；所述二极管D1的正极连接所述电阻R4和电阻R5的连接点，负极连接需要检测的电压源V1；所述二极管D2正极连接所述电阻R5和电阻R6的连接点，负极连接需要检测的电压源V2；所述二极管D3正极连接所述电阻R6和R7的连接点，负极连接需要检测的电压源V3。

6.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述检测电路包括电源(VDD)、NPN型三极管(Q21)、电阻R1、电阻R2和电阻R3，其中：所述电阻R1一端连接所述电源控制端，另一端连接至三极管(Q21)的集电极，所述电源(VDD)通过所述电阻R2连接所述三极管(Q21)的集电极，所述三极管(Q21)的发射极接地，所述三极管(Q21)的基极通过所述电阻R3连接所述需要检测的电源。

7.根据权利要求6所述的检测电路，其特征在于，所述三极管(Q21)工作在从饱和导通转到截止的临界状态，所述三极管(Q21)基极电压下降到设定值时，所述三极管(Q21)从饱和导通转到截止，其集电极由低电平转向高电平，用来向所述电源控制端输出欠电压报警信号。

8.根据权利要求6所述的检测电路，其特征在于，所述检测电路还包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电源VCC，所述电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7串联后连接所述电源VCC，所述电阻R3连接所述电阻R5和电阻R6的连接点。

9.根据权利要求8所述的检测电路，其特征在于，所述检测电路还包括二极管D1、二极管D2和二极管D3；所述二极管D1的正极连接所述电阻R4和电阻R5的连接点，负极连接需要检测的电压源V1；所述二极管D2正极连接所述电阻R5和电阻R6的连接点，负极连接需要检测的电压源V2；所述二极管D3正极连接所述电阻R6和R7的连接点，负极连接需要检测的电压源V3。

10.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述电源控制端用来根据所述欠电压报警信号控制所述需要检测电压源关断或者复位。