CN102270838A - 电源保护装置 - Google Patents
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Abstract
一种电源保护装置，包括开关单元、上、下限电压侦测单元及逻辑控制单元，当所述电压输入接口输出的电压小于所述电子设备的下限电压或大于所述电子设备的上限电压时，所述逻辑控制单元输出打开开关单元的控制信号，所述开关单元打开，所述电压输入接口输出的电压不会提供给所述电子设备的用电电路；当所述电压输入接口输出的电压大于所述电子设备的下限电压而小于所述电子设备的上限电压时，所述逻辑控制单元输出闭合所述开关单元的控制信号，所述开关单元闭合，所述电压输入接口输出的电压提供给所述电子设备的用电电路。
Description
技术领域
本发明涉及一种电源保护装置，特别涉及一种用于防止电子设备电源被误插时损坏电子设备的电源保护装置。
背景技术
在许多电子设备的供电电源上，由于各个国家或地区的市电电压不同，常常出现110V/100V的电子设备错误的接入220V的供电电源上，以及电源电压不稳定的情况，导致电子设备的损坏。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种电源保护装置，以防止电源误插而造成电子设备损坏。
一种电源保护装置，设置于一电子设备内部，并连接于所述电子设备的电压输入接口与用电电路之间，所述电源保护装置包括：
一与所述电压输入接口连接的上限电压侦测单元，用于侦测所述电压输入接口输出的电压并输出一侦测信号；
一与所述电压输入接口连接的下限电压侦测单元，用于侦测所述电压输入接口输出的电压并输出一侦测信号；
一连接在所述电压输入接口与用电电路之间的开关单元；
一与所述上限、下限电压侦测单元及开关单元连接的逻辑控制单元，用于接收从所述上限电压侦测单元及所述下限电压侦测单元输出的侦测信号并将接收到的侦测信号进行运算后输出一控制信号给所述开关单元，以控制所述开关单元闭合或打开，当所述电压输入接口输出的电压小于所述电子设备的下限电压或大于所述电子设备的上限电压时，所述逻辑控制单元输出打开开关单元的控制信号，所述开关单元打开，所述电压输入接口输出的电压不会提供给所述电子设备的用电电路；当所述电压输入接口输出的电压大于所述电子设备的下限电压而小于所述电子设备的上限电压时，所述逻辑控制单元输出闭合所述开关单元的控制信号，所述开关单元闭合，所述电压输入接口输出的电压提供给所述电子设备的用电电路。
相对现有技术，所述电源保护装置通过侦测所述电压输入接口输出的电压并输出控制信号来控制所述电压输入接口输出的电压是否提供给所述电子设备的用电电路，从而在所述电压输入接口输出的电压不符合所述电子设备的电压规格时使所述电压输入接口输出的电压不提供给用电电路，来防止损坏电子设备，在所述电压输入接口输出的电压符合所述电子设备的电压规格时使所述电压输入接口输出的电压提供给用电电路，以使电子设备正常工作。
附图说明
图1为本发明电源保护装置较佳实施方式连接于一电压输入接口与一用电电路之间的框图。
图2为图1中的电源保护装置的电路图。
主要元件符号说明
电压输入接口 200
电源保护装置 300
用电电路 400
上限电压侦测单元 310
下限电压侦测单元 320
逻辑控制单元 330
开关单元 340
电阻 R1-R6
三极管 Q1、Q2
同或门 U1
场效应管 Q10
具体实施方式
请参阅图1，本发明电源保护装置300设置于一电子设备内部，并连接于所述电子设备的电压输入接口200与用电电路400之间，以在所述电压输入接口200输出的电压不符合所述电子设备的电压规格时使所述输入电压不会提供给用电电路400，从而防止电子设备损坏。所述电源保护装置300的较佳实施方式包括一上限电压侦测单元310、一下限电压侦测单元320、一逻辑控制单元330及一开关单元340。
所述上限电压侦测单元310与所述下限电压侦测单元320分别连接在所述电压输入接口200与所述逻辑控制单元330之间，所述开关单元340连接所述逻辑控制单元330、所述电压输入接口200及所述用电电路400。所述上限电压侦测单元310与所述下限电压侦测单元320对所述电压输入接口200输出的电压进行侦测并输出侦测信号给所述逻辑控制单元330，所述逻辑控制单元330将接收到的侦测信号进行运算后输出一控制信号给所述开关单元340，以控制所述开关单元340闭合或打开，当所述开关单元340闭合时，所述电压输入接口200输出的电压提供给所述电子设备的用电电路400，以使所述电子设备工作，当所述开关单元340打开时，所述电压输入接口200输出的电压不会提供给所述电子设备的用电电路400，从而在所述电压输入接口200输出的电压不符合所述电子设备的输入电压规格时防止其损坏所述电子设备。
请继续参考图2，所述上限电压侦测单元310包括一三极管Q1及三个电阻R1-R3。所述电压输入接口200的输出端分别经所述电阻R1连接所述三极管Q1的基极及经所述电阻R3连接所述三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的基极经所述电阻R2接地，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极连接所述逻辑控制单元330。在其他实施方式中，所述三极管Q1也可为场效应管。
所述下限电压侦测单元320包括一三极管Q2及三个电阻R4-R6。所述电压输入接口200的输出端分别经所述电阻R4连接所述三极管Q2的基极及经所述电阻R6连接所述三极管Q2的集电极，所述三极管Q2的基极经所述电阻R5接地，所述三极管Q2的发射极接地。所述三极管Q2的集电极连接所述逻辑控制单元330。在其他实施方式中，所述三极管Q2也可为场效应管。
所述逻辑控制单元330包括一同或门U1。所述同或门U1的第一输入端连接所述三极管Q1的集电极，其第二输入端连接所述三极管Q2的集电极，所述同或门U1的输出端连接所述开关单元340。
所述开关单元340包括一场效应管Q10。所述场效应管Q10的栅极连接所述同或门U1的输出端，其漏极连接所述电压输入接口200的输出端，所述场效应管Q10的源极连接所述用电电路400。
本实施例中，通过更换阻值不同的电阻R1、R2、R4、R5来检测不同的输入电压，因为所述电源保护装置300位于所述电子设备的用电电路400之前，故所述电阻R1、R2、R4、R5阻值的选取需要考虑所述电子设备允许的输入电压范围，即所述电子设备的输入电压上下限值。再结合电路结构本身电压之间的关系，例如，电子设备输入电压下限/三极管Q2的基极偏置电压(0.7V)＝(R4+R5)/R5，电子设备输入电压上限/三极管Q1的基极偏置电压(0.7V)＝(R1+R2)/R2。根据上述比例关系，即可确定电阻R1、R2、R4、R5的阻值。
本实施例中，选用12V直流电压规格的电子设备，其可允需输入电压范围为10～14V，即所述电子设备的输入电压上下限值为10～14V。若所述电子设备的输入电压下限值为10V，为了保证电阻R1和R2及R4和R5的分压大于三极管Q1及Q2的基极导通电压0.7V，根据初步确定的阻值范围，先设定电阻R5为1KΩ，然后通过计算得到电阻R4为13.2KΩ。若所述电子设备的输入电压上限值为14V，亦根据阻值范围先设定电阻R2为1KΩ，然后通过计算得到电阻R1为19KΩ。
工作时，当所述电压输入接口200输出的电压(如9.9V)小于所述电子设备的下限电压时，所述电压输入接口200输出的电压被电阻R1、R2分压，且电阻R2上的分压小于所述三极管Q1的导通电压0.7V，则所述三极管Q1截止，此时所述三极管Q1的集电极通过所述电阻R3接收所述电压输入接口200输出的电压而处于高电平，即所述同或门U1的第一输入端接收到一高电平信号；同时，所述电压输入接口200输出的电压被电阻R4、R5分压，且电阻R5上的分压小于所述三极管Q2的导通电压0.7V，则所述三极管Q2截止，此时所述三极管Q2的集电极通过所述电阻R6接收所述电压输入接口200输出的电压而处于高电平，即所述同或门U1的第二输入端接收到一高电平信号，因此在所述同或门U1的第一及第二输入端均接收到高电平信号时，所述同或门U1的输出端输出一高电平信号，所述场效应管Q10的栅极接收所述高电平信号截止，此时所述电压输入接口200输出的电压不会提供给所述电子设备的用电电路400，从而防止所述电子设备损坏。
当所述电压输入接口200输出的电压(如12V)大于所述电子设备的下限电压而小于所述电子设备的上限电压时，所述电压输入接口200输出的电压被电阻R4、R5分压，且电阻R5上的分压大于所述三极管Q2的导通电压0.7V，则所述三极管Q2导通，此时所述三极管Q2的集电极处于低电平，即所述同或门U1的第二输入端接收到一低电平信号；同时，所述电压输入接口200输出的电压被电阻R1、R2分压，且电阻R2上的分压小于所述三极管Q1的导通电压0.7V，则所述三极管Q1截止，此时所述三极管Q1的集电极通过所述电阻R3接收所述电压输入接口200的输出端的输出电压而处于高电平，即所述同或门U1的第一输入端接收到一高电平信号，因此在所述同或门U1的第二输入端接收到一低电平信号而第一输入端接收到一高电平信号时，所述同或门U1的输出端输出一低电平信号，所述场效应管Q10的栅极接收所述低电平信号导通，此时所述电压输入接口200的输出电压提供给所述电子设备的用电电路400，从而所述电子设备正常工作。
当所述电压输入接口200输出的电压(如14.1V)大于所述电子设备的上限电压时，所述电压输入接口200输出的电压被电阻R1、R2分压，且电阻R2上的分压大于所述三极管Q1的导通电压0.7V，则所述三极管Q1导通，此时所述三极管Q1的集电极处于低电平，即所述同或门U1的第一输入端接收到一低电平信号；同时，所述电压输入接口200输出的电压被电阻R4、R5分压，且电阻R5上的分压大于所述三极管Q2的导通电压0.7V，则所述三极管Q2导通，此时所述三极管Q2的集电极处于低电平，即所述同或门U1的第二输入端接收到一低电平信号，因此在所述同或门U1的第一及第二输入端均接收到低电平信号时，所述同或门U1的输出端输出一高电平信号，所述场效应管Q10的栅极接收所述高电平信号截止，此时所述电压输入接口200的输出电压不会提供给所述电子设备的用电电路400，从而防止所述电子设备损坏。
所述电源保护装置300通过侦测所述电压输入接口200输出的电压并输出控制信号来控制所述电压输入接口200输出的电压是否提供给所述电子设备的用电电路400，从而在所述电压输入接口200输出的电压不符合所述电子设备的电压规格时使所述电压输入接口200输出的电压不提供给用电电路400，来防止损坏电子设备，在所述电压输入接口200输出的电压符合所述电子设备的电压规格时使所述电压输入接口200输出的电压提供给用电电路400，以使电子设备正常工作。
Claims (7)
1.一种电源保护装置，设置于一电子设备内部，并连接于所述电子设备的电压输入接口与用电电路之间，所述电源保护装置包括：
一与所述电压输入接口连接的上限电压侦测单元，用于侦测所述电压输入接口输出的电压并输出一侦测信号；
一与所述电压输入接口连接的下限电压侦测单元，用于侦测所述电压输入接口输出的电压并输出一侦测信号；
一连接在所述电压输入接口与用电电路之间的开关单元；
一与所述上限、下限电压侦测单元及开关单元连接的逻辑控制单元，用于接收从所述上限电压侦测单元及所述下限电压侦测单元输出的侦测信号并将接收到的侦测信号进行运算后输出一控制信号给所述开关单元，以控制所述开关单元闭合或打开，当所述电压输入接口输出的电压小于所述电子设备的下限电压或大于所述电子设备的上限电压时，所述逻辑控制单元输出打开开关单元的控制信号，所述开关单元打开，所述电压输入接口输出的电压不会提供给所述电子设备的用电电路；当所述电压输入接口输出的电压大于所述电子设备的下限电压而小于所述电子设备的上限电压时，所述逻辑控制单元输出闭合所述开关单元的控制信号，所述开关单元闭合，所述电压输入接口输出的电压提供给所述电子设备的用电电路。
2.如权利要求1所述的电源保护装置，其特征在于：当所述电压输入接口输出的电压小于所述电子设备的下限电压时，所述逻辑控制单元从所述上限电压侦测单元及所述下限电压侦测单元均接收到高电平信号并输出一高电平信号以控制所述开关单元打开，所述电压输入接口输出的电压不会提供给所述电子设备的用电电路；当所述电压输入接口输出的电压大于所述电子设备的下限电压而小于所述电子设备的上限电压时，所述逻辑控制单元从所述上限电压侦测单元接收到一高电平信号及所述下限电压侦测单元均接收到一低电平信号并输出一低电平信号以控制所述开关单元闭合，所述电压输入接口输出的电压提供给所述电子设备的用电电路；当所述电压输入接口输出的电压大于所述电子设备的上限电压时，所述逻辑控制单元从所述上限电压侦测单元及所述下限电压侦测单元均接收到低电平信号并输出一高电平信号以控制所述开关单元打开，所述电压输入接口输出的电压不会提供给所述电子设备的用电电路。
3.如权利要求1所述的电源保护装置，其特征在于：所述上限电压侦测单元包括一第一三极管及第一至第三电阻，所述电压输入接口的输出端分别经所述第一电阻连接所述第一三极管的基极及经所述第三电阻连接所述第一三极管的集电极，所述第一三极管的基极经所述第二电阻接地，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极连接所述逻辑控制单元。
4.如权利要求3所述的电源保护装置，其特征在于：所述下限电压侦测单元包括一第二三极管及第四至第六电阻，所述电压输入接口的输出端分别经所述第四电阻连接所述第二三极管的基极及经所述第六电阻连接所述第二三极管的集电极，所述第二三极管的基极经所述第五电阻接地，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极连接所述逻辑控制单元。
5.如权利要求4所述的电源保护装置，其特征在于：所述逻辑控制单元包括一同或门，所述同或门的第一输入端连接所述第一三极管的集电极，其第二输入端连接所述第二三极管的集电极，所述同或门的输出端连接所述开关单元。
6.如权利要求5所述的电源保护装置，其特征在于：所述开关单元包括一电开关，所述电开关的第一端连接所述同或门的输出端，其第二端连接所述电压输入接口的输出端，所述电开关的第三端连接所述用电电路。
7.如权利要求6所述的电源保护装置，其特征在于：所述电开关为一N型场效应管，所述电开关的第一至第三端分别为所述场效应管的栅极、漏极及源极。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN106814785A (zh) * | 2015-11-30 | 2017-06-09 | 富泰华工业（深圳）有限公司 | 自动识别输入电压的装置 |
| CN107895943A (zh) * | 2017-10-16 | 2018-04-10 | 霍尼韦尔环境自控产品（天津）有限公司 | 具有接线保护功能的装置及其控制方法 |
| CN108631289A (zh) * | 2018-08-24 | 2018-10-09 | 广东好太太科技集团股份有限公司 | 一种智能门锁的电源输入保护电路 |
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| CN108631289A (zh) * | 2018-08-24 | 2018-10-09 | 广东好太太科技集团股份有限公司 | 一种智能门锁的电源输入保护电路 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20111207 |