CN104158147A - 一种过压保护电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了过压保护电路，包括：电压反馈控制器、分压电阻R3、分压电阻R4、三极管Q2、电阻R5、三极管Q3、电阻R7、三极管Q4、电阻R8、电阻R6、场效应管Q1；电压反馈控制器一端与电路输入端VCC连接，并通过R4与Q3的基极连接，另一端接地；Q2的基极通过R3与VCC连接，Q2的发射极与VCC连接，Q2的集电极通过R5与Q4的基极连接；Q4的发射极接地，Q4的集电极与Q3的基极连接；Q3的集电极通过R7与Q4的基极连接，Q3的发射极通过R6与VCC连接，Q3的基极通过R8与Q1的栅极连接；Q1的漏极与VCC连接，Q1的源极外接负载。本发明实施例还公开了一种电子设备。采用本发明，具体可为电路提供过压保护，保障电子设备的性能的优点。

Description

一种过压保护电路及电子设备

技术领域

本发明涉及保护电路领域，尤其涉及一种过压保护电路及电子设备。

背景技术

随着人们生活水平的提高，电子设备、电子仪器等电子产品渐渐成为人们生活中必不可少的一部分。电能与我们的生活息息相关，电子设备、电子仪器等各种电子产品的正常运行均离不开电能，而且每种电子产品对供电电源的电压有很大的依赖性。然而不同的电子产品所需要的电源电压不尽相同，只有给电子产品提供其正常工作所需的电源电压，防止输出过高的电压供电子产品进行运作，才能更好地保护电子设备、电子仪器等电子产品，延长电子产品的寿命。过压保护是电源电路中至关重要的一部分，若电源电路中没有过压保护，则电子元件、电子设备等电子产品将可能面临过压的危害，这将影响电子产品的性能，降低电子设备的用户体验效果。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种过压保护电路及一种电子设备，可为电子设备的电源电路提供过压保护，保障电子设备的性能，增强电子设备的用户体验效果。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种过压保护电路，包括：

电压反馈控制器、分压电阻R3、分压电阻R4、三极管Q2、电阻R5、三极管Q3、电阻R7、三极管Q4、电阻R8、电阻R6、场效应管Q1；

所述电压反馈控制器一端与电路输入端VCC连接，并通过所述分压电阻R4与所述三极管Q3的基极连接，所述电压反馈控制器另一端接地；

所述三极管Q2的基极通过所述分压电阻R3与所述电路输入端VCC连接，所述三极管Q2的发射极与所述电路输入端VCC连接，所述三极管Q2的集电极通过所述电阻R5与所述三极管Q4的基极连接；

所述三极管Q4的发射极接地，所述三极管Q4的集电极与所述三极管Q3的基极连接；

所述三极管Q3的集电极通过所述电阻R7与所述三极管Q4的基极连接，所述三极管Q3的发射极通过所述电阻R6与所述电路输入端VCC连接，所述三极管Q3的基极通过所述电阻R8与所述场效应管Q1的栅极连接；

所述场效应管Q1的漏极与所述电路输入端连接，所述场效应管Q1的源极外接负载LOAD。

其中，所述电压反馈控制器，包括：

分压电阻R1、可调电阻R2、三端可调分流基准源TL431；

所述三端可调分流基准源TL431的参考端通过所述分压电阻R1与所述电路输入端VCC连接，所述三端可调分流基准源TL431的阳极接地，所述三端可调分流基准源TL431的阴极通过所述分压电阻R4与所述三极管Q2的基极连接

其中，所述电阻R5、所述电阻R6、所述电阻R7以及所述电阻R8均为保护电阻。

其中，所述三极管Q2和所述三极管Q3均为PNP型三极管，所述三极管Q4为NPN型三极管。

其中，所述场效应管Q1为N沟道绝缘栅型场效应管。

相应地，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：包括连接在电源与负载之间的过压保护电路，其特征在于，所述过压保护电路，包括：

电压反馈控制器、分压电阻R3、分压电阻R4、三极管Q2、电阻R5、三极管Q3、电阻R7、三极管Q4、电阻R8、电阻R6、场效应管Q1；

所述电压反馈控制器一端与电路输入端VCC连接，并通过所述分压电阻R4与所述三极管Q3的基极连接，所述电压反馈控制器另一端接地；

所述三极管Q2的基极通过所述分压电阻R3与所述电路输入端VCC连接，所述三极管Q2的发射极与所述电路输入端VCC连接，所述三极管Q2的集电极通过所述电阻R5与所述三极管Q4的基极连接；

所述三极管Q4的发射极接地，所述三极管Q4的集电极与所述三极管Q3的基极连接；

所述三极管Q3的集电极通过所述电阻R7与所述三极管Q4的基极连接，所述三极管Q3的发射极通过所述电阻R6与所述电路输入端VCC连接，所述三极管Q3的基极通过所述电阻R8与所述场效应管Q1的栅极连接；

所述场效应管Q1的漏极与所述电路输入端连接，所述场效应管Q1的源极外接负载LOAD。

其中，所述电压反馈控制器，包括：

分压电阻R1、可调电阻R2、三端可调分流基准源TL431；

所述三端可调分流基准源TL431的参考端通过所述分压电阻R1与所述电路输入端VCC连接，所述三端可调分流基准源TL431的阳极接地，所述三端可调分流基准源TL431的阴极通过所述分压电阻R4与所述三极管Q2的基极连接。

其中，所述电阻R5、所述电阻R6、所述电阻R7以及所述电阻R8均为保护电阻。

其中，所述三极管Q2和三极管Q3均为PNP型三极管，所述三极管Q4为NPN型三极管。

其中，所述场效应管Q1为N沟道绝缘栅型场效应管。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明实施例提供的过压保护电路结构简单，设计成本低，在电源输出电压过高时，可防止电源输出的过高的工作电压流向负载，对电源电路进行过压断路保护，保障电子设备的性能，增强电子设备的用户体验效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的过压保护电路的电路原理图；

图2是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

参见图1，是本发明实施例提供的过压保护电路的电路原理图。本实施例中所描述的过压保护电路，包括：

电压反馈控制器100、分压电阻R3、分压电阻R4、三极管Q2、电阻R5、三极管Q3、电阻R7、三极管Q4、电阻R8、电阻R6、场效应管Q1；

所述电压反馈控制器一端与电路输入端VCC连接，并通过分压电阻R4与三极管Q3的基极连接，所述电压反馈控制器另一端接地；

所述三极管Q2的基极通过分压电阻R3与所述电路输入端VCC连接，所述三极管Q2的发射极与所述电路输入端VCC连接，所述三极管Q2的集电极通过电阻R5与所述三极管Q4的基极连接；

所述三极管Q4的发射极接地，所述三极管Q4的集电极与所述三极管Q3的基极连接；

所述三极管Q3的集电极通过电阻R7与所述三极管Q4的基极连接，所述三极管Q3的发射极通过电阻R6与所述电路输入端VCC连接，所述三极管Q3的基极通过电阻R8与所述场效应管Q1的栅极连接；

所述场效应管Q1的漏极与所述电路输入端连接，所述场效应管Q1的源极外接负载LOAD。

进一步可选的，在本发明实施例中，所述电压反馈控制器100，包括：

分压电阻R1、可调电阻R2、三端可调分流基准源TL431；

所述三端可调分流基准源TL431的参考端通过分压电阻R1与所述电路输入端VCC连接，所述三端可调分流基准源TL431的阳极接地，所述三端可调分流基准源TL431的阴极通过分压电阻R4与三极管Q2的基极连接。

在本实施例中，上述电阻R5、电阻R6、电阻R7以及电阻R8均为保护电阻，上述三极管Q2和三极管Q3均为PNP型三极管，三极管Q4为NPN型三极管。上述场效应管Q1为N沟道绝缘栅型场效应管。

下面结合图1，对本发明实施例中所描述的过压保护电路的工作原理进行具体说明。

具体实现中，分压电阻R1和可调电阻R2构成一个电阻分压网络，用户可通过可调电阻R2调节过压保护的门限值，预先设定过压保护电路的过压保护门限值，并通过分压电阻R1和可调电阻R2对供电线路电压进行采样，将采用得到的电压输出至三端可调分流基准源TL431的参考端。具体实现中，TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源，它的输出电压可通过两个电阻任意设置从内部基准电压（2.5V）到36V范围内的任何值。当供电线路的电流（即电源输入的电流）通过电路输入端VCC输入该过压保护电路时，电路可通过分压电阻R1和可调电阻R2对供电线路输入的电压进行采样，并将采样之后得到的电压输出至TL431。若供电线路输入的电压为过压保护电路的正常工作电压时，TL431则呈截止状态，TL431的阳极和阴极之间的电位较高，使得分压电阻R3上的压降比较低。此时，由于分压电阻R3上的压降比较低，使得三极管Q2的发射极和基极之间的电压较低，三极管Q2处于截止状态。若供电线路输入的电压超过用户预先设定的过压保护的门限值，TL431则呈导通状态，TL431的阳极和阴极之间的电位较低，使得分压电阻R3上的压降比较高。此时，由于分压电阻R3上的压降比较高，使得三极管Q2的发射极和基极之间的电压升高，三极管Q2处于导通状态。

当供电电路输入的电压超过用户预先设定的过压保护的门限值时，Q2导通使电流经过保护电阻R5流向三极管Q4，使得三极管Q4的基极获取偏置电压，三极管Q4导通，同时三极管Q4的导通又使三极管Q3的基极获取偏置电压，三极管Q3随着导通。由于三极管Q3和三极管Q4的基极和集电极互相连接，构成两个互相复合的晶体管电路，因此当三极管Q4的基极有足够的电流时就会形成强烈的正反馈，使得三极管Q3和三极管Q4达到饱和导通状态。三极管Q3和三极管Q4达到饱和导通状态时，可将三极管Q3的发射极锁定为低电平，使得电路发生过压时，场效应管Q1的栅极被拉低，场效应管Q1截止，从而实现了电路的过压断路保护。具体实现中，三极管Q3和三极管Q4构成的锁存单元可有效防止供电线路（即电源电路）再次导通，保障电子设备的正常运作。

本实施例中所描述的过压保护电路结构简单，设计成本低，在电源输出电压过高时，可防止电源输出过高的工作电压流至负载，实现了对供电线路电路（即电源电路）的过压断路保护，保障电子设备的性能，增强电子设备的用户体验效果。

参见图2，是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。本实施例中所描述的电子设备，包括：电源20、负载30，连接在电源20和负载30之间的过压保护电路10；

上述电子设备中的过压保护电路10的电路原理图可参加图1，上述过压保护电路10，包括：

电压反馈控制器100、分压电阻R3、分压电阻R4、三极管Q2、电阻R5、三极管Q3、电阻R7、三极管Q4、电阻R8、电阻R6、场效应管Q1；

所述电压反馈控制器一端与电路输入端VCC连接，并通过分压电阻R4与三极管Q3的基极连接，所述电压反馈控制器另一端接地；

所述三极管Q2的基极通过分压电阻R3与所述电路输入端VCC连接，所述三极管Q2的发射极与所述电路输入端VCC连接，所述三极管Q2的集电极通过电阻R5与所述三极管Q4的基极连接；

所述三极管Q4的发射极接地，所述三极管Q4的集电极与所述三极管Q3的基极连接；

所述三极管Q3的集电极通过电阻R7与所述三极管Q4的基极连接，所述三极管Q3的发射极通过电阻R6与所述电路输入端VCC连接，所述三极管Q3的基极通过电阻R8与所述场效应管Q1的栅极连接；

所述场效应管Q1的漏极与所述电路输入端连接，所述场效应管Q1的源极外接负载LOAD。

进一步可选的，在本发明实施例中，所述电压反馈控制器100，包括：

分压电阻R1、可调电阻R2、三端可调分流基准源TL431；

所述三端可调分流基准源TL431的参考端通过分压电阻R1与所述电路输入端VCC连接，所述三端可调分流基准源TL431的阳极接地，所述三端可调分流基准源TL431的阴极通过分压电阻R4与三极管Q2的基极连接。

在本实施例中，上述电阻R5、电阻R6、电阻R7以及电阻R8均为保护电阻，上述三极管Q2和三极管Q3均为PNP型三极管，三极管Q4为NPN型三极管。上述场效应管Q1为N沟道绝缘栅型场效应管。

下面结合图1，对本发明实施例中所描述的过压保护电路10的工作原理进行具体说明。

具体实现中，分压电阻R1和可调电阻R2构成一个电阻分压网络，用户可通过可调电阻R2调节过压保护的门限值，预先设定过压保护电路的过压保护门限值，并通过分压电阻R1和可调电阻R2对供电线路电压进行采样，将采用得到的电压输出至三端可调分流基准源TL431的参考端。具体实现中，TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源，它的输出电压可通过两个电阻任意设置从内部基准电压（2.5V）到36V范围内的任何值。当供电线路的电流（即电源输出的电流）通过电路输入端VCC输入该过压保护电路时，电路可通过分压电阻R1和可调电阻R2对供电线路输入的电压进行采样，并将采样之后得到的电压输出至TL431。若供电线路输入的电压为过压保护电路的正常工作电压时，TL431则呈截止状态，TL431的阳极和阴极之间的电位较高，使得分压电阻R3上的压降比较低。此时，由于分压电阻R3上的压降比较低，使得三极管Q2的发射极和基极之间的电压较低，三极管Q2处于截止状态。若供电线路输入的电压超过用户预先设定的过压保护的门限值，TL431则呈导通状态，TL431的阳极和阴极之间的电位较低，使得分压电阻R3上的压降比较高。此时，由于分压电阻R3上的压降比较高，使得三极管Q2的发射极和基极之间的电压升高，三极管Q2处于导通状态。

当供电电路输入的电压超过用户预先设定的过压保护的门限值时，Q2导通使电流经过保护电阻R5流向三极管Q4，使得三极管Q4的基极获取偏置电压，三极管Q4导通，同时三极管Q4的导通又使三极管Q3的基极获取偏置电压，三极管Q3随着导通。由于三极管Q3和三极管Q4的基极和集电极互相连接，构成两个互相复合的晶体管电路，因此当三极管Q4的基极有足够的电流时就会形成强烈的正反馈，使得三极管Q3和三极管Q4达到饱和导通状态。三极管Q3和三极管Q4达到饱和导通状态时，可将三极管Q3的发射极锁定为低电平，使得电路发生过压时，场效应管Q1的栅极被拉低，场效应管Q1截止，从而实现了电路的过压断路保护。具体实现中，三极管Q3和三极管Q4构成的锁存单元可有效防止供电线路（即电源电路）再次导通，保障电子设备的正常运作。

本实施例中所描述的电子设备中的过压保护电路结构简单，设计成本低，在电源输出电压过高时，可防止电源输出的过高的工作电压流至负载，实现了对供电线路电路（即电源电路）的过压断路保护，保障电子设备的性能，增强电子设备的用户体验效果。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种过压保护电路，其特征在于，包括：

电压反馈控制器、分压电阻R3、分压电阻R4、三极管Q2、电阻R5、三极管Q3、电阻R7、三极管Q4、电阻R8、电阻R6、场效应管Q1；

所述电压反馈控制器一端与电路输入端VCC连接，并通过所述分压电阻R4与所述三极管Q3的基极连接，所述电压反馈控制器另一端接地；

所述三极管Q2的基极通过所述分压电阻R3与所述电路输入端VCC连接，所述三极管Q2的发射极与所述电路输入端VCC连接，所述三极管Q2的集电极通过所述电阻R5与所述三极管Q4的基极连接；

所述三极管Q4的发射极接地，所述三极管Q4的集电极与所述三极管Q3的基极连接；

所述三极管Q3的集电极通过所述电阻R7与所述三极管Q4的基极连接，所述三极管Q3的发射极通过所述电阻R6与所述电路输入端VCC连接，所述三极管Q3的基极通过所述电阻R8与所述场效应管Q1的栅极连接；

所述场效应管Q1的漏极与所述电路输入端VCC连接，所述场效应管Q1的源极外接负载LOAD。

2.如权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述电压反馈控制器，包括：

分压电阻R1、可调电阻R2、三端可调分流基准源TL431；

所述三端可调分流基准源TL431的参考端通过所述分压电阻R1与所述电路输入端VCC连接，所述三端可调分流基准源TL431的阳极接地，所述三端可调分流基准源TL431的阴极通过所述分压电阻R4与所述三极管Q2的基极连接。

3.如权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于，所述电阻R5、所述电阻R6、所述电阻R7以及所述电阻R8均为保护电阻。

4.如权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于，所述三极管Q2和所述三极管Q3均为PNP型三极管，所述三极管Q4为NPN型三极管。

5.如权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于，所述场效应管Q1为N沟道绝缘栅型场效应管。

6.一种电子设备，包括连接在电源与负载之间的过压保护电路，其特征在于，所述过压保护电路，包括：

电压反馈控制器、分压电阻R3、分压电阻R4、三极管Q2、电阻R5、三极管Q3、电阻R7、三极管Q4、电阻R8、电阻R6、场效应管Q1；

所述电压反馈控制器一端与电路输入端VCC连接，并通过所述分压电阻R4与所述三极管Q3的基极连接，所述电压反馈控制器另一端接地；

所述三极管Q2的基极通过所述分压电阻R3与所述电路输入端VCC连接，所述三极管Q2的发射极与所述电路输入端VCC连接，所述三极管Q2的集电极通过所述电阻R5与所述三极管Q4的基极连接；

所述三极管Q4的发射极接地，所述三极管Q4的集电极与所述三极管Q3的基极连接；

所述三极管Q3的集电极通过所述电阻R7与所述三极管Q4的基极连接，所述三极管Q3的发射极通过所述电阻R6与所述电路输入端VCC连接，所述三极管Q3的基极通过所述电阻R8与所述场效应管Q1的栅极连接；

所述场效应管Q1的漏极与所述电路输入端VCC连接，所述场效应管Q1的源极外接负载LOAD。

7.如权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述电压反馈控制器，包括：

分压电阻R1、可调电阻R2、三端可调分流基准源TL431；

所述三端可调分流基准源TL431的参考端通过所述分压电阻R1与所述电路输入端VCC连接，所述三端可调分流基准源TL431的阳极接地，所述三端可调分流基准源TL431的阴极通过所述分压电阻R4与三极管Q2的基极连接。

8.如权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述电阻R5、所述电阻R6、所述电阻R7以及所述电阻R8均为保护电阻。

9.如权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述三极管Q2和所述三极管Q3均为PNP型三极管，所述三极管Q4为NPN型三极管。

10.如权利要求7所述的电阻设备，其特征在于，所述场效应管Q1为N沟道绝缘栅型场效应管。