CN104466901A - 一种低压保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种低压保护电路，包括：第一开关模块，用于比较输入电压和基准电压，根据比较结果输出对应的控制信号，控制所述第二开关模块的导通和关断；基准电压模块，与所述第一开关模块相连，用于输出基准电压至所述第一开关模块；第二开关模块，与所述第一开关模块、电压输入端及电压输出端分别连接，用于接收所述第一开关模块输出的控制信号，控制所述电压输入端和电压输出端的连通状态。采用本发明，可在输入电压低于基准电压时，自动切断电压输入端与电压输出端的通路，保护用电设备的安全。

Description

一种低压保护电路

技术领域

本发明涉及电子领域，尤其涉及一种低压保护电路。

背景技术

随着电子技术的不断发展，各种电器也越来越多，一些生活电器如电灯、电冰箱、洗衣机、微波炉等给人们的生活带来了很大的便利，而诸如电脑这些用电设备除了为人们的生活娱乐带来便利之外，还能帮助人们大大的提高工作效率。人们的生活已经基本离不开电和各种电器。但是，随着人们生活水平的不断提高，各种电器的普遍应用使得电器的数量不断增加。在用电过程中，可能存在电源输入电压过低的情况，过低的电压将对用电设备产生非常严重的危害，如电器烧毁、灯具亮度很暗甚至无法启动、在输送一定电能时，线损也较大，若电源为电池时，还会造成电池过放电，影响电池的使用寿命。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种低压保护电路。可在输入电压低于基准电压时，自动切断电压输入端与电压输出端的通路，保护用电设备的安全。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种低压保护电路，包括：

第一开关模块、基准电压模块和第二开关模块；

所述第一开关模块用于比较输入电压和基准电压，根据比较结果输出对应的控制信号，控制所述第二开关模块的导通和关断；所述第一开关模块包括第一电阻、第二电阻和第一开关管，所述第一电阻的第一端接电压输入端，第二端接所述第一开关管的基极，所述第一开关管的集电极接所述电压输入端，发射极接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端接地；

所述基准电压模块与所述第一开关模块相连，用于输出基准电压至所述第一开关模块；所述基准电压模块包括三端稳压器、第三电阻和第四电阻，所述三端稳压器的阳极接地，阴极接所述第一开关管的基极，所述第三电阻和第四电阻串联后连接在所述第一开关管的基极和所述三端稳压器的阳极之间，所述第三电阻和第四电阻的公共节点接所述三端稳压器的参考电压端；

所述第二开关模块与所述第一开关模块、电压输入端及电压输出端分别连接，用于接收所述第一开关模块输出的控制信号，控制所述电压输入端和电压输出端的连通状态。

其中，所述第二开关模块包括第二开关管、第三开关管和第五电阻，所述第五电阻的第一端接所述第一开关管的发射极，第二端接所述第二开关管的基极，所述第三开关管的集电极接所述第四开关管的基极，发射极接地，所述第四开关管的发射极接所述电压输入端，集电极接所述电压输出端。

其中，所述电路还包括：

第一指示模块，一端接所述电压输出端，另一端接地，用于在所述电路正常工作时提示用户电路的工作状态。

其中，所述第一指示模块包括第一发光二极管，所述第一发光二级管的正极接所述电压输出端，负极接地。

其中，所述第一指示模块还包括第六电阻，所述第六电阻的一端接所述电压输出端，另一端接所述第一发光二级管的正极。

其中，所述第一发光二级管发出的光为绿光。

其中，所述电路还包括：

第二指示模块，与所述电压输入端、地以及所述第一开关模块分别相连，用于在所述输入电压低于所述基准电压时提示用户。

其中，所述第二指示模块包括第四开关管和第二发光二级管，所述第四开关管的基极接所述第一开关管的发射极，所述第四开关管的发射极接所述电压输入端，集电极接所述第二发光二级管的正极，所述第二发光二级管的负极接地。

其中，所述第二发光二极管发出的光为黄光。

其中，所述三端稳压器的型号为TL431。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

通过基准电压模块提供稳定的基准电压，由第一开关模块比较输入电压和基准电压，并根据比较结果输出对应的控制信号给第二开关模块，从而可以实现对电压输入端和电压输出端连接状态的自动控制，在输入电压低于基准电压时，自动关断电压输入端和电压输出端的通路，从而保护了负载和电源，整个电路结构简单，性能稳定，无需人工操作，具有自断保护和自恢复功能，使用方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本发明低压保护电路的第一实施例的连接示意图；

图2是本发明低压保护电路的第二实施例的电路示意图。

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，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，为本发明低压保护电路的第一实施例的连接示意图，在本实施例中，所述电路包括：第一开关模块1、基准电压模块2和第二开关模块3；

所述第一开关模块1用于比较输入电压和基准电压，根据比较结果输出对应的控制信号，控制所述第二开关模块3的导通和关断；所述第一开关模块1包括第一电阻R1、第二电阻R2和第一开关管Q1，所述第一电阻R1的第一端接电压输入端VIN，第二端接所述第一开关管Q1的基极，所述第一开关管Q1的集电极接所述电压输入端VIN，发射极接所述第二电阻R2的第一端，所述第二电阻R2的第二端接地；

所述基准电压模块2与所述第一开关模块1相连，用于输出基准电压至所述第一开关模块1；所述基准电压模块2包括三端稳压器U1、第三电阻R3和第四电阻R4，所述三端稳压器U1的阳极接地，阴极接所述第一开关管Q1的基极，所述第三电阻R3和第四电阻R4串联后连接在所述第一开关管Q1的基极和所述三端稳压器U1的阳极之间，所述第三电阻R3和第四电阻R4的公共节点接所述三端稳压器U1的参考电压端；

所述第二开关模块3与所述第一开关模块1、电压输入端VIN及电压输出端VOUT分别连接，用于接收所述第一开关模块1输出的控制信号，控制所述电压输入端VIN和电压输出端VOUT的连通状态。

通过基准电压模块提供稳定的基准电压，由第一开关模块比较输入电压和基准电压，并根据比较结果输出对应的控制信号给第二开关模块，从而可以实现对电压输入端和电压输出端连接状态的自动控制，在输入电压低于基准电压时，自动关断电压输入端和电压输出端的通路，从而保护了负载和电源，整个电路结构简单，性能稳定，无需人工操作，具有自断保护和自恢复功能，使用方便。

请参照图2，为本发明低压保护电路的第二实施例的电路示意图，在本实施例中，所述电路包括：第一开关模块、基准电压模块、第二开关模块、第一指示模块和第二指示模块。

所述第一开关模块用于比较输入电压和基准电压，根据比较结果输出对应的控制信号，控制所述第二开关模块的导通和关断；所述第一开关模块包括第一电阻R1、第二电阻R2和第一开关管Q1，所述第一电阻R1的第一端接电压输入端VIN，第二端接所述第一开关管Q1的基极，所述第一开关管Q1的集电极接所述电压输入端VIN，发射极接所述第二电阻R2的第一端，所述第二电阻R2的第二端接地；

所述基准电压模块与所述第一开关模块相连，用于输出基准电压至所述第一开关模块；所述基准电压模块包括三端稳压器U1、第三电阻R3和第四电阻R4，所述三端稳压器U1的阳极接地，阴极接所述第一开关管Q1的基极，所述第三电阻R3和第四电阻R4串联后连接在所述第一开关管Q1的基极和所述三端稳压器U1的阳极之间，所述第三电阻R3和第四电阻R4的公共节点接所述三端稳压器U1的参考电压端；

所述第二开关模块与所述第一开关模块、电压输入端VIN及电压输出端VOUT分别连接，用于接收所述第一开关模块输出的控制信号，控制所述电压输入端VIN和电压输出端VOUT的连通状态。

优选地，所述第二开关模块包括第二开关管Q2、第三开关管Q3和第五电阻R5，所述第五电阻R5的第一端接所述第一开关管Q1的发射极，第二端接所述第二开关管Q2的基极，所述第三开关管Q3的集电极接所述第四开关管Q4的基极，发射极接地，所述第四开关管Q4的发射极接所述电压输入端VIN，集电极接所述电压输出端VOUT。

第一指示模块，一端接所述电压输出端VOUT，另一端接地，用于在所述电路正常工作时提示用户电路的工作状态。

优选地，所述第一指示模块包括第一发光二极管LED1，所述第一发光二级管LED1的正极接所述电压输出端VOUT，负极接地。

所述第一指示模块还包括第六电阻R6，所述第六电阻R6的一端接所述电压输出端VOUT，另一端接所述第一发光二级管LED1的正极。

更优选地，所述第一发光二级管LED1发出的光为绿光。

第二指示模块，与所述电压输入端VIN、地以及所述第一开关模块分别相连，用于在所述输入电压低于所述基准电压时提示用户。

优选地，所述第二指示模块包括第四开关管Q4和第二发光二级管LED2，所述第四开关管Q4的基极接所述第一开关管Q1的发射极，所述第四开关管Q4的发射极接所述电压输入端VIN，集电极接所述第二发光二级管LED2的正极，所述第二发光二级管LED2的负极接地。

更优选地，所述第二发光二极管LED2发出的光为黄光。

其中，所述三端稳压器的型号为TL431。其价格低廉，应用成熟。

所述第一开关管Q1和第二开关管Q2为NPN型三极管，所述第三开关管Q3和第四开关管Q4为PNP型三极管。

整个低压保护电路的工作原理如下：

当输入电压高于基准电压也就是保护电压时，输入电压经过第一电阻R1限流、高精度电压检测电路即基准电压模块（三端稳压器U1、第三电阻R3、第四电阻R4）后，检测到第一开关管Q1基极为高电平，进而第一开关管Q1导通，第四开关管Q4基极为高电平，第四开关管Q4关断，第二发光二级管LED2处于熄灭状态。第一开关管Q1基极为高电平，第二开关管Q2、第三开关管Q3相继导通，输入输出为通路，第一发光二级管LED1点亮，发绿光，指示输入电压高于基准电压，电路正常工作，。所以电压输出端VOUT为高电压，负载可以正常工作。

当输入电压低于基准电压即保护电压时，输入电压经过第一电阻R1、高精度电压检测电路即基准电压模块（三端稳压器U1、第三电阻R3、第四电阻R4）后，检测到第一开关管Q1基极为低电平，进而第一开关管Q1关断，第四开关管Q4基极为低电平，第四开关管Q4导通，第二发光二级管LED2点亮，发黄光，指示输入电压低于基准电压，提醒用户注意。由于第一开关管Q1基极为低电平，第二开关管Q2、第三开关管Q3相继关断，输入输出为断路状态，第一发光二级管LED1熄灭，所以电压输出端VOUT无输出电压，负载停止工作。

当输入电压恢复且高于设定的基准电压即保护电压时，第一开关管Q1基极为高电平，第一开关管Q1导通，第四开关管Q4基极为高电平，第四开关管Q4关断，第二发光二级管LED2处于熄灭状态。第一开关管Q1基极为高电平，第二开关管Q2、第三开关管Q3相继导通，输入输出为通路，第一发光二级管LED1点亮，发绿光。此时电压输出端VOUT为高电压，负载又可以正常工作。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

通过上述实施例的描述，本发明具有以下优点：

通过基准电压模块提供稳定的基准电压，由第一开关模块比较输入电压和基准电压，并根据比较结果输出对应的控制信号给第二开关模块，从而可以实现对电压输入端和电压输出端连接状态的自动控制，在输入电压低于基准电压时，自动关断电压输入端和电压输出端的通路，从而保护了负载和电源，整个电路结构简单，性能稳定，无需人工操作，具有自断保护和自恢复功能，使用方便。

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一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，简称ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory，简称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)

1.一种低压保护电路，其特征在于，包括：

第一开关模块、基准电压模块和第二开关模块；

所述第一开关模块用于比较输入电压和基准电压，根据比较结果输出对应的控制信号，控制所述第二开关模块的导通和关断；所述第一开关模块包括第一电阻、第二电阻和第一开关管，所述第一电阻的第一端接电压输入端，第二端接所述第一开关管的基极，所述第一开关管的集电极接所述电压输入端，发射极接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端接地；

所述基准电压模块与所述第一开关模块相连，用于输出基准电压至所述第一开关模块；所述基准电压模块包括三端稳压器、第三电阻和第四电阻，所述三端稳压器的阳极接地，阴极接所述第一开关管的基极，所述第三电阻和第四电阻串联后连接在所述第一开关管的基极和所述三端稳压器的阳极之间，所述第三电阻和第四电阻的公共节点接所述三端稳压器的参考电压端；

所述第二开关模块与所述第一开关模块、电压输入端及电压输出端分别连接，用于接收所述第一开关模块输出的控制信号，控制所述电压输入端和电压输出端的连通状态。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二开关模块包括第二开关管、第三开关管和第五电阻，所述第五电阻的第一端接所述第一开关管的发射极，第二端接所述第二开关管的基极，所述第三开关管的集电极接所述第四开关管的基极，发射极接地，所述第四开关管的发射极接所述电压输入端，集电极接所述电压输出端。

3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

第一指示模块，一端接所述电压输出端，另一端接地，用于在所述电路正常工作时提示用户电路的工作状态。

4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第一指示模块包括第一发光二极管，所述第一发光二级管的正极接所述电压输出端，负极接地。

5.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述第一指示模块还包括第六电阻，所述第六电阻的一端接所述电压输出端，另一端接所述第一发光二级管的正极。

6.如权利要求4或5所述的电路，其特征在于，所述第一发光二级管发出的光为绿光。

7.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

第二指示模块，与所述电压输入端、地以及所述第一开关模块分别相连，用于在所述输入电压低于所述基准电压时提示用户。

8.如权利要求7所述的电路，其特征在于，所述第二指示模块包括第四开关管和第二发光二级管，所述第四开关管的基极接所述第一开关管的发射极，所述第四开关管的发射极接所述电压输入端，集电极接所述第二发光二级管的正极，所述第二发光二级管的负极接地。

9.如权利要求8所述的电路，其特征在于，所述第二发光二极管发出的光为黄光。

10.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述三端稳压器的型号为TL431。