CN104539147A - 一种电源电路及电子产品 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电源电路，包括电源输入端、电源输出端、上电检测电路和欠压保护电路；电源输入端连接第一开关管开关通路的一端，第一开关管开关通路的另一端连接电源输出端，第一开关管的控制端连接第二开关管开关通路的一端，第二开关管开关通路的另一端接地；在所述第一开关管开关通路的一端与其控制端之间连接有偏置电阻；第二开关管的控制端连接第一开关管开关通路的另一端；电源输入端与所述上电检测电路连接，上电检测电路输出开关信号至第二开关管的控制端。本发明的电源电路在允许的电压范围内，供电线路保持导通，从而提高了供电线路的稳定性，继而提高了用电负载的稳定性。将电源电路应用在电子产品中，提高了电子产品运行的稳定性。

Description

一种电源电路及电子产品

技术领域

 本发明属于供电电路技术领域，具体地说，是涉及一种电源电路以及采用所述电源电路设计的电子产品。

背景技术

目前，在电子产品正常运行时，如果供电电源出现小幅度波动时，有可能造成电子产品供电线路断开，导致电子产品关机，从而降低电子产品的工作稳定性，影响了电子产品的正常使用。

发明内容

本发明提供了一种电源电路，提高了供电线路的稳定性。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种电源电路，包括电源输入端和电源输出端，还包括上电检测电路和欠压保护电路；所述电源输入端连接第一开关管开关通路的一端，所述第一开关管开关通路的另一端连接所述电源输出端，所述第一开关管的控制端连接第二开关管开关通路的一端，所述第二开关管开关通路的另一端接地；在所述第一开关管开关通路的一端与其控制端之间连接有偏置电阻；所述第二开关管的控制端连接所述第一开关管开关通路的另一端；所述电源输入端与所述上电检测电路连接，所述上电检测电路输出开关信号至所述第二开关管的控制端；所述欠压保护电路包括第三开关管和第四开关管，所述第一开关管开关通路的另一端通过第一分压电路连接所述第三开关管的控制端，所述第三开关管开关通路的一端通过下拉电阻连接所述第一开关管开关通路的另一端，所述第三开关管开关通路的另一端接地；所述第一开关管开关通路的另一端通过所述第四开关管的开关通路接地，所述第四开关管的控制端连接所述下拉电阻与第三开关管的连接节点。

进一步的，所述上电检测电路包括第五开关管、第二分压电路、第三分压电路；所述电源输入端通过所述第二分压电路连接所述第五开关管的控制端，所述电源输入端通过所述第三分压电路连接所述第五开关管的开关通路的一端；所述第五开关管的开关通路的另一端输出所述的开关信号至所述第二开关管的控制端。

又进一步的，所述第一开关管是PNP型三极管，所述第二开关管、第五开关管均是NPN型三极管；所述第一开关管的发射极连接所述第一电源输入端，所述第一开关管的集电极连接所述电源输出端；所述第一开关管的基极连接所述第二开关管的集电极，所述第二开关管的发射极接地，所述第一开关管的发射极通过所述偏置电阻连接所述第一开关管的基极，所述第二开关管的基极连接所述第一开关管的集电极；所述电源输入端通过所述第二分压电路连接所述第五开关管的基极，所述电源输入端通过所述第三分压电路连接所述第五开关管的集电极，所述第五开关管的发射极输出所述的开关信号至所述第二开关管的基极；所述第一开关管的集电极通过所述第一分压电路连接所述第三开关管的控制端，所述第一开关管的集电极通过所述下拉电阻连接所述第三开关管开关通路的一端，所述第一开关管的集电极通过所述第四开关管的开关通路接地。

更进一步的，所述电源电路还包括过压保护电路，所述过压保护电路包括第四分压电路和第六开关管，所述电源输入端通过所述第四分压电路连接所述第六开关管的控制端，所述第六开关管开关通路的一端连接所述第二开关管的控制端，所述第六开关管开关通路的另一端接地。

优选的，所述第六开关管是NPN型三极管或NMOS管；当所述第六开关管是NPN型三极管时，所述电源输入端通过所述第四分压电路连接所述第六开关管的基极，所述第六开关管的集电极连接所述第二开关管的控制端，所述第六开关管的发射极接地；当所述第六开关管是NMOS管时，所述电源输入端通过所述第四分压电路连接所述第六开关管的栅极，所述第六开关管的漏极连接所述第二开关管的控制端，所述第六开关管的源极接地。

进一步的，所述第三开关管、第四开关管均是NPN型三极管；所述第一开关管的开关通路的另一端通过所述第一分压电路连接所述第三开关管的基极，所述第一开关管的开关通路的另一端通过所述下拉电阻连接所述第三开关管的集电极，所述第三开关管的发射极接地；所述第一开关管的开关通路的另一端连接所述第四开关管的集电极，所述第四开关管的发射极接地，所述第四开关管的基极连接所述第三开关管的集电极。

又进一步的，所述第一开关管的开关通路的另一端通过第一二极管连接所述第二开关管的控制端。

再进一步的，所述第五开关管的开关通路的另一端输出的开关信号通过第二二极管传输至所述第二开关管的控制端。

优选的，所述电源输入端通过电容分别连接所述第二分压电路、第三分压电路、第四分压电路。

基于上述电源电路的结构设计，本发明还提出了一种采用所述电源电路设计的电子产品，包括电源输入端和电源输出端，还包括上电检测电路和欠压保护电路；所述电源输入端连接第一开关管开关通路的一端，所述第一开关管开关通路的另一端连接所述电源输出端，所述第一开关管的控制端连接第二开关管开关通路的一端，所述第二开关管开关通路的另一端接地；在所述第一开关管开关通路的一端与其控制端之间连接有偏置电阻；所述第二开关管的控制端连接所述第一开关管开关通路的另一端；所述电源输入端与所述上电检测电路连接，所述上电检测电路输出开关信号至所述第二开关管的控制端；所述欠压保护电路包括第三开关管和第四开关管，所述第一开关管开关通路的另一端通过第一分压电路连接所述第三开关管的控制端，所述第三开关管开关通路的一端通过下拉电阻连接所述第一开关管开关通路的另一端，所述第三开关管开关通路的另一端接地；所述第一开关管开关通路的另一端通过所述第四开关管的开关通路接地，所述第四开关管的控制端连接所述下拉电阻与第三开关管的连接节点。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的电源电路在允许的电压波动范围内，供电线路保持导通状态，该电路具有上电检测功能、欠压保护功能、低电压不能开机功能以及避免电压波动引起的反复上电问题，从而提高了供电线路的稳定性，继而提高了用电负载的稳定性。将所述电源电路应用在电子产品的电路设计中，提高了电子产品运行的稳定性。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明所提出的电源电路的一种实施例的电路原理图；

图2是本发明所提出的电源电路的又一种实施例的电路原理图；

图3是本发明所提出的电源电路的再一种实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。

实施例一、本实施例的电源电路主要包括电源输入端PIN、电源输出端POUT、供电开关电路、上电检测电路和欠压保护电路等组成，参见图1所示，供电开关电路主要由第一开关管Q1和第二开关管Q2组成，电源输入端PIN连接第一开关管Q1开关通路的一端，第一开关管Q1开关通路的另一端连接电源输出端POUT，第一开关管Q1的控制端通过限流电阻R12连接第二开关管Q2开关通路的一端，第二开关管Q2开关通路的另一端接地，第一开关管Q1开关通路的一端通过偏置电阻R1连接第一开关管Q1的控制端，第二开关管Q2的控制端连接第一开关管Q1开关通路的另一端；电源输入端PIN与上电检测电路连接，上电检测电路输出开关信号至第二开关管Q2的控制端，控制第二开关管Q2的通断，从而控制第一开关管Q1的通断。

在本实施例中，设定电压Von>Voff，且设定大于等于Von的电压为高电压/平，大于等于Voff且小于Von的电压为低电压/平，小于Voff的电压为过低电压/平。Von 为报警电压，Voff为关机电压，Von、Voff的具体值可根据实际需要选择。

调整偏置电阻R1和限流电阻R12的阻值比例，使得在第二开关管Q2饱和导通时，偏置电阻R1两端的压差可以使得第一开关管Q1饱和导通，且限流电阻R12可以对导通支路进行限流保护。

直流电源与电源输入端PIN连接，直流电源提供的电流传输至电源输入端PIN，电源输出端POUT与用电负载连接，输出电压至用电负载以供用电负载使用。当电源输入端PIN处的电压大于等于Von时，上电检测电路输出开关信号至第二开关管Q2的控制端，使得第二开关管Q2饱和导通，偏置电阻R1两端的压差使得第一开关管Q1饱和导通，供电线路导通，直流电源提供的电流通过电源输入端PIN、第一开关管Q1的开关通路、电源输出端POUT传输至用电负载，供用电负载使用。

所述上电检测电路主要包括第五开关管Q5、第二分压电路、第三分压电路等，电源输入端PIN通过第二分压电路连接第五开关管Q5的控制端，电源输入端PIN通过第三分压电路连接第五开关管Q5的开关通路的一端，第五开关管Q5的开关通路的另一端输出所述的开关信号至第二开关管Q2的控制端。

在本实施例中，所述第一开关管Q1优选为PNP型三极管，所述第二开关管Q2优选为NPN型三极管，第五开关管Q5优选为NPN型三极管。作为本实施例的另一种优选设计方案，所述第一开关管Q1也可以选择为PMOS管，所述第二开关管Q2也可以选择为NMOS管，第五开关管Q5也可以选择为NMOS管。

第一开关管Q1的发射极连接第一电源输入端PIN，第一开关管Q1的集电极连接电源输出端POUT，第一开关管Q1的基极通过限流电阻R12连接所述第二开关管Q2的集电极，第二开关管Q2的发射极接地，第一开关管Q1的发射极通过偏置电阻R1连接第一开关管Q1的基极，第二开关管Q2的基极连接第一开关管Q1的集电极。电源输入端PIN通过第二分压电路连接第五开关管Q5的基极，电源输入端PIN通过第三分压电路连接第五开关管Q5的集电极，第五开关管Q5的发射极输出所述的开关信号至第二开关管Q2的基极。

在本实施例中，所述第二分压电路主要由分压电阻R8和分压电阻R9组成，分压电阻R8的一端与电源输入端PIN连接，分压电阻R8的另一端与分压电阻R9的一端连接，分压电阻R9的另一端接地，分压电阻R8和分压电阻R9的中间节点连接第五开关管Q5的基极；第三分压电路主要由分压电阻R10和分压电阻R11组成，分压电阻R10的一端与电源输入端PIN连接，分压电阻R10的另一端与第五开关管Q5的集电极连接，第五开关管Q5的发射极通过分压电阻R11接地，且第五开关管Q5的发射极输出所述的开关信号至第二开关管Q2的基极。

当电源输入端PIN处的电压大于等于Von时，例如Von为3.7V，调整分压电阻R8和分压电阻R9的阻值比例，使得分压电阻R8和分压电阻R9的中间节点处的电压大于等于第五开关管Q5的开启电压，从而第五开关管Q5饱和导通，直流电源提供的电流通过分压电阻R10、第五开关管Q5的开关通路、分压电阻R11流入地，调整分压电阻R10、分压电阻R11的阻值比例，使得第五开关管Q5的发射极电压满足在传输至第二开关管Q2的基极时，第二开关管Q2的基极电压大于等于第二开关管Q2的开启电压，从而第二开关管Q2饱和导通，偏置电压R1两端的压差导致第一开关管Q1饱和导通，供电线路导通，直流电源提供的电流通过电源输入端PIN、第一开关管Q1的开关通路、电源输出端POUT传输至用电负载。而且，电源输入端PIN处的电流通过第一开关管Q1的开关通路传输至第二开关管Q2的基极。

为了保证电流的传输方向，第一开关管Q1的集电极与第一二极管D1的阳极连接，第一二极管D1的阴极通过电阻R5连接第二开关管Q2的基极；第五开关管Q5的发射极与第二二极管D2的阳极连接，第二二极管D2的阴极通过电阻R5连接第二开关管Q2的基极。第五开关管Q5的发射极输出的开关信号通过第二二极管D2、电阻R5传输至第二开关管的基极。

通过设置第一二极管D1，避免第五开关管Q5的发射极电压传输至电源输出端POUT；通过设置第二二极管D2，避免电源输出端POUT处的电压传输至第五开关管Q5的发射极。

所述欠压保护电路主要包括第三开关管Q3和第四开关管Q4，参见图2所示，第一开关管Q1开关通路的另一端通过第一分压电路连接第三开关管Q3的控制端，第三开关管Q3开关通路的一端通过下拉电阻R2连接第一开关管Q1开关通路的另一端，第三开关管Q3开关通路的另一端接地；第一开关管Q1开关通路的另一端通过第四开关管Q4的开关通路接地，第四开关管Q4的控制端连接下拉电阻R2与第三开关管Q3的连接节点。

在本实施例中，第一开关管Q1优选为PNP型三极管，第三开关管Q3优选为NPN型三极管，第四开关管Q4优选为NPN型三极管。作为本实施例的另一种优选设计方案，第三开关管Q3也可以选择为NMOS管，第四开关管Q4也可以选择为NMOS管。

第一开关管Q1的集电极通过第一分压电路连接第三开关管Q3的基极，第一开关管Q1的集电极通过下拉电阻R2连接第三开关管Q3的集电极，第三开关管Q3的发射极接地。第一开关管Q1的集电极连接第四开关管Q4的集电极，第四开关管Q4的发射极接地，第四开关管Q4的基极连接第三开关管Q3的集电极。

在本实施例中，第一分压电路主要由分压电阻R3和分压电阻R4组成，分压电阻R3的一端与第一开关管Q1的集电极连接，分压电阻R3的另一端与分压电阻R4的一端连接，分压电阻R4的另一端接地，分压电阻R3和分压电阻R4的中间节点连接第三开关管Q3的基极，第三开关管Q3的集电极通过下拉电阻R2连接第一开关管Q1的集电极，第三开关管Q3的发射极接地。第四开关管Q4的基极连接下拉电阻R2与第三开关管Q3的连接节点，也就是说，第四开关管Q4的基极连接第三开关管Q3的集电极，第四开关管Q4的发射极接地。

调整分压电阻R3和分压电阻R4的阻值比例，使得在第一开关管Q1饱和导通，即电源输出端POUT上电后，当电源输入端PIN处的电压大于等于Voff时，Voff小于Von，例如Voff为3.5V，分压电阻R3和分压电阻R4的中间节点处的电压大于等于第三开关管Q3的开启电压，从而第三开关管Q3饱和导通，导致第四开关管Q4的基极电压为0，第四开关管Q4关断；当电源输入端PIN处的电压小于Voff时，分压电阻R3和分压电阻R4的中间节点处的电压小于第三开关管Q3的开启电压，从而第三开关管Q3关断，第四开关管Q4饱和导通。

在电源输入端PIN上电瞬间，根据电源输入端PIN处的电压值大小，分为以下两种情况：

（1）当电源输入端PIN处的电压大于等于Von（Von为3.7V）时，第五开关管Q5饱和导通，从而第二开关管Q2饱和导通，继而第一开关管Q1饱和导通，第三开关管Q3饱和导通，第四开关管Q4关断，供电线路导通，直流电源提供的电流通过电源输入端PIN、第一开关管Q1的开关通路、电源输出端POUT传输至用电负载，电源输出端POUT上电，用电负载上电；

（2）当电源输入端PIN处的电压小于Von（Von为3.7V）时，第五开关管Q5关断，第二开关管Q2关断，因此第一开关管Q1关断，供电线路断开，电源输出端POUT没有上电。

在电源输出端POUT上电后，根据电源输入端PIN处的电压值大小，分为以下三种情况：

（a）当电源输入端PIN处的电压大于等于Von（Von为3.7V）时，第五开关管Q5饱和导通，从而第二开关管Q2饱和导通，继而第一开关管Q1饱和导通，第三开关管Q3饱和导通，第四开关管Q4关断，供电线路保持导通，直流电源提供的电流通过电源输入端PIN、第一开关管Q1的开关通路、电源输出端POUT传输至用电负载，电源输出端POUT保持上电状态；

（b）当电源输入端PIN处的电压大于等于Voff且小于Von（Voff为3.5V，Von为3.7V）时，分压电阻R8和分压电阻R9的中间节点处的电压小于第五开关管Q5的开启电压，第五开关管Q5关断，但是第三开关管Q3仍然饱和导通，第四开关管Q4仍然关断；电源输入端PIN处的电压通过第一开关管Q1的开关通路传输至第二开关管Q2的基极，第二开关管Q2仍然饱和导通，因此第一开关管Q1仍然饱和导通，供电线路保持导通，电源输出端POUT保持上电状态；

（c）当电源输入端PIN处的电压小于Voff（Voff为3.5V）时，第五开关管Q5关断，分压电阻R3和分压电阻R4的中间节点处的电压小于第三开关管Q3的开启电压，第三开关管Q3关断，第四开关管Q4饱和导通，直流电源提供的电流通过电源输入端PIN、第一开关管Q1的开关通路流入地，第一开关管Q1的集电极电压为0V，第二开关管Q2的基极电压为0，第二开关管Q2关断，导致第一开关管Q1关断，供电线路断开，电源输出端POUT掉电。

综上，在电源输入端PIN上电瞬间，当电源输入端PIN处的电压小于Von时，供电线路断开，电源输出端POUT没有上电，从而避免了电源输出端POUT低电平上电和过低电平上电，进而避免了用电负载低电平上电和过低电平上电；在电源输入端PIN上电瞬间，当电源输入端PIN处的电压大于等于Von时，供电线路导通，电源输出端POUT高电平上电，用电负载高电平上电运行。

在供电线路导通，电源输出端POUT上电后：当电源输入端PIN处的电压小于Voff时，供电线路断开，电源输出端POUT掉电，避免电源输出端POUT过低电压运行，从而避免用电负载过低电运行；当电源输入端PIN处的电压大于等于Voff 时，供电线路保持导通，电源输出端POUT保持上电状态，电源输出端POUT保持高电压运行或低电压运行，用电负载保持高电压运行或低电压运行，因此当电源输入端PIN处的电压大于等于Voff时，供电线路保持导通，电源输出端POUT保持正常运行，用电负载保持正常运行，提高了供电线路的稳定性，进而提高了用电负载运行的稳定性。

本实施例还提出了一种电子产品，在电子产品中设计有所述的电源电路以及用电负载，直流电源与电源电路中的电源输入端PIN连接，电源输出端POUT与用电负载连接，输出电压至用电负载，供用电负载使用。本实施例的直流电源可以是内置电池，在用电过程中电池电压会下降或者反复变化，通过在电子产品中设计电源电路，可以对电池电压设计临界值Von、Voff，当接通电池时，电池电压大于等于Von时，可以正常上电，直至电池电压下降到Voff，都可以稳定的工作，可是一旦电池电压跌落到Voff以下了，电池输出被关断，此时即使电池电压反复一点，只要没有大于等于Von就无法打开电池的输出回路。同时在上电时，电池电压一旦小于Von，即判定为低电状态，不允许开机。实现了电池电压在Voff- Von之间时不允许开机，但是允许在这个电压区间工作的目的。本实施例通过在电子产品中设计电源电路，提高了电子产品供电线路的稳定性，从而提高了电子产品的稳定性。

实施例二、本实施例的电源电路主要包括电源输入端PIN、电源输出端POUT、供电开关电路、上电检测电路和欠压保护电路等组成，参见图2所示，供电开关电路主要由第一开关管Q1和第二开关管Q2组成，电源输入端PIN连接第一开关管Q1开关通路的一端，第一开关管Q1开关通路的另一端连接电源输出端POUT，第一开关管Q1的控制端连接第二开关管Q2开关通路的一端，第二开关管Q2开关通路的另一端接地，第一开关管Q1开关通路的一端通过偏置电阻R1连接第一开关管Q1的控制端，第二开关管Q2的控制端连接第一开关管Q1开关通路的另一端；电源输入端PIN与上电检测电路连接，上电检测电路输出开关信号至第二开关管Q2的控制端，控制第二开关管Q2的通断，从而控制第一开关管Q1的通断。

在本实施例中，设定电压Vhigh>Von>Voff，且设定大于等于Vhigh的电压为过高电压/平，大于等于Von且小于Vhigh的电压为高电压/平，大于等于Voff且小于Von的电压为低电压/平，小于Voff的电压为过低电压/平。Vhigh 为最高电压，Von 为报警电压，Voff为关机电压，Vhigh、Von、Voff的具体值可根据实际需要选择。

直流电源与电源输入端PIN连接，直流电源提供的电流传输至电源输入端PIN，电源输出端POUT与用电负载连接，输出电压至用电负载以供用电负载使用。当电源输入端PIN处的电压大于等于Von时，上电检测电路输出开关信号至第二开关管Q2的控制端，使得第二开关管Q2饱和导通，继而使得第一开关管Q1饱和导通，供电线路导通，直流电源提供的电流通过电源输入端PIN、第一开关管Q1的开关通路、电源输出端POUT传输至用电负载，供用电负载使用。

所述上电检测电路主要包括第五开关管Q5、第二分压电路、第三分压电路等，电源输入端PIN通过第二分压电路连接第五开关管Q5的控制端，电源输入端PIN通过第三分压电路连接第五开关管Q5的开关通路的一端，第五开关管Q5的开关通路的另一端输出所述的开关信号至第二开关管Q2的控制端。

在本实施例中，所述第一开关管Q1优选为PNP型三极管，所述第二开关管Q2优选为NPN型三极管，第五开关管Q5优选为NPN型三极管。作为本实施例的另一种优选设计方案，所述第一开关管Q1也可以选择为PMOS管，所述第二开关管Q2也可以选择为NMOS管，第五开关管Q5也可以选择为NMOS管。

第一开关管Q1的发射极连接第一电源输入端PIN，第一开关管Q1的集电极连接电源输出端POUT，第一开关管Q1的基极所述第二开关管Q2的集电极，第二开关管Q2的发射极接地，第一开关管Q1的发射极通过偏置电阻R1连接第一开关管Q1的基极，第二开关管Q2的基极连接第一开关管Q1的集电极。电源输入端PIN通过第二分压电路连接第五开关管Q5的基极，电源输入端PIN通过第三分压电路连接第五开关管Q5的集电极，第五开关管Q5的发射极输出所述的开关信号至第二开关管Q2的基极。

在本实施例中，所述第二分压电路主要由分压电阻R8和分压电阻R9组成，分压电阻R8的一端与电源输入端PIN连接，分压电阻R8的另一端与分压电阻R9的一端连接，分压电阻R9的另一端接地，分压电阻R8和分压电阻R9的中间节点连接第五开关管Q5的基极；第三分压电路主要由分压电阻R10和分压电阻R11组成，分压电阻R10的一端与电源输入端PIN连接，分压电阻R10的另一端与第五开关管Q5的集电极连接，第五开关管Q5的发射极通过分压电阻R11接地，且第五开关管Q5的发射极输出所述的开关信号至第二开关管Q2的基极。

当电源输入端PIN处的电压大于等于Von时，例如Von为3.7V，调整分压电阻R8和分压电阻R9的阻值比例，使得分压电阻R8和分压电阻R9的中间节点处的电压大于等于第五开关管Q5的开启电压，从而第五开关管Q5饱和导通，直流电源提供的电流通过分压电阻R10、第五开关管Q5的开关通路、分压电阻R11流入地，调整分压电阻R10、分压电阻R11的阻值比例，使得第五开关管Q5的发射极电压满足在传输至第二开关管Q2的基极时，第二开关管Q2的基极电压大于等于第二开关管Q2的开启电压，从而第二开关管Q2饱和导通，导致第一开关管Q1饱和导通，供电线路导通，直流电源提供的电流通过电源输入端PIN、第一开关管Q1的开关通路、电源输出端POUT传输至用电负载。而且，电源输入端PIN处的电流通过第一开关管Q1的开关通路传输至第二开关管Q2的基极。

为了保证电流的传输方向，第一开关管Q1的集电极与第一二极管D1的阳极连接，第一二极管D1的阴极通过电阻R5连接第二开关管Q2的基极；第五开关管Q5的发射极与第二二极管D2的阳极连接，第二二极管D2的阴极通过电阻R5连接第二开关管Q2的基极。第五开关管Q5的发射极输出的开关信号通过第二二极管D2、电阻R5传输至第二开关管的基极。

通过设置第一二极管D1，避免第五开关管Q5的发射极电压传输至电源输出端POUT；通过设置第二二极管D2，避免电源输出端POUT处的电压传输至第五开关管Q5的发射极。

为了避免电源输出端POUT输出的电压过高而烧坏用电负载，在所述电源电路中还设置有过压保护电路，当电源输入端PIN处的电压大于等于Vhigh时，例如Vhigh为3.9V，过压保护电路可以使得第一开关管Q1断开，供电线路断开，使得电源输出端POUT处的电压为0V，避免电源输出端POUT输出过高电压，从而避免烧坏用电负载。

所述过压保护电路主要包括第四分压电路和第六开关管Q6，电源输入端PIN通过第四分压电路连接第六开关管Q6的控制端，第六开关管Q6开关通路的一端连接第二开关管Q2的基极，第六开关管Q6开关通路的另一端接地。

在本实施例中，第六开关管Q6优选为NPN型三极管，电源输入端PIN通过第四分压电路连接第六开关管Q6的基极，第六开关管Q6的集电极连接第二开关管Q2的基极，第六开关管Q6的发射极接地。

作为本实施例的另一种优选设计方案，第六开关管Q6也可以选择为NMOS管，在第六开关管Q6选择为NMOS管时，电源输入端PIN通过第四分压电路连接第六开关管Q6的栅极，第六开关管Q6的漏极连接第二开关管Q2的基极，第六开关管Q6的源极接地。

所述第四分压电路主要包括分压电阻R6和分压电阻R7，分压电阻R6的一端与电源输入端PIN连接，分压电阻R6的另一端与分压电阻R7的一端连接，分压电阻R7的另一端接地，分压电阻R6和分压电阻R7的中间节点连接第六开关管Q6的基极。

当电源输入端PIN处的电压大于等于Vhigh（例如Vhigh为3.9V）时，调整分压电阻R6和分压电阻R7的阻值比例，使得分压电阻R6和分压电阻R7的中间节点处的电压大于等于第六开关管Q6的开启电压，第六开关管Q6饱和导通，第六开关管Q6的集电极电压为0V，因此第二开关管Q2的基极电压为0V，第二开关管Q2关断，从而第一开关管Q1关断，供电线路断开，电源输出端POUT没有上电，避免电源输出端POUT输出过高电压，从而避免用电负载烧毁。

所述欠压保护电路主要包括第三开关管Q3和第四开关管Q4，参见图2所示，第一开关管Q1开关通路的另一端通过第一分压电路连接第三开关管Q3的控制端，第三开关管Q3开关通路的一端通过下拉电阻R2连接第一开关管Q1开关通路的另一端，第三开关管Q3开关通路的另一端接地；第一开关管Q1开关通路的另一端通过第四开关管Q4的开关通路接地，第四开关管Q4的控制端连接下拉电阻R2与第三开关管Q3的连接节点。

在本实施例中，第一开关管Q1优选为PNP型三极管，第三开关管Q3优选为NPN型三极管，第四开关管Q4优选为NPN型三极管。作为本实施例的另一种优选设计方案，第三开关管Q3也可以选择为NMOS管，第四开关管Q4也可以选择为NMOS管。

第一开关管Q1的集电极通过第一分压电路连接第三开关管Q3的基极，第一开关管Q1的集电极通过下拉电阻R2连接第三开关管Q3的集电极，第三开关管Q3的发射极接地。第一开关管Q1的集电极连接第四开关管Q4的集电极，第四开关管Q4的发射极接地，第四开关管Q4的基极连接第三开关管Q3的集电极。

在本实施例中，第一分压电路主要由分压电阻R3和分压电阻R4组成，分压电阻R3的一端与第一开关管Q1的集电极连接，分压电阻R3的另一端与分压电阻R4的一端连接，分压电阻R4的另一端接地，分压电阻R3和分压电阻R4的中间节点连接第三开关管Q3的基极，第三开关管Q3的集电极通过下拉电阻R2连接第一开关管Q1的集电极，第三开关管Q3的发射极接地。第四开关管Q4的基极连接下拉电阻R2与第三开关管Q3的连接节点，也就是说，第四开关管Q4的基极连接第三开关管Q3的集电极，第四开关管Q4的发射极接地。

调整分压电阻R3和分压电阻R4的阻值比例，使得在第一开关管Q1饱和导通，即电源输出端POUT上电后，当电源输入端PIN处的电压大于等于Voff时，Voff小于Von，例如Voff为3.5V，分压电阻R3和分压电阻R4的中间节点处的电压大于等于第三开关管Q3的开启电压，从而第三开关管Q3饱和导通，导致第四开关管Q4的基极电压为0，第四开关管Q4关断；当电源输入端PIN处的电压小于Voff时，分压电阻R3和分压电阻R4的中间节点处的电压小于第三开关管Q3的开启电压，从而第三开关管Q3关断，第四开关管Q4饱和导通。

在电源输入端PIN上电瞬间，根据电源输入端PIN处的电压值大小，分为以下三种情况：

（1）当电源输入端PIN处的电压大于等于Vhigh（Vhigh为3.9V）时，第六开关管Q6饱和导通，导致第二开关管Q2关断，第一开关管Q1关断，供电线路断开，电源输出端POUT没有上电；

（2）当电源输入端PIN处的电压大于等于Von且小于Vhigh（Von为3.7V，Vhigh为3.9V）时，第六开关管Q6关断，第五开关管Q5饱和导通，从而第二开关管Q2饱和导通，继而第一开关管Q1饱和导通，第三开关管Q3饱和导通，第四开关管Q4关断，供电线路导通，直流电源提供的电流通过电源输入端PIN、第一开关管Q1的开关通路、电源输出端POUT传输至用电负载，电源输出端POUT上电，用电负载上电；

（3）当电源输入端PIN处的电压小于Von（Von为3.7V）时，第六开关管Q6关断，第五开关管Q5关断，第二开关管Q2关断，因此第一开关管Q1关断，供电线路断开，电源输出端POUT没有上电。

在电源输出端POUT上电后，根据电源输入端PIN处的电压值大小，分为以下四种情况：

（a）当电源输入端PIN处的电压大于等于Vhigh（Vhigh为3.9V）时，第六开关管Q6饱和导通，第二开关管Q2关断，第一开关管Q1关断，供电线路断开，电源输出端POUT掉电；

（b）当电源输入端PIN处的电压大于等于Von且小于Vhigh（Von为3.7V，Vhigh为3.9V）时，第六开关管Q6关断，第五开关管Q5饱和导通，从而第二开关管Q2饱和导通，继而第一开关管Q1饱和导通，第三开关管Q3饱和导通，第四开关管Q4关断，供电线路保持导通，直流电源提供的电流通过电源输入端PIN、第一开关管Q1的开关通路、电源输出端POUT传输至用电负载，电源输出端POUT保持上电状态；

（c）当电源输入端PIN处的电压大于等于Voff且小于Von（Voff为3.5V，Von为3.7V）时，第六开关管Q6关断，分压电阻R8和分压电阻R9的中间节点处的电压小于第五开关管Q5的开启电压，第五开关管Q5关断，但是第三开关管Q3仍然饱和导通，第四开关管Q4仍然关断；电源输入端PIN处的电压通过第一开关管Q1的开关通路传输至第二开关管Q2的基极，第二开关管Q2仍然饱和导通，因此第一开关管Q1仍然饱和导通，供电线路保持导通，电源输出端POUT保持上电状态；

（d）当电源输入端PIN处的电压小于Voff（Voff为3.5V）时，第六开关管Q6关断，第五开关管Q5关断，分压电阻R3和分压电阻R4的中间节点处的电压小于第三开关管Q3的开启电压，第三开关管Q3关断，第四开关管Q4饱和导通，直流电源提供的电流通过电源输入端PIN、第一开关管Q1的开关通路流入地，第一开关管Q1的集电极电压为0V，第二开关管Q2的基极电压为0，第二开关管Q2关断，导致第一开关管Q1关断，供电线路断开，电源输出端POUT掉电。

综上，在电源输入端PIN上电瞬间，当电源输入端PIN处的电压大于等于Vhigh时，供电线路断开，电源输出端POUT没有上电，从而避免了电源输出端POUT过高电平上电，进而避免了用电负载由于过高电压上电而烧毁；在电源输入端PIN上电瞬间，当电源输入端PIN处的电压小于Von时，供电线路断开，电源输出端POUT没有上电，从而避免了电源输出端POUT低电平上电和过低电平上电，进而避免了用电负载低电平上电和过低电平上电；在电源输入端PIN上电瞬间，当电源输入端PIN处的电压大于等于Von且小于Vhigh时，供电线路导通，电源输出端POUT高电平上电，用电负载高电平上电运行。

在供电线路导通，电源输出端POUT上电后：当电源输入端PIN处的电压大于等于Vhigh时，供电线路断开，电源输出端POUT掉电，避免电源输出端POUT过高电压运行，从而避免了用电负载由于过高电压运行而烧毁；当电源输入端PIN处的电压小于Voff时，供电线路断开，电源输出端POUT掉电，避免电源输出端POUT过低电压运行，从而避免用电负载过低电运行；当电源输入端PIN处的电压大于等于Voff且小于Vhigh时，供电线路保持导通，电源输出端POUT保持上电状态，电源输出端POUT保持高电压运行或低电压运行，用电负载保持高电压运行或低电压运行，因此当电源输入端PIN处的电压大于等于Voff且小于Vhigh时，供电线路保持导通，电源输出端POUT保持正常运行，用电负载保持正常运行，提高了供电线路的稳定性，进而提高了用电负载运行的稳定性。

本实施例还提出了一种电子产品，在电子产品中设计有所述的电源电路以及用电负载，直流电源与电源电路中的电源输入端PIN连接，电源输出端POUT与用电负载连接，输出电压至用电负载，供用电负载使用。通过在电子产品中设计电源电路，提高了电子产品供电线路的稳定性，从而提高了电子产品的稳定性。

实施例三、本实施例的电源电路与实施例二的区别在于，电源输入端PIN通过电容C1分别连接第二分压电路、第三分压电路、第四分压电路，参见图3所示。

具体来说，电源输入端PIN通过电容C1连接分压电阻R8的一端，电源输入端PIN通过电容C1连接分压电阻R10的一端，电源输入端PIN通过电容C1连接分压电阻R6的一端，其他的电路结构与实施例二相同，具体可参见实施例二，此处不再赘述。

在电源输入端PIN上电瞬间，电容C1相当于通路，根据电源输入端PIN处的电压值大小，分为以下三种情况：

（1）在电源输入端PIN上电瞬间，当电源输入端PIN处的电压大于等于Vhigh（Vhigh为3.9V）时，第六开关管Q6饱和导通，导致第二开关管Q2关断，第一开关管Q1关断，供电线路断开，电源输出端POUT没有上电；

（2）在电源输入端PIN上电瞬间，当电源输入端PIN处的电压大于等于Von且小于Vhigh（Von为3.7V，Vhigh为3.9V）时，第六开关管Q6关断，第五开关管Q5饱和导通，从而第二开关管Q2饱和导通，继而第一开关管Q1饱和导通，第三开关管Q3饱和导通，第四开关管Q4关断，供电线路导通，直流电源提供的电流通过电源输入端PIN、第一开关管Q1的开关通路、电源输出端POUT传输至用电负载，电源输出端POUT上电，用电负载上电；

（3）在电源输入端PIN上电瞬间，当电源输入端PIN处的电压小于Von（Von为3.7V）时，第六开关管Q6关断，第五开关管Q5关断，第二开关管Q2关断，因此第一开关管Q1关断，供电线路断开，电源输出端POUT没有上电。

在供电线路导通，电源输出端POUT上电后，用电负载上电运行，由于此时电容相当于断路，第五开关管Q5、第六开关管Q6均关断，且电源输入端PIN处的电压变化无法影响到第五开关管Q5和第六开关管Q6的通断。根据电源输入端PIN处的电压值大小，分为以下两种情况：

（a）当电源输入端PIN处的电压大于等于Voff（Voff为3.5V）时，分压电阻R3和分压电阻R4的中间节点处的电压大于等于第三开关管Q3的开启电压，第三开关管Q3保持饱和导通状态，第四开关管Q4仍然关断，第二开关管Q2保持饱和导通，继而第一开关管Q1保持饱和导通，供电线路保持导通，电源输出端POUT保持上电状态，用电负载保持上电状态；

（b）当电源输入端PIN处的电压小于Voff（Voff为3.5V）时，分压电阻R3和分压电阻R4的中间节点处的电压小于第三开关管Q3的开启电压，第三开关管Q3关断，第四开关管Q4饱和导通，直流电源提供的电流通过电源输入端PIN、第一开关管Q1的开关通路流入地，第一开关管Q1的集电极电压为0V，第二开关管Q2的基极电压为0，第二开关管Q2关断，导致第一开关管Q1关断，供电线路断开，电源输出端POUT掉电，用电负载掉电。由于此时电容相当于断路，电源输入端PIN处的电压变化无法影响到第五开关管Q5和第六开关管Q6的通断，因此在电源输出端POUT掉电后，即使电源输入端PIN处的电压上升到大于等于Von且小于Vhigh（Von为3.7V，Vhigh为3.9V）时，第五开关管Q5也不会导通，因此第二开关管Q2保持关断，第一开关管Q1保持关断，供电线路保持断开，电源输出端POUT无法重新上电。

可以得出，在电源输出端POUT上电后，电源输入端PIN处的电压降低到小于Voff时，供电线路断开，导致电源输出端POUT掉电，电源输出端POUT掉电后，即使电源输入端PIN处的电压上升到大于等于Von且小于Vhigh，供电线路也无法导通，电源输出端POUT也无法重新上电。只有使得电源输入端PIN重新上电，在电源输入端PIN重新上电瞬间，电容C1相当于通路，当电源输入端PIN处的电压大于等于Von且小于Vhigh（Von为3.7V，Vhigh为3.9V）时，供电线路导通，实现电源输出端POUT的重新上电。

综上，在电源输入端PIN上电瞬间，当电源输入端PIN处的电压大于等于Vhigh时，供电线路断开，电源输出端POUT没有上电，从而避免了电源输出端POUT过高电平上电，进而避免了用电负载由于过高电压上电而烧毁；在电源输入端PIN上电瞬间，当电源输入端PIN处的电压小于Von时，供电线路断开，电源输出端POUT没有上电，从而避免了电源输出端POUT低电平上电和过低电平上电，进而避免了用电负载低电平上电和过低电平上电；在电源输入端PIN上电瞬间，当电源输入端PIN处的电压大于等于Von且小于Vhigh时，供电线路导通，电源输出端POUT高电平上电，用电负载高电平上电运行。

在供电线路导通，电源输出端POUT上电后：当电源输入端PIN处的电压大于等于Voff时，供电线路保持导通，电源输出端POUT保持上电状态，用电负载保持正常运行状态，因此当电源输入端PIN处的电压大于等于Voff时，供电线路保持导通，电源输出端POUT保持正常运行，用电负载保持正常运行，提高了供电线路的稳定性，进而提高了用电负载运行的稳定性；当电源输入端PIN处的电压小于Voff时，供电线路断开，电源输出端POUT掉电，避免电源输出端POUT过低电压运行，从而避免用电负载过低电运行；在电源输出端POUT掉电后，即使电源输入端PIN处的电压上升到大于等于Von且小于Vhigh，供电线路也无法导通，电源输出端POUT也无法重新上电，只有在电源输入端PIN重新上电瞬间、电源输入端PIN处的电压大于等于Von且小于Vhigh时，供电线路导通，电源输出端POUT才会重新上电，用电负载才会重新上电，从而提高了用电负载的用电安全。

本实施例还提出了一种电子产品，在电子产品中设计有所述的电源电路以及用电负载，直流电源与电源电路中的电源输入端PIN连接，电源输出端POUT与用电负载连接，输出电压至用电负载，供用电负载使用。本实施例的电子产品的电源电路在该电子产品的开关机以及工作过程中具有以下功能：

一、过压保护功能和上电检测功能。

根据电容两端电压不能突变的作用，在电源输入端PIN上电瞬间，电容C1两端的电压相同，设定为Vin，Vin即为电源输入电压；电阻R6、R7、R8、R9对电源输入端PIN的电压Vin进行分压并实现上电的实时监测以控制Q1、Q2、Q5、Q6的通断，对这些电阻进行合适的选型。

当Vin≥Von时，R9 两端的电压大于等于0.7V，从而Q5饱和导通，对R10和R11进行合理的选型，使得R11两端的电压大于等于(0.7V+VD2+VR5)， 从而Q2饱和导通，进而Q1饱和导通，所以电源输入电压经过Q1到达电源输出端POUT。

当Vin≥Vhigh时，R7两端的电压大于等于0.7V，则电源输入端PIN的电压VIN能够使得Q6饱和导通，将Q2的基极电压拉低，所以Q2关断，进而Q1关断，电源输入电压不能经过Q1到达电源输出端POUT。

所以当电源输入端PIN的电压Vin满足：Von≤Vin＜Vhigh时，则Q1导通，电源输入电压可以正常从电源输入端PIN供给到电源输出端POUT；一旦Vin≥Vhigh，则关断Q1，电源输入电压就无法输送到电源输出端POUT，起到了过压保护作用；一旦电容C1放电完成后，利用电容的隔直流、通交流的作用，在电子产品正常使用的时候，电容就相当于开路了，避免了电源输入电压通过电容C1到电阻R6、R7、R8、R9以及R10、R11的这些支路上的电流损耗。

二、欠压保护功能。

电源正常为电子产品供电后，随着使用，电源输入电压Vin逐渐下降，当Vin＜Voff时，R4的分压小于0.7V，此时对应的则Q3关断，Q4导通，所以Q2的基极电压拉低，将Q2关断，进而Q1关断，电源输入电压就无法输送到电源输出端POUT了，从而实现欠压保护功能。

三、低电压不能开机的功能(Vin＜Von)。

在电源输入端PIN上电瞬间，一旦Vin＜Von，则不能将Q2导通，所以Q1就无法导通，保证了在电源输入电压小于Von时候，电子产品都不能开机。

四、防止由于电源输入电压波动引起的反复上电。

随着电源的使用，一旦电源输入电压Vin＜Voff，则Q1关断，电源输入电压Vin不能输送到电源输出端POUT，即电源输入电压Vin关断输出，此后，即使电源输入电压Vin再升高（一般带大负载的时候，在电量比较低的时候容易出现电压波动比较大的现象），也不能使得Q1再导通（C1已经开路），除非重新上电，并且电源输入电压Vin满足能够输出的条件（Von≤Vin＜Vhigh）。

可见，通过以上功能对用电负载实现了：

１、当电源输入电压 Vin＜Von时候，则无法上电，防止低电上电而反复开关机；

２、当电源输入电压 Von≤Vin＜Vhigh时候，则可以正常上电，系统开机；

３、当电源输入电压 Vin≥Vhigh时候，则不能上电，防止过压上电；

4、 上电以后，当输入电压 Vin＜Voff时候，则关断电源输出回路，实现过低电关机。

通过在电子产品中设计电压检测电路，提高了电子产品供电线路的稳定性，从而提高了电子产品的稳定性。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电源电路，包括电源输入端和电源输出端，其特征在于：还包括上电检测电路和欠压保护电路；所述电源输入端连接第一开关管开关通路的一端，所述第一开关管开关通路的另一端连接所述电源输出端，所述第一开关管的控制端连接第二开关管开关通路的一端，所述第二开关管开关通路的另一端接地；在所述第一开关管开关通路的一端与其控制端之间连接有偏置电阻；所述第二开关管的控制端连接所述第一开关管开关通路的另一端；

所述电源输入端与所述上电检测电路连接，所述上电检测电路输出开关信号至所述第二开关管的控制端；

所述欠压保护电路包括第三开关管和第四开关管，所述第一开关管开关通路的另一端通过第一分压电路连接所述第三开关管的控制端，所述第三开关管开关通路的一端通过下拉电阻连接所述第一开关管开关通路的另一端，所述第三开关管开关通路的另一端接地；所述第一开关管开关通路的另一端通过所述第四开关管的开关通路接地，所述第四开关管的控制端连接所述下拉电阻与第三开关管的连接节点。

2.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于：所述上电检测电路包括第五开关管、第二分压电路、第三分压电路；所述电源输入端通过所述第二分压电路连接所述第五开关管的控制端，所述电源输入端通过所述第三分压电路连接所述第五开关管的开关通路的一端；所述第五开关管的开关通路的另一端输出所述的开关信号至所述第二开关管的控制端。

3.根据权利要求2所述的电源电路，其特征在于：所述第一开关管是PNP型三极管，所述第二开关管、第五开关管均是NPN型三极管；

所述第一开关管的发射极连接所述第一电源输入端，所述第一开关管的集电极连接所述电源输出端；所述第一开关管的基极连接所述第二开关管的集电极，所述第二开关管的发射极接地，所述第一开关管的发射极通过所述偏置电阻连接所述第一开关管的基极，所述第二开关管的基极连接所述第一开关管的集电极；

所述电源输入端通过所述第二分压电路连接所述第五开关管的基极，所述电源输入端通过所述第三分压电路连接所述第五开关管的集电极，所述第五开关管的发射极输出所述的开关信号至所述第二开关管的基极；

所述第一开关管的集电极通过所述第一分压电路连接所述第三开关管的控制端，所述第一开关管的集电极通过所述下拉电阻连接所述第三开关管开关通路的一端，所述第一开关管的集电极通过所述第四开关管的开关通路接地。

4.根据权利要求2所述的电源电路，其特征在于：还包括过压保护电路，所述过压保护电路包括第四分压电路和第六开关管，所述电源输入端通过所述第四分压电路连接所述第六开关管的控制端，所述第六开关管开关通路的一端连接所述第二开关管的控制端，所述第六开关管开关通路的另一端接地。

5.根据权利要求4所述的电源电路，其特征在于：所述第六开关管是NPN型三极管或NMOS管；

当所述第六开关管是NPN型三极管时，所述电源输入端通过所述第四分压电路连接所述第六开关管的基极，所述第六开关管的集电极连接所述第二开关管的控制端，所述第六开关管的发射极接地；

当所述第六开关管是NMOS管时，所述电源输入端通过所述第四分压电路连接所述第六开关管的栅极，所述第六开关管的漏极连接所述第二开关管的控制端，所述第六开关管的源极接地。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电源电路，其特征在于：所述第三开关管、第四开关管均是NPN型三极管；

所述第一开关管的开关通路的另一端通过所述第一分压电路连接所述第三开关管的基极，所述第一开关管的开关通路的另一端通过所述下拉电阻连接所述第三开关管的集电极，所述第三开关管的发射极接地；

所述第一开关管的开关通路的另一端连接所述第四开关管的集电极，所述第四开关管的发射极接地，所述第四开关管的基极连接所述第三开关管的集电极。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的电源电路，其特征在于：所述第一开关管的开关通路的另一端通过第一二极管连接所述第二开关管的控制端。

8.根据权利要求2所述的电源电路，其特征在于：所述第五开关管的开关通路的另一端输出的开关信号通过第二二极管传输至所述第二开关管的控制端。

9.根据权利要求4所述的电源电路，其特征在于：所述电源输入端通过电容分别连接所述第二分压电路、第三分压电路、第四分压电路。

10.一种电子产品，其特征在于：包括如权利要求1至9中任一项所述的电源电路。