CN104577961B - 过压断电保护电路 - Google Patents

Abstract

一种过压断电保护电路，用于在输入电压过压时，停止对负载供电，包括电压检测模块、电压转换模块、电压拉低模块及开关模块；通过电压检测模块检测输入电源的电压，在输入电压低于电压阈值时，电压检测模块输出低电平，电压转换模块接收低电平后向电压拉低模块输出低电平，电压拉低模块接收低电平后截止，开关模块与输入电源形成导通回路，开关模块导通，输入电源通过开关模块向负载供电。在输入电源过压时，经由电压转换模块的电压转换使得电压拉低模块的输入端接收高电平，因而电压拉低模块能够使开关模块与接地形成导通回路，开关模块的输入端为低电平，开关模块截止，从而断开输入电源与负载的连接，避免因过压对负载造成损坏。

Description

过压断电保护电路

技术领域

本发明涉及过压保护电路，特别是涉及一种在输入电压过压时停止对负载供电的过压断电保护电路。

背景技术

随着电子技术的发展，各种电子设备种类越来越多，功率各异。对于越精密的电子设备，输入电源的要求越高。即电子设备中的元器件不能承受过高压，因此，在用户电源输入端，出现过压时，会引起用电安全问题。例如，电子设备的输入电源供电电压过高时，会导致电子设备烧毁，溅出电火花进而引起火灾等现象。

发明内容

基于此，提供一种在输入电压过压时停止对负载供电的过压断电保护电路。

一种过压断电保护电路，用于在输入电压过压时，停止对负载供电，包括电压检测模块、电压转换模块、电压拉低模块及开关模块；

所述电压检测模块的输入端、所述电压转换模块的电源端及所述开关模块的电源端接输入电源，所述电压检测模块的输出端接所述电压转换模块的输入端，所述电压检测模块的接地端、所述电压拉低模块的接地端及所述电压转换模块的接地端接地，所述电压转换模块的输出端接所述电压拉低模块的输入端，所述电压拉低模块的输出端接所述开关模块的输入端，所述开关模块的输出端接负载；

在输入电压超过电压阈值时，所述电压检测模块输出高电平，所述电压转换模块接收高电平后向所述电压拉低模块输出高电平，所述电压拉低模块接收高电平后导通，使所述开关模块通过所述电压拉低模块与接地之间形成导通回路，所述电压拉低模块向所述开关模块的输入端输出低电平，所述开关模块截止，停止向负载供电；

在输入电压低于电压阈值时，所述电压检测模块输出低电平，所述电压转换模块接收低电平后向所述电压拉低模块输出低电平，所述电压拉低模块接收低电平后截止，所述开关模块与输入电源形成导通回路，所述开关模块导通，输入电源通过所述开关模块向负载供电。

在其中一个实施例中，所述电压检测模块包括分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3和基准稳压源U1；

所述分压电阻R1、所述分压电阻R2和所述分压电阻R3串联于输入电源和接地之间，所述基准稳压源U1的正极接地、负极接所述分压电阻R1和所述分压电阻R2的公共连接点、基准端接所述分压电阻R2和所述分压电阻R3的公共连接点；所述分压电阻R1和所述分压电阻R2的公共连接点为所述电压检测模块的输出端。

在其中一个实施例中，所述电压转换模块包括三极管Q1，所述三极管Q1的基极、集电极、发射极对应为所述电压转换模块的输入端、电源端和输出端。

在其中一个实施例中，所述电压拉低模块包括分压电阻R4、分压电阻R6和三极管Q4；

所述分压电阻R4与所述分压电阻R6串联于三极管Q4的基极与接地之间，所述分压电阻R4与所述分压电阻R6的公共连接点为所述电压拉低模块的输入端，所述三极管Q4的集电极与发射极对应为所述电压拉低模块的输出端和接地端。

在其中一个实施例中，所述开关模块包括分压电阻R5和三极管Q3；

所述分压电阻R5一端接所述三极管Q3的基极，另一端接所述三极管Q3的集电极，所述三极管Q3的集电极接输入电源，所述三极管Q3的基极与发射极对应为所述开关模块的输入端和输出端。

在其中一个实施例中，还包括用于指示输入电源过压的过压指示模块，所述过压指示模块的输入端接所述电压转换模块的输出端，所述过压指示模块的电源端接输入电源，所述过压指示模块的接地端接地。

在其中一个实施例中，所述过压指示模块包括三极管Q2和LED1，所述三极管Q2的基极与集电极对应为所述过压指示模块的输入端和电源端，所述三极管Q2的发射极接所述LED1的正极，所述LED1的负极接地。

在其中一个实施例中，还包括用于指示负载正常工作的负载指示模块，所述负载指示模块的输入端接所述开关模块的输出端，所述负载指示模块的输出端接地。

在其中一个实施例中，所述负载指示模块包括分压电阻R7和LED2，所述分压电阻R7一端接所述开关模块的输出端，另一端接所述LED2的正极，所述LED2的负极接地。

上述过压断电保护电路通过电压检测模块检测输入电源的电压，在输入电源过压时，经由电压转换模块的电压转换使得电压拉低模块的输入端接收高电平，因而电压拉低模块能够使开关模块与接地形成导通回路，开关模块的输入端为低电平，开关模块截止，从而断开输入电源与负载的连接，避免因过压对负载造成损坏。

附图说明

图1为过压断电保护电路的模块图；

图2为过压断电保护电路的原理图。

具体实施方式

如图1所示，为过压断电保护电路的模块图。

一种过压断电保护电路，用于在输入电压过压时，停止对负载供电，包括电压检测模块101、电压转换模块103、电压拉低模块105及开关模块107。

所述电压检测模块101的输入端、所述电压转换模块103的电源端及所述开关模块107的电源端接输入电源，所述电压检测模块101的输出端接所述电压转换模块103的输入端，所述电压检测模块101的接地端、所述电压拉低模块105的接地端及所述电压转换模块103的接地端接地，所述电压转换模块103的输出端接所述电压拉低模块105的输入端，所述电压拉低模块105的输出端接所述开关模块107的输入端，所述开关模块107的输出端接负载。

在输入电压超过电压阈值时，所述电压检测模块101输出高电平，所述电压转换模块103接收高电平后向所述电压拉低模块105输出高电平，所述电压拉低模块105接收高电平后导通，使所述开关模块107通过所述电压拉低模块105与接地之间形成导通回路，所述电压拉低模块105向所述开关模块107的输入端输出低电平，所述开关模块107截止，停止向负载供电。

在输入电压低于电压阈值时，所述电压检测模块101输出低电平，所述电压转换模块103接收低电平后向所述电压拉低模块105输出低电平，所述电压拉低模块105接收低电平后截止，所述开关模块107与输入电源形成导通回路，所述开关模块107导通，输入电源通过所述开关模块107向负载供电。

过压断电保护电路还包括用于指示输入电源过压的过压指示模块109，所述过压指示模块109的输入端接所述电压转换模块103的输出端，所述过压指示模块109的电源端接输入电源，所述过压指示模块109的接地端接地。

电压检测模块101用于检测输入电源的电压是否超过电压阈值。若是，则向电压转换模块103输出高电平，若否，则向电压转换模块103输出低电平。

电压转换模块103用于根据电压检测模块101的输出电平信号控制电压拉低模块105及过压指示模块109的导通与截止。电压转换模块103接收到高电平时，控制电压拉低模块105及过压指示模块109导通。电压转换模块103接收到低电平时，控制电压拉低模块105及过压指示模块109截止。

电压拉低模块105用于根据电压转换模块103输出的电平控制自身的导通与截止。电压转换模块103输出高电平时，电压拉低模块105导通，从而使得开关模块107通过电压拉低模块105与接地之间形成导通回路。电压转换模块103输出低电平时，电压拉低模块105截止。

开关模块107用于根据电压拉低模块105导通或截止控制自身的导通或截止。其中，电压拉低模块105输出高电平，开关模块107就截止。即电压拉低模块105导通时，开关模块107通过电压拉低模块105与接地之间形成导通回路，因而开关模块107截止。电压转换模块103截止时，开关模块107与输入电源形成导通回路，进而导通，使得输入电源经由开关模块107对负载供电。

过压指示模块109用于指示电路是否出现过压，输入电源过压时，电压转换模块103输出高电平，因而过压指示模块109发出指示信号，表明此时输入电源处于过压状态。输入电源正常时，电压转换模块103输出低电平，过压指示模块109不发出指示信号。

请结合图2。

电压检测模块101包括分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3和基准稳压源U1。

所述分压电阻R1、所述分压电阻R2和所述分压电阻R3串联于输入电源和接地之间，所述基准稳压源U1的正极接地、负极接所述分压电阻R1和所述分压电阻R2的公共连接点、基准端接所述分压电阻R2和所述分压电阻R3的公共连接点；所述分压电阻R1和所述分压电阻R2的公共连接点为所述电压检测模块101的输出端。

基准稳压源U1为高精度基准稳压源。

电压转换模块103包括三极管Q1，所述三极管Q1的基极、集电极、发射极对应为所述电压转换模块103的输入端、电源端和输出端。

三极管Q1为NPN型三极管。

电压拉低模块105包括分压电阻R4、分压电阻R6和三极管Q4。

所述分压电阻R4与所述分压电阻R6串联于三极管Q4的基极与接地之间，所述分压电阻R4与所述分压电阻R6的公共连接点为所述电压拉低模块105的输入端，所述三极管Q4的集电极与发射极对应为所述电压拉低模块105的输出端和接地端。

三极管Q4为NPN型三极管。

开关模块107包括分压电阻R5和三极管Q3。

所述分压电阻R5一端接所述三极管Q3的基极，另一端接所述三极管Q3的集电极，所述三极管Q3的集电极接输入电源，所述三极管Q3的基极与发射极对应为所述开关模块107的输入端和输出端。

三极管Q3为NPN型三极管。

过压指示模块109包括三极管Q2和LED1，所述三极管Q2的基极与集电极对应为所述过压指示模块109的输入端和电源端，所述三极管Q2的发射极接所述LED1的正极，所述LED1的负极接地。

三极管Q2为NPN型三极管。LED1为红色LED。

过压断电保护电路还包括用于指示负载正常工作的负载指示模块111，所述负载指示模块111的输入端接所述开关模块107的输出端，所述负载指示模块111的输出端接地。

负载指示模块111包括分压电阻R7和LED2，所述分压电阻R7一端接所述开关模块107的输出端，另一端接所述LED2的正极，所述LED2的负极接地。

LED2为绿色LED。

基于上述所有实施例，过压断电保护电路的工作原理如下：

输入电源经由分压电阻R1分压后加到基准稳压源U1上，分压电阻R2与分压电阻R3分压后为基准稳压源U1提供基准电压。在输入电源发生变化时，基准稳压源U1的负极输出电压也随之发生变化。

在输入电源正常时，基准稳压源U1输出低电平，因此三极管Q1的基极为低电平，三极管Q1接收低电平截止，三极管Q1的发射极输出低电平，因而三极管Q2和三极管Q4的基极均接收到低电平。三极管Q2和三极管Q4均截止。与三极管Q2连接的LED1不发光。而三极管Q3也无法经由三极管Q4与接地形成导通回路。因此三极管Q3经由分压电阻R5与输入电源形成导通回路，三极管Q3导通。输入电源经由三极管Q3对负载供电。同时，输入电源经由三极管Q3对LED2供电，LED2点亮，表明输入电源的电压正常，电路正常工作。

在输入电源过压时，基准稳压源U1输出高电平，因此，三极管Q1的基极为高电平，三极管Q1接收高电平后导通，三极管Q1的发射极输出高电平，因而三极管Q2与三极管Q4的基极均接收到高电平。三极管Q2与三极管Q4均导通。与三极管Q2连接的LED1发光。表明输入电源此时处于过压状态。而三极管Q3经由三极管Q4与接地形成导通回路。因此三极管Q3的基极电压被拉低，三极管Q3截止。从而断开了输入电源与负载之间的连接。同时，输入电源停止对LED2供电，LED2熄灭。

在输入电源电压恢复正常时，输入电源经由三极管Q3向负载供电。三极管Q1、三极管Q2及三极管Q4均截止。LED1熄灭，LED2点亮。

上述过压断电保护电路通过电压检测模块101检测输入电源的电压，在输入电源过压时，经由电压转换模块103的电压转换使得电压拉低模块105的输入端接收高电平，因而电压拉低模块105能够使开关模块107与接地形成导通回路，开关模块107的输入端为低电平，开关模块107截止，从而断开输入电源与负载的连接，避免因过压对负载造成损坏。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种过压断电保护电路，用于在输入电压过压时，停止对负载供电，其特征在于，包括电压检测模块、电压转换模块、电压拉低模块及开关模块；

所述电压检测模块的输入端、所述电压转换模块的电源端及所述开关模块的电源端接输入电源，所述电压检测模块的输出端接所述电压转换模块的输入端，所述电压检测模块的接地端及所述电压拉低模块的接地端接地，所述电压转换模块的输出端接所述电压拉低模块的输入端，所述电压拉低模块的输出端接所述开关模块的输入端，所述开关模块的输出端接负载；所述电压转换模块用于根据所述电压检测模块的输出电平信号控制所述电压拉低模块的导通与截止；所述电压拉低模块用于根据电压转换模块输出的电平控制自身的导通与截止；

在输入电压超过电压阈值时，所述电压检测模块输出高电平，所述电压转换模块接收高电平后向所述电压拉低模块输出高电平，所述电压拉低模块接收高电平后导通，使所述开关模块通过所述电压拉低模块与接地之间形成导通回路，所述电压拉低模块向所述开关模块的输入端输出低电平，所述开关模块截止，停止向负载供电；

在输入电压低于电压阈值时，所述电压检测模块输出低电平，所述电压转换模块接收低电平后向所述电压拉低模块输出低电平，所述电压拉低模块接收低电平后截止，所述开关模块与输入电源形成导通回路，所述开关模块导通，输入电源通过所述开关模块向负载供电。

2.根据权利要求1所述的过压断电保护电路，其特征在于，所述电压检测模块包括分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3和基准稳压源U1；

所述分压电阻R1、所述分压电阻R2和所述分压电阻R3串联于输入电源和接地之间，所述基准稳压源U1的正极接地、负极接所述分压电阻R1和所述分压电阻R2的公共连接点、基准端接所述分压电阻R2和所述分压电阻R3的公共连接点；所述分压电阻R1和所述分压电阻R2的公共连接点为所述电压检测模块的输出端。

3.根据权利要求1所述的过压断电保护电路，其特征在于，所述电压转换模块包括三极管Q1，所述三极管Q1的基极、集电极、发射极对应为所述电压转换模块的输入端、电源端和输出端。

4.根据权利要求1所述的过压断电保护电路，其特征在于，所述电压拉低模块包括分压电阻R4、分压电阻R6和三极管Q4；

所述分压电阻R4与所述分压电阻R6串联于三极管Q4的基极与接地之间，所述分压电阻R4与所述分压电阻R6的公共连接点为所述电压拉低模块的输入端，所述三极管Q4的集电极与发射极对应为所述电压拉低模块的输出端和接地端。

5.根据权利要求1所述的过压断电保护电路，其特征在于，所述开关模块包括分压电阻R5和三极管Q3；

所述分压电阻R5一端接所述三极管Q3的基极，另一端接所述三极管Q3的集电极，所述三极管Q3的集电极接输入电源，所述三极管Q3的基极与发射极对应为所述开关模块的输入端和输出端。

6.根据权利要求1所述的过压断电保护电路，其特征在于，还包括用于指示输入电源过压的过压指示模块，所述过压指示模块的输入端接所述电压转换模块的输出端，所述过压指示模块的电源端接输入电源，所述过压指示模块的接地端接地。

7.根据权利要求6所述的过压断电保护电路，其特征在于，所述过压指示模块包括三极管Q2和LED1，所述三极管Q2的基极与集电极对应为所述过压指示模块的输入端和电源端，所述三极管Q2的发射极接所述LED1的正极，所述LED1的负极接地。

8.根据权利要求1所述的过压断电保护电路，其特征在于，还包括用于指示负载正常工作的负载指示模块，所述负载指示模块的输入端接所述开关模块的输出端，所述负载指示模块的输出端接地。

9.根据权利要求8所述的过压断电保护电路，其特征在于，所述负载指示模块包括分压电阻R7和LED2，所述分压电阻R7一端接所述开关模块的输出端，另一端接所述LED2的正极，所述LED2的负极接地。