CN105305397A - 一种过压保护电路和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于过压保护领域，提供了一种过压保护电路和电子设备。在本发明中，所述使能模块在工作开始时从所述直流电源获取电能以进行充电，当所述使能模块的电能端的电压升高至所述电源开关模块的导通电压时，所述电源开关模块导通并驱动所述过压保护模块导通工作，所述过压保护模块进而对所述直流电源输出的直流电实施过压保护并按照稳压状态输出直流电，所述使能模块在充电完成后通过所述钳位模块进行放电，且由所述钳位模块将所述电能端的钳位在所述导通电压以维持所述电源开关模块导通状态，进而使所述过压保护模块按照稳压状态维持直流电输出，本发明实施例提供的过压保护电路结构简单，功耗小且成本低，能够有效对电子设备进行过压保护。

Description

一种过压保护电路和电子设备

技术领域

本发明属于过压保护领域，尤其涉及一种过压保护电路和电子设备。

背景技术

所有的电器在使用时最忌电网电压过高过低，不论工业设备还是家用电器都有一个额定电压，电压范围通常规定为170V-240V（可以在电器设备的铭牌或说明书上看到）。如果超出这个电压就超出了电器的绝缘强度和耐压值，电器会因此发热、击穿而烧坏甚至起火。目前由于零线被盗、设备老化、技术故障、人为故障、自然灾害、停电再来电等原因引起的电压不稳、电压过高过低导致大片区大量电器被烧坏、烧毁的情况不断发生，人们损失惨重，索赔无门，劳民伤财的事接踵而至，应加设益民超压、过压、欠压保护器（又名电器保护器），以防止电气火灾，保护生命财产安全。

但是，目前的电子设备过压保护电路一般设计复杂，效率低，不能很好的对电子设备进行过压保护。

发明内容

本发明的目的在于提供一种过压保护电路，旨在解决目前电子设备的过压保护电路设计复杂，效率低，不能很好的对电子设备进行过压保护的问题。

本发明是这样实现的，一种过压保护电路，所述过压保护电路包括：

使能模块、电源开关模块、过压保护模块以及钳位模块；

所述使能模块的输入端与所述过压保护模块的输入端共接于直流电源，所述使能模块的电能端同时与所述电源开关模块的控制端及所述钳位模块的输入端连接，所述电源开关模块的输出端与所述使能模块的接地端及所述钳位模块的输出端共接于地，所述过压保护模块的控制端连接所述电源开关模块的输入端，所述过压保护模块的输出端输出直流电；

所述使能模块在工作开始时从所述直流电源获取电能以进行充电，当所述使能模块的电能端的电压升高至所述电源开关模块的导通电压时，所述电源开关模块导通并驱动所述过压保护模块导通工作，所述过压保护模块进而对所述直流电源输出的直流电实施过压保护并按照稳压状态输出直流电，所述使能模块在充电完成后通过所述钳位模块进行放电，且由所述钳位模块将所述电能端的钳位在所述导通电压以维持所述电源开关模块导通状态，进而使所述过压保护模块按照稳压状态维持直流电输出。

本发明的另一目的还在于提供一种包括所述过压保护电路的电子设备。

在本发明中，所述使能模块在工作开始时从所述直流电源获取电能以进行充电，当所述使能模块的电能端的电压升高至所述电源开关模块的导通电压时，所述电源开关模块导通并驱动所述过压保护模块导通工作，所述过压保护模块进而对所述直流电源输出的直流电实施过压保护并按照稳压状态输出直流电，所述使能模块在充电完成后通过所述钳位模块进行放电，且由所述钳位模块将所述电能端的钳位在所述导通电压以维持所述电源开关模块导通状态，进而使所述过压保护模块按照稳压状态维持直流电输出，本发明实施例提供的过压保护电路结构简单，功耗小且成本低，能够有效对电子设备进行过压保护。

附图说明

图1是本发明实施例提供的过压保护电路的模块结构图；

图2是本发明一实施例提供的过压保护电路的示例电路结构图；

图3是本发明另一实施例提供的过压保护电路的示例电路结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例通过采用包括使能模块、电源开关模块、过压保护模块以及钳位模块的过压保护电路，其电路结构简单，功耗小且成本低，能够在对直流电源所输出的直流电实施过压保护的同时，保证稳定地输出直流电以确保后级电路的正常工作，从而达到了既对浪涌电压实现抑制，又保证后级电路的正常供电，提高了对后级电路的驱动能力。

图1示出了本发明实施例提供的过压保护电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下：

过压保护电路包括使能模块100、电源开关模块200、过压保护模块300以及钳位模块400。

使能模块100的输入端与过压保护模块300的输入端共接于直流电源VCC，使能模块100的电能端同时与电源开关模块200的控制端及钳位模块400的输入端连接，电源开关模块200的输出端与使能模块100的接地端及钳位模块400的输出端共接于地，过压保护模块300的控制端连接电源开关模块200的输入端，过压保护模块300的输出端输出直流电。

使能模块100在工作开始时从直流电源VCC获取电能以进行充电，当使能模块100的电能端的电压升高至电源开关模块200的导通电压时，电源开关模块200导通并驱动过压保护模块300导通工作，过压保护模块300进而对直流电源VCC输出的直流电实施过压保护并按照稳压状态输出直流电，使能模块100在充电完成后通过钳位模块400进行放电，且由钳位模块400将使能模块100的电能端的钳位在电源开关模块200的导通电压以维持电源开关模块200导通状态，进而使过压保护模块300按照稳压状态维持直流电输出。

图2示出了本发明一实施例提供的过压保护电路的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下：

作为本发明一实施例，使能模块100包括电阻R1和储能电容C1，电阻R1的第一端为使能模块100的输入端，电阻R1的第二端与储能电容C1的正极的共接点为使能模块100的电能端，储能电容C1的负极为使能模块100的接地端。

作为本发明一实施例，电源开关模块200包括电阻R2和NPN型三极管Q1，电阻R2的第一端为电源开关模块200的控制端，电阻R2的第二端连接NPN型三极管Q1的基极，NPN型三极管Q1的集电极和发射极分别为电源开关模块200的输入端和输出端。

作为本发明一实施例，过压保护模块300包括电阻R3、PNP型三极管Q2及电感L1，电阻R3的第一端为过压保护模块300的控制端，电阻R3的第二端连接PNP型三极管Q2的基极，PNP型三极管Q2的发射极为过压保护模块300的输入端，PNP型三极管Q2的集电极连接电感L1的第一端，电感L1的第二端为过压保护模块300的输出端。

作为本发明一实施例，钳位模块400包括二极管D1和二极管D2，二极管D1的阳极为钳位模块400的输入端，二极管D1的阴极连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极为钳位模块400的输出端。

以下结合工作原理对上述的过压保护电路作进一步说明：

在供电初始时期，直流电通过电阻R1给储能电容C1充电，此时储能电容C1相当于短路，则NPN型三极管Q1的基极相当于通过电阻R2和储能电容C1接地，即处于低电平状态，所以NPN型三极管Q1截止，则PNP型三极管Q2也随之截止，整个过压保护电路无直流电输出。

随着充电进程的逐步推进，储能电容C1两端的电压慢慢变大，NPN型三极管Q1的基极电位也慢慢上升，当NPN型三极管Q1的基极电位升到其导通电压值时，NPN型三极管Q1导通并通过其集电极从PNP型三极管Q2的基极拉电流，进而使PNP型三极管Q2的基极处于低电平状态，则PNP型三极管Q2也导通，于是，直流电通过PNP型三极管Q2进入电感L1，由于电感L1两端的电流不能突变，所以电感L1在浪涌电压到来时会慢慢增大其第二端的输出电流，使后级电路免受浪涌电压的冲击，从而起到抑制浪涌电压，防止浪涌冲击的作用。

当储能电容C1充满电时，储能电容C1相当于处于截止状态，则储能电容C1会通过二极管D1和二极管D2放电，由于二极管D1和二极管D2的管压降为0.7V，所以会使NPN型三极管Q1的基极电位维持在1.4V，则此时NPN型三极管Q1导通，PNP型三极管Q2也依旧维持导通状态，整个过压保护电路持续为后级电路供电。

图3示出了本发明另一实施例提供的过压保护电路的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下：

在本实施例中，使能模块100、电源开关模块200及钳位模块400的内部结构与图2所示的相同，因此不再赘述。

作为本发明另一实施例，过压保护模块300包括电阻R4、PMOS管Q3及电感L2，电阻R4的第一端为过压保护模块300的控制端，电阻R4的第二端连接PMOS管Q3的栅极，PMOS管Q3的源极为过压保护模块300的输入端，PMOS管Q3的漏极连接电感L2的第一端，电感L2的第二端为过压保护模块300的输出端。

本实施例所提供的过压保护电路的工作原理与图2所示的过压保护电路的工作原理相同，在此也不再赘述。

本发明实施例的另一目的还在于提供一种包括上述过压保护电路的电子设备。

在本发明中，所述使能模块在工作开始时从所述直流电源获取电能以进行充电，当所述使能模块的电能端的电压升高至所述电源开关模块的导通电压时，所述电源开关模块导通并驱动所述过压保护模块导通工作，所述过压保护模块进而对所述直流电源输出的直流电实施过压保护并按照稳压状态输出直流电，所述使能模块在充电完成后通过所述钳位模块进行放电，且由所述钳位模块将所述电能端的钳位在所述导通电压以维持所述电源开关模块导通状态，进而使所述过压保护模块按照稳压状态维持直流电输出，本发明实施例提供的过压保护电路结构简单，功耗小且成本低，能够有效对电子设备进行过压保护。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种过压保护电路，其特征在于，所述过压保护电路包括：

使能模块、电源开关模块、过压保护模块以及钳位模块；

所述使能模块的输入端与所述过压保护模块的输入端共接于直流电源，所述使能模块的电能端同时与所述电源开关模块的控制端及所述钳位模块的输入端连接，所述电源开关模块的输出端与所述使能模块的接地端及所述钳位模块的输出端共接于地，所述过压保护模块的控制端连接所述电源开关模块的输入端，所述过压保护模块的输出端输出直流电；

所述使能模块在工作开始时从所述直流电源获取电能以进行充电，当所述使能模块的电能端的电压升高至所述电源开关模块的导通电压时，所述电源开关模块导通并驱动所述过压保护模块导通工作，所述过压保护模块进而对所述直流电源输出的直流电实施过压保护并按照稳压状态输出直流电，所述使能模块在充电完成后通过所述钳位模块进行放电，且由所述钳位模块将所述电能端的钳位在所述导通电压以维持所述电源开关模块导通状态，进而使所述过压保护模块按照稳压状态维持直流电输出。

2.如权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述使能模块包括电阻R1和储能电容C1，所述电阻R1的第一端为所述使能模块的输入端，所述电阻R1的第二端与所述储能电容C1的正极的共接点为所述使能模块的电能端，所述储能电容C1的负极为所述使能模块的接地端。

3.如权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述电源开关模块包括电阻R2和NPN型三极管Q1，所述电阻R2的第一端为所述电源开关模块的控制端，所述电阻R2的第二端连接所述NPN型三极管Q1的基极，所述NPN型三极管Q1的集电极和发射极分别为所述电源开关模块的输入端和输出端。

4.如权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述过压保护模块包括电阻R3、PNP型三极管Q2及电感L1，所述电阻R3的第一端为所述过压保护模块的控制端，所述电阻R3的第二端连接所述PNP型三极管Q2的基极，所述PNP型三极管Q2的发射极为所述过压保护模块的输入端，所述PNP型三极管Q2的集电极连接所述电感L1的第一端，所述电感L1的第二端为所述过压保护模块的输出端。

5.如权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述钳位模块包括二极管D1和二极管D2，所述二极管D1的阳极为所述钳位模块的输入端，所述二极管D1的阴极连接所述二极管D2的阳极，所述二极管D2的阴极为所述钳位模块的输出端。

6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括一过压保护电路，所述过压保护电路包括：

使能模块、电源开关模块、过压保护模块以及钳位模块；

所述使能模块的输入端与所述过压保护模块的输入端共接于直流电源，所述使能模块的电能端同时与所述电源开关模块的控制端及所述钳位模块的输入端连接，所述电源开关模块的输出端与所述使能模块的接地端及所述钳位模块的输出端共接于地，所述过压保护模块的控制端连接所述电源开关模块的输入端，所述过压保护模块的输出端输出直流电；

所述使能模块在工作开始时从所述直流电源获取电能以进行充电，当所述使能模块的电能端的电压升高至所述电源开关模块的导通电压时，所述电源开关模块导通并驱动所述过压保护模块导通工作，所述过压保护模块进而对所述直流电源输出的直流电实施过压保护并按照稳压状态输出直流电，所述使能模块在充电完成后通过所述钳位模块进行放电，且由所述钳位模块将所述电能端的钳位在所述导通电压以维持所述电源开关模块导通状态，进而使所述过压保护模块按照稳压状态维持直流电输出。

7.如权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述使能模块包括电阻R1和储能电容C1，所述电阻R1的第一端为所述使能模块的输入端，所述电阻R1的第二端与所述储能电容C1的正极的共接点为所述使能模块的电能端，所述储能电容C1的负极为所述使能模块的接地端。

8.如权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述电源开关模块包括电阻R2和NPN型三极管Q1，所述电阻R2的第一端为所述电源开关模块的控制端，所述电阻R2的第二端连接所述NPN型三极管Q1的基极，所述NPN型三极管Q1的集电极和发射极分别为所述电源开关模块的输入端和输出端。

9.如权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述过压保护模块包括电阻R3、PNP型三极管Q2及电感L1，所述电阻R3的第一端为所述过压保护模块的控制端，所述电阻R3的第二端连接所述PNP型三极管Q2的基极，所述PNP型三极管Q2的发射极为所述过压保护模块的输入端，所述PNP型三极管Q2的集电极连接所述电感L1的第一端，所述电感L1的第二端为所述过压保护模块的输出端。

10.如权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述钳位模块包括二极管D1和二极管D2，所述二极管D1的阳极为所述钳位模块的输入端，所述二极管D1的阴极连接所述二极管D2的阳极，所述二极管D2的阴极为所述钳位模块的输出端。