CN105470914A - 一种用于车载智能设备的欠压过压保护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车载智能设备的欠压过压保护电路，包括电源输入端和电源输出端，所述电源输入端与防反接电路的输入端相连，所述防反接电路的输出端与通断电路的输入端相连，所述通断电路的输出端与电源输出端相连，所述电源输入端还与欠压反馈电路的输入端相连，所述欠压反馈电路的输出端与通断电路的欠压反馈端相连，所述通断电路的过压反馈端与过压反馈电路的输出端相连，所述过压反馈电路的输入端与电源输出端相连。本发明通过过压反馈电路、欠压反馈电路及防反接电路来保护该电路不受损坏，而其中过压反馈电路、欠压反馈电路及防反接电路都由数个分立的元件组成，既能保护电路不受损害，也可以达到降低成本的目的。

Description

一种用于车载智能设备的欠压过压保护电路
技术领域
本发明涉及一种自动保护电路，尤其涉及一种用于车载智能设备的欠压过压保护电路。
背景技术
现在的电子设备，特别是在功能复杂、芯片数量较多的电子设备中，保护电路是必不可少的电路，如果没有保护电路，当设备的电源出现问题时，如电压过高，则会将负载的芯片烧坏，造成设备无法工作，严重得会将PCB板烧坏导致设备报废，或者电源电压过低时，后端的负载芯片由于没有达到正常的额定电压可能会让设备出现莫名奇妙的状况，很难判断原因，并且让芯片工作在欠压状态下可能会对芯片的寿命造成影响。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的用于车载智能设备的欠压过压保护电路，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种用于车载智能设备的欠压过压保护电路。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于车载智能设备的欠压过压保护电路，包括电源输入端和电源输出端，所述电源输入端与防反接电路的输入端相连，所述防反接电路的输出端与通断电路的输入端相连，所述通断电路的输出端与电源输出端相连，所述电源输入端还与欠压反馈电路的输入端相连，所述欠压反馈电路的输出端与通断电路的欠压反馈端相连，所述通断电路的过压反馈端与过压反馈电路的输出端相连，所述过压反馈电路的输入端与电源输出端相连。
进一步的，所述的用于车载智能设备的欠压过压保护电路，所述防反接电路由二极管D1和电阻Z1组成，所述二极管D1与电阻Z1相并联，所述电源输入端与二极管D1的负极相连，二极管D1的正极接地布置。
进一步的，所述的用于车载智能设备的欠压过压保护电路，所述通断电路由MOS管Q2和电容C1组成，所述MOS管Q2的源极与电源输入端相连，MOS管Q2的漏极与电源输出端相连，MOS管Q2的栅极与稳压二极管Z2的负极相连，所述电容C1的正极与电源输出端相连，电容C1的负极接地布置。
进一步的，所述的用于车载智能设备的欠压过压保护电路，所述MOS管为增强型P沟道的MOS管。
进一步的，所述的用于车载智能设备的欠压过压保护电路，所述欠压反馈电路由稳压二极管Z2、电阻R2、电阻R5、三极管Q4、电阻R9、电容C2、电阻R7、电阻R8组成，所述稳压二极管Z2与电阻R2相并接，稳压二极管Z2的负极与电源输入端相连，稳压二极管Z2的正极与电阻R5的一端相连，电阻R5的另一端与三极管Q4的集电极相连，三极管Q4的基极与电阻R7的一端相连，电阻R7的另一端与电阻R8的一端相串联，电阻R8的另一端与电源输入端，三极管Q4的基极还与电阻R9的一端相连，电容C2的正极与三极管Q4的基极相连，三极管Q4的发射极、电阻R9另一端及电容C2的负极均接地布置。
进一步的，所述的用于车载智能设备的欠压过压保护电路，所述三极管Q4为NPN三极管。
进一步的，所述的用于车载智能设备的欠压过压保护电路，所述过压反馈电路由电阻R1、电阻R4、三极管Q3、稳压二极管Z3、三极管Q1、电阻R3和电阻R6组成，三极管Q1的发射极与电源输入端相连，三极管Q1的集电极与稳压二极管Z2的负极相连，三极管Q1的基极与电阻R1的一端相连，三极管Q1的基极还与电阻R4的一端相连，电阻R1的另一端与电源输入端相连，电阻R4的另一端与三极管Q3的集电极相连，三极管Q3的发射极与稳压二极管Z3的负极相连，稳压二极管Z3的正极接地，三极管Q3的基极与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与电源输出端相连，三极管Q3的基极还与电阻R6的一端相连，电阻R6的另一端接地布置。
进一步的，所述的用于车载智能设备的欠压过压保护电路，所述三极管Q1为PNP三极管，且所述三极管Q3为NPN三极管。
进一步的，所述的用于车载智能设备的欠压过压保护电路，所述电阻Z1为压敏电阻。
进一步的，所述的用于车载智能设备的欠压过压保护电路，所述电阻R1、电阻R4、电阻R5均为可调电阻。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
本发明通过在通断电路上安设由过压反馈电路、欠压反馈电路及防反接电路来保护该电路不受损坏，而其中过压反馈电路、欠压反馈电路及防反接电路都由数个分立的元件组成，成本低，且能实现了防反接，欠压和过压保护电路的功能。由于过压反馈电路、欠压反馈电路及防反接电路都是分立元件，元器件利用率高，安装方便，且也便于维护，同时可以调整一些分压电阻的阻值来改变欠压和过压的阈值，来增大或缩小欠压和过压的大小，使其电路更加的实用，且能达到将成本的目的。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1是本发明的连接结构示意图；
图2是本发明的电路连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
图1是本发明实施例所提供一种用于车载智能设备的欠压过压保护电路的结构示意图，如图1所示，包括：电源输入端1和电源输出端6，所述电源输入端与防反接电路2的输入端相连，所述防反接电路2的输出端与通断电路3的输入端相连，所述通断电路3的输出端与电源输出端6相连，所述电源输入端1还与欠压反馈电路4的输入端相连，所述欠压反馈电路4的输出端与通断电路3的欠压反馈端相连，所述通断电路3的过压反馈端与过压反馈电路5的输出端相连，所述过压反馈电路5的输入端与电源输出端6相连。通过过压反馈电路、欠压反馈电路及防反接电路来保护该电路不受损坏。
具体电路连接，如图2所示，所述防反接电路2由二极管D1和电阻Z1组成，所述二极管D1与电阻Z1相并联，所述电源输入端1与二极管D1的负极相连，二极管D1的正极接地布置；所述通断电路3由增强型P沟道的MOS管Q2和电容C1组成，所述增强型P沟道的MOS管Q2的源极与电源输入端1相连，增强型P沟道的MOS管Q2的漏极与电源输出端6相连，增强型P沟道的MOS管Q2的栅极与稳压二极管Z2的负极相连，所述电容C1的正极与电源输出端6相连，电容C1的负极接地布置；所述欠压反馈电路4由稳压二极管Z2、电阻R2、电阻R5、NPN三极管Q4、电阻R9、电容C2、电阻R7、电阻R8组成，所述稳压二极管Z2与电阻R2相并接，稳压二极管Z2的负极与电源输入端1相连，稳压二极管Z2的正极与电阻R5的一端相连，电阻R5的另一端与NPN三极管Q4的集电极相连，NPN三极管Q4的基极与电阻R7的一端相连，电阻R7的另一端与电阻R8的一端相串联，电阻R8的另一端与电源输入端1，NPN三极管Q4的基极还与电阻R9的一端相连，电容C2的正极与NPN三极管Q4的基极相连，NPN三极管Q4的发射极、电阻R9另一端及电容C2的负极均接地布置；所述过压反馈电路5由电阻R1、电阻R4、NPN三极管Q3、稳压二极管Z3、PNP三极管Q1、电阻R3和电阻R6组成，PNP三极管Q1的发射极与电源输入端1相连，PNP三极管Q1的集电极与稳压二极管Z2的负极相连，PNP三极管Q1的基极与电阻R1的一端相连，PNP三极管Q1的基极还与电阻R4的一端相连，电阻R1的另一端与电源输入端1相连，电阻R4的另一端与NPN三极管Q3的集电极相连，NPN三极管Q3的发射极与稳压二极管Z3的负极相连，稳压二极管Z3的正极接地，NPN三极管Q3的基极与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与电源输出端6相连，NPN三极管Q3的基极还与电阻R6的一端相连，电阻R6的另一端接地布置。通过上述将过压反馈电路、欠压反馈电路及防反接电路采用分立的元器件组成能达到过压、欠压和防反接的目的，使其能在保护电路的同时还能降低其成本的目的。
其中，所述电阻Z1为压敏电阻，当电压过大时，电阻Z1的阻值会变低，让大电流通过自己从而起到保护后端电路的作用。
通过调整电阻R7和电阻R9的阻值，即可调整三极管Q4的基极电压，让三极管Q4的基极电压恰好达到导通值，三极管Q4导通，电流流经稳压二极管Z2，稳压二极管Z2两端的电压恒定，该恒定的电压即为MOS管Q2的源极和栅极之间的电压，此时的电压让MOS管Q2导通，Vin与Vout相连通，当欠压时，电阻R7和电阻R9之间的电压比恰好让三极管Q4导通的电压要小，所以三极管Q4不导通，即稳压二极管Z2两端没电压，Vin与Vout是断开的。
当调整电阻R3和电阻R6的值，即调整三极管Q3的基极电压，调整电阻R1和电阻R4的值，即调整三极管Q1的基极电压，在过压之前电路是处于正常工作情况，即Vin＝Vout，当Vin升高超过某一个电压时，电阻R3和电阻R6之间的电压也就升高，恰好让三极管Q3导通，三极管Q3一导通，电阻R1和电阻R4之间就有个电压值，这个电压值让三极管Q1导通(不一定要恰好导通，是导通状态就行)，三极管Q1导通，MOS管Q2的源极和栅极之间的电压就几乎为0了，Vin到Vout就会断开。
本发明的工作原理如下：
当电源输入端1的正极和负极接反时，二极管D1导通，其大电流从二极管D1中流过，从而保护后端器件不被烧坏。
当电压正常输入时，三极管Q4工作在饱和区，电阻R5上有电流通过，稳压二极管Z2两端有一个稳定的电压，这个电压同时也加在增强型P沟道的MOS管Q2的栅极至源极上，增强型P沟道的MOS管Q2的源极和漏极导通，电源输入端1和电源输出端6导通。
当电压偏低时，三极管Q4工作在截止区，稳管二极管Z2两端即增强型P沟道的MOS管Q2的栅极至源极上没有电压，增强型P沟道的MOS管Q2的源极和漏极就处在断开的状态，实现欠压保护。
当电压偏大时，三极管Q3工作在了饱和区，电阻R1、电阻R4中有电流通过，电阻R1的两端生成电压，这个电压同时也加在三极管Q1的基极和发射极上，三极管Q1也工作在了饱和区，此时三极管Q1的集电极和发射极相当于导通，三极管Q1的集电极和发射极之间的电压几乎为0，即增强型P沟道的MOS管Q2的源极和栅极之间的电压也几乎为0，增强型P沟道的MOS管Q2的源极和漏极就会断开，切断了电源输入端1到电源输出端6的供电，实现过压保护，从而达到保护电路的作用。
本发明通过在通断电路上安设由过压反馈电路、欠压反馈电路及防反接电路来保护该电路不受损坏，而其中过压反馈电路、欠压反馈电路及防反接电路都由数个分立的元件组成，成本低，且能实现了防反接，欠压和过压保护电路的功能。由于过压反馈电路、欠压反馈电路及防反接电路都是分立元件，元器件利用率高，安装方便，且也便于维护，同时可以调整一些分压电阻的阻值来改变欠压和过压的阈值，来增大或缩小欠压和过压的大小，使其电路更加的实用，且能达到将成本的目的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于车载智能设备的欠压过压保护电路，其特征在于：包括电源输入端(1)和电源输出端(6)，所述电源输入端与防反接电路(2)的输入端相连，所述防反接电路(2)的输出端与通断电路(3)的输入端相连，所述通断电路(3)的输出端与电源输出端(6)相连，所述电源输入端(1)还与欠压反馈电路(4)的输入端相连，所述欠压反馈电路(4)的输出端与通断电路(3)的欠压反馈端相连，所述通断电路(3)的过压反馈端与过压反馈电路(5)的输出端相连，所述过压反馈电路(5)的输入端与电源输出端(6)相连。
2.根据权利要求1所述的用于车载智能设备的欠压过压保护电路，其特征在于：所述防反接电路(2)由二极管D1和电阻Z1组成，所述二极管D1与电阻Z1相并联，所述电源输入端(1)与二极管D1的负极相连，二极管D1的正极接地布置。
3.根据权利要求1所述的用于车载智能设备的欠压过压保护电路，其特征在于：所述通断电路(3)由MOS管Q2和电容C1组成，所述MOS管Q2的源极与电源输入端(1)相连，MOS管Q2的漏极与电源输出端(6)相连，MOS管Q2的栅极与稳压二极管Z2的负极相连，所述电容C1的正极与电源输出端(6)相连，电容C1的负极接地布置。
4.根据权利要求3所述的用于车载智能设备的欠压过压保护电路，其特征在于：所述MOS管为增强型P沟道的MOS管。
5.根据权利要求1所述的用于车载智能设备的欠压过压保护电路，其特征在于：所述欠压反馈电路(4)由稳压二极管Z2、电阻R2、电阻R5、三极管Q4、电阻R9、电容C2、电阻R7、电阻R8组成，所述稳压二极管Z2与电阻R2相并接，稳压二极管Z2的负极与电源输入端(1)相连，稳压二极管Z2的正极与电阻R5的一端相连，电阻R5的另一端与三极管Q4的集电极相连，三极管Q4的基极与电阻R7的一端相连，电阻R7的另一端与电阻R8的一端相串联，电阻R8的另一端与电源输入端(1)，三极管Q4的基极还与电阻R9的一端相连，电容C2的正极与三极管Q4的基极相连，三极管Q4的发射极、电阻R9另一端及电容C2的负极均接地布置。
6.根据权利要求5所述的用于车载智能设备的欠压过压保护电路，其特征在于：所述三极管Q4为NPN三极管。
7.根据权利要求1所述的用于车载智能设备的欠压过压保护电路，其特征在于：所述过压反馈电路(5)由电阻R1、电阻R4、三极管Q3、稳压二极管Z3、三极管Q1、电阻R3和电阻R6组成，三极管Q1的发射极与电源输入端(1)相连，三极管Q1的集电极与稳压二极管Z2的负极相连，三极管Q1的基极与电阻R1的一端相连，三极管Q1的基极还与电阻R4的一端相连，电阻R1的另一端与电源输入端(1)相连，电阻R4的另一端与三极管Q3的集电极相连，三极管Q3的发射极与稳压二极管Z3的负极相连，稳压二极管Z3的正极接地，三极管Q3的基极与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与电源输出端(6)相连，三极管Q3的基极还与电阻R6的一端相连，电阻R6的另一端接地布置。
8.根据权利要求7所述的用于车载智能设备的欠压过压保护电路，其特征在于：所述三极管Q1为PNP三极管，且所述三极管Q3为NPN三极管。
9.根据权利要求2所述的用于车载智能设备的欠压过压保护电路，其特征在于：所述电阻Z1为压敏电阻。
10.根据权利要求1所述的用于车载智能设备的欠压过压保护电路，其特征在于：所述电阻R1、电阻R4、电阻R5均为可调电阻。
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