CN107046274A - 过压保护电路及终端设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种过压保护电路及终端设备，其中，该电路，包括：电压检测支路及开关组件；所述电压检测支路的输入端与电源的输出端连接，所述电压检测支路的输出端与所述开关组件的控制端连接；所述开关组件，用于根据所述电压检测支路输出的电压值，控制所述电源的工作状态。通过利用电子器件组成电压检测支路对电源的输出电压进行检测，并根据检测电压控制开关组件的工作状态，进而控制电源的工作状态，电路结构简单、可靠、成本低，提高了电源系统过压时的保护的速度和可靠性。

Description

过压保护电路及终端设备

技术领域

本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种过压保护电路及终端设备。

背景技术

电源是向电子设备提供功率的装置，也称电源供应器，它提供电子设备中所有部件所需要的电能。电源功率的大小，电流和电压是否稳定，将直接影响电子设备的工作性能和使用寿命。

当电源过压时，不仅会造成电子元器件的损伤，还可能会烧坏电子设备。目前，电子设备在设计时，通常是通过软件控制的方式，来对电源过压情况进行保护处理。

但是，由于软件控制的方式，需要首先对电源输出电压进行采样，然后对采样电压进行判断，确定电源过压时，再触发运行软件程序，输出相应的控制信号，对电路进行控制，整个过程反应速度慢，可靠性低。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种过压保护电路，通过利用电子器件组成电压检测支路对电源的输出电压进行检测，并根据检测电压控制开关组件的工作状态，进而控制电源的工作状态，电路结构简单、可靠、成本低，提高了电源系统过压时的保护的速度和可靠性。

本发明的第二个目的在于提出一种终端设备。

为达到上述目的，本发明实施例提出的一种过压保护电路，包括：电压检测支路及开关组件；

所述电压检测支路的输入端与电源的输出端连接，所述电压检测支路的输出端与所述开关组件的控制端连接；

所述开关组件，用于根据所述电压检测支路输出的电压值，控制所述电源的工作状态。

本申请实施例提供的过压保护电路，由利用电子器件组成电压检测支路对电源的输出电压进行检测，并根据检测电压控制开关组件的工作状态，进而控制电源的工作状态，电路结构简单、可靠、成本低，提高了电源系统过压时的保护的速度和可靠性。

此外，本发明实施例还提出了一种终端设备，包括：电源及如上所述的过压保护电路。

本申请实施例提供的终端设备，过压保护电路中，由利用电子器件组成电压检测支路对电源的输出电压进行检测，并根据检测电压控制开关组件的工作状态，进而控制电源的工作状态，电路结构简单、可靠、成本低，提高了电源系统过压时的保护的速度和可靠性，提高了终端设备的可靠性和使用寿命。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请一个实施例的过压保护电路的结构示意图；

图2为本申请另一个实施例的过压保护电路的结构示意图；

图3为本申请另一个实施例的过压保护电路的结构示意图；

图4为本申请另一个实施例的过压保护电路的结构示意图；

图5为本申请一个实施例的终端设备的结构示意图。

附图标记说明：

电压检测支路-1； 开关组件-2； 电源-3；

控制器-4； 稳压二极管-11； 第一电阻-12；

第二电阻-13； 第一电容-14； 常闭型继电器-21

第一开关器件-15； 直流供电电源-VCC； 外界电源-U；

二极管-16； 第二开关器件-17； 第三电阻-18；

过压保护电路-51。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

具体的，本申请各实施例针对现有的利用软件进行过压保护的方式，反应速度慢，可靠性差的问题，提出一种过压保护电路，通过利用电子器件构成的模拟电路对终端设备进行过压保护，提高了过压保护的速度和可靠性，改善了终端设备的可靠性和安全性。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的过压保护电路及终端设备。

图1为本申请一个实施例的过压保护电路的结构示意图。

如图1所示，该过压保护电路，包括：电压检测支路1及开关组件2。

其中，所述电压检测支路1的输入端与电源3的输出端连接，所述电压检测支路的输出端与所述开关组件2的控制端连接；

所述开关组件2，用于根据所述电压检测支路1输出的电压值，控制所述电源3的工作状态。

其中，开个组件2可以由任意可控制导通、关断状态的器件组成，比如，开关组件2中，可以包括以下器件中的任意一种：绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor，简称IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor，简称MOSFET)、三极管、继电器、断路器。

具体的，本申请实施例中，通过电压检测支路1，检测电源3的输出电压，并利用检测的电压值，控制开关组件2的导通或者关断，从而可以以在电源3的输出电压过压时，快速关断电源3的输出，从而快速、有效的保护了电路中的用电器件，且通过硬件电路进行过压保护，提高了电路的可靠性和安全性。

进一步地，为了提高该过压保护电路的可靠性，如图1所示，本申请实施例中，还可以包括：控制器4。

其中，所述控制器4的输出端与所述开关组件2的控制端连接，所述控制器4，用于控制所述开关组件2的导通或关断状态。

另外，可以理解的是，控制器4可以根据电压检测支路1的输出，确定对开关组件2的控制逻辑，或者，也可以根据电源3的其它工作状态，比如输出电流、工作温度等，确定对开关组件2的控制逻辑，从而对开关组件2的工作状态进行控制，以控制电源3的工作状态。本申请实施例对此不作限定。

具体实现时，控制器4的一个输入端可以与电压检测支路1的输出端连接，进而再将控制器4的输出端通过一个电阻与电压检测支路1的输出端及开关组件2的控制端连接。

具体的，该过压保护电路在工作过程中，不仅可以通过电压检测支路1，直接控制开关组件2的导通或关断状态，还可以通过控制器4，根据电压检测支路1的输出，通过软件处理后，控制开关组件2的导通或关断状态，使得在控制器4故障，或者电压检测支路1与开关组件2的连接电路故障时，开关组件2能可靠导通或关断，从而提高了电路的可靠性。

并且，在电源3输出过压消失后，由于开关组件2中漏电容的存在，开关组件2可能出现继续导通的状态，此时还可以利用控制器4，及时控制开关组件2断开，使得电源3恢复工作状态，继续为用电电路供电。

本申请实施例提供的过压保护电路，由利用电子器件组成电压检测支路对电源的输出电压进行检测，并根据检测电压控制开关组件的工作状态，进而控制电源的工作状态，电路结构简单、可靠、成本低，提高了电源系统过压时的保护的速度和可靠性。

下面结合图2，以开关组件2为三极管为例，对本申请提供的过压保护电路的结构及工作原理进行详细说明。

图2为本申请另一个实施例的过压保护电路的结构示意图。

如图2所示，该电压检测支路1，包括：稳压二极管11及第一电阻12；

所述稳压二极管11的阴极与所述电源3的正输出端连接，所述稳压二极管11的阳极与所述第一电阻12的一端及所述开关组件3的控制端连接；

所述第一电阻12的另一端与地连接；

所述开关组件2的一端与地连接，所述开关组件2的另一端与所述电源3的控制端连接。

其中，电源3的控制端，是指可以关断电源3输出的任意控制端，比如可以指电源的使能端，也可以为电源的芯片控制端，或者也可以为电源中开关器件的控制端等等，本申请对此不做限定。

具体的，当电源3的输出电压正常时，稳压二极管11截至，开关组件2的基极控制电平为0，开关组件2关断，从而开关组件2的集电极为高，电源3正常输出；当电源3的输出电压过压时，稳压二极管11，反向导通，开关组件2的基极控制电压为高，开关组件2导通，开关组件2的集电极电压为低，电源3停止输出。

需要说明的是，图2所示的电路中，开关组件2的类型，是以电源3在控制端电平为高时，正常输出，控制端电平为0时，关断输出为例进行示意。而若电源3的控制端控制逻辑相反时，开关组件2则可以采用PNP型三极管，本申请实施例对开关组件的类型不作限定。

进一步地，若电源3的输出电压较高，稳压二极管11的反向稳压值较小，那么由电源3的输出电压经过稳压二极管11后加载在开关组件2的基极上的驱动电压就较高。因此，如图2所示，本申请实施例中，电压检测支路1还可以包括：第二电阻13及第一电容14。

所述第二电阻13的一端与所述稳压二极管11的阳极连接，所述第二电阻13的另一端与所述第一电容14的一端、所述第一电阻12的一端及所述开关组件2的控制端连接；

所述第一电容14的另一端与地连接。

具体的，本申请实施例中，当电源3输出过压时，稳压二极管11导通，由第一电阻12和第二电阻13对电源输出电压进行分压后，用于驱动开关组件2的导通。电容14，可用于对加载在开关组件2上的驱动电压进行稳压控制，从而避免开关组件2的控制端被瞬态高压冲坏，提高了开关组件2的可靠性和安全性。

需要说明的是，本实施例中，还可以在开关组件2的控制端串接一个限流电阻，用于限制流入开关组件2的控制端的电流大小，以保护开关组件2不被大电流烧毁。

进一步地，本申请一种可能的实现方式中，开关组件还可以是继电器，下面结合图3，以开关组件2为常闭型继电器21为例，对本申请提供的过压保护电路的结构及工作原理进行详细说明。

图3为本申请另一个实施例的过压保护电路的结构示意图。

如图3所示，在上述图2所示的基础上，该电压检测支路，还包括：第一开关器件15。

其中，所述第一开关器件15的控制端与所述第一电阻的一端连接，所述第一开关器件15的一端与所述继电器21线圈的一端连接，所述第一开关器件15的另一端与地连接；

所述继电器21线圈的另一端与直流供电电源VCC连接；

所述继电器21开关的一端与所述电源3的输入端连接，所述继电器21开关的另一端与外界电源U连接。

其中，直流供电电源VCC的电压值，可以根据继电器21的工作特性选择，本实施例对此不作限定。外界电源U，是指电源3的输入连接的电源，可以为市电，也可以为其它的交流电源或直流电源的输出端，本申请实施例对此不作限定。

具体的，本申请实施例中，若电源3无控制端，那么还可以采用常闭继电器21对电源的供电进行控制。

当电源3输出电压正常时，稳压二极管11反向截止，第一开关器件15关断，继电器21线圈不得电，其开关处于闭合状态，从而电源3的输入电压正常；当电源3的输出过压时，稳压二极管11反向导通，第一开关器件15导通，继电器21的线圈得电，其开关断开，从而电源3的输入端与外界供电电源断开，电源3停止输出。

其中，第一开关器件15，由于仅用来进行信号控制，因此可以选用三极管或者MOSFET，本申请实施例对此不作限定。

另外，因为继电器线圈在断电的一瞬间会产生一个很强的反向电动势，可能会对其它元件有影响，因此，本申请实施例中，电压检测支路1还可以包括：二极管16。

如图3所示，所述二极管16的阴极与所述直流供电电源VCC及所述继电器21线圈的另一端连接，所述二极管16的阳极与所述继电器21线圈的一端连接。

通过在常闭继电器21线圈两端反向并联二极管16，来消耗常闭继电器21线圈断电时产生的反向电动势，从而避免对电路中的其它元器件，比如第一开关器件15的影响。

在本申请另一种可能的实现形式中，上述开关组件2还可以为常开型继电器22，下面结合图4，以开关组件2为常开型继电器22为例，对本申请提供的过压保护电路进行进一步说明。

图4为本申请另一个实施例的过压保护电路的结构示意图。

如图4所示，在上述实施例的基础上，该电压检测支路1还包括：第二开关器件17。

所述第二开关器件17的控制端与所述第一开关器件15的一端连接，所述第二开关器件17的一端与地连接，所述第二开关器件17的另一端与所述继电器22线圈的一端连接；

所述继电器22开关的一端与所述电源3的输入端连接，所述继电器22开关的另一端与外界电源U连接。

其中，第二开关器件17也可以是三极管或者MOSFET，本申请实施例对此不作限定。

具体的，如图4所示，当电源3输出电压正常时，稳压二极管11截至，第一开关器件15处于关断状态，第二开关器件17在控制器4的控制下处于导通状态，继电器22得电，从而继电器22开关闭合，电源3输入电压正常；当电源3输出过压时，稳压二极管11反向稳压，第一开关器件15导通，从而将第二开关器件17的控制端电压拉为0，第二开关器件17断开，继电器22线圈失电，继电器22开关断开，从而电源3输入电压被断开，电源3停止输出。

另外，需要说明的是，在本申请实施例提供的过压保护电路中，还可以根据需要，在相应位置设置限流电阻，如图4中，在控制器4的输出端与第二开关器件17的控制端，可以接入第三电阻18，用来对第二开关器件17的驱动电压、驱动电流进行限制，并实现控制器4的输出与后级电路的隔离。

本申请实施例提供的过压保护电路，利用电子器件组成电压检测支路对电源的输出电压进行检测，并根据检测电压控制开关组件的工作状态，进而控制电源的工作状态，电路结构简单、可靠、成本低，提高了电源系统过压时的保护的速度和可靠性。并且根据电源的特性，可以采用不同的开关组件，对电源的工作状态进行控制，电路的通用性和实用性较高。

为了实现上述实施例，本申请还提出一种终端设备。

图5为本申请一个实施例的终端设备的结构示意图。

如图5所示，该终端设备50包括电源3及过压保护电路51。

其中，所述过压保护电路51的结构及工作原理可参照上述各实施例的详细描述，此处不再赘述。

本申请实施例提供的终端设备，过压保护电路中，由利用电子器件组成电压检测支路对电源的输出电压进行检测，并根据检测电压控制开关组件的工作状态，进而控制电源的工作状态，电路结构简单、可靠、成本低，提高了电源系统过压时的保护的速度和可靠性，提高了终端设备的可靠性和使用寿命。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“面积”、“宽度”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的M个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种过压保护电路，其特征在于，包括：电压检测支路及开关组件；

所述电压检测支路的输入端与电源的输出端连接，所述电压检测支路的输出端与所述开关组件的控制端连接；

所述开关组件，用于根据所述电压检测支路输出的电压值，控制所述电源的工作状态。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括：控制器；

所述控制器的输出端与所述开关组件的控制端连接，所述控制器用于控制所述开关组件的导通或关断状态。

3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述开关组件包括以下器件中的任意一种：绝缘栅双极型晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管、三极管、继电器、断路器。

4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述开关组件为绝缘栅双极型晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管或三极管；

所述电压检测支路，包括：稳压二极管及第一电阻；

所述稳压二极管的阴极与所述电源的正输出端连接，所述稳压二极管的阳极与所述第一电阻的一端及所述开关组件的控制端连接；

所述第一电阻的另一端与地连接；

所述开关组件的一端与地连接，所述开关组件的另一端与所述电源的控制端连接。

5.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述电压检测支路还包括：第二电阻及第一电容；

所述第二电阻的一端与所述稳压二极管的阳极连接，所述第二电阻的另一端与所述第一电容的一端、所述第一电阻的一端及所述开关组件的控制端连接；

所述第一电容的另一端与地连接。

6.如权利要求4或5所述的电路，其特征在于，所述开关组件为常闭型继电器；

所述电压检测支路，还包括：第一开关器件；

所述第一开关器件的控制端与所述第一电阻的一端连接，所述第一开关器件的一端与所述继电器线圈的一端连接，所述第一开关器件的另一端与地连接；

所述继电器线圈的另一端与直流供电电源连接；

所述继电器开关的一端与所述电源的输入端连接，所述继电器开关的另一端与外界电源连接。

7.如权利要求6所述的电路，其特征在于，所述开关组件为常开型继电器；

所述电压检测支路，还包括：第二开关器件；

所述第二开关器件的控制端与所述第一开关器件的一端连接，所述第二开关器件的一端与地连接，所述第二开关器件的另一端与所述继电器线圈的一端连接；

所述继电器开关的一端与所述电源的输入端连接，所述继电器开关的另一端与外界电源连接。

8.如权利要求6或7所述的电路，其特征在于，还包括：二极管；

所述二极管的阴极与所述直流供电电源及所述继电器线圈的另一端连接，所述二极管的阳极与所述继电器线圈的一端连接。

9.如权利要求7所述的电路，其特征在于，所述第一开关器件和所述第二开关器件，分别为以下器件中的任意一种：三极管、金属氧化物半导体场效应晶体管。

10.一种终端设备，其特征在于，包括：电源及如权利要求1-9任一所述的过压保护电路。