CN111224374B

CN111224374B - 一种保护电路

Info

Publication number: CN111224374B
Application number: CN201811438159.6A
Authority: CN
Inventors: 张雪涛
Original assignee: Beijing Unistrong Science & Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Unistrong Science & Technology Co ltd
Priority date: 2018-11-27
Filing date: 2018-11-27
Publication date: 2022-12-16
Anticipated expiration: 2038-11-27
Also published as: CN111224374A

Abstract

本发明公开了一种保护电路，包括：第一稳压二极管、欠压保护模块和开关模块；第一稳压二极管的阴极连接供电电源的正输出端，第一稳压二极管的阳极连接供电电源的负输出端和欠压保护模块；欠压保护模块，用于当第一稳压二极管未被击穿时，输出第一控制信号至开关模块的控制端；开关模块，用于在接收到第一控制信号时，控制供电电源和电子设备之间供电回路的断开，避免了因供电电源的输出电压小于电子设备的额定电压时造成的影响电子设备的正常工作的问题，保证了电子设备的运行安全。开关模块，还用于在未接收到第一控制信号时，控制供电回路导通，实现为电子设备的供电。

Description

一种保护电路

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种保护电路。

背景技术

目前电子设备已成为信息化领域和工业自动化领域不可缺少的一部分，其中开关电源(如直流开关电源)因其安装方便、高效效率、可靠等特点广泛应用于信息化设备及工业自动化设备。

在开关电源的使用过程中，若其输出的电压值小于受电的电子设备的额定电压值，会对电子设备的正常工作产生影响，严重的还会造成电子设备损坏，造成不必要的财产损失。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种保护电路，能够解决现有技术中开关电源输出电压小于电子设备的额定电压时影响电子设备的正常工作的问题。

本申请实施例提供的一种保护电路，包括：第一稳压二极管、欠压保护模块和开关模块；

所述第一稳压二极管的阴极连接供电电源的正输出端，所述第一稳压二极管的阳极连接所述供电电源的负输出端和所述欠压保护模块；

所述欠压保护模块，用于当所述第一稳压二极管未被击穿时，输出第一控制信号至所述开关模块的控制端；

所述开关模块，用于在接收到所述第一控制信号时，控制所述供电电源和电子设备之间供电回路的断开；还用于在未接收到所述第一控制信号时，控制所述供电回路导通。

可选的，所述开关模块，包括：第一NPN型三极管和第一NMOS管；

所述第一NPN型三极管的基极连接所述欠压保护模块，所述第一NPN型三极管的集电极连接所述供电电源的正输出端，所述第一NPN型三极管的漏极连接所述供电电源的负输出端；

所述第一NMOS管的栅极连接所述第一NPN型三极管的集电极，所述第一NMOS管的源极和漏极连接在所述供电电源的负输出端和所述电子设备的负输入端之间。

可选的，所述开关模块，还包括：第二NMOS管；

所述第二NMOS管的栅极连接所述欠压保护模块，所述第二NMOS管的源极和漏极连接在所述供电电源的负输出端和所述电子设备的负输入端之间，且所述第一NMOS管和所述第二NMOS管中体二极管反向串联。

可选的，所述欠压保护模块，包括：第二NPN型三极管；

所述第二NPN型三极管的基极连接所述第一稳压二极管的阳极，所述第二NPN型三极管的集电极连接所述供电电源的正输出端和所述开关模块的控制端，所述第二NPN型三极管的发射极连接所述供电电源的负输出端。

可选的，所述欠压保护模块，还包括：分压支路；

所述分压支路，用于对所述供电电源正输出端输出电压进行分压后，输入至所述第一稳压二极管的阴极。

可选的，所述分压支路，包括：第一电阻、第二电阻和第三NPN型三极管；

所述供电电源的正输入端经串联的第一电阻和第二电阻连接所述第三 NPN型三极管的集电极；

所述第三NPN型三极管的基极连接所述欠压保护模块的输出端，所述第三NPN型三极管的发射极连接所述供电电源的负输出端；

所述第一稳压二极管的阴极连接在所述第一电阻和所述第二电阻之间。

可选的，还包括：过压保护模块；

所述过压保护模块，用于当所述供电电源的正输出端和负输出端之间的电压差大于预设阈值时，输出第二控制信号至所述开关模块的控制端；

所述开关模块，还用于在接收到所述第二控制信号时，控制所述供电回路断开；还具体用于在未接收到所述第一控制信号和所述第二控制信号时，控制所述供电回路导通。

可选的，所述过压保护模块，包括：第二稳压二极管、第一二极管和第三电阻；

所述第二稳压二极管的阴极连接所述供电电源的正输出端，所述第二稳压二极管的阳极连接所述第一二极管的阳极和所述第三电阻的第一端；

所述第一二极管的阴极连接所述开关模块的控制端；

所述第三电阻的第二端连接所述供电电源的负输出端。

可选的，还包括：开关保护模块；

所述开关保护模块，用于防止所述开关模块中NMOS管的栅极被击穿。

可选的，所述开关保护模块，包括：第三稳压二极管和第二二极管；

所述第三稳压二极管的阴极连接所述供电电源的正输出端和第一NMOS 管的栅极，所述第三稳压二极管的阳极连接所述第二二极管的阳极；

所述第二二极管的阴极连接所述供电电源的负输出端。

与现有技术相比，本申请至少具有以下优点：

在本申请实施例中，保护电路利用稳压二极管的PN结临界反向击穿的特性，在第一稳压二极管没有被供电电源输出的正电压击穿时，欠压保护模块输出第一控制信号至开关模块的控制端，使得开关模块在接收到第一控制信号后才控制供电电源和电子设备之间的供电回路断开从而避免了因供电电源的输出电压小于电子设备的额定电压时造成的影响电子设备的正常工作的问题，保证了电子设备的运行安全。而当第一稳压二极管被击穿时，开关模块未接收到第一控制信号，会控制供电电源和电子设备之间的导电回路维持在导通状态，实现为电子设备的供电。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，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它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种保护电路的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种保护电路中开关模块的示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种保护电路中开关模块的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种保护电路中欠压保护模块的示意图；

图5为本申请实施例提供的一种保护电路中分压电路的示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种保护电路的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种保护电路中过压保护模块的示意图；

图8为本申请实施例提供的一种保护电路中开关保护模块的示意图；

图9为本申请实施例提供的一种保护电路的电路拓扑。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1，该图为本申请实施例提供的一种保护电路的结构示意图。

本申请实施例提供的保护电路包括：第一稳压二极管DW1、欠压保护模块100和开关模块200；

第一稳压二极管DW1的阴极连接供电电源300的正输出端，第一稳压二极管DW1的阳极连接供电电源300的负输出端和欠压保护模块100；

欠压保护模块100，用于当第一稳压二极管DW1未被击穿时，输出第一控制信号至开关模块200的控制端；

开关模块200，用于在接收到第一控制信号时，控制供电电源300和电子设备400之间的供电回路断开；还用于在未接收到第一控制信号时，控制供电电源300和电子设备400之间的供电回路导通。

首先需要说明的是，本申请实施例提供的保护电路不仅可以应用在直流开关电源供电的系统中，还可以应用于其他直流电源供电的系统中，即供电电源 300可以是直流开关电源也可以是其他直流电源，本申请实施例对供电模块 300具体结构和规格不做具体限定，这里也不再一一列举。实际应用中，开关模块200可以利用任意一种开关器件实现，本申请对此也不进行限定，下面将结合一个具体的例子进行说明，这里先不赘述。

在本申请实施例中，当第一稳压二极管DW1没有被供电电源300的正输出端和负输出端输出的电压差击穿时，欠压保护模块100输出第一控制信号至开关模块200的控制端，使得开关模块200控制供电电源300和电子设备400 之间的供电回路断开，供电电源300不向电子设备供电。即，当供电电源300 的输出电压不足欠压(即小于第一稳压二极管DW1的击穿电压)时，第一稳压二极管DW1未被击穿，供电回路断开使得供电电源300不向电子设备400 供电，从而避免了因供电电源300输出电压小于电子设备400的额定电压时影响电子设备400的正常工作的问题，实现欠压保护。而当当供电电源300的输出电压足够高(即大于第一稳压二极管DW1的击穿电压)，第一稳压二极管 DW1被供电电源300的正输出端和负输出端输出的电压差击穿时，开关模块 200未接收到第一控制信号，控制供电电源300和电子设备400之间的供电回路导通，使得供电电源300可以为电子设备400正常供电。

实际应用中，可以根据具体场景选取特定击穿电压(即欠压保护阈值)的稳压二极管作为第一稳压二极管DW1，以便在供电电源300输出电压小于该特定击穿电压时，保持供电电源300和电子设备400之间的供电回路断开，实现欠压保护功能。

在本申请实施例中，保护电路利用稳压二极管的PN结临界反向击穿的特性，在第一稳压二极管没有被供电电源输出的正电压击穿时，欠压保护模块输出第一控制信号至开关模块的控制端，使得开关模块在接收到第一控制信号后才控制供电电源和电子设备之间的供电回路断开从而避免了因供电电源的输出电压小于电子设备的额定电压时造成的影响电子设备的正常工作的问题，保证了电子设备的运行安全。而当第一稳压二极管被击穿时，开关模块未接收到第一控制信号，会控制供电电源和电子设备之间的导电回路维持在导通状态，实现为电子设备的供电。另外，由于该保护电路中无需单独提供供电电源，也无需采用放大器结构进行电压比较，成本低。

下面结合一个具体的例子，详细说明本申请实施例提供的保护电路的一种可能的电路拓扑。

参见图2，该图为本申请实施例提供的一种保护电路的电路拓扑。相较于图1，该图提供了一种更加具体的保护电路。

在本申请实施例一些可能的实现方式中，第一控制信号可以为高电平信号。则，开关模块200具体可以包括：第一NPN型三极管Q1和第一NMOS 管NM1；

第一NPN型三极管Q1的基极连接欠压保护模块100，第一NPN型三极管Q1的集电极连接供电电源300的正输出端，第一NPN型三极管Q1的漏极连接供电电源300的负输出端；

第一NMOS管NM1的栅极连接第一NPN型三极管Q1的集电极，第一 NMOS管NM1的源极和漏极连接在供电电源300的负输出端和电子设备400 的负输入端之间。

在本实施例中，当欠压保护模块100输出第一控制信号至第一NPN型三极管Q1的基极时，第一NPN型三极管Q1的基极为高电平，第一NPN型三极管Q1导通，其集电极为低电平，则第一NMOS管NM1的栅极为低电平，第一NMOS管NM1截止，使得供电电源300的负输出端和电子设备400的负输入端之间的通路断开，也就断开了供电电源300和电子设备400之间的导电回路，实现了欠压保护。而当欠压保护模块100未输出第一控制信号至第一 NPN型三极管Q1的基极时，第一NPN型三极管Q1的基极为低电平，第一 NPN型三极管Q1截止，其集电极为高电平，则第一NMOS管NM1的栅极为高电平，第一NMOS管NM1导通，使得供电电源300的负输出端和电子设备 400的负输入端之间的通路断导通，实现对电子设备的正常供电。

需要说明的是，在一些可能的设计中，第一NMOS管NM1的源极和漏极也可以连接在供电电源300的正输出端和电子设备400的正输入端之间。但是，由于NMOS管的特性，使得连接在供电电源300的正输出端和电子设备400 的正输入端之间的NMOS管需要增加驱动电路来使其正常工作，会增加电路的制作成本。这里将第一NMOS管NM1的源极和漏极连接在供电电源300 的负输出端和电子设备400的负输入端之间，可以达到节约成本、简化设计和生产流程的效果。

还需要说明的是，实际应用中，第一控制信号也可以为低电平信号。则开关模块200的具体结构需要进行适应性的调整，例如将第一NPN型三极管Q1 替换为低电平控制导通的其他开关器件，这里不再一一列举。

在本申请实施例一些可能的实现方式中，为了进一步保证供电电源300 和电子设备400之间供电回路的安全，如图3所示，开关模块200还可以包括：第二NMOS管NM2；

第二NMOS管NM2的栅极连接欠压保护模块100，第二NMOS管NM2 的源极和漏极连接在供电电源300的负输出端和电子设备400的负输入端之间，且第一NMOS管NM1和第二NMOS管NM2中体二极管反向串联。

可以理解的是，第二NMOS管NM2的栅极同样连接欠压保护模块100，与第一NMOS管NM1的工作原理相同，在供电电源300的负输出端和电子设备400的负输入端之间增加第二NMOS管NM2的导通和关断原理相同，这里不再赘述。由于第一NMOS管NM1和第二NMOS管NM2中的体二极管反向串联，当出现电子设备400的负输入端与供电电源300的正输出端相连(即电源反接)时，可以保证电子设备400的负输入端与供电电源300的正输出端之间断路，实现防反接功能，保证电路安全。

上述内容对保护电路中开关模块200的具体实现方式进行了说明，下面对欠压保护模块的可能的实现方式进行说明。

参见图4，该图为本申请实施例提供的一种保护电路的电路拓扑。相较于图1-图3，该图提供了一种更加具体的保护电路。为了便于说明，下面以图1所示的例子为基础对其中欠压保护模块100的具体结构进行说明。

在本申请实施例一些可能的实现方式中，欠压保护模块，具体可以包括：第二NPN型三极管Q2；

第二NPN型三极管Q2的基极连接第一稳压二极管DW1的阳极，第二 NPN型三极管Q2的集电极连接供电电源300的正输出端和开关模块200的控制端，第二NPN型三极管Q2的发射极连接供电电源300的负输出端。

在本申请实施例中，当第一稳压二极管DW1未被击穿时，第二NPN型三极管Q2的基极为低电平，第二NPN型三极管Q2截止，其集电极为高电平，即开关模块200的控制端为高电平接收到第一控制信号，使得开关模块200 可以供电电源300和电子设备400之间的供电回路断开，实现欠压保护。当第一稳压二极管DW1被击穿时，第二NPN型三极管Q2的基极为高电平，第二 NPN型三极管Q2导通，其集电极为低电平，即开关模块200的控制端为低电平未接收到第一控制信号，从而使得供电电源300和电子设备400之间的供电回路导通，供电电源300正常为电子设备400供电。

在一些可能的设计中，继续参见图4所示，第二NPN型三极管Q2的基极还可以经电阻R4连接供电电源300的负输出端(或者经电阻R4接地)，第二NPN型三极管Q2的集电极可以经电阻R5连接供电电源300的正输出端，以避免电流过大造成第二NPN型三极管Q2损坏。

在实际应用中，本申请实施例提供的保护电路还可以包括各种限流和防反保护器件。例如，在图4所示的例子中，第二NPN型三极管Q2的集电极连接第三二极管D3的阳极，第三二极管D3的阴极连接开关模块的控制端。

上面的内容详细说明了本申请实施例提供的保护电路实现欠压保护的具体实现及其工作原理。然而，在具体实施时，稳压二极管的击穿电压与实际需要的欠压保护阈值之间可能存在一定的差异，即存在稳压二极管的击穿电压不满足欠压保护的阈值需要的情况。为了满足欠压保护的不同需求，在本申请实施例一些可能的实现方式中，欠压保护模块100，还可以包括：分压支路；

分压支路，用于对供电电源300正输出端输出电压进行分压后，输入至第一稳压二极管DW1的阴极。

通过设置分压支路的分压比例，即可在不同的场景中，均可以使得设定的欠压保护阈值满足第一稳压二极管DW1的击穿电压要求，实现欠压保护功能。在实际应用中，分压支路可以利用两个串联的电阻实现分压，本申请实施例对此不进行限定。

在一个具体的例子中，以图1和图4所示为例进行说明，分压支路，具体可以包括：第一电阻R1、第二电阻R2和第三NPN型三极管Q3，如图5所示。

供电电源300的正输入端经串联的第一电阻R1和第二电阻R2连接第三 NPN型三极管Q3的集电极；

第三NPN型三极管Q3的基极连接欠压保护模块的输出端(如图4中第二NPN型三极管Q2的集电极)，第三NPN型三极管Q3的发射极连接供电电源300的负输出端；

第一稳压二极管DW1的阴极连接在第一电阻R1和第二电阻R2之间。

可选的，继续参见图5，第三NPN型三极管Q3的基极可以经电阻R6连接第二NPN型三极管Q2的集电极。

这里需要说明的是，第三NPN型三极管Q3可以使得第一稳压二极管DW1 在其被击穿和未被击穿时两端的电压差变化不大。因为，若供电电源300的正输入端经串联的第一电阻R1和第二电阻R2直接连接供电电源300的负输出端，当第一稳压二极管DW1未被击穿时，第一稳压二极管DW1上施加的电压等于第二电阻R2上的电压；当第一稳压二极管DW1被击穿时，第二电阻 R2和第四电阻R4并联后与第一电阻R1串联，第二电阻R2的分压变小，导致第一稳压二极管DW1上施加的电压变小，无法保证第一稳压二极管DW1 维持在击穿状态，需要在第二电阻R2上施加更高的电压来使第一稳压二极管 DW1维持在被击穿状态，导致实际实现时欠压保护的阈值与初始设定的阈值不符。

所以，在本申请实施例中，增加第三NPN型三极管Q3来保证第一稳压二极管DW1维持在被击穿状态。当第一稳压二极管DW1未被击穿时，第二 NPN型三极管Q2的基极为低电平，第二NPN型三极管Q2截止，第三NPN 型三极管Q3的基极为高电平，第三NPN型三极管Q3导通，第一稳压二极管 DW1上施加的电压等于

其中，R1、R2分别为第一电阻R1和第二电阻R2的阻值，V_in为供电电源300的输出电压。此时，开关模块100接收到第一控制信号，供电电源300和电子设备400之间的供电回路断开，实现欠压保护。随着供电电源300输出电压V_in的增大，

达到第一稳压二极管 DW1的击穿电压，第一稳压二极管DW1被击穿，第二NPN型三极管Q2导通，第三NPN型三极管Q3断开，将第四电阻R4接入第一电阻R1和供电电源300的负输出端之间，第二电阻R2断路，可以维持第一稳压二极管DW1 上施加的电压变化不大，保证第一稳压二极管DW1在设定的欠压保护阈值时可以维持在击穿状态。此时，开关模块100未接收到第一控制信号，使得供电电源300和电子设备400之间的供电回路导通，供电电源300正常为电子设备 400供电。

在实际应用中，可以设置第二电阻R2和第四电阻R4的阻值相等。

参见图6，该图为本申请实施例提供的另一种保护电路的结构示意图。相较于图1，该图提供了一种更加具体的保护电路。

在本申请实施例一些可能的实现方式中，该保护电路除了可以实现欠压保护功能，还可以实现过压保护功能，下面详细说明其具体结构。

在图1-图5任意一个的基础上，该保护电路还可以包括：过压保护模块500；

过压保护模块500，用于当供电电源300的正输出端和负输出端之间的电压差大于预设阈值时，输出第二控制信号至开关模块200的控制端；

开关模块200，还用于在接收到第二控制信号时，控制供电电源300和电子设备400之间的供电回路断开。

可以理解的是，当保护电路包括过压保护模块500时，开关模块200具体用于在未接收到第一控制信号和第二控制信号时，才控制供电电源300和电子设备400之间的供电回路导通。

实际应用中，过压保护模块500可以采用任意一种结构实现，如由放大器或比较器实现的电压比较电路等。具体实施时，为了节约成本，与欠压保护功能类似，过压保护模块500也可以利用稳压二极管的PN结临界反向击穿的特性实现，下面详细说明。

需要说明的是，第二控制信号需要和第一控制信号的控制原理相同，即当第一控制信号为高电平时第二控制信号也为高电平，当第一控制信号为低电平时第二控制信号也为低电平。下面以第二控制信号是高电平为例对过压保护模块500的具体结构进行举例说明。

在一个具体的例子中，如图7所示，过压保护模块500可以包括：第二稳压二极管DW2、第一二极管D1和第三电阻R3；

第二稳压二极管DW2的阴极连接供电电源300的正输出端，第二稳压二极管DW2的阳极连接第一二极管D1的阳极和第三电阻R3的第一端；

第一二极管D1的阴极连接开关模块300的控制端；

第三电阻R3的第二端连接供电电源300的负输出端。

这里需要说明的是，第二稳压二极管DW2的击穿电压可以根据过压保护的实际阈值需要设定，这里就不再一一举例。在实际应用中，第二稳压二极管 DW2应当大于第一稳压二极管DW1的击穿电压。

当供电电源300输出电压大于第二稳压二极管DW2的击穿电压时，开关模块300的控制端为高电平，开关模块300接收到第二控制信号，控制供电电源300和电子设备400之间的供电回路断开，实现过压保护功能，避免了供电电源300和电子设备400的损坏。而当供电电源300输出电压小于第二稳压二极管DW2的击穿电压且大于第一稳压二极管DW1的击穿电压时，开关模块 300的控制端未接收到第一控制信号和第二控制信号，控制供电电源300和电子设备400之间的供电回路导通，供电电源300为电子设备400正常供电。而当供电电源300输出电压小于第一稳压二极管DW1的击穿电压时，开关模块 300的控制端接收到第一控制信，实现了欠压保护，具体参见上面的相关说明，这里不在赘述。

可以理解的是，实际应用中，过压保护模块500还可以包括与第二稳压二极管DW1反相串联的第三二极管D3，可以在电源反接时保护第二稳压二极管DW2不被烧毁。

在本申请实施例一些可能的实现方式中，为了保护开关模块200中NMOS 管的栅极不被击穿，该保护电路还可以包括：开关保护模块；

开关保护模块，用于防止开关模块200中NMOS管的栅极被击穿。

在实际应用中，开关保护模块可以采用任意一种实现结构，这里不进行限定。在一个具体的例子中，开关保护模块也可以利用稳压稳压二极管的PN结临界反向击穿的特性实现，下面详细说明。

参见图8，该图为本申请实施例提供的又一种保护电路的结构示意图。相较于图2，该图提供了一种更加具体的保护电路。

作为一个示例，开关保护模块具体可以包括：第三稳压二极管DW3和第二二极管D2；

第三稳压二极管DW3的阴极连接供电电源300的正输出端和第一NMOS 管NM1的栅极，第三稳压二极管DW3的阳极连接第二二极管D2的阳极；

第二二极管D2的阴极连接供电电源300的负输出端。

当第三稳压二极管DW3被击穿时，第一NMOS管NM1的栅极为低电平，可以避免过高的电压输入到NMOS管的栅极处，避免了栅极被击穿。实际应用中，第三稳压二极管DW3的击穿电压可以根据开关模块中NMOS管的栅极导通电压来选择。还需要说明的是，第二二极管D2可以在电源反接时，防止第一NMOS管NM1的栅极被击穿，保证栅极电压在电源反接时维持在低电平状态，供电电源和电子设备之间的供电回路断开，保护器件安全。

在一些可能的设计中，如图8所示，该开关保护模块还可以包括连接在供电电源300的正输出端和第三稳压二极管DW3的阳极之间的限流电阻R7，用于对输入第三稳压二极管DW3的电流进行调整。可选的，开关保护模块还可以包括第四二极管D4，第一NPN型三极管Q1的集电极连接第四二极管D4 的阴极，第四二极管D4的阳极连接第一NMOS管NM1的栅极，用于防止电源反接造成开关器件(如第一NPN型三极管Q1、第一NMOS管NM1和第二 NMOS管NM2)损坏。

在本申请实施例一些可能的实现方式中，如图9所示，该保护电路还可以包括：静电保护模块、限流保护模块和整流模块中的任意一个或多个。

其中，静电保护模块可以为该保护电路提供静电保护功能。在一个例子中，静电保护模块具体可以是串联在供电电源300的正输出端和负输出端之间的双向瞬态抑制二极管。双向瞬态抑制二极管具有一定的静电放电(ESD)防护能力。

限流保护模块可以对输出至电子设备400的电流进行限制，起到过流保护的功能。作为一个示例，限流保护模块可以包括串联在供电电源300的正输出端和电子设备400的正输入端之间的限流型自恢复保险F1。当负载电流大于限流型自恢复保险F1的额定值时(如负载短路)，限流型自恢复保险F1过热熔断，供电电源300和电子设备400之间的供电回路断开，达到过流保护的效果。供电回路断开一定时间后，限流型自恢复保险F1冷却，又可以恢复至导通状态。

整流模块可以对保护电路中的直流信号进行整流，滤除其中的交流分量。在一个例子中，整流模块可以包括并联的第八电阻R8和电容C。该整流模块同样可以串联在供电电源300的正输出端和电子设备400的正输入端之间。

下面结合图9所示的具体例子，对本申请实施例提供的一种保护电路的工作原理进行详细说明。

供电电源300输出电压V_in使得第三NPN型三极管Q3的基极为高电平，第三NPN型三极管Q3导通。此时，第一稳压二极管DW1上施加的电压为

式中R1、R2和R8分别为第一电阻R1、第二电阻R2及第八电阻R8的阻值。当

小于第一稳压二极管DW1的击穿电压时，第二NPN型三极管Q2的基极为低电平、第二NPN型三极管Q2截止，第一NPN型三极管Q1的基极为高电平、第一NPN型三极管Q1导通，第一NMOS管 NM1和第二NMOS管NM2的栅极均为低电平、第一NMOS管NM1和第二 NMOS管NM2均截止，断开供电电源300和电子设备400之间的供电回路，实现了欠压保护功能。

当

超出设定的欠压保护阈值、达到第一稳压二极管DW1的击穿电压时，第一稳压二极管DW1被击穿，第二NPN型三极管Q2的基极为高电平、第二NPN型三极管Q2导通，第三NPN型三极管Q3的基极为低电平、第三NPN型三极管Q3截止，第一稳压二极管DW1上施加的电压为

式中R4为第四电阻R4的阻值。因第二电阻R2和第四电阻R4的阻值相等，第一稳压二极管DW1上施加的电压保持不变，可以维持在击穿状态。此时，第一NPN型三极管Q1的基极低高电平、第一NPN型三极管 Q1截止，第二稳压二极管DW2和第三稳压二极管DW3未被击穿，第一NMOS 管NM1和第二NMOS管NM2的栅极均为高电平、第一NMOS管NM1和第二NMOS管NM2均导通，供电电源300和电子设备400之间的供电回路导通，正常供电。

当供电电源300输出电压V_in输出电压过高超出设定的过压保护阈值、达到第二稳压二极管DW2的击穿电压时，第二稳压二极管DW2被击穿，第一NPN 型三极管Q1的基极为高电平、第一NPN型三极管Q1导通，第一NMOS管 NM1和第二NMOS管NM2的栅极均为低电平、第一NMOS管NM1和第二 NMOS管NM2均截止，断开供电电源300和电子设备400之间的供电回路，实现了过压保护功能。

当供电电源300输出电压V_in输出电压过高超出设定的NMOS管保护阈值 (可以根据第一NMOS管NM1和第二NMOS管NM2的栅极击穿电压设定)、达到第三稳压二极管DW3的击穿电压时，第三稳压二极管DW3被击穿，将输入第一NMOS管NM1和第二NMOS管NM2的栅极的电压短路，实现了第一NMOS管NM1和第二NMOS管NM2的保护。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A 和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a 和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制。虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本申请技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种保护电路，其特征在于，包括：第一稳压二极管、欠压保护模块和开关模块；

所述欠压保护模块，用于当所述第一稳压二极管未被击穿时，输出第一控制信号至所述开关模块的控制端；所述欠压保护模块，还包括：分压支路；所述分压支路，用于对所述供电电源正输出端输出电压进行分压后，输入至所述第一稳压二极管的阴极；所述分压支路，包括：第一电阻、第二电阻和第三NPN型三极管；所述供电电源的正输入端经串联的第一电阻和第二电阻连接所述第三NPN型三极管的集电极；所述第三NPN型三极管的基极连接所述欠压保护模块的输出端，所述第三NPN型三极管的发射极连接所述供电电源的负输出端；所述第一稳压二极管的阴极连接在所述第一电阻和所述第二电阻之间；

2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述开关模块，包括：第一NPN型三极管和第一NMOS管；

3.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述开关模块，还包括：第二NMOS管；

4.根据权利要求1-3任意一项所述的保护电路，其特征在于，所述欠压保护模块，包括：第二NPN型三极管；

5.根据权利要求1-3任意一项所述的保护电路，其特征在于，还包括：过压保护模块；

6.根据权利要求5所述的保护电路，其特征在于，所述过压保护模块，包括：第二稳压二极管、第一二极管和第三电阻；

所述第一二极管的阴极连接所述开关模块的控制端；

所述第三电阻的第二端连接所述供电电源的负输出端。

7.根据权利要求2或3所述的保护电路，其特征在于，还包括：开关保护模块；

8.根据权利要求7所述的保护电路，其特征在于，所述开关保护模块，包括：第三稳压二极管和第二二极管；

所述第三稳压二极管的阴极连接所述供电电源的正输出端和第一NMOS管的栅极，所述第三稳压二极管的阳极连接所述第二二极管的阳极；

所述第二二极管的阴极连接所述供电电源的负输出端。