CN111327030A - 电源接口的浪涌保护电路、终端和浪涌电压泄放方法 - Google Patents

电源接口的浪涌保护电路、终端和浪涌电压泄放方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111327030A
CN111327030A CN201811540253.2A CN201811540253A CN111327030A CN 111327030 A CN111327030 A CN 111327030A CN 201811540253 A CN201811540253 A CN 201811540253A CN 111327030 A CN111327030 A CN 111327030A
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
capacitor
resistor
surge
power interface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811540253.2A
Other languages
English (en)
Inventor
王飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZTE Corp
Original Assignee
ZTE Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZTE Corp filed Critical ZTE Corp
Priority to CN201811540253.2A priority Critical patent/CN111327030A/zh
Priority to PCT/CN2019/122784 priority patent/WO2020119531A1/zh
Publication of CN111327030A publication Critical patent/CN111327030A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/005—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection avoiding undesired transient conditions
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/20—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage
    • H02H3/22—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage of short duration, e.g. lightning
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种电源接口的浪涌保护电路，包括：浪涌/ESD抑制电路、快速响应开关电路和快速响应泄压电路，浪涌/ESD抑制电路的一端分别与快速响应开关电路的输入端和控制端、电源接口通路的输入端、快速响应泄压电路的控制端连接；浪涌/ESD抑制电路的另一端接地，快速响应开关电路的输出端与快速响应泄压电路的一端、电源接口电路的输出端相连接；快速响应泄压电路的另一端接地。本发明还公开了一种电源接口的浪涌保护终端和浪涌电压泄放方法，本发明能够简单、有效泄放电源接口的浪涌电压。

Description

电源接口的浪涌保护电路、终端和浪涌电压泄放方法
技术领域
本发明涉及电子产品技术领域，尤其涉及一种电源接口的浪涌保护电路、终端和浪涌电压泄放方法。
背景技术
为了防止可能出现的浪涌对电子设备产生的伤害，通常是在充电接口处连接一个瞬态抑制二极管(TVS)，利用TVS管在瞬间高压下的雪崩击穿效应，对浪涌冲击进行泄放，将浪涌电压箝位到一个较低的水平，从而保护设备的充电芯片等免于伤害。但是仅仅使用TVS来保护电源接口，由于箝位电压的存在，在电源通路上还是会存在浪涌残压，过高的浪涌残压依然可能引起充电芯片的损坏。通常TVS的反向关断电压越高，相应的其箝位电压也就越高，然而在浪涌防护中对TVS的选择，既要求有较高的反向耐压能力，以保证基本的直流耐压，又要求有较低的箝位电压，这样就增加了TVS的制作难度及成本。受限于目前的工艺，只能在反向关断电压(VRWM)和箝位电压(VCL)之间进行权衡，而最终的结果，要么就是浪涌残压过高芯片依然有损坏的风险，要么就是浪涌管的反向关断电压过低(为了保证更低的箝位电压)，导致其直流耐压过低，出现浪涌管损坏(短路)，无法正常充电的情况。
目前还有一种改进的技术方案，TVS加独立的OVP芯片结合使用，利用OVP芯片的过压关断功能，将浪涌残压进一步降低至OVP的启动电压水平。该种方案不仅增加了成本，对OVP的响应速度及直流耐压有要求，同时对OVP的启动电压设置有了限制(启动电压不能过高)。OVP的启动电压设置过高，依然会存在芯片损坏的风险，但设置过低又可能存在影响正常充电功能的风险。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种电源接口的浪涌保护电路、终端和浪涌电压泄放方法，旨在实现简单、有效泄放电源接口的浪涌电压。
为实现上述目的，本发明提供一种电源接口的浪涌保护电路，所述电源接口的浪涌保护电路包括：
浪涌/ESD抑制电路、快速响应开关电路和快速响应泄压电路，
浪涌/ESD抑制电路的一端分别与快速响应开关电路的输入端和控制端、电源接口通路的输入端、快速响应泄压电路的控制端连接；
浪涌/ESD抑制电路的另一端接地，快速响应开关电路的输出端与快速响应泄压电路的一端、电源接口电路的输出端相连接；
快速响应泄压电路的另一端接地。
可选地，所述浪涌/ESD抑制电路包括：
瞬态抑制二极管，所述瞬态抑制二极管的负极分别与快速响应开关电路的输入端和控制端、电源接口通路的输入端、快速响应泄压电路的控制端连接，正极接地。
可选地，所述快速响应开关电路包括：
P沟道功率MOS管、第一电容及第一电阻，
第一电容和第一电阻串联，第一电容远离第一电阻的一端连接于P沟道功率MOS管和电源接口通路的输入端之间，第一电阻远离第一电容的一端接地，
P沟道功率MOS管的源极分别与电源接口的输入端、浪涌/ESD抑制电路的负极、第一电容的一端相连接，第一电容的另一端与第一电阻的一端相连，漏极与电源接口的输出端相连接，栅极分别与第一电容的另一端、第一电阻的一端相连接，第一电阻的另一端接地。
可选地，所述快速响应泄压电路包括：
N沟道MOS管、第二电容及第二电阻，
第二电容和第二电阻串联，第二电阻远离第二电容的一端接地，
N沟道MOS管的漏极分别与电源接口的输出端、P沟道功率MOS管的漏极相连接，N沟道MOS管的源极接地，N沟道MOS管的栅极连接于第二电容和第二电阻之间，第二电容远离第二电阻的一端分别与电源接口的输入端、瞬态抑制二极管的负极、P沟道功率MOS管的源极、第一电容的一端相连接。
可选地，所述快速响应泄压电路包括：
PNP型功率三极管、第一电容及第一电阻，
第一电容和第一电阻串联，第一电容远离第一电阻的一端连接于PNP型功率三极管和电源接口通路的输入端之间，第一电阻远离第一电容的一端接地，
PNP型功率三极管的发射极分别与电源接口的输入端、浪涌/ESD抑制电路的负极、第一电容的一端相连接，第一电容的另一端与第一电阻的一端相连，PNP型功率三极管的集电极与电源接口的输出端相连接，PNP型功率三极管的基极分别与第一电容的另一端、第一电阻的一端相连接，第一电阻的另一端接地。
可选地，所述快速响应泄压电路包括：
NPN型三极管、第二电容及第二电阻，
第二电容和第二电阻串联，第二电阻远离第二电容的一端接地，
NPN型三极管的集电极分别与电源接口的输出端、PNP型功率三极管的集电极相连接，NPN型三极管的发射极接地，NPN型三极管的基极连接于第二电容和第二电阻之间，第二电容远离第二电阻的一端分别与电源接口的输入端、瞬态抑制二极管的负极、PNP型功率三极管的发射极、第一电容的一端相连接。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种电源接口的浪涌保护终端，所述电源接口的浪涌保护终端包括：电源接口和电源接口的浪涌保护电路，所述电源接口的浪涌保护电路包括：浪涌/ESD抑制电路、快速响应开关电路、快速响应泄压电路，
浪涌/ESD抑制电路的一端分别与快速响应开关电路的输入端和控制端、电源接口通路的输入端、快速响应泄压电路的控制端连接；
浪涌/ESD抑制电路的另一端接地，快速响应开关电路的输出端与快速响应泄压电路的一端、电源接口电路的输出端相连接；
快速响应泄压电路的另一端接地。
可选地，所述浪涌/ESD抑制电路包括：
瞬态抑制二极管，所述瞬态抑制二极管的负极分别与快速响应开关电路的输入端和控制端、电源接口通路的输入端、快速响应泄压电路的控制端连接，所述瞬态抑制二极管的正极接地。
可选地，所述快速响应开关电路包括：
P沟道功率MOS管、第一电容及第一电阻，
第一电容和第一电阻串联，第一电容远离第一电阻的一端连接于P沟道功率MOS管和电源接口通路的输入端之间，第一电阻远离第一电容的一端接地，
P沟道功率MOS管的源极分别与电源接口的输入端、浪涌/ESD抑制电路的负极、第一电容的一端相连接，第一电容的另一端与第一电阻的一端相连，漏极与电源接口的输出端相连接，栅极分别与第一电容的另一端、第一电阻的一端相连接，第一电阻的另一端接地。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种电源接口的浪涌电压泄放方法，所述电源接口的浪涌电压泄放方法包括：
接收外接输入的浪涌电压；
浪涌/ESD抑制电路对浪涌电压进行泄放抑制，获得浪涌残压；
快速响应开关电路会瞬间自动关断，断开电源接口输入端与电源接口输出端之间的连接，快速响应泄压电路自动导通，将电源接口输出端对地短接，以将所述浪涌残压泄放。
本发明有源器件的检测电路包括：浪涌/ESD抑制电路、快速响应开关电路和快速响应泄压电路，浪涌/ESD抑制电路的一端分别与快速响应开关电路的输入端和控制端、电源接口通路的输入端、快速响应泄压电路的控制端连接；浪涌/ESD抑制电路的另一端接地，快速响应开关电路的输出端与快速响应泄压电路的一端、电源接口电路的输出端相连接；快速响应泄压电路的另一端接地。通过上述方式，当浪涌发生时，浪涌/ESD抑制电路首先会对浪涌进行泄放抑制，将浪涌电压箝位至一个较低的水平；然后，快速响应开关电路会瞬间自动关断，断开电源接口输入端与电源接口输出端之间的连接；同时，快速响应泄压电路自动导通，将电源接口输出端对地短接，从而将浪涌残压泄放。通过浪涌/ESD抑制电路、快速响应开关电路、快速响应泄压电路对浪涌进行三重抑制防护，降低浪涌残压，从而有效保护充电芯片不受损伤。并且相对在充电接口处连接一个瞬态抑制二极管的方式，本发明在增加的成本不多的情况下，实现对浪涌的三重防护，达到有效保护充电芯片的目标。
附图说明
图1为本发明电源接口的浪涌保护电路第一实施例的结构示意图；
图2为本发明电源接口的浪涌保护电路第二实施例的结构示意图；
图3为本发明电源接口的浪涌电压泄放方法一实施例的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
请参阅图1，图1为本发明电源接口的浪涌保护电路第一实施例的结构示意图。该电源接口的浪涌保护电路包括：
浪涌/ESD抑制电路10、快速响应开关电路20、快速响应泄压电路30，
浪涌/ESD抑制电路10的一端分别与快速响应开关电路20的输入端和控制端、电源接口通路的输入端VIN、快速响应泄压电路30的控制端连接；
浪涌/ESD抑制电路10的另一端接地，快速响应开关电路20的输出端与快速响应泄压电路30的一端、电源接口电路的输出端VOUT相连接；
快速响应泄压电路30的另一端接地。
当浪涌发生时，浪涌/ESD抑制电路10首先会对浪涌进行泄放抑制，将浪涌电压箝位至一个较低的水平；然后，快速响应开关电路20会瞬间自动关断，断开电源接口输入端(Vin)与电源接口输出端(Vout)之间的连接；同时，快速响应泄压电路30自动导通，将电源接口输出端(Vout)对地短接，从而将浪涌残压泄放。在浪涌结束时，快速响应开关电路20自动恢复导通状态、快速响应泄压电路20自动恢复关断状态，以保障充电功能正常。这样本申请对浪涌进行三重防护，能够将浪涌残压降至最低，大大提高保护电路的可靠性。仅需增加有限的分立器件，实现简单、功效明显、成本更低。本发明同时能够对ESD及电源过冲进行有效防护，不用再增加额外电路。
本发明有源器件的检测电路包括：浪涌/ESD抑制电路、快速响应开关电路、快速响应泄压电路，浪涌/ESD抑制电路的一端分别与快速响应开关电路的输入端和控制端、电源接口通路的输入端、快速响应泄压电路的控制端连接；浪涌/ESD抑制电路的另一端接地，快速响应开关电路的输出端与快速响应泄压电路的一端、电源接口电路的输出端相连接；快速响应泄压电路的另一端接地。通过上述方式，当浪涌发生时，浪涌/ESD抑制电路首先会对浪涌进行泄放抑制，将浪涌电压箝位至一个较低的水平；然后，快速响应开关电路会瞬间自动关断，断开电源接口输入端与电源接口输出端之间的连接；同时，快速响应泄压电路自动导通，将电源接口输出端对地短接，从而将浪涌残压泄放。通过浪涌/ESD抑制电路、快速响应开关电路、快速响应泄压电路对浪涌进行三重抑制防护，降低浪涌残压，从而有效保护充电芯片不受损伤。并且相对在充电接口处连接一个瞬态抑制二极管的方式，本发明在增加的成本不多的情况下，实现对浪涌的三重防护，达到有效保护充电芯片的目标。
进一步地，查阅图2，基于上述实施例，浪涌/ESD抑制电路包括：
瞬态抑制二极管11，所述瞬态抑制二极管11的负极分别与快速响应开关电路20的输入端和控制端、电源接口通路的输入端VIN、快速响应泄压电路30的控制端连接，所述瞬态抑制二极管11的正极接地。
所述快速响应开关电路包括：
P沟道功率MOS管21、第一电容22及第一电阻23，
第一电容22和第一电阻23串联，第一电容22远离第一电阻23的一端连接于P沟道功率MOS管21和电源接口通路的输入端VIN之间，第一电阻23远离第一电容22的一端接地，
P沟道功率MOS管21的源极分别与电源接口的输入端VIN、浪涌/ESD抑制电路11的负极、第一电容22的一端相连接，第一电容22的另一端与第一电阻23的一端相连，漏极与电源接口的输出端VOUT相连接，栅极分别与第一电容22的另一端、第一电阻23的一端相连接，第一电阻23的另一端接地。
所述快速响应泄压电路30包括：
N沟道MOS管31、第二电容32及第二电阻33，
第二电容32和第二电阻33串联，第二电阻33远离第二电容32的一端接地，
N沟道MOS管31的漏极分别与电源接口的输出端VIN、P沟道功率MOS管21的漏极相连接，N沟道MOS管31的源极接地，N沟道MOS管31的栅极连接于第二电容32和第二电阻33之间，第二电容32远离第二电阻33的一端分别与电源接口的输入端VIN、瞬态抑制二极管11的负极、P沟道功率MOS管21的源极、第一电容22的一端相连接。
本实施例中，包含一颗瞬态抑制二极管(TVS)11，利用TVS在瞬间高压下的雪崩击穿效应，瞬态抑制二极管(TVS)11会对浪涌冲击进行泄放，实现对浪涌的第一重防护。具体实施中还可以包括与瞬态抑制二极管(TVS)串联的一分压电阻。
瞬态抑制二极管(TVS)11的负极与电源接口的输入端(Vin，即充电接口端，如USB接口)相连接，瞬态抑制二极管(TVS)11的正极接地。在浪涌发生时，瞬态抑制二极管(TVS)11会对浪涌进行快速泄放，将浪涌电压降至瞬态抑制二极管(TVS)11的箝位电压水平，比如箝位至20V；另外，瞬态抑制二极管(TVS)11同时也对静电释放ESD进行有效防护。
快速响应开关电路20：包含一颗P沟道功率MOS管(Q 1)21、第一电容(C1)22及第一电阻(R1)23，在浪涌发生时Q1会瞬时关断，实现对浪涌的第二重保护。其中，Q1起开关作用，串联于电源接口的输入端(Vin，即充电接口端，如USB接口)与电源接口的输出端(Vout，即充电芯片管脚端)之间；C1与R1组成Q1的控制电路。C1具备“隔直通交”的特性，在浪涌发生时，由于C1的作用，Q1的栅极(G)电压与源级(S)电压相同，从而让Q1进入关断状态；R1为泄放电阻，在浪涌结束时将Q1的栅极(G)拉为低电平，从而让Q1恢复导通状态。Q1的源极(S)与电源接口的输入端(Vin)、D1的负极(C)及C1的一端相连接，Q1的漏极(D)与电源接口的输出端(Vout，即充电芯片管脚端)相连接，Q1的栅极(G)与C1的另一端及R1的一端相连接。C1的一端与电源接口的输入端(Vin)、D1的负极(C)、Q1的源极(S)相连接，C1的另一端与Q1的栅极(G)、R1的一端相连接。R1的一端与Q1的栅极(G)、C1的另一端相连接，R1的另一端接地。Q1的响应速度在纳秒级，而浪涌是微秒级，因此Q1能够对浪涌进行快速响应。在发生浪涌的瞬间，由于电容C1具有防止其两端电压突变的特性，因此Q1的栅极(G)与Q1的源级(S)电压相当，使得Q1处于关断状态，从而将电源接口的输出端(Vout)与输入端(Vin)断开。在浪涌结束时，由于R1的泄放功能，Q1的栅极(G)会被拉低，从而使Q1自动恢复导通状态。
快速响应泄压电路：包含一个N沟道MOS管(Q2)31、第二电容(C2)32及第二电阻(R2)33，在浪涌发生时Q2会瞬时导通，实现对浪涌的第三重保护。
其中，Q2起开关作用，并联于电源接口的输出端(Vout)；C2与R2组成Q2的控制电路。C2具备“隔直通交”的特性，在浪涌发生时，由于C2的作用，Q2的栅极为高电平，从而让Q2进入导通状态；R2为泄放电阻，在浪涌结束时将Q2的栅极拉为低电平，从而让Q2恢复关断状态。Q2的漏极(D)与电源接口的输出端(Vout)、Q1的漏极(D)相连接，Q2的源极(S)接地，Q2的栅极(G)与C2及R2的一端相连接。C2的一端与Q2的栅极(G)、R2的一端相连接，C2的另一端与电源接口的输入端(Vin)、D1的负极(C)、Q1的源极(S)、C1的一端相连接。R2的一端与Q2的栅极(G)、C2的一端相连接，R2的另一端接地。Q2的响应速度在纳秒级，而浪涌是微秒级，因此Q2能够对浪涌进行快速响应。在发生浪涌时，由于第二电容C2的作用，Q2的栅极会被拉高，使得Q2瞬时导通，从而将电源接口的输出端(Vout)连接到地，对浪涌残压进行泄放，降低至0V。在浪涌结束时，第二电阻R2会对Q2的栅极电压进行泄放，使得Q1自动关断。
进一步地，基于上所述实施例，所述快速响应开关电路20可以包括：
PNP型功率三极管(图未示)、第一电容22及第一电阻23，
第一电容22和第一电阻23串联，第一电容22远离第一电阻23的一端连接于PNP型功率三极管24和电源接口通路的输入端VIN之间，第一电阻远离第一电容的一端接地，
PNP型功率三极管的发射极分别与电源接口的输入端、浪涌/ESD抑制电路的负极、第一电容的一端相连接，第一电容的另一端与第一电阻的一端相连，PNP型功率三极管的集电极与电源接口的输出端相连接，PNP型功率三极管的基极分别与第一电容的另一端、第一电阻的一端相连接，第一电阻的另一端接地。
本实施例与上述实施例的区别在于：快速响应开关电路中P沟道功率MOS管被替换为PNP型功率三极管。
进一步地，基于上所述实施例，所述快速响应泄压电路可以包括：
NPN型三极管(图未示)、第二电容32及第二电阻33，
第二电容32和第二电阻33串联，第二电阻33远离第二电容32的一端接地，
NPN型三极管的集电极分别与电源接口的输出端、PNP型功率三极管的集电极相连接，NPN型三极管的发射极接地，NPN型三极管的基极连接于第二电容和第二电阻之间，第二电容远离第二电阻的一端分别与电源接口的输入端、瞬态抑制二极管的负极、PNP型功率三极管的发射极、第一电容的一端相连接。
本实施例与上述实施例的区别在于：快速响应开关电路中N沟道功率MOS管被替换为NPN型三极管。
此外，本发明实施例还提出一种电源接口的浪涌保护终端，所述电源接口的浪涌保护终端包括：电源接口和电源接口的浪涌保护电路，所述电源接口的浪涌保护电路包括：浪涌/ESD抑制电路、快速响应开关电路、快速响应泄压电路，
浪涌/ESD抑制电路的一端分别与快速响应开关电路的输入端和控制端、电源接口通路的输入端、快速响应泄压电路的控制端连接；
浪涌/ESD抑制电路的另一端接地，快速响应开关电路的输出端与快速响应泄压电路的一端、电源接口电路的输出端相连接；
快速响应泄压电路的另一端接地。
进一步地，所述浪涌/ESD抑制电路包括：
瞬态抑制二极管，所述瞬态抑制二极管的负极分别与快速响应开关电路的输入端和控制端、电源接口通路的输入端、快速响应泄压电路的控制端连接，正极接地。
进一步地，所述快速响应开关电路包括：
P沟道功率MOS管、第一电容及第一电阻，
第一电容和第一电阻串联，第一电容远离第一电阻的一端连接于P沟道功率MOS管和电源接口通路的输入端之间，第一电阻远离第一电容的一端接地，
P沟道功率MOS管的源极分别与电源接口的输入端、浪涌/ESD抑制电路的负极、第一电容的一端相连接，第一电容的另一端与第一电阻的一端相连，漏极与电源接口的输出端相连接，栅极分别与第一电容的另一端、第一电阻的一端相连接，第一电阻的另一端接地。
进一步地，所述快速响应开关电路包括：
PNP型功率三极管、第一电容及第一电阻，
第一电容和第一电阻串联，第一电容远离第一电阻的一端连接于PNP型功率三极管和电源接口通路的输入端之间，第一电阻远离第一电容的一端接地，
PNP型功率三极管的发射极分别与电源接口的输入端、浪涌/ESD抑制电路的负极、第一电容的一端相连接，第一电容的另一端与第一电阻的一端相连，PNP型功率三极管的集电极与电源接口的输出端相连接，PNP型功率三极管的基极分别与第一电容的另一端、第一电阻的一端相连接，第一电阻的另一端接地。
进一步地，所述快速响应泄压电路包括：
N沟道MOS管、第二电容及第二电阻，
第二电容和第二电阻串联，第二电阻远离第二电容的一端接地，
NPN型三极管的集电极分别与电源接口的输出端、PNP型功率三极管的集电极相连接，NPN型三极管的发射极接地，NPN型三极管的基极连接于第二电容和第二电阻之间，第二电容远离第二电阻的一端分别与电源接口的输入端、瞬态抑制二极管的负极、PNP型功率三极管的发射极、第一电容的一端相连接。
进一步地，所述快速响应泄压电路包括：
NPN型三极管、第二电容及第二电阻，
第二电容和第二电阻串联，第二电阻远离第二电容的一端接地，
NPN型三极管的发射极分别与电源接口的输出端、P沟道功率MOS管的漏极相连接，NPN型三极管的集电极接地，NPN型三极管的基极连接于第二电容和第二电阻之间，第二电容远离第二电阻的一端分别与电源接口的输入端、瞬态抑制二极管的负极、P沟道功率MOS管的源极、第一电容的一端相连接。
本实施例中电源接口的浪涌保护终端中电源接口的浪涌保护电路与上述实施中相同，此处不再赘述。
此外，本发明实施例还提出一种电源接口的浪涌电压泄放方法。
参阅图3，所述电源接口的浪涌电压泄放方法包括：
步骤S10，接收外接输入的浪涌电压；
步骤S20，浪涌/ESD抑制电路对浪涌电压进行泄放抑制，获得浪涌残压；
步骤S30，快速响应开关电路会瞬间自动关断，断开电源接口输入端与电源接口输出端之间的连接，快速响应泄压电路自动导通，将电源接口输出端对地短接，以将所述浪涌残压泄放。
本实施例基于上述任一实施例中电路进行，在实施过程中，当浪涌发生时，浪涌/ESD抑制电路首先会对浪涌进行泄放抑制，将浪涌电压箝位至一个较低的水平，即获得浪涌残压；然后，快速响应开关电路会瞬间自动关断，断开电源接口输入端(Vin)与电源接口输出端(Vout)之间的连接；同时，快速响应泄压电路自动导通，将电源接口输出端(Vout)对地短接，从而将浪涌残压泄放。在浪涌结束时，快速响应开关电路自动恢复导通状态、快速响应泄压电路自动恢复关断状态，以保障充电功能正常。这样本申请对浪涌进行三重防护，能够将浪涌残压降至最低，大大提高保护电路的可靠性。仅需增加有限的分立器件，实现简单、功效明显、成本更低。本发明同时能够对ESD及电源过冲进行有效防护，不用再增加额外电路。
需要说明的是，在本文中，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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电源接口的浪涌保护电路，其特征在于，所述电源接口的浪涌保护电路包括：浪涌/ESD抑制电路、快速响应开关电路和快速响应泄压电路，
浪涌/ESD抑制电路的一端分别与快速响应开关电路的输入端和控制端、电源接口通路的输入端、快速响应泄压电路的控制端连接；
浪涌/ESD抑制电路的另一端接地，快速响应开关电路的输出端与快速响应泄压电路的一端、电源接口电路的输出端相连接；
快速响应泄压电路的另一端接地。
2.如权利要求1所述的电源接口的浪涌保护电路，其特征在于，所述浪涌/ESD抑制电路包括：
瞬态抑制二极管，所述瞬态抑制二极管的负极分别与快速响应开关电路的输入端和控制端、电源接口通路的输入端、快速响应泄压电路的控制端连接，所述瞬态抑制二极管的正极接地。
3.如权利要求2所述的电源接口的浪涌保护电路，其特征在于，所述快速响应开关电路包括：
P沟道功率MOS管、第一电容及第一电阻，
第一电容和第一电阻串联，第一电容远离第一电阻的一端连接于P沟道功率MOS管和电源接口通路的输入端之间，第一电阻远离第一电容的一端接地，
P沟道功率MOS管的源极分别与电源接口的输入端、浪涌/ESD抑制电路的负极、第一电容的一端相连接，第一电容的另一端与第一电阻的一端相连，漏极与电源接口的输出端相连接，栅极分别与第一电容的另一端、第一电阻的一端相连接，第一电阻的另一端接地。
4.如权利要求3所述的电源接口的浪涌保护电路，其特征在于，所述快速响应泄压电路包括：
N沟道MOS管、第二电容及第二电阻，
第二电容和第二电阻串联，第二电阻远离第二电容的一端接地，
N沟道MOS管的漏极分别与电源接口的输出端、P沟道功率MOS管的漏极相连接，N沟道MOS管的源极接地，N沟道MOS管的栅极连接于第二电容和第二电阻之间，第二电容远离第二电阻的一端分别与电源接口的输入端、瞬态抑制二极管的负极、P沟道功率MOS管的源极、第一电容的一端相连接。
5.如权利要求2所述的电源接口的浪涌保护电路，其特征在于，所述快速响应开关电路包括：
PNP型功率三极管、第一电容及第一电阻，
第一电容和第一电阻串联，第一电容远离第一电阻的一端连接于PNP型功率三极管和电源接口通路的输入端之间，第一电阻远离第一电容的一端接地，
PNP型功率三极管的发射极分别与电源接口的输入端、浪涌/ESD抑制电路的负极、第一电容的一端相连接，第一电容的另一端与第一电阻的一端相连，PNP型功率三极管的集电极与电源接口的输出端相连接，PNP型功率三极管的基极分别与第一电容的另一端、第一电阻的一端相连接，第一电阻的另一端接地。
6.如权利要求5所述的电源接口的浪涌保护电路，其特征在于，所述快速响应泄压电路包括：
NPN型三极管、第二电容及第二电阻，
第二电容和第二电阻串联，第二电阻远离第二电容的一端接地，
NPN型三极管的集电极分别与电源接口的输出端、PNP型功率三极管的集电极相连接，NPN型三极管的发射极接地，NPN型三极管的基极连接于第二电容和第二电阻之间，第二电容远离第二电阻的一端分别与电源接口的输入端、瞬态抑制二极管的负极、PNP型功率三极管的发射极、第一电容的一端相连接。
7.一种电源接口的浪涌保护终端，其特征在于，所述电源接口的浪涌保护终端包括：电源接口和电源接口的浪涌保护电路，所述电源接口的浪涌保护电路包括：浪涌/ESD抑制电路、快速响应开关电路、快速响应泄压电路，
浪涌/ESD抑制电路的一端分别与快速响应开关电路的输入端和控制端、电源接口通路的输入端、快速响应泄压电路的控制端连接；
浪涌/ESD抑制电路的另一端接地，快速响应开关电路的输出端与快速响应泄压电路的一端、电源接口电路的输出端相连接；
快速响应泄压电路的另一端接地。
8.如权利要求7所述的电源接口的浪涌保护终端，其特征在于，所述浪涌/ESD抑制电路包括：
瞬态抑制二极管，所述瞬态抑制二极管的负极分别与快速响应开关电路的输入端和控制端、电源接口通路的输入端、快速响应泄压电路的控制端连接，正极接地。
9.如权利要求8所述的电源接口的浪涌保护终端，其特征在于，所述快速响应开关电路包括：
P沟道功率MOS管、第一电容及第一电阻，
第一电容和第一电阻串联，第一电容远离第一电阻的一端连接于P沟道功率MOS管和电源接口通路的输入端之间，第一电阻远离第一电容的一端接地，
P沟道功率MOS管的源极分别与电源接口的输入端、浪涌/ESD抑制电路的负极、第一电容的一端相连接，第一电容的另一端与第一电阻的一端相连，漏极与电源接口的输出端相连接，栅极分别与第一电容的另一端、第一电阻的一端相连接，第一电阻的另一端接地。
10.一种电源接口的浪涌电压泄放方法，其特征在于，所述电源接口的浪涌电压泄放方法包括：
接收外接输入的浪涌电压；
浪涌/ESD抑制电路对浪涌电压进行泄放抑制，获得浪涌残压；
快速响应开关电路会瞬间自动关断，断开电源接口输入端与电源接口输出端之间的连接，快速响应泄压电路自动导通，将电源接口输出端对地短接，以将所述浪涌残压泄放。
CN201811540253.2A 2018-12-14 2018-12-14 电源接口的浪涌保护电路、终端和浪涌电压泄放方法 Pending CN111327030A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811540253.2A CN111327030A (zh) 2018-12-14 2018-12-14 电源接口的浪涌保护电路、终端和浪涌电压泄放方法
PCT/CN2019/122784 WO2020119531A1 (zh) 2018-12-14 2019-12-03 电源接口的浪涌保护电路、终端和浪涌电压泄放方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811540253.2A CN111327030A (zh) 2018-12-14 2018-12-14 电源接口的浪涌保护电路、终端和浪涌电压泄放方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111327030A true CN111327030A (zh) 2020-06-23

Family

ID=71075327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811540253.2A Pending CN111327030A (zh) 2018-12-14 2018-12-14 电源接口的浪涌保护电路、终端和浪涌电压泄放方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN111327030A (zh)
WO (1) WO2020119531A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113852060A (zh) * 2021-11-25 2021-12-28 江苏长晶科技有限公司 一种主动式热插拔输入保护电路
WO2023071096A1 (zh) * 2021-11-01 2023-05-04 宁德时代新能源科技股份有限公司 泄放电路、电池管理系统、电池、保护方法及用电装置
CN117767244A (zh) * 2024-02-20 2024-03-26 成都市易冲半导体有限公司 接口保护电路及接口设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106451385A (zh) * 2015-08-06 2017-02-22 天钰科技股份有限公司 静电放电保护电路与集成电路
CN107230965A (zh) * 2017-08-07 2017-10-03 东莞博力威电池有限公司 端口多级保护电路
CN108054743A (zh) * 2017-12-22 2018-05-18 上海艾为电子技术股份有限公司 一种负载开关集成电路及电子设备
CN108574263A (zh) * 2017-03-10 2018-09-25 深圳市三诺声智联股份有限公司 一种过压及浪涌保护电路

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011083043A (ja) * 2009-10-02 2011-04-21 Yamaha Corp 電源電圧制御回路
CN205544257U (zh) * 2016-01-18 2016-08-31 北京福航盛迪科技有限公司 一种自投切浪涌保护器
CN107979064A (zh) * 2018-01-15 2018-05-01 东莞博力威电池有限公司 一种接口保护电路

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106451385A (zh) * 2015-08-06 2017-02-22 天钰科技股份有限公司 静电放电保护电路与集成电路
CN108574263A (zh) * 2017-03-10 2018-09-25 深圳市三诺声智联股份有限公司 一种过压及浪涌保护电路
CN107230965A (zh) * 2017-08-07 2017-10-03 东莞博力威电池有限公司 端口多级保护电路
CN108054743A (zh) * 2017-12-22 2018-05-18 上海艾为电子技术股份有限公司 一种负载开关集成电路及电子设备

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023071096A1 (zh) * 2021-11-01 2023-05-04 宁德时代新能源科技股份有限公司 泄放电路、电池管理系统、电池、保护方法及用电装置
CN113852060A (zh) * 2021-11-25 2021-12-28 江苏长晶科技有限公司 一种主动式热插拔输入保护电路
CN117767244A (zh) * 2024-02-20 2024-03-26 成都市易冲半导体有限公司 接口保护电路及接口设备
CN117767244B (zh) * 2024-02-20 2024-05-14 成都市易冲半导体有限公司 接口保护电路及接口设备

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020119531A1 (zh) 2020-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11128130B2 (en) Protection circuit with bidirectional surge protection
EP3261121B1 (en) Surge protection circuit
US9461455B2 (en) Protecting circuit
CN111327030A (zh) 电源接口的浪涌保护电路、终端和浪涌电压泄放方法
US11114432B2 (en) Protection circuit with a FET device coupled from a protected bus to ground
CN108075460A (zh) 具有反馈控制的浪涌保护电路
CN116667301B (zh) 一种兼容性强的冲击电流抑制电路
EP0651490A1 (en) Overvoltage protection circuit
CN105552873B (zh) 一种浪涌防护器件
US10910822B2 (en) Control of a power transistor with a drive circuit
CN107979281B (zh) 一种输入电压分压模块及过压保护开关
CN204597470U (zh) 用于减小过压的电路装置
CN108134510B (zh) Igbt驱动电路
CN108270199B (zh) 一种输出过压保护电路
CN216056318U (zh) 一种用于半导体泵浦固体激光器的多功能保护电路
CN108512191B (zh) 浪涌保护电路、电子设备及电路的浪涌防护方法
CN109842089B (zh) 输入保护电路
CN107946299B (zh) 一种负载开关及电子设备
CN215990187U (zh) 过压保护电路、过压保护系统和电子设备
CN111327032A (zh) 一种防浪涌稳压保护电路
CN219107060U (zh) 一种保护电路
CN212162799U (zh) 一种多重电源保护及重启电路
CN218387258U (zh) 一种隔离可控泄放的冲击电流抑制电路
CN217445249U (zh) 电源保护电路及电子设备
CN212969049U (zh) 一种电路保护装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200623