CN112532031B - 一种计算机设备及其浪涌电压保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浪涌电压保护电路，本申请中的电压箝位电路可以将适配器电源接口处输出电能的电压值箝位在第一预设阈值，也即经过电压箝位电路向后端输送的电能的电压值最高为第一预设阈值，可以在很大程度上降低浪涌电压的电压值，并且电压缓冲电路可以对电压箝位后的电能进行缓冲，以便使得流入直流电压转换芯片的电能的电压值稳定在其额定电压值，由于电压箝位电路以及电压缓冲电路均具有结构简单、体积小且价格低的特点，因此本申请中的浪涌电压保护电路的体积较小且成本较低，有利于减小主板体积，并降低成本。本发明还公开了一种计算机设备，具有如上浪涌电压保护电路相同的有益效果。

Description

一种计算机设备及其浪涌电压保护电路

技术领域

本发明涉及计算机领域，特别是涉及一种浪涌电压保护电路，本发明还涉及一种计算机设备。

背景技术

计算机设备通常可以通过电源适配器进行供电，电源适配器在与计算机设备主板上的适配器电源接口插拔的过程中，很可能在主板的适配器电源接口处产生浪涌电压从而对于适配器电源接口后端的直流电压转换芯片造成冲击，因此需要设计浪涌电压保护电路以抑制可能产生的浪涌电压，目前计算机设备(尤其是一体机)越来越注重减小主板的体积，因此急需一种小体积的浪涌电压保护电路来降低主板体积。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种浪涌电压保护电路，浪涌电压保护电路的体积较小且成本较低，有利于减小主板体积，并降低成本；本发明的另一目的是提供一种包括上述浪涌电压保护电路的计算机设备，浪涌电压保护电路的体积较小且成本较低，有利于减小主板体积，并降低成本。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种浪涌电压保护电路，包括：

与适配器电源接口连接的电压箝位电路，用于将所述适配器电源接口处输出电能的电压值箝位在第一预设阈值；

分别与所述电压箝位电路以及直流电压转换芯片连接的电压缓冲电路，用于对电压箝位后的电能进行缓冲。

优选地，所述电压箝位电路包括：

第一端与所述适配器电源接口连接，第二端接地的压敏电阻，用于将所述适配器电源接口处输出电能的电压值箝位在第二预设阈值；

第一端与所述压敏电阻的第一端连接，第二端接地的瞬态二极管TVS箝位电路，用于将接收到的电能的电压值箝位在所述第一预设阈值；

其中，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值。

优选地，所述TVS箝位电路包括：

第一端分别与所述压敏电阻的第一端以及电解电容的第一端连接，第二端接地的TVS，用于将接收到的电能的电压值箝位在所述第一预设阈值；

第二端接地的所述电解电容，用于分担电能的部分电压值。

优选地，该浪涌电压保护电路还包括：

第一端与所述压敏电阻的第一端连接，第二端与所述TVS箝位电路的第一端连接的纹波抑制器件，用于抑制电能中的纹波。

优选地，所述纹波抑制器件为电感。

优选地，该浪涌电压保护电路还包括：

第一端与所述适配器电源接口连接，第二端与所述压敏电阻的第一端连接的熔断器件，用于在接收到的电能的电流值大于第三预设阈值时熔断，以便切断所述直流电压转换芯片的供电回路。

优选地，所述熔断器件为保险丝。

优选地，所述电压缓冲电路为缓冲Snubber电路。

优选地，所述Snubber电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容以及第二电容；

所述第一电阻的第一端分别与所述TVS箝位电路的第一端以及所述第二电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第二端以及所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端接地。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种计算机设备，包括如上所述的浪涌电压保护电路。

本发明提供了一种浪涌电压保护电路，本申请中的电压箝位电路可以将适配器电源接口处输出电能的电压值箝位在第一预设阈值，也即经过电压箝位电路向后端输送的电能的电压值最高为第一预设阈值，可以在很大程度上降低浪涌电压的电压值，并且电压缓冲电路可以对电压箝位后的电能进行缓冲，以便使得流入直流电压转换芯片的电能的电压值稳定在其额定电压值，由于电压箝位电路以及电压缓冲电路均具有结构简单、体积小且价格低的特点，因此本申请中的浪涌电压保护电路的体积较小且成本较低，有利于减小主板体积，并降低成本。

本发明还提供了一种计算机设备，具有如上浪涌电压保护电路相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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发明的一些实施例，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他的附图。

图1为本发明提供的一种浪涌电压保护电路的结构示意图；

图2为本发明提供的另一种浪涌电压保护电路的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种浪涌电压保护电路，浪涌电压保护电路的体积较小且成本较低，有利于减小主板体积，并降低成本；本发明的另一核心是提供一种包括上述浪涌电压保护电路的计算机设备，浪涌电压保护电路的体积较小且成本较低，有利于减小主板体积，并降低成本。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明提供的一种浪涌电压保护电路的结构示意图，该浪涌电压保护电路包括：

与适配器电源接口连接的电压箝位电路1，用于将适配器电源接口处输出电能的电压值箝位在第一预设阈值；

分别与电压箝位电路1以及直流电压转换芯片连接的电压缓冲电路2，用于对电压箝位后的电能进行缓冲。

具体的，考虑到如上背景技术中的技术问题，又结合考虑到通过电压箝位电路1这种结构简单体积较小的电路就可以将可能产生的浪涌电压箝位在一个较低的值(第一预设阈值)，也即很大程度上地降低了浪涌电压，然后为了对剩余部分较高电压值的电能进行抑制，本发明实施例中采用同样结构简单且体积较小的电压缓冲电路2对于电压箝位后的电能进行缓冲，限制其电压上升，也即起到了将电压进一步降低的作用，在电压箝位电路1以及缓冲电路的配合下，最终将可能出现的浪涌电压消除，保证了直流电压转换芯片正常稳定地工作，也即保证了计算机设备正常稳定的供电与工作，提高了工作效率。

其中，第一预设阈值可以通过对电压箝位电路1的器件选型以及结构设计而进行自主设定，且其需要与后续的电压缓冲电路2的电压限制能力相结合使得最终提供给直流电压转换芯片的电压不高于其最高耐压值，本发明实施例在此不做限定。

具体的，本发明实施例中的浪涌电压保护电路可以设置在计算机设备的主板上，由于其结构简单、体积小且成本低的优点，因此其可以降低主板体积，有利于计算机设备小型化的发展。

本发明提供了一种浪涌电压保护电路，本申请中的电压箝位电路可以将适配器电源接口处输出电能的电压值箝位在第一预设阈值，也即经过电压箝位电路向后端输送的电能的电压值最高为第一预设阈值，可以在很大程度上降低浪涌电压的电压值，并且电压缓冲电路可以对电压箝位后的电能进行缓冲，以便使得流入直流电压转换芯片的电能的电压值稳定在其额定电压值，由于电压箝位电路以及电压缓冲电路均具有结构简单、体积小且价格低的特点，因此本申请中的浪涌电压保护电路的体积较小且成本较低，有利于减小主板体积，并降低成本。

为了更好地对本发明实施例进行说明，请参考图2，图2为本发明提供的另一种浪涌电压保护电路的结构示意图，在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，电压箝位电路1包括：

第一端与适配器电源接口连接，第二端接地的压敏电阻RU1，用于将适配器电源接口处输出电能的电压值箝位在第二预设阈值；

第一端与压敏电阻RU1的第一端连接，第二端接地的TVS箝位电路，用于将接收到的电能的电压值箝位在第一预设阈值；

其中，第二预设阈值大于第一预设阈值。

具体的，考虑到TVS(Transient Voltage Suppressor，瞬态二极管)箝位电路虽然具有动作快以及电压箝位准确性高的特点，但是其电压耐受能力不够强，因此为了应对较强的浪涌电压，可以使用耐压能力较强的压敏电阻RU1首先对浪涌电压进行抑制，在很大程度上对浪涌电压的电压值进行了抑制，然后再由后级的TVS箝位电路对浪涌电压进行进一步抑制，最终使其较为准确地箝位在第一预设阈值。

具体的，无论是压敏电阻RU1还是TVS箝位电路，其体积以及成本均不高。

其中，第二预设阈值可以通过对压敏电阻RU1的选型进行设定，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，TVS箝位电路包括：

第一端分别与压敏电阻RU1的第一端以及电解电容C的第一端连接，第二端接地的TVS D1，用于将接收到的电能的电压值箝位在第一预设阈值；

第二端接地的电解电容C，用于分担电能的部分电压值。

具体的，由于TVS D1的耐压能力不够强，因此为了对TVS D1进行保护，可以通过电解电容C来分担部分电压值，从而降低浪涌电压对于TVS D1的冲击，延长了TVS D1的使用寿命，也即延长了整个浪涌电压保护电路的寿命，降低了成本。

其中，电解电容C分担电能的部分电压值可以通过对于电解电容C的选型进行自主设定，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，该浪涌电压保护电路还包括：

第一端与压敏电阻RU1的第一端连接，第二端与TVS箝位电路的第一端连接的纹波抑制器件，用于抑制电能中的纹波。

具体的，考虑到若提供给直流电压转换芯片的电能中的纹波过多，则也有可能使得直流电压转换芯片接收到瞬间较高的电能从而对其造成冲击，因此为了抑制电能中可能存在的纹波，本发明实施例中设置了纹波抑制器件，进一步地保证直流电压转换芯片稳定可靠地工作。

作为一种优选的实施例，纹波抑制器件为电感L。

具体的，电感L具有体积小、价格低以及寿命长等优点。

当然，除了电感L外，纹波抑制器件还可以为其他多种类型，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，该浪涌电压保护电路还包括：

第一端与适配器电源接口连接，第二端与压敏电阻RU1的第一端连接的熔断器件F1，用于在接收到的电能的电流值大于第三预设阈值时熔断，以便切断直流电压转换芯片的供电回路。

具体的，考虑到若产生的浪涌电压的电压值极大的情况下，或者电路中其他器件没有正常地对浪涌电压进行抑制的情况下，回路中的电流可能非常大，从而对直流电压转换芯片造成冲击，因此本发明实施例中在回路中串接了熔断器件F1，其可以在回路中电流值大于第三预设阈值时熔断，从而切断直流电压转换芯片的供电回路，对其形成保护。

其中，第三预设阈值可以通过对于熔断器件F1的选型进行设定。

作为一种优选的实施例，熔断器件F1为保险丝。

具体的，保险丝具有价格低以及体积小等优点。

当然，除了保险丝外，熔断器件F1还可以为其他多种类型，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，电压缓冲电路2为缓冲Snubber电路。

具体的，Snubber电路通常由电阻以及电容组成，可以利用电容的电压不能突变的特性来抑制回路中电压的上升率，从而实现对于电压值的抑制，实现了对于电压的抑制，进一步地保证了直流电压转换芯片可靠稳定地进行工作。

其中，Snubber电路具有体积小以及成本低等优点。

当然，除了Snubber电路外，电压缓冲电路2还可以为其他多种类型，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，Snubber电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1以及第二电容C2；

第一电阻R1的第一端分别与TVS箝位电路的第一端以及第二电阻R2的第一端连接，第一电阻R1的第二端分别与第二电阻R2的第二端以及第一电容C1的第一端连接，第一电容C1的第二端与第二电容C2的第一端连接，第二电容C2的第二端接地。

具体的，本发明实施例中选用的Snubber电路仅包括两个电阻以及两个电容，进一步地降低了浪涌电压保护电路的体积以及成本。

当然，除了上述的构造外，Snubber电路还可以为其他多种类型，本发明实施例在此不做限定。

本发明还提供了一种计算机设备，包括如前述实施例中的浪涌电压保护电路。

对于本发明实施例提供的计算机设备的介绍请参照前述的浪涌电压保护电路的实施例，本发明实施例在此不再赘述。

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。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本说明书中，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，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种浪涌电压保护电路，其特征在于，所述浪涌电压保护电路应用于计算机设备，包括：

与适配器电源接口连接的电压箝位电路，用于将所述适配器电源接口处输出电能的电压值箝位在第一预设阈值；所述电压箝位电路包括：第一端与所述适配器电源接口连接，第二端接地的压敏电阻，用于将所述适配器电源接口处输出电能的电压值箝位在第二预设阈值；第一端分别与所述压敏电阻的第一端以及电解电容的第一端连接，第二端接地的瞬态二极管TVS箝位电路，用于将接收到的电能的电压值箝位在所述第一预设阈值；其中，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值；第二端接地的所述电解电容，用于分担电能的部分电压值；

分别与所述电压箝位电路以及直流电压转换芯片连接的电压缓冲电路，用于对电压箝位后的电能进行缓冲；所述电压缓冲电路为缓冲Snubber电路，所述Snubber电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容以及第二电容；所述第一电阻的第一端分别与所述TVS箝位电路的第一端以及所述第二电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第二端以及所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端接地；

第一端与所述压敏电阻的第一端连接，第二端与所述TVS箝位电路的第一端连接的纹波抑制器件，用于抑制电能中的纹波；

第一端与所述适配器电源接口连接，第二端与所述压敏电阻的第一端连接的熔断器件，用于在接收到的电能的电流值大于第三预设阈值时熔断，以便切断所述直流电压转换芯片的供电回路。

2.根据权利要求1所述的浪涌电压保护电路，其特征在于，所述纹波抑制器件为电感。

3.根据权利要求1所述的浪涌电压保护电路，其特征在于，所述熔断器件为保险丝。

4.一种计算机设备，其特征在于，包括如权利要求1至3任一项所述的浪涌电压保护电路。

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