CN113872147A - 过压保护电路及具有其的控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种过压保护电路及具有其的控制器，过压保护电路包括：第一半导体开关元件，第一半导体开关元件的第一端用于与供电电路连接，第二端用于与用电电路连接；第二半导体开关元件，第二半导体开关元件的第一端用于与供电电路连接，第二端与第一半导体开关元件的电压控制端连接；串联的第一电阻和第二电阻，第一电阻的远离第二电阻的一端与供电电路连接，第二半导体开关元件的电压控制端连接于第一电阻和第二电阻之间的位置；稳压组件，稳压组件的第一端与第二电阻的一端连接，稳压组件的第二端接地，稳压组件还用于与供电电路连接。本发明的过压保护电路解决了现有技术中的电路结构容易因为过压而导致元器件损坏的问题。

Description

过压保护电路及具有其的控制器

技术领域

本发明涉及电路设计领域，具体而言，涉及一种过压保护电路及具有其的控制器。

背景技术

对于整块电路板来说，一个稳定输入的电源是很重要的，当电源受到外部干扰(如高压静电、雷击等)时，容易出现供电电压升高的情况，这很容易对电路中的一些敏感元器件造成损坏，从而对电器设备的稳定工作带来不利的影响。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种过压保护电路及具有其的控制器，以解决现有技术中的电路结构容易因为过压而导致元器件损坏的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种过压保护电路，包括：第一半导体开关元件，第一半导体开关元件的第一端用于与供电电路连接，第一半导体开关元件的第二端用于与用电电路连接；第二半导体开关元件，第二半导体开关元件的第一端用于与供电电路连接，第二半导体开关元件的第二端与第一半导体开关元件的电压控制端连接；第一电阻和第二电阻，第一电阻与第二电阻串联，第一电阻的远离第二电阻的一端与供电电路连接，第二半导体开关元件的电压控制端连接于第一电阻和第二电阻之间的位置；稳压组件，稳压组件的第一端与第二电阻的远离第一电阻的一端连接，稳压组件的第二端接地，稳压组件还用于与供电电路连接，当供电电路的电压达到预设电压时，稳压组件的第一端与稳压组件的第二端连通。

进一步地，稳压组件包括：稳压器元件，稳压组件的第一端为稳压器元件的第一端，稳压组件的第二端为稳压器元件的第二端；第三电阻和第四电阻，第三电阻与第四电阻串联，第三电阻的远离第四电阻的一端与供电电路连接，第四电阻的远离第三电阻的一端接地，稳压器元件的电压参考极连接于第三电阻和第四电阻之间。

进一步地，稳压器元件为稳压芯片TL431。

进一步地，过压保护电路还包括第五电阻、第六电阻和开关，第五电阻、第六电阻以及开关串联于供电电路和接地线之间，第一半导体开关元件的电压控制端连接于第五电阻和第六电阻之间的位置。

进一步地，过压保护电路还包括第一电容，第一电容的一端与第一半导体开关元件的第一端连接，第一电容的另一端与第一半导体开关元件的电压控制端连接。

进一步地，过压保护电路还包括第二电容，第二电容的一端与稳压组件的第一端连接，第二电容的另一端与稳压组件的第二端连通。

进一步地，第一半导体开关元件为第一MOS管，第一半导体开关元件的第一端为第一MOS管的源极，第一半导体开关元件的第二端为第一MOS管的漏极，第一半导体开关元件的电压控制端为第一MOS管的栅极；和/或，第二半导体开关元件为第二MOS管，第二半导体开关元件的第一端为第二MOS管的源极，第二半导体开关元件的第二端为第二MOS管的漏极，第二半导体开关元件的电压控制端为第二MOS管的栅极。

进一步地，第一MOS管和第二MOS管均为PMOS管。

进一步地，第一MOS管的型号为DMP4051LK，第二MOS管的型号为BSS84。

根据本发明的另一方面，提供了一种控制器，控制器包括控制电路和过压保护电路，过压保护电路为上述的过压保护电路，控制电路与过压保护电路的用电电路连接。

应用本发明的技术方案的过压保护电路包括第一半导体开关元件、第二半导体开关元件、第一电阻、第二电阻以及稳压组件，第一半导体开关元件的第一端用于与供电电路连接，第一半导体开关元件的第二端用于与用电电路连接；第二半导体开关元件的第一端用于与供电电路连接，第二半导体开关元件的第二端与第一半导体开关元件的电压控制端连接；第一电阻与第二电阻串联，第一电阻的远离第二电阻的一端与供电电路连接，第二半导体开关元件的电压控制端连接于第一电阻和第二电阻之间的位置；稳压组件的第一端与第二电阻的远离第一电阻的一端连接，稳压组件的第二端接地，稳压组件还用于与供电电路连接，当供电电路的电压达到预设电压时，稳压组件的第一端与稳压组件的第二端连通。采用这种结构设计的过压保护电路，当供电电路的电压达到预设电压时，稳压组件的第一端与其第二端导通，这样，第二电阻的远离第一电阻的一端便实现接地，第一电阻和第二电阻实现分压，这样，第二半导体开关元件的电压控制端和第二半导体开关元件的第一端之间便会形成压差，进而使其第一端和第二端导通，这样，第一半导体开关元件的第一端和第二端便均与供电电路连接，使得第一半导体开关元件切断，从而将供电电路与用电电路之间切断，保护用电电路中的敏感元器件，达到过压保护的目的，解决了现有技术中的电路结构容易因为过压而导致元器件损坏的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的过压保护电路的实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

100、供电电路；200、用电电路；1、第一半导体开关元件；2、第二半导体开关元件；3、第一电阻；4、第二电阻；5、稳压组件；51、稳压器元件；52、第三电阻；53、第四电阻；6、第五电阻；7、第六电阻；8、开关；9、第一电容；10、第二电容。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

请参考图1，本发明的实施例提供了一种过压保护电路，其包括：第一半导体开关元件1，第一半导体开关元件1的第一端用于与供电电路100连接，第一半导体开关元件1的第二端用于与用电电路200连接；第二半导体开关元件2，第二半导体开关元件2的第一端用于与供电电路100连接，第二半导体开关元件2的第二端与第一半导体开关元件1的电压控制端连接；第一电阻3和第二电阻4，第一电阻3与第二电阻4串联，第一电阻3的远离第二电阻4的一端与供电电路100连接，第二半导体开关元件2的电压控制端连接于第一电阻3和第二电阻4之间的位置；稳压组件5，稳压组件5的第一端与第二电阻4的远离第一电阻3的一端连接，稳压组件5的第二端接地，稳压组件5还用于与供电电路100连接，当供电电路100的电压达到预设电压时，稳压组件5的第一端与稳压组件5的第二端连通。

本发明的实施例的过压保护电路包括第一半导体开关元件1、第二半导体开关元件2、第一电阻3、第二电阻4以及稳压组件5，第一半导体开关元件1的第一端用于与供电电路100连接，第一半导体开关元件1的第二端用于与用电电路200连接；第二半导体开关元件2的第一端用于与供电电路100连接，第二半导体开关元件2的第二端与第一半导体开关元件1的电压控制端连接；第一电阻3与第二电阻4串联，第一电阻3的远离第二电阻4的一端与供电电路100连接，第二半导体开关元件2的电压控制端连接于第一电阻3和第二电阻4之间的位置；稳压组件5的第一端与第二电阻4的远离第一电阻3的一端连接，稳压组件5的第二端接地，稳压组件5还用于与供电电路100连接，当供电电路100的电压达到预设电压时，稳压组件5的第一端与稳压组件5的第二端连通。采用这种结构设计的过压保护电路，当供电电路100的电压达到预设电压时，稳压组件5的第一端与其第二端导通，这样，第二电阻4的远离第一电阻3的一端便实现接地，第一电阻3和第二电阻4实现分压，这样，第二半导体开关元件2的电压控制端和第二半导体开关元件2的第一端之间便会形成压差，进而使其第一端和第二端导通，这样，第一半导体开关元件1的第一端和第二端便均与供电电路100连接，使得第一半导体开关元件1切断，从而将供电电路100与用电电路200之间切断，保护用电电路200中的敏感元器件，达到过压保护的目的，解决了现有技术中的电路结构容易因为过压而导致元器件损坏的问题。

具体地，稳压组件5包括：稳压器元件51，稳压组件5的第一端为稳压器元件51的第一端，稳压组件5的第二端为稳压器元件51的第二端；第三电阻52和第四电阻53，第三电阻52与第四电阻53串联，第三电阻52的远离第四电阻53的一端与供电电路100连接，第四电阻53的远离第三电阻52的一端接地，稳压器元件51的电压参考极连接于第三电阻52和第四电阻53之间。

这样，通过对第三电阻52和第四电阻53的阻值进行选择，实现灵活的分压，从而能够灵活地控制稳压器元件51导通时的供电电路100的电压，这样，能够更方便地设定过压保护电路启动保护时的预设电压值，方便使用。

在本实施例中，稳压器元件51为稳压芯片TL431。

具体地，过压保护电路还包括第五电阻6、第六电阻7和开关8，第五电阻6、第六电阻7以及开关8串联于供电电路100和接地线之间，第一半导体开关元件1的电压控制端连接于第五电阻6和第六电阻7之间的位置。

通过设置第五电阻6、第六电阻7以及开关8，当开关8处于切断状态时，第一半导体开关元件1的电压控制端电压与供电电路100相同，因此，第一半导体开关元件1的第一端和第二端会处于切断的状态，从而不给用电电路200供电；当开关8处于闭合状态时，第五电阻6和第六电阻7进行分压，从而使得第一半导体开关元件1的电压控制端的电压降低，第一半导体开关元件1的第一端和第二端切换至导通状态，从而实现向用电电路200供电的目的。

具体地，过压保护电路还包括第一电容9，第一电容9的一端与第一半导体开关元件1的第一端连接，第一电容9的另一端与第一半导体开关元件1的电压控制端连接。

通过设置第一电容9，能够有效地滤除对第一半导体开关元件1的杂波干扰，从而减小第一半导体开关元件1误切断的情况，有利于保证过压保护电路运行的稳定性。

具体地，过压保护电路还包括第二电容10，第二电容10的一端与稳压组件5的第一端连接，第二电容10的另一端与稳压组件5的第二端连通。

通过设置第二电容，能够有效地滤除对稳压组件5的杂波干扰，保证稳压组件5的工作稳定性，从而保证过压保护电路的保护效果。

具体地，第一半导体开关元件1为第一MOS管，第一半导体开关元件1的第一端为第一MOS管的源极，第一半导体开关元件1的第二端为第一MOS管的漏极，第一半导体开关元件1的电压控制端为第一MOS管的栅极；和/或，第二半导体开关元件2为第二MOS管，第二半导体开关元件2的第一端为第二MOS管的源极，第二半导体开关元件2的第二端为第二MOS管的漏极，第二半导体开关元件2的电压控制端为第二MOS管的栅极。

在本实施例中，第一MOS管和第二MOS管均为PMOS管，更具体地，第一MOS管的型号为DMP4051LK，第二MOS管的型号为BSS84。

另外，本发明的实施例还提供了一种控制器，控制器包括控制电路和过压保护电路，过压保护电路为上述的过压保护电路，控制电路与过压保护电路的用电电路200连接。

当然本发明的过压保护电路不仅可以应用于控制器，其根据实际需要可以在各种各样的电路结构中进行应用。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明的实施例的过压保护电路包括：第一半导体开关元件1、第二半导体开关元件2、第一电阻3、第二电阻4以及稳压组件5，第一半导体开关元件1的第一端用于与供电电路100连接，第一半导体开关元件1的第二端用于与用电电路200连接；第二半导体开关元件2的第一端用于与供电电路100连接，第二半导体开关元件2的第二端与第一半导体开关元件1的电压控制端连接；第一电阻3与第二电阻4串联，第一电阻3的远离第二电阻4的一端与供电电路100连接，第二半导体开关元件2的电压控制端连接于第一电阻3和第二电阻4之间的位置；稳压组件5的第一端与第二电阻4的远离第一电阻3的一端连接，稳压组件5的第二端接地，稳压组件5还用于与供电电路100连接，当供电电路100的电压达到预设电压时，稳压组件5的第一端与稳压组件5的第二端连通。采用这种结构设计的过压保护电路，当供电电路100的电压达到预设电压时，稳压组件5的第一端与其第二端导通，这样，第二电阻4的远离第一电阻3的一端便实现接地，第一电阻3和第二电阻4实现分压，这样，第二半导体开关元件2的电压控制端和第二半导体开关元件2的第一端之间便会形成压差，进而使其第一端和第二端导通，这样，第一半导体开关元件1的第一端和第二端便均与供电电路100连接，使得第一半导体开关元件1切断，从而将供电电路100与用电电路200之间切断，保护用电电路200中的敏感元器件，达到过压保护的目的，解决了现有技术中的电路结构容易因为过压而导致元器件损坏的问题。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种过压保护电路，其特征在于，包括：

第一半导体开关元件(1)，所述第一半导体开关元件(1)的第一端用于与供电电路(100)连接，所述第一半导体开关元件(1)的第二端用于与用电电路(200)连接；

第二半导体开关元件(2)，所述第二半导体开关元件(2)的第一端用于与所述供电电路(100)连接，所述第二半导体开关元件(2)的第二端与所述第一半导体开关元件(1)的电压控制端连接；

第一电阻(3)和第二电阻(4)，所述第一电阻(3)与所述第二电阻(4)串联，所述第一电阻(3)的远离所述第二电阻(4)的一端与所述供电电路(100)连接，所述第二半导体开关元件(2)的电压控制端连接于所述第一电阻(3)和所述第二电阻(4)之间的位置；

稳压组件(5)，所述稳压组件(5)的第一端与所述第二电阻(4)的远离所述第一电阻(3)的一端连接，所述稳压组件(5)的第二端接地，所述稳压组件(5)还用于与所述供电电路(100)连接，当所述供电电路(100)的电压达到预设电压时，所述稳压组件(5)的第一端与所述稳压组件(5)的第二端连通。

2.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述稳压组件(5)包括：

稳压器元件(51)，所述稳压组件(5)的第一端为所述稳压器元件(51)的第一端，所述稳压组件(5)的第二端为所述稳压器元件(51)的第二端；

第三电阻(52)和第四电阻(53)，所述第三电阻(52)与所述第四电阻(53)串联，所述第三电阻(52)的远离所述第四电阻(53)的一端与所述供电电路(100)连接，所述第四电阻(53)的远离所述第三电阻(52)的一端接地，所述稳压器元件(51)的电压参考极连接于所述第三电阻(52)和所述第四电阻(53)之间。

3.根据权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于，所述稳压器元件(51)为稳压芯片TL431。

4.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述过压保护电路还包括第五电阻(6)、第六电阻(7)和开关(8)，所述第五电阻(6)、所述第六电阻(7)以及所述开关(8)串联于所述供电电路(100)和接地线之间，所述第一半导体开关元件(1)的所述电压控制端连接于所述第五电阻(6)和所述第六电阻(7)之间的位置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的过压保护电路，其特征在于，所述过压保护电路还包括第一电容(9)，所述第一电容(9)的一端与所述第一半导体开关元件(1)的第一端连接，所述第一电容(9)的另一端与所述第一半导体开关元件(1)的所述电压控制端连接。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的过压保护电路，其特征在于，所述过压保护电路还包括第二电容(10)，所述第二电容(10)的一端与所述稳压组件(5)的第一端连接，所述第二电容(10)的另一端与所述稳压组件(5)的第二端连通。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的过压保护电路，其特征在于，所述第一半导体开关元件(1)为第一MOS管，所述第一半导体开关元件(1)的第一端为所述第一MOS管的源极，所述第一半导体开关元件(1)的第二端为所述第一MOS管的漏极，所述第一半导体开关元件(1)的所述电压控制端为所述第一MOS管的栅极；和/或，

所述第二半导体开关元件(2)为第二MOS管，所述第二半导体开关元件(2)的第一端为所述第二MOS管的源极，所述第二半导体开关元件(2)的第二端为所述第二MOS管的漏极，所述第二半导体开关元件(2)的所述电压控制端为所述第二MOS管的栅极。

8.根据权利要求7所述的过压保护电路，其特征在于，所述第一MOS管和所述第二MOS管均为PMOS管。

9.根据权利要求7所述的过压保护电路，其特征在于，所述第一MOS管的型号为DMP4051LK，所述第二MOS管的型号为BSS84。

10.一种控制器，其特征在于，所述控制器包括控制电路和过压保护电路，所述过压保护电路为权利要求1至9中任一项所述的过压保护电路，所述控制电路与所述过压保护电路的用电电路(200)连接。

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