CN113904316B - 用于主板设备的输入电源防护电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于主板设备的输入电源防护电路，其可有效解决主板设备的输入电源安全可靠问题，使主板电源供应更安全、可靠、稳定，避免出现主板烧板、开机异常、工作不稳等不良情况而影响用户使用；其包括布置于主板上的输入电源接口CN1，所述主板上还布置有依次连接的防反插模块、防过压保护模块、快速释放电模块、缓启动模块、滤波模块，所述防反插模块与所述输入电源接口CN1相连接；其中，所述防反插模块，在通过所述输入电源接口CN1接入电源时，用于防止反插烧板；所述防过压保护模块，用于生效过压保护；所述快速释放电模块，用于快速释放电流；所述缓启动模块，用于实现缓启动，以稳定输出电压；所述滤波模块，用于电源滤波。

Description

用于主板设备的输入电源防护电路

技术领域

本发明涉及电源防护技术领域，具体为用于主板设备的输入电源防护电路。

背景技术

目前主板设备通常通过电源适配器进行供电，但在实际使用过程中，会出现以下一些电源输入的问题：

(1)、主板设备上的电源输入接口防呆性不高，有可能出现用户将电源反插的现象，最终正极和负极反接，造成烧板、烧电源；

(2)、在电源输入时，有可能会出现用户使用超过主板电压范围的电源而导致烧板；

(3)、当移除电源时，电源输入链路上掉电缓慢，易引起主板状态不稳；

(4)、当电源直接供应给主板设备时，瞬间电流吃载较大，会导致电压下降，从而导致主板开机异常；

(5)、当电源直接供给主板，噪音比较大，同样会引起主板工作不稳定。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了用于主板设备的输入电源防护电路，其可有效解决主板设备的输入电源安全可靠问题，使主板电源供应更安全、可靠、稳定，避免出现主板烧板、开机异常、工作不稳等不良情况而影响用户使用。

其技术方案是这样的：用于主板设备的输入电源防护电路，其包括布置于主板上的输入电源接口CN1，其特征在于：所述主板上还布置有依次连接的防反插模块、防过压保护模块、快速释放电模块、缓启动模块、滤波模块，所述防反插模块与所述输入电源接口CN1相连接；

其中，所述防反插模块，在通过所述输入电源接口CN1接入电源时，用于防止反插烧板；

所述防过压保护模块，用于生效过压保护；

所述快速释放电模块，用于快速释放电流；

所述缓启动模块，用于实现缓启动，以稳定输出电压；

所述滤波模块，用于电源滤波。

其进一步特征在于：

所述防反插模块包括电阻R1、MOS管Q3；

所述防过压保护模块包括保险丝FS1、TVS管D1、稳压管D2、MOS管Q6、三极管Q7、电阻R7～R10、电容C13；

所述快速释放电模块包括三极管Q4、Q5、电阻R2、R3、R5；

所述缓启动模块包括电阻R4、R6、电容C1、C2、C3、C4、C11、C12、MOS管Q1、Q2；

所述滤波模块包括滤波器PL1、电容C5～C10；

所述输入电源接口CN1的1脚与所述电阻R1、保险丝FS1的一端相连接后接于DC电源12V，所述输入电源接口CN1的2脚连接所述MOS管Q3的漏极，所述MOS管Q3的源极接地，所述电阻R1的两一端连接所述MOS管Q3的栅极；所述保险丝FS1的另一端与所述TVS管D1的一端、稳压管D2的负极、电阻R2、R3、R4的一端、电容C1、C2、C3、C4、C11的一端、三极管Q4的集电极、MOS管Q1的源极均相连接后接于所述DC电源12V，所述TVS管D1的另一端接地，所述稳压管D2的正极与所述电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端与所述电阻R10的一端、三极管Q7的基极均相连接，所述三极管Q7的集电极与所述电阻R7、R9的一端、电容C13的一端、MOS管Q6的栅极均相连接，所述电阻R9、R10、电容C13的另一端、三极管Q7的发射极、三极管Q5的发射极、MOS管Q6的源极均接地，所述电阻R7的另一端连接所述DC电源12V，所述电阻R2的另一端与所述三极管Q5的基极、电阻R6的一端、MOS管Q6的漏极均相连接，所述电阻R3的另一端与所述电阻R5的一端、三极管Q5的集电极均相连接，所述电阻R5的另一端连接所述三极管Q4的基极，所述三极管Q4的发射极与所述电阻R4、R6的另一端、电容C11的另一端、电容C12的一端、MOS管Q1、Q2的栅极均相连接，所述电容C1、C2、C3、C4、C12的另一端均接地，所述MOS管Q1、Q2的漏极之间相连接，所述MOS管Q2的源极与所述滤波器PL1的2脚相连，所述滤波器PL1的1、4脚均接地，所述滤波器PL1的3脚与所述电容C5～C10的一端均相连接后接于输入电压12V，所述电容C5～C10的另一端均接地。

本发明的有益效果是，其在主板上增加布置了防反插模块、防过压保护模块、快速释放电模块、缓启动模块、滤波模块，实现了反插防护、过压防护、快速释放电、缓启动、滤波的功能，从而可使主板电源供应更加安全、可靠、稳定，避免出现主板烧板、开机异常、工作不稳等不良情况而影响用户使用，具有较好的经济使用价值。

附图说明

图1是本发明的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明中用于主板设备的输入电源防护电路，其包括布置于主板1上的输入电源接口CN1，主板1上还布置有依次连接的防反插模块、防过压保护模块、快速释放电模块、缓启动模块、滤波模块，防反插模块与输入电源接口CN1相连接；

其中，防反插模块，在通过输入电源接口CN1接入电源时，用于防止反插烧板；

防过压保护模块，用于生效过压保护；

快速释放电模块，用于快速释放电流，即当移除电源时，快速释放电流，避免主板再次上电开机时序紊乱，导致开机异常；

缓启动模块，用于实现缓启动，以稳定输出电压，可让电源缓慢爬升，稳定输出给主板1，避免开机异常；

滤波模块，用于电源滤波，供应电源稳定。

防反插模块包括电阻R1、MOS管Q3；防过压保护模块包括保险丝FS1、TVS管D1、稳压管D2、MOS管Q6、三极管Q7、电阻R7～R10、电容C13；快速释放电模块包括三极管Q4、Q5、电阻R2、R3、R5；缓启动模块包括电阻R4、R6、电容C1、C2、C3、C4、C11、C12、MOS管Q1、Q2；滤波模块包括滤波器PL1、电容C5～C10；

输入电源接口CN1的1脚与电阻R1、保险丝FS1的一端相连接后接于DC电源12V，输入电源接口CN1的2脚连接MOS管Q3的漏极，MOS管Q3的源极接地，电阻R1的两一端连接MOS管Q3的栅极；保险丝FS1的另一端与TVS管D1的一端、稳压管D2的负极、电阻R2、R3、R4的一端、电容C1、C2、C3、C4、C11的一端、三极管Q4的集电极、MOS管Q1的源极均相连接后接于DC电源12V，TVS管D1的另一端接地，稳压管D2的正极与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与电阻R10的一端、三极管Q7的基极均相连接，三极管Q7的集电极与电阻R7、R9的一端、电容C13的一端、MOS管Q6的栅极均相连接，电阻R9、R10、电容C13的另一端、三极管Q7的发射极、三极管Q5的发射极、MOS管Q6的源极均接地，电阻R7的另一端连接DC电源12V，电阻R2的另一端与三极管Q5的基极、电阻R6的一端、MOS管Q6的漏极均相连接，电阻R3的另一端与电阻R5的一端、三极管Q5的集电极均相连接，电阻R5的另一端连接三极管Q4的基极，三极管Q4的发射极与电阻R4、R6的另一端、电容C11的另一端、电容C12的一端、MOS管Q1、Q2的栅极均相连接，电容C1、C2、C3、C4、C12的另一端均接地，MOS管Q1、Q2的漏极之间相连接，MOS管Q2的源极与滤波器PL1的2脚相连，滤波器PL1的1、4脚均接地，滤波器PL1的3脚与电容C5～C10的一端均相连接后接于输入电压12V，电容C5～C10的另一端均接地。

本发明与现有直接从电源适配器给主板供电比较，增加了防反插模块、防过压保护模块、快速释放电模块、缓启动模块、滤波模块，实现了反插防护、过压防护、快速释放电、缓启动、滤波的功能，从而可使主板电源供应更加安全、可靠、稳定，避免出现主板烧板、开机异常、工作不稳等不良情况而影响用户使用。

假设电源适配器输出12V/8A，主板设备工作需求12V/6A，其工作原理具体为：

电源适配器通过输入电源接口CN1给主板1接入电源，当正常连接时，输入电源接口CN1的1脚为+，输入电源接口CN1的2脚为-，即MOS管Q3的栅极为高电平，此时MOS管Q3导通，电源适配器的负极与主板端GND连接，形成电流回路，主板正常通电；当反插连接时，输入电源接口CN1的1脚为-，输入电源接口CN1的2脚为+，即MOS管Q3的栅极为低电平，MOS管Q3不能打开导通，故不会形成电流回路，电流不会流向主板，从而即使反插也可以避免烧板；

通过保险丝FS1可防止过流，通过TVS管D1实现静电防护，稳压管D2的选型过压保护值为12V；当电源适配器供电电压≤12V时，三极管Q7处于截止状态，则MOS管Q6导通，MOS管Q6的漏极为低电平，MOS管Q1、Q2的栅极小于源极，MOS管Q1、Q2导通，电源正常输出；当用户误接入超过12V的电源适配器，供电电压大于12V时，稳压管D2起作用，则三极管Q7处于导通状态，MOS管Q6的栅极被拉成低电平，MOS管Q6处于截止状态，此时MOS管Q1、Q2的栅极等于源极，均不导通，电压不会输出给主板使用，则过压保护生效，避免烧板；

正常上电时，MOS管Q3的漏极为低电平，所以三极管Q5的基极也为低电平，三极管Q5处于截止状态，三极管Q4的基极电平等于发射极电平，所以三极管Q4也处于截止状态，电源正常输出给主板；当主板关机移除电源适配器，在整个电源路径上，电压下降至无法开启MOS管Q6时，MOS管Q6处于截止状态，但链路上的电容还储存电量，所以三极管Q5的基极是高电平，处于导通状态，三极管Q5的集电极被拉为低电平，三极管Q4的基极电平也为低电平，小于三极管Q4的发射极，所以三极管Q4被打开，处于导通状态，相当于电容C11与MOS管Q1的G-S之间处于短接状态，则透过三极管Q4快速释放掉多余的电，避免影响下次正常开机；

通过设计MOS管Q1以及MOS管Q1的G-S之间并联电容C11，可使得MOS管Q1缓启动，电压输出缓冲稳定，避免电压输出陡峭、后端瞬间抽载而导致电压下降、开机失败的问题，且通过增加MOS管Q2，可防止关机时电压反灌给电源适配器，造成电源适配器损坏；

通过滤波器PL1可降低电源输出噪音，让输出至主板电源平稳干净，稳定可靠。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (1)

1.用于主板设备的输入电源防护电路，其包括布置于主板上的输入电源接口CN1，其特征在于：所述主板上还布置有依次连接的防反插模块、防过压保护模块、快速释放电模块、缓启动模块、滤波模块，所述防反插模块与所述输入电源接口CN1相连接；

其中，所述防反插模块，在通过所述输入电源接口CN1接入电源时，用于防止反插烧板；

所述防过压保护模块，用于生效过压保护；

所述快速释放电模块，用于快速释放电流；

所述缓启动模块，用于实现缓启动，以稳定输出电压；

所述滤波模块，用于电源滤波；所述防反插模块包括电阻R1、MOS管Q3；所述防过压保护模块包括保险丝FS1、TVS管D1、稳压管D2、MOS管Q6、三极管Q7、电阻R7～R10、电容C13；所述快速释放电模块包括三极管Q4、Q5、电阻R2、R3、R5；所述缓启动模块包括电阻R4、R6、电容C1、C2、C3、C4、C11、C12、MOS管Q1、Q2；所述滤波模块包括滤波器PL1、电容C5～C10；所述输入电源接口CN1的1脚与所述电阻R1、保险丝FS1的一端相连接后接于DC电源12V，所述输入电源接口CN1的2脚连接所述MOS管Q3的漏极，所述MOS管Q3的源极接地，所述电阻R1的两一端连接所述MOS管Q3的栅极；所述保险丝FS1的另一端与所述TVS管D1的一端、稳压管D2的负极、电阻R2、R3、R4的一端、电容C1、C2、C3、C4、C11的一端、三极管Q4的集电极、MOS管Q1的源极均相连接后接于所述DC电源12V，所述TVS管D1的另一端接地，所述稳压管D2的正极与所述电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端与所述电阻R10的一端、三极管Q7的基极均相连接，所述三极管Q7的集电极与所述电阻R7、R9的一端、电容C13的一端、MOS管Q6的栅极均相连接，所述电阻R9、R10、电容C13的另一端、三极管Q7的发射极、三极管Q5的发射极、MOS管Q6的源极均接地，所述电阻R7的另一端连接所述DC电源12V，所述电阻R2的另一端与所述三极管Q5的基极、电阻R6的一端、MOS管Q6的漏极均相连接，所述电阻R3的另一端与所述电阻R5的一端、三极管Q5的集电极均相连接，所述电阻R5的另一端连接所述三极管Q4的基极，所述三极管Q4的发射极与所述电阻R4、R6的另一端、电容C11的另一端、电容C12的一端、MOS管Q1、Q2的栅极均相连接，所述电容C1、C2、C3、C4、C12的另一端均接地，所述MOS管Q1、Q2的漏极之间相连接，所述MOS管Q2的源极与所述滤波器PL1的2脚相连，所述滤波器PL1的1、4脚均接地，所述滤波器PL1的3脚与所述电容C5～C10的一端均相连接后接于输入电压12V，所述电容C5～C10的另一端均接地。