CN114050626A - 掉电保护电路及具有其的电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种掉电保护电路及具有其的电子设备，在该掉电保护电路中，电阻Ri的第一端与开关装置的第二端电连接，开关装置的第一端接地，驱动装置第一端与所述电源接电连接、第二端与开关装置S_i的控制端电连接；在驱动装置启动时，当驱动装置第一端的电压≥预设电压阀值时，开关装置的第一、第二端电连接，否则，断开；电阻的第一端与所述电源接口电连接，电阻的第二端均与N个电阻Ri和电阻RA的第二端电连接，电阻RA的第一端接地，电阻RB的第二端与负载开关SA的控制端电连接，负载开关SA的的第二端用于连接负载设备、第一端接地；该掉电保护电路能够适用于不同的电池。

Description

掉电保护电路及具有其的电子设备

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种掉电保护电路及具有其的电子设备。

背景技术

在电子设备中，通常使用充电电池(例如，锂电池等)为负载设备提供电能，可以理解的是，在充电电池的使用过程中，充电电池放电电压会有一个上限阀值V"，也会有一个下限阀值V′，当充电电池充满电时，其放电电压会小于上限阀值V"，大于下限阀值V′；随着充电电池的放电，充电电池的放电电压会越来越低，且接近下限阀值V′，当放电电压低于下限阀值V′时，如果继续让充电电池为负载设备提供电能，则会对负载设备造成伤害，因此，该电子设备需要具有掉电保护的功能。

在实际中，充电电池的类型有很多种，不同的充电电池的下限阀值V"和下限阀值V′均不相同，如果为不同充电电池均对应设计有掉电保护电路，则成本会很高，也不便于使用。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种掉电保护电路及具有其的电子设备。

为了实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种掉电保护电路，包括：电源接口B、N个驱动装置A_i、N个电阻R_i、N个开关装置S_i、电阻RA、电阻RB和负载开关SA，其中，i＝1,2，...，N，N为自然数；所述电阻R_i的第一端与开关装置S_i的第二端电连接，开关装置S_i的第一端接地，驱动装置A_i第一端与所述电源接口B电连接、第二端与开关装置S_i的控制端电连接；在驱动装置A_i启动时，当驱动装置A_i第一端的电压V≥预设电压阀值V_i′时，驱动装置A_i驱动开关装置S_i的第一、第二端电连接，否则，驱动装置A_i驱动开关装置S_i的第一、第二端断开；之后，持续保持第一、第二端之间的状态，直至驱动装置A_i第一端的电压 V＝0；其中，V′_i<V"_i，V"_i≤V′_j，V′₀<V"₀≤V′₁，j为自然数，1≤i<j≤N；

电阻RB的第一端与所述电源接口B电连接，电阻RB的第二端均与电阻R₁，电阻R₂，...，电阻R_N和电阻RA的第二端电连接，电阻RA的第一端接地，电阻RB的第二端与负载开关 SA的控制端电连接，负载开关SA的的第二端用于连接负载设备、第一端接地；

所述电源接口B的电压V、N个电阻R_i、电阻RA和电阻RB满足：当V′_i<V<V"_i时，

其中，

当V′₀<V<V"₀时，

当负载开关SA的控制端的电压<VS时，负载开关SA控制所述负载设备关机。

作为本发明实施例的一种改进，所述驱动装置A_i包括：电阻R240、电阻R320，稳压二极管ZD22和锁存电路IL，电阻R240的第一端电连接到电源接口B、第二端分别电连接到电阻R320的第二端和稳压二极管ZD22的负极，电阻R320的第一端接地；稳压二极管ZD22 的正极电连接到锁存电路IL的第一端，锁存电路IL的第二端电连接到开关装置S_i的控制端。

作为本发明实施例的一种改进，所述锁存电路IL包括：电阻R321、电阻R322、电阻R323、电阻R324、电阻R325、PNP型三极管Q29和NPN型三极管Q7；电阻R321的第一端电连接到稳压二极管ZD22的正极、第二端电连接到PNP型三极管Q29的C极，电阻R322 的第二端电连接到稳压二极管ZD22的负极、第一端电连接到PNP型三极管Q29的E极，电阻R324的第二端电连接到稳压二极管ZD22的负极、第一端分别电连接到PNP型三极管Q29的B极和NPN型三极管Q7的C极，NPN型三极管Q7的B极电连接到R321的第二端，NPN型三极管Q7的E极分别电连接到电连接到开关装置S_i的控制端以及电阻R325的第二端，R325的第一端接地，电阻R323的第二端电连接到NPN型三极管Q7的B极、第一端接地。

作为本发明实施例的一种改进，所述开关装置S_i具体为NPN型三极管，所述开关装置S_i的第二端为所述NPN型三极管的C极，所述开关装置S_i的第一端为所述NPN型三极管的E极，所述开关装置S_i的控制端为所述NPN型三极管的B极。

作为本发明实施例的一种改进，所述负载开关SA包括：

电阻R331、电阻R332、电阻R333、电阻R334、PNP型三极管Q36、NPN型三极管 Q37和开关装置U15；电阻R331的第一端为VCC端口，所述VCC端口电连接到PNP型三极管Q36的E极，PNP型三极管Q36的B极分别电连接到电阻R331的第二端和电阻R334 的第二端，电阻R334的第一端电连接到开关装置U15的第二端，开关装置U15的第一端接地，开关装置U15的控制端电连接到电阻RA的第二端；PNP型三极管Q36的C极电连接到电阻R332的第二端，电阻R332的第一端分别电连接到NPN型三极管Q37的B极和电阻 R333的第二端，电阻R333的第一端接地，NPN型三极管Q37的E极接地，NPN型三极管 Q37的C极用于连接负载设备；当开关装置U15的控制端的电压<VS时，开关装置U15的第一端和第二端断开，否则开关装置U15第一端和第二端导通。

作为本发明实施例的一种改进，所述开关装置U15为可控精密稳压源。

作为本发明实施例的一种改进，所述可控精密稳压源的型号为TL431；所述开关装置 U15的第二端为可控精密稳压源的K极，所述开关装置U15的第一端为可控精密稳压源的A 极，所述开关装置U15的控制端为可控精密稳压源的R极。

作为本发明实施例的一种改进，N＝1。

本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：充电电池、上述的掉电保护电路以及连接负载设备；所述充电电池的正极电连接到所述电源接口B且负极接地，所述充电电池为所述负载设备提供电能；所述负载开关SA的的第二端电连接所述负载设备的控制端。

作为本发明实施例的一种改进，当所述负载设备的控制端的电压大于零时，所述负载设备关机。

作为本发明实施例的一种改进，所述负载设备中设置有中控芯片，所述负载开关SA的的第二端电连接所述中控芯片的使能端，当所述使能端的电压大于零时，所述中控芯片控制所述负载设备关机。

相对于现有技术，本发明的技术效果在于：本发明实施例公开了一种掉电保护电路及具有其的电子设备，在该掉电保护电路中，电阻Ri的第一端与开关装置的第二端电连接，开关装置的第一端接地，驱动装置第一端与所述电源接电连接、第二端与开关装置S_i的控制端电连接；在驱动装置启动时，当驱动装置第一端的电压≥预设电压阀值时，开关装置的第一、第二端电连接，否则，断开；电阻的第一端与所述电源接口电连接，电阻的第二端均与N个电阻Ri和电阻RA的第二端电连接，电阻RA的第一端接地，电阻RB的第二端与负载开关SA的控制端电连接，负载开关SA的的第二端用于连接负载设备、第一端接地；该掉电保护电路能够适用于不同的电池。

附图说明

图1、图2和图3为本发明实施例提供的电压保护电路的结构图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的实施方式对本发明进行详细描述。但该实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

以下描述和附图充分地示出本文的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本文的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。本文中，术语“第一”、“第二”等仅被用来将一个元素与另一个元素区分开来，而不要求或者暗示这些元素之间存在任何实际的关系或者顺序。实际上第一元素也能够被称为第二元素，反之亦然。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结构、装置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结构、装置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结构、装置或者设备中还存在另外的相同要素。本文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。

本文中的术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本文和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本文的描述中，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明实施例一提供了一种电压保护电路，如图1所示，包括：

电源接口B、N个驱动装置A_i、N个电阻R_i、N个开关装置S_i、电阻RA、电阻RB 和负载开关SA，其中，i＝1,2，...，N，N为自然数；这里，为了便于说明，假设电阻R_i的电阻值为R_i，电阻RA的电阻值为RA，电阻RB的电阻值为RB。

所述电阻R_i的第一端与开关装置S_i的第二端电连接，开关装置S_i的第一端接地，驱动装置A_i第一端与所述电源接口B电连接、第二端与开关装置S_i的控制端电连接；在驱动装置A_i启动时，当驱动装置A_i第一端的电压V≥预设电压阀值V′_i时，驱动装置A_i驱动开关装置S_i的第一、第二端电连接，否则，驱动装置A_i驱动开关装置S_i的第一、第二端断开；之后，持续保持第一、第二端之间的状态，直至驱动装置A_i第一端的电压V＝0；其中，V′_i<V"_i，V"_i≤V′_j，V′₀<V"₀≤V′₁，j为自然数，1≤i<j≤N；

这里，V′₀<V"₀≤V′₁<V"₁≤V′₂<V"₂≤V′₃<V"₃≤...≤V′_N≤V"_N，其中，V′₁为第1充电电池对应的下限阀值，V"₁为第1充电电池对应的上限阀值，V′₂为第2充电电池对应的下限阀值，V"₂为第2充电电池对应的上限阀值，V′₃为第3充电电池对应的下限阀值，V"₃为第3充电电池对应的上限阀值，...，V′_N为第N充电电池对应的下限阀值，V"_N为第N充电电池对应的上限阀值。

电阻RB的第一端与所述电源接口B电连接，电阻RB的第二端均与电阻R₁，电阻R₂，...，电阻R_N和电阻RA的第二端电连接，电阻RA的第一端接地，电阻RB的第二端与负载开关 SA的控制端电连接，负载开关SA的的第二端用于连接负载设备、第一端接地；所述电源接口B的电压V、N个电阻R_i、电阻RA和电阻RB满足：当V′_i<V<V"_i时，

其中，

当V′₀<V<V"₀时，

当负载开关SA的控制端的电压<VS时，负载开关SA控制所述负载设备关机。

这里，在使用时，电源接口B电连接充电电池的正极，充电电池的负极可以认为接地。充电电池的正极的电压比较高的时候，则与电阻RA并联的电阻的数量也会比较多，同样，电阻RA与RA并联的多个电阻共同形成一个电阻为R的电阻，可以理解的是，R也会比较小，由于电阻RB的阻值RB是一个定值，因此，即使充电电池的正极的电压比较大，也能够使得R所受到的电压能够保持在一个波动很小的范围内(即负载开关SA的控制端的电压)，且大于等于VS，之后，随着充电电池的放电，负载开关SA的控制端的电压会小于VS，此时，负载开关SA就可以控制所述负载设备关机，从而防止充电电池过度放电，起到掉电保护的作用。

本实施例中，所述驱动装置A_i包括：电阻R240、电阻R320，稳压二极管ZD22和锁存电路IL，电阻R240的第一端电连接到电源接口B、第二端分别电连接到电阻R320的第二端和稳压二极管ZD22的负极，电阻R320的第一端接地；稳压二极管ZD22的正极电连接到锁存电路IL的第一端，锁存电路IL的第二端电连接到开关装置S_i的控制端。

这里，当电源接口B电连接到电池的正极时，电阻R240和电阻R320之间是串联的，即电阻R240起到了分压的作用，将低了稳压二极管ZD22所收到的电压，当电源接口B的电压足够大时，稳压二极管ZD22就会被击穿，从而锁存电路IL的第一端的电压会大于零，于是，锁存电路IL的第二端会向开关装置S_i的控制端输出大于零的电压。

本实施例中，所述锁存电路IL包括：电阻R321、电阻R322、电阻R323、电阻R324、电阻R325、PNP型三极管Q29和NPN型三极管Q7；电阻R321的第一端电连接到稳压二极管ZD22的正极、第二端电连接到PNP型三极管Q29的C极，电阻R322的第二端电连接到稳压二极管ZD22的负极、第一端电连接到PNP型三极管Q29的E极，电阻R324的第二端电连接到稳压二极管ZD22的负极、第一端分别电连接到PNP型三极管Q29的B极和NPN 型三极管Q7的C极，NPN型三极管Q7的B极电连接到R321的第二端，NPN型三极管 Q7的E极分别电连接到电连接到开关装置S_i的控制端以及电阻R325的第二端，R325的第一端接地，电阻R323的第二端电连接到NPN型三极管Q7的B极、第一端接地。

这里，当电阻R322的第二端所输出的电压足够大时，NPN型三极管Q7的C极和 E极就会导通，之后，NPN型三极管Q7的C极电压等于PNP型三极管Q29的B极的电压，且PNP型三极管Q29的B极的电压<PNP型三极管Q29的E极的电压，PNP型三极管Q29的C极和E极导通，从而形成自锁关系。

本实施例中，所述开关装置S_i具体为NPN型三极管，所述开关装置S_i的第二端为所述NPN 型三极管的C极，所述开关装置S_i的第一端为所述NPN型三极管的E极，所述开关装置S_i的控制端为所述NPN型三极管的B极。

本实施例中，所述负载开关SA包括：

电阻R331、电阻R332、电阻R333、电阻R334、PNP型三极管Q36、NPN型三极管 Q37和开关装置U15；电阻R331的第一端为VCC端口，所述VCC端口电连接到PNP型三极管Q36的E极，PNP型三极管Q36的B极分别电连接到电阻R331的第二端和电阻R334 的第二端，电阻R334的第一端电连接到开关装置U15的第二端，开关装置U15的第一端接地，开关装置U15的控制端电连接到电阻RA的第二端；PNP型三极管Q36的C极电连接到电阻R332的第二端，电阻R332的第一端分别电连接到NPN型三极管Q37的B极和电阻 R333的第二端，电阻R333的第一端接地，NPN型三极管Q37的E极接地，NPN型三极管 Q37的C极用于连接负载设备；当开关装置U15的控制端的电压<VS时，开关装置U15的第一端和第二端断开，否则开关装置U15第一端和第二端导通。

这里，当开关装置U15的控制端的电压≥VS时，开关装置U15的第一端和第二端导通，于是，PNP型三极管Q36的C极和E极导通，于是，NPN型三极管Q37的C极和E极导通，于是，NPN型三极管Q37的C极的电压为零，此时负载设备正常工作。

反之，当开关装置U15的控制端的电压≥VS时，开关装置U15的第一端和第二端断开， PNP型三极管Q36的C极和E极断开，NPN型三极管Q37的C极和E极断开，NPN型三极管Q37的C极的电压大于零，此时负载设备正常关机。

本实施例中，所述开关装置U15为可控精密稳压源。

本实施例中，所述可控精密稳压源的型号为TL431；所述开关装置U15的第二端为可控精密稳压源的K极，所述开关装置U15的第一端为可控精密稳压源的A极，所述开关装置U15的控制端为可控精密稳压源的R极。

本实施例中，N＝1。

本发明实施例二提供了一种电子设备，包括：充电电池、实施例一中的掉电保护电路以及连接负载设备；所述充电电池的正极电连接到所述电源接口B且负极接地，所述充电电池为所述负载设备提供电能；所述负载开关SA的的第二端电连接所述负载设备的控制端。

本实施例中，当所述负载设备的控制端的电压大于零时，所述负载设备关机。

本实施例中，所述负载设备中设置有中控芯片，所述负载开关SA的的第二端电连接所述中控芯片的使能端，当所述使能端的电压大于零时，所述中控芯片控制所述负载设备关机。

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，各实施方式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。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种掉电保护电路，其特征在于，包括：

电源接口B、N个驱动装置A_i、N个电阻R_i、N个开关装置S_i、电阻RA、电阻RB和负载开关SA，其中，i＝1，2，...，N，N为自然数；

所述电阻R_i的第一端与开关装置S_i的第二端电连接，开关装置S_i的第一端接地，驱动装置A_i第一端与所述电源接口B电连接、第二端与开关装置S_i的控制端电连接；在驱动装置A_i启动时，当驱动装置A_i第一端的电压V≥预设电压阀值V′_i时，驱动装置A_i驱动开关装置S_i的第一、第二端电连接，否则，驱动装置A_i驱动开关装置S_i的第一、第二端断开；之后，持续保持第一、第二端之间的状态，直至驱动装置A_i第一端的电压V＝0；其中，V′_i＜V″_i，V_i”≤V′_j，V′₀＜V″₀≤V′₁，j为自然数，1≤i＜j≤N；

电阻RB的第一端与所述电源接口B电连接，电阻RB的第二端均与电阻R₁，电阻R₂，...，电阻R_N和电阻RA的第二端电连接，电阻RA的第一端接地，电阻RB的第二端与负载开关SA的控制端电连接，负载开关SA的的第二端用于连接负载设备、第一端接地；

所述电源接口B的电压V、N个电阻R_i、电阻RA和电阻RB满足：

当V′_i＜V＜V″_i时，

其中，

当V′₀＜V＜V″₀时，

当负载开关SA的控制端的电压＜VS时，负载开关SA控制所述负载设备关机。

2.根据权利要求1所述的掉电保护电路，其特征在于，所述驱动装置A_i包括：

电阻R240、电阻R320，稳压二极管ZD22和锁存电路IL，电阻R240的第一端电连接到电源接口B、第二端分别电连接到电阻R320的第二端和稳压二极管ZD22的负极，电阻R320的第一端接地；稳压二极管ZD22的正极电连接到锁存电路IL的第一端，锁存电路IL的第二端电连接到开关装置S_i的控制端。

3.根据权利要求2所述的掉电保护电路，其特征在于，所述锁存电路IL包括：

电阻R321、电阻R322、电阻R323、电阻R324、电阻R325、PNP型三极管Q29和NPN型三极管Q7；

电阻R321的第一端电连接到稳压二极管ZD22的正极、第二端电连接到PNP型三极管Q29的C极，电阻R322的第二端电连接到稳压二极管ZD22的负极、第一端电连接到PNP型三极管Q29的E极，电阻R324的第二端电连接到稳压二极管ZD22的负极、第一端分别电连接到PNP型三极管Q29的B极和NPN型三极管Q7的C极，NPN型三极管Q7的B极电连接到R321的第二端，NPN型三极管Q7的E极分别电连接到电连接到开关装置S_i的控制端以及电阻R325的第二端，R325的第一端接地，电阻R323的第二端电连接到NPN型三极管Q7的B极、第一端接地。

4.根据权利要求1所述的掉电保护电路，其特征在于：

所述开关装置S_i具体为NPN型三极管，所述开关装置S_i的第二端为所述NPN型三极管的C极，所述开关装置S_i的第一端为所述NPN型三极管的E极，所述开关装置S_i的控制端为所述NPN型三极管的B极。

5.根据权利要求1所述的掉电保护电路，其特征在于，所述负载开关SA包括：

电阻R331、电阻R332、电阻R333、电阻R334、PNP型三极管Q36、NPN型三极管Q37和开关装置U15；

电阻R331的第一端为VCC端口，所述VCC端口电连接到PNP型三极管Q36的E极，PNP型三极管Q36的B极分别电连接到电阻R331的第二端和电阻R334的第二端，电阻R334的第一端电连接到开关装置U15的第二端，开关装置U15的第一端接地，开关装置U15的控制端电连接到电阻RA的第二端；

PNP型三极管Q36的C极电连接到电阻R332的第二端，电阻R332的第一端分别电连接到NPN型三极管Q37的B极和电阻R333的第二端，电阻R333的第一端接地，NPN型三极管Q37的E极接地，NPN型三极管Q37的C极用于连接负载设备；

当开关装置U15的控制端的电压＜VS时，开关装置U15的第一端和第二端断开，否则开关装置U15第一端和第二端导通；

所述开关装置U15为可控精密稳压源。

6.根据权利要求5所述的掉电保护电路，其特征在于：

所述可控精密稳压源的型号为TL431；

所述开关装置U15的第二端为可控精密稳压源的K极，所述开关装置U15的第一端为可控精密稳压源的A极，所述开关装置U15的控制端为可控精密稳压源的R极。

7.根据权利要求1所述的掉电保护电路，其特征在于：

N＝1。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：

充电电池、权利要求1-7任一项所述的掉电保护电路以及连接负载设备；

所述充电电池的正极电连接到所述电源接口B且负极接地，所述充电电池为所述负载设备提供电能；

所述负载开关SA的的第二端电连接所述负载设备的控制端。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于：

当所述负载设备的控制端的电压大于零时，所述负载设备关机。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于：

所述负载设备中设置有中控芯片，所述负载开关SA的的第二端电连接所述中控芯片的使能端，当所述使能端的电压大于零时，所述中控芯片控制所述负载设备关机。

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