CN114759628A - 上电保护电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种上电保护电路及电子设备。该上电保护电路包括第一控制电路、开关电路、热敏电阻、延时电路以及继电器。在上电开始时，该开关电路可以基于第一控制电路传输的第一开启信号，将电源连接端和负载连接端之间流经开关电路和热敏电阻的第一电流通路导通，以实现对负载的预充电。由此，可以有效避免负载中的储能滤波电容所在回路中形成较大的浪涌电流，进而避免负载的性能受损。并且，在上电目标时长后，延时电路可以控制继电器将电源连接端和负载连接端之间流经继电器的第二电流通路导通，以确保电源连接端能够继续对负载进行供电。由此，有效确保了上电的有序性和可靠性。

Description

上电保护电路及电子设备

技术领域

本申请涉及电子技术领域，特别涉及一种上电保护电路及电子设备。

背景技术

一些电子设备(例如电动车辆和电梯)内一般包括多个容性负载，在对该电子设备中的容性负载进行上电时，需要先对该容性负载中的储能滤波电容进行充电。在对该储能滤波电容进行充电的瞬间，该储能滤波电容所在回路中会形成较大的浪涌电流。该较大的浪涌电流可能会损坏容性负载。

发明内容

本申请提供了一种上电保护电路及电子设备，可以解决相关技术中电子设备中的负载在上电过程中性能可能受损的问题。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种上电保护电路，所述上电保护电路具有电源连接端和负载连接端，所述电源连接端用于连接直流电源，所述负载连接端用于连接负载，所述上电保护电路包括：第一控制电路、开关电路、热敏电阻、延时电路和继电器，所述热敏电阻为正温度系数热敏电阻；

所述第一控制电路与所述开关电路连接，所述第一控制电路用于在上电后向所述开关电路提供第一开启信号；

所述开关电路和所述热敏电阻串联在所述电源连接端和所述负载连接端之间，所述开关电路用于在所述第一开启信号的控制下，将所述电源连接端和所述负载连接端之间的第一电流通路导通；

所述延时电路与所述继电器连接，所述继电器还分别与所述电源连接端和所述负载连接端连接，所述延时电路用于在上电目标时长后，控制所述继电器将所述电源连接端和所述负载连接端之间的第二电流通路导通。

可选地，所述上电保护电路还包括：电流监测电路；

所述电流监测电路分别与所述第一控制电路和负载连接端连接，所述电流监测电路用于监测所述负载连接端处的电流，并将监测到的所述负载连接端处的电流反馈至所述第一控制电路；

所述第一控制电路还与所述延时电路连接，所述第一控制电路还用于在接收到所述电流监测电路反馈的所述负载连接端处的电流后，在确定所述负载连接端处的电流大于第一电流阈值的情况下，向所述开关电路提供关断信号，并控制所述延时电路下电；

所述开关电路还用于在所述关断信号的控制下，将所述第一电流通路关断；

其中，所述延时电路下电后，所述继电器将所述电源连接端和所述负载连接端之间的第二电流通路关断。

可选地，所述上电保护电路还包括：电流监测电路和第二控制电路；

所述电流监测电路分别与所述第一控制电路、所述第二控制电路和负载连接端连接，所述电流监测电路用于监测所述负载连接端处的电流，并将监测到的所述负载连接端处的电流分别反馈至所述第一控制电路和第二控制电路；

所述第一控制电路用于在接收到所述电流监测电路反馈的负载连接端处的电流后，在确定所述负载连接端处的电流大于所述第一电流阈值的情况下，向所述开关电路提供关断信号；

所述第二控制电路与所述延时电路连接，所述第二控制电路用于在上电后，控制所述延时电路上电，以及在接收到所述电流监测电路反馈的负载连接端处的电流后，在确定所述负载连接端处的电流大于所述第一电流阈值的情况下，控制所述延时电路下电；

其中，所述延时电路下电后，所述继电器将所述电源连接端和所述负载连接端之间的第二电流通路关断。

可选地，所述第一控制电路还用于，在确定所述负载连接端处的电流大于或等于第二电流阈值，且小于或等于所述第一电流阈值的情况下，持续向所述开关电路提供所述第一开启信号；

所述第二控制电路还用于，在确定所述负载连接端处的电流大于或等于第二电流阈值，且小于或等于所述第一电流阈值的情况下，使所述延时电路保持上电状态；

其中，所述第一电流阈值大于所述第二电流阈值。

可选地，所述开关电路包括：第一开关子电路、光耦合器和第二开关子电路；

所述第一开关子电路分别与所述第一控制电路和所述光耦合器的第一输入端连接，所述第一开关子电路用于在所述第一开启信号的控制下，向所述光耦合器的第一输入端传输开关控制信号；

所述光耦合器的第二输入端和第一输出端均与接地端连接，所述光耦合器的第二输出端与所述第二开关子电路连接，所述光耦合器用于将所述第一开关子电路输出的所述开关控制信号单向传输至所述第二开关子电路；

所述第二开关子电路与所述热敏电阻串联在所述电源连接端和所述负载连接端之间，所述第二开关子电路用于在所述开关控制信号的控制下，将所述电源连接端和所述负载连接端之间的第一电流通路导通。

可选地，所述第二开关子电路包括：第一电阻，第二电阻，开关晶体管和稳压二极管；

所述第一电阻的一端与所述光耦合器的第二输出端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端、所述开关晶体管的栅极以及所述稳压二极管的阳极连接；

所述第二电阻的另一端分别与所述稳压二极管的阴极、所述热敏电阻的一端以及所述开关晶体管的第一极连接，所述开关晶体管的第二极与所述负载连接端连接。

可选地，所述第一开关子电路包括：第三电阻，第一开关三极管，第四电阻和第五电阻；

所述第三电阻的一端与所述第一控制电路连接，所述第三电阻的另一端分别与所述第四电阻的一端和所述第一开关三极管的基极连接；

所述第四电阻的另一端与所述接地端连接，所述第一开关三极管的集电极与第一电源端连接，所述第一开关三极管的发射极与所述第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端与所述光耦合器的第一输入端连接。

可选地，所述继电器包括：线圈，第一触点，第二触点，所述第一触点与所述电源连接端连接，所述第二触点与所述负载连接端连接；

所述线圈的一端与所述延时电路连接，所述线圈的另一端与接地端连接，所述线圈用于在所述延时电路的驱动下，将所述第一触点与所述第二触点吸合。

可选地，所述延时电路包括：定时芯片和第三开关子电路；

所述定时芯片与所述第三开关子电路连接，所述定时芯片用于在上电目标时长后，向所述第三开关子电路传输第二开启信号；

所述第三开关子电路分别与第二电源端和所述继电器连接，所述第三开关子电路用于在所述第二开启信号的控制下，将所述第二电源端与所述继电器连通，以使所述继电器将所述电源连接端和所述负载连接端之间的第二电流通路导通。

可选地，所述第三开关子电路包括：第一电容，第六电阻，第二开关三极管和整流二极管；

所述第一电容的一端和所述第六电阻的一端均与第三电源端连接，所述第一电容的另一端与接地端连接，所述第六电阻的另一端分别与所述定时芯片和所述第二开关三极管的基极连接；

所述第二开关三极管的发射极与所述第二电源端连接，所述第二开关三极管的集电极分别与所述继电器和所述整流二极管的阴极连接，所述整流二极管的阳极与所述接地端连接。

另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：直流电源，负载以及上述方面提供的上电保护电路；

其中，所述直流电源与所述上电保护电路的电源连接端连接；所述负载与所述上电保护电路的负载连接端连接。

本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本申请提供了一种上电保护电路及电子设备，该上电保护电路包括第一控制电路、开关电路、热敏电阻、延时电路以及继电器。在上电开始时，该开关电路可以基于第一控制电路传输的第一开启信号，将电源连接端和负载连接端之间流经开关电路和热敏电阻的第一电流通路导通，以实现对负载的预充电。由此，可以有效避免负载中的储能滤波电容所在回路中形成较大的浪涌电流，进而避免负载的性能受损。并且，在上电目标时长后，延时电路可以控制继电器将电源连接端和负载连接端之间流经继电器的第二电流通路导通，以确保电源连接端能够继续对负载进行供电。由此，有效确保了上电的有序性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种上电保护电路的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的另一种上电保护电路的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的又一种上电保护电路的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种上电保护电路的局部结构示意图；

图6是本申请实施例提供的另一种上电保护电路的局部结构示意图；

图7是本申请实施例提供的一种电流监测电路的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

图1是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图，参见图1，该电子设备包括：上电保护电路10，直流电源20以及负载30。

如图1所示，上电保护电路10具有电源连接端P1和负载连接端P2。该电源连接端P1与直流电源20连接，负载连接端P2与负载30连接。

其中，该直流电源20可以为蓄电池，其能够输出直流电压，例如可以输出48伏(V)，或52V的直流电压。该负载30可以是电子设备中的容性负载。该容性负载指电子设备中类似电容的负载，即符合电压滞后电流特性的负载。该上电保护电路10用于将直流电源20提供的直流电压加载至负载30，以完成对该负载30的上电，并驱动负载30工作。

在本申请实施例中，该电子设备可以是任一采用直流电源供电，且具有容性负载的设备。

例如，该电子设备可以为电动车辆。其中，电动车辆可以包括混合动力车辆和纯电动车辆。相应的，该电子设备中的负载30可以是(direct current-direct current，DC-DC)转换器。

或者，该电子设备可以为电梯，相应的，该电子设备中的负载30可以是电梯中的照明灯、拾音装置、扬声装置、监控装置以及显示屏等中的至少一种。

可以理解的是，容性负载的输入端一般连接有较大容量的储能滤波电容。在对电子设备进行上电时，该上电保护电路10可以先将直流电源20输出的直流电压传输至储能滤波电容，以对该储能滤波电容进行预充电。由此，在直流电压传输至能滤波电容的瞬间，能有效避免该储能滤波电容所在回路中会形成较大的浪涌电流，进而避免负载30出现故障。在对负载30输入端的储能滤波电容进行预充电的时长达到目标时长后，该上电保护电路10可以继续将直流电源20输出的直流电压传输至负载30，以确保该负载30的正常上电。

图2是本申请实施例提供的一种上电保护电路的结构示意图。该上电保护电路可以应用于图1所示的电子设备中。参见图2，该上电保护电路10包括：第一控制电路110、开关电路120、热敏电阻RT1、延时电路130和继电器140。

如图2所示，该上电保护电路10具有电源连接端P1和负载连接端P2。该电源连接端P1用于连接直流电源20，该负载连接端P2用于连接负载30。其中，该第一控制电路110与开关电路120连接，该第一控制电路110用于在上电后向该开关电路120提供第一开启信号。

在本申请实施例中，电子设备在接收到上电指令后，第一控制电路110开始上电。该第一控制电路110在上电完成后能够生成第一开启信号，并将该第一开启信号传输至开关电路120。其中，该第一开启信号用于控制该开关电路120处于导通状态。

可选地，该第一控制电路110可以是中央处理器(central processing unit，CPU)、微处理器(microprocessor unit，MPU)或者微控制单元(micro-controller unit，MCU)等可编程逻辑器件(programmable logic device，PLD)，本申请实施例在此不做限定。

继续参考图2，开关电路120和热敏电阻RT1串联在电源连接端P1和负载连接端P2之间。该开关电路120用于在第一开启信号的控制下，将电源连接端P1和负载连接端P2之间的第一电流通路L1导通。其中，该第一电流通路L1为流经开关电路120和热敏电阻RT1的电流通路。

在本申请实施例中，该第一开启信号能够控制开关电路120处于导通状态，进而使得电源连接端P1和负载连接端P2之间的第一电流通路L1处于通路状态。由此，该电源连接端P1接收到的直流电压即可通过负载连接端P2加载至负载30。

可以理解的是，在第一电流通路L1导通的瞬间(即上电的瞬间)，该热敏电阻RT1能够对电源连接端P1传输的直流电压起到一定的限流作用，从而避免负载30中的储能滤波电容所在回路中形成较大的浪涌电流。也即是，热敏电阻RT1能够对负载30中的储能滤波电容进行缓慢预充电，从而在上电瞬间起到缓冲与保护的作用。

继续参考图2，该延时电路130与继电器140连接，该继电器140还分别与电源连接端P1和负载连接端P2连接。该延时电路130用于在上电目标时长后，控制继电器140将电源连接端P1和负载连接端P2之间的第二电流通路L2导通。其中，该第二电流通路L2为流经继电器140的电流通路。

在本申请实施例中，该热敏电阻RT1可以为正温度系数(positive temperaturecoefficient，PTC)热敏电阻。随着上电时间的延长，该热敏电阻RT1的温度逐渐升高，热敏电阻RT1的阻值会逐渐上升。相应的，流过该热敏电阻RT1的电流会逐渐变小，进而使得负载连接端P2处的电流也逐渐变小。

由于延时电路130能够在上电目标时长后，控制继电器140将第二电流通路L2导通，使电源连接端P1通过第二电流通路L2为负载30供电。因此可以确保在第一电流通路L1中的直流过小时(即热敏电阻RT1的阻值过大时)，负载30能够继续正常工作。

可以理解的是，该延时电路130具有定时作用，其能够在上电后开始计时，并在上电目标时长后控制继电器140将第二电流通路L2导通。其中，该目标时长可以基于负载30中储能滤波电容的预充电时长来确定。

可选地，该目标时长可以等于负载30中的储能滤波电容的预充电时长(例如2秒)。

基于上述分析可知，在对负载30进行上电的过程中，该上电保护电路10能够通过第一电流通路L1实现对负载30的预充电。在完成对负载30中的储能滤波电容的预充电后，该上电保护电路10能够通过第二电流通路L2继续为负载30供电，以实现负载30的正常上电。

综上所述，本申请实施例提供了一种上电保护电路，该上电保护电路包括第一控制电路、开关电路、热敏电阻、延时电路以及继电器。在上电开始时，该开关电路可以基于第一控制电路传输的第一开启信号，将电源连接端和负载连接端之间流经开关电路和热敏电阻的第一电流通路导通，以实现对负载的预充电。由此，可以有效避免负载中的储能滤波电容所在回路中形成较大的浪涌电流，进而避免负载的性能受损。并且，在上电目标时长后，延时电路可以控制继电器将电源连接端和负载连接端之间流经继电器的第二电流通路导通，以确保电源连接端能够继续对负载进行供电。由此，有效确保了上电的有序性和可靠性。

作为第一种可能的实现方式，如图3所示，该上电保护电路10还可以包括：电流监测电路150。该电流监测电路150分别与第一控制电路110和负载连接端P2连接，该电流监测电路150用于监测负载连接端P2处的电流，并将监测到的负载连接端P2处的电流反馈至所述第一控制电路110。

该第一控制电路110还与延时电路130连接，该第一控制电路110还可以用于在接收到电流监测电路150反馈的负载连接端P2处的电流后，在确定该负载连接端P2处的电流大于第一电流阈值的情况下，向开关电路120提供关断信号，并控制延时电路130下电。

该开关电路120还用于在关断信号的控制下，将第一电流通路L1关断。其中，延时电路130下电后，继电器140将所述电源连接端P1和负载连接端P2之间的第二电流通路L2关断。

可以理解的是，第一控制电路110控制延时电路130下电后，继电器140中的线圈会断电。相应的，继电器140会将电源连接端P1与负载连接端P2之间的第二电流通路L2关断。

还可以理解的是，当上电保护电路10中的部分电路出现故障(例如热敏电阻RT1失效，导致第一电流通路L1出现短路现象)时，负载连接端P2处的电流会大于第一电流阈值。其中，该第一电流阈值可以大于或等于负载30的正常工作电流。该大于第一电流阈值的电流传输至负载30，会使负载30的性能受损。

在本申请实施例中，通过电流监测电路150监测负载连接端P2处的电流，并通过第一控制电路110在该电流大于第一电流阈值时，将第一电流通路L1和第二电流通路L2关断，可以有效避免大电流损坏负载30的性能。

作为第二种可能的实现方式，如图4所示，该上电保护电路10还可以包括：电流监测电路150和第二控制电路111。

参考图4，该电流监测电路150分别与第一控制电路110、第二控制电路111和负载连接端P2连接，该电流监测电路150用于监测负载连接端P2处的电流，并将监测到的负载连接端P2处的电流分别反馈至第一控制电路110和第二控制电路111。

该第一控制电路110用于在接收到电流监测电路150反馈的负载连接端P2处的电流后，在确定负载连接端P2处的电流大于第一电流阈值的情况下，向开关电路120提供关断信号。

该第二控制电路111与延时电路130连接，该第二控制电路111用于在上电后，控制延时电路130上电，以及在接收到电流监测电路150反馈的负载连接端P2处的电流后，在确定负载连接端P2处的电流大于第一电流阈值的情况下，控制延时电路130下电。其中，延时电路130下电后，继电器140可以将电源连接端P1和负载连接端P2之间的第二电流通路L2关断。

可选地，该第一控制电路110还可以用于，在确定负载连接端P2处的电流大于或等于第二电流阈值，且小于或等于第一电流阈值的情况下，持续向开关电路120提供第一开启信号。该第二控制电路111还可以用于，在确定负载连接端P2处的电流大于或等于第二电流阈值，且小于或等于第一电流阈值的情况下，使延时电路130保持上电状态。其中，该第一电流阈值大于第二电流阈值。

可以理解的是，在电源连接端P1通过第一电流通路L1对负载30中的储能滤波电容进行预充电的过程中，该负载连接端P2处的电流大于第二电流阈值。当负载连接端P2处的电流小于第二电流阈值时，则表明该负载30中的储能滤波电容已完成预充电。此时，继电器130能够将电源连接端P1和负载连接端P2之间的第二电流通路L2导通，使电源连接端P1通过第二电流通路L2继续为负载30供电。

并且，当负载连接端P2处的电流大于或等于第二电流阈值，且小于或等于第一电流阈值时，表明该上电保护电路10不存在故障，电源连接端P1处的直流电压能够正常通过第一电流通路L1(或者第一电流通路L1和第二电流通路L2)传输至负载连接端P2，以确保负载30能够正常上电。

可选地，该第一控制电路110和第二控制电路111这两个控制电路可以独立设置，也可以集成设置。第二控制电路111可以是CPU、MPU或者MCU等可编程逻辑器件PLD，本申请实施例在此不做限定。

图5是本申请实施例提供的一种上电保护电路的局部结构示意图，参见图5，该上电保护电路10中的开关电路120可以包括：第一开关子电路121、光耦合器(opticalcoupler，OC)OC1和第二开关子电路122。其中，该第一开关子电路121分别与第一控制电路110和光耦合器OC1的第一输入端I11连接。该第一开关子电路121用于在第一开启信号的控制下，向光耦合器OC1的第一输入端I11传输开关控制信号。

在本申请实施例中，第一控制电路110输出的第一开启信号能够控制第一开关子电路121处于导通状态，并输出开关控制信号。该开关控制信号能够使得第二开关子电路122处于导通状态。可以理解的是，相对于电源连接端P1通过第二开关子电路122传输至负载连接端P2的电流(即第一电流通路L1中流经的电流)，第一控制电路110输出的第一开启信号较为微弱，即第一开启信号为小信号。通过该第一开关子电路121，能够实现小信号对大电流的控制。

参考图5，该第一开关子电路121可以包括：第三电阻R3，第一开关三极管T1，第四电阻R4和第五电阻R5。该第三电阻R3的一端与第一控制电路110连接，该第三电阻R3的另一端分别与第四电阻R4的一端和第一开关三极管T1的基极连接，该第四电阻R4的另一端与接地端连接。该第一开关三极管T1的集电极与第一电源端V1连接，该第一开关三极管T1的发射极与第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端与光耦合器OC1的第一输入端I11连接。

在本申请实施例中，该第三电阻R3可以为限流电阻，用于限制第一开启信号的大小，从而避免该第一开启信号损害第一开关三极管T1的性能。并且，该第三电阻R3可以和第四电阻R4组成分压电路，以实现对该第一开启信号的分压，进一步避免第一开关三极管T1的性能受损。该第五电阻R5也可以为限流电阻，其能够限制第一开关三极管T1输出的开关控制信号的大小，避免该开关控制信号的过大时，损害光耦合器OC1。

示例的，在本申请实施例中，该第三电阻R3的电阻值可以为33欧姆(Ω)，该第四电阻R4的电阻值可以为4.7千欧姆(kΩ)，该第五电阻R5的电阻值可以为330Ω。该第一电源端V1的电压的大小可以为3.3V。

其中，该第一开关三极管T1可以为NPN型三极管。当第一控制电路110输出的第一开启信号的电平为高电平时，第一开关三极管T1处于饱和状态，第一开关三极管T1能够向耦合器OC1输出开关控制信号。当第一控制电路110输出的第一开启信号的电平为低电平(或者未输出第一开启信号)时，该第一开关三极管T1处于截止状态，第一开关三极管T1不会向光耦合器OC1输出开关控制信号。

继续参考图5，该光耦合器OC1的第二输入端I12和第一输出端O11均与接地端连接，该光耦合器OC1的第二输出端O12与第二开关子电路122连接。其中，该光耦合器OC1用于将第一开关子电路121输出的开关控制信号单向传输至第二开关子电路122。其中，该光耦合器OC1的第二输入端I12和第一输出端O11所连接的接地端可以为直流电源20的负极端。

参考图5，该光耦合器OC1可以包括一个发光二极管和一个光敏半导体管。该发光二极管的阳极与第一输入端I11连接，阴极与第二输入端I12连接。该光敏半导体管的集电极与第二输出端O12连接，发射极与第一输出端O11连接。可以理解的是，该光耦合器OC1的第一输入端I11和第二输入端I12之间存在正向压降，该正向压降能够使发光二极管导通并发出一定波长的光。该光敏半导体管接收到该发光二极管发出的光后，能够在其集电极和发射极之间产生光电流，并通过其集电极传输至第二开关子电路122。

可以理解的是，通过该光耦合器OC1，能够实现开关控制信号的单向传输。并且，该光耦合器OC1在传输该开关控制信号的过程中，能够实现其输入端与输出端的电气隔离，确保该开关控制信号的信号质量。

继续参考图5，该第二开关子电路122与热敏电阻RT1串联在电源连接端P1和负载连接端P2之间。该第二开关子电路122用于在光耦合器OC1传输的第一开启信号的控制下，将电源连接端P1和负载连接端P2之间的第一电流通路L1导通。

其中，该热敏电阻RT1可以位于电源连接端P1和第二开关子电路122之间。或者，该热敏电阻RT1可以位于第二开关子电路122和负载连接端P2之间。本申请实施例在此不做限定。例如参考图2、图3和图4，该热敏电阻RT1位于电源连接端P1和第二开关子电路122之间。

如图5所示，该第二开关子电路122可以包括第一电阻R1，第二电阻R2，开关晶体管Q1和稳压二极管D1。其中。该第一电阻R1的一端与光耦合器OC1的第二输出端O12连接，该第一电阻R1的另一端分别与第二电阻R2的一端，开关晶体管Q1的栅极(Gate，G)以及稳压二极管D1的阳极连接。该第二电阻R2的另一端分别与稳压二极管D1的阴极，热敏电阻RT1的一端以及开关晶体管Q1的第一极连接，开关晶体管Q1的第二极与负载连接端P2连接。

其中，该开关晶体管Q1可以为P型金属氧化物半导体(metal oxidesemiconductor，MOS)管。该开关晶体管Q1的第一极可以为源极(Source，S)，该开关晶体管Q1的第二极可以为漏极(Drain，D)。

可以理解的是，传输至开关晶体管Q1的栅极G的开关控制信号远小于传输至该开关晶体管Q1的源极S的直流电压。因此，该开关晶体管Q1的栅极G和源极S之间形成负向压差，从而使得该P型开关晶体管Q1的源极S和漏极D导通。

该第一电阻R1和第二电阻R2可以构成稳压电路，用于稳定开关晶体管Q1栅极G和源极S之间的电压。并且，该第一电阻R1可以为限流电阻，用于限制流入至开关晶体管Q1的栅极G的开关控制信号的大小，从而起到保护关晶体管Q1的作用。该第二电阻R2能够为开关晶体管Q1提供偏置电压，以确保该开关晶体管Q1能够正常导通。

该稳压二极管D1可以进一步稳定开关晶体管的Q1栅极G和源极S之间的电压，由此，可以确保该开关晶体管Q1能够稳定地导通，并将源极S接收到的直流电压稳定传输至负载连接端P2。并且，该稳压二极管D1能够避免分压电阻(即第二电阻R2)为开关晶体管Q1提供偏置电压时产生误差，进而避免该开关晶体管Q1的栅极G受损。

可以理解的是，通过设置由第一电阻R1和第二电阻R2构成的稳压电路和稳压二极管D1，可以在实现成本相对较小的前提下，使得该开关晶体管Q1只需通过较小的开关控制信号，就能够持续且稳定地导通，并将源极S接收到的直流电压稳定传输至负载连接端P2，有效确保了对负载30中储能滤波电容进行预充电的可靠性。

示例的，在本申请实施例中，该第一电阻R1的电阻值可以为30kΩ，该第二电阻R2的电阻值可以为10kΩ。

在本申请实施例中，电源连接端P1输出的直流电压通过该热敏电阻RT1所在的第一电流通路L1传输至负载连接端P2，该负载连接端P2进而能够将该直流电压传输至负载30，以实现该负载30中储能滤波电容的预充电。其中，该热敏电阻RT1具有一定的阻值。在上电开始时，该热敏电阻RT1能够限制电源连接端P1传输至负载连接端P2的直流电压的大小，从而避免较大的直流电压对储能滤波电容造成损害。

并且，该热敏电阻RT1可以为PTC热敏电阻。相应的，随着上电时长的增加，该热敏电阻RT1的温度逐渐升高，热敏电阻RT1的阻值会逐渐上升，流过该热敏电阻RT1的电流进而会逐渐变小，从而实现对负载30中滤波电容的缓慢预充电，以避免该储能滤波电容所在的回路产生浪涌电流。也即是，该热敏电阻RT1能够在上电瞬间起到缓冲与保护的作用，以实现对负载30的安全可靠的预充电。

可选地，该开关电路120可以只包括开关晶体管Q1。也即是，第一控制电路110输出的第一开启信号可以直接传输至开关晶体管Q1的栅极G，以控制该开关晶体管Q1导通，进而控制该开关电路120导通。

图6是本申请实施例提供的另一种上电保护电路的局部结构示意图，参见图6，上电保护电路10中的延时电路130可以包括：定时芯片U1和第三开关子电路131。

参考图6，该定时芯片U1与第三开关子电路131连接，该定时芯片U1用于在上电目标时长后，向第三开关子电路131传输第二开启信号。其中，该定时芯片U1的第一端1为输出端，用于输出第二开启信号，第二端2为电源正极端，第三端3为电源负极端，第四端4和第五端5为晶振引脚端，该两个端口之间可以接振荡电阻Rv。

示例的，该振荡电阻Rv的电阻值可以为30kΩ。该定时芯片U1的第六端6可以为触发端，其可以连接按键触发开关。可选地，该定时芯片U1的第六端6可以为低触发端，因此该第六端6可以悬空(即不做连接处理)。

在本申请实施例中，在上电开始时，该定时芯片U1的电源端(即第二端2和第三端3)与该定时芯片U1的工作电源接通后，该定时芯片U1可以开始计时。当定时芯片U1的计时时长达到目标时长(即上电目标时长)后，该定时芯片U1的第一端1可以向第三开关子电路131输出第二开启信号。

继续参考图6，该第三开关子电路131分别与第二电源端V2和继电器140连接。该第三开关子电路131用于在第二开启信号的控制下，将第二电源端V2与继电器140连通。例如，第三开关子电路131可以将第二电源端V2与继电器140中的线圈L连通，从而使得线圈L通电。之后，线圈L即可将继电器140中的第一触点N1与第二触点N2吸合，以将电源连接端P1和负载连接端P2之间的第二电流通路L2导通。

可以理解的是，该定时芯片U1的计时时长(即目标时长)可以基于负载30中储能滤波电容的预充电时长来确定。可选地，该目标时长可以为负载30中储能滤波电容的预充电时长(例如2秒)。也即是，在负载30完成预充电后，该定时芯片U1能够输出第二开启信号，并通过该第二开启信号控制第三开关子电路131将继电器140导通。

如图6所示，该第三开关子电路131可以包括：第一电容C1，第六电阻R6，第二开关三极管T2和整流二极管D2。该第一电容C1的一端和第六电阻R6的一端均与第三电源端V3连接，第一电容C1的另一端与接地端连接。该第六电阻R6的另一端分别与定时芯片U1和第二开关三极管T2的基极连接。该第二开关三极管T2的发射极与第二电源端V2连接，该第二开关三极管T2的集电极分别与继电器140和整流二极管D2的阴极连接，该整流二极管D2的阳极与接地端连接。其中，第一电容C1与整流二极管D2所连接的接地端均为直流电源20的负极端。

在本申请实施例中，第一电容C1可以为滤波电容，用于滤除第三电源端V3输出的直流电压中的交流成分。并且，该第一电容C1还可以用于稳定定时芯片U1的电源端(即第二端2和第三端3)的电压。该第六电阻R6可以避免定时芯片U1的输出端(即第一端1)出现短路。也即是，该第六电阻R6可以确保定时芯片U1输出端输出的第二开启信号能够稳定传输至第二开关三极管T2的基极。

示例的，在本申请实施例中，该第一电容C1的电容值可以为100纳法(nF)，该第六电阻R6的电阻值可以为10kΩ。该第二电源端V2输出的直流电压可以为12V。该第三电源端V3输出的直流电压可以为3.3V。

继续参考图6，该第二开关三极管T2可以为PNP型三极管。当定时芯片U1第一端1输出的第二开启信号的电平为低电平时，该第二开关三极管T2处于饱和状态。由此，该第二电源端V2输出的直流电压能够通过该第二开关三极管T2传输至继电器140。

可以理解的是，该第二电源端V2输出的直流电压即为继电器140的工作电压。可以根据继电器140的工作电压的大小，来设置该第二电源端V2输出的直流电压的大小。

可以理解的是，继电器140线圈L断电的瞬间，会产生与感应电动势相反的反向电动势。该反向电动势会损害驱动继电器140的第二开关三极管T2。因此，可以在该继电器140线圈L的两端并联一个反向的整流二极管D2来吸收该反向电动势。

可选地，在本申请实施例中，延时电路130可以只包括定时芯片U1。也即是，定时芯片U1输出的第二开启信号可以直接传输至继电器140的线圈L，从而使得继电器140的第一触点N1所连接的电源连接端P1与第二触点N2所连接的负载连接端P2之间的第二电流通路L2导通。

参考图6，该继电器140可以包括：线圈L，第一触点N1，第二触点N2，该第一触点N1与电源连接端P1连接，该第二触点N2与负载连接端P2连接。该线圈L用于在通电后，将第一触点N1与第二触点N2吸合。

在本申请实施例中，继电器140的线圈L中有电流通过时，其两端会产生感应电动势。该感应电动势能够控制第一触点N1与第二触点N2吸合。相应的，该第一触点N1所连接的电源连接端P1与第二触点N2所连接的负载连接端P2之间的第二电流通路L2导通。

可以理解的是，当第一电流通路L1中热敏电阻RT1的阻值非常大时，电源连接端P1输出的直流电压能够继续通过该继电器140传输至负载连接端P2。因此，当负载30中的储能滤波电容完成预充电后，该负载30仍能够继续接收负载连接端P2的直流电压，完成上电。

在上述第一种实现方式中，延时电路130可以通过开关电路120中的第一开关子电路121与第一控制子电路110连接。例如，该第一开关子电路121中的第一开关三极管T1的集电极还可以与定时芯片U1的第二端2连接。该第一控制电路110上电并向第一开关子电路121发送第一开启信号后，该第一开关子电路121中的第一开关三极管T1即可启动定时芯片U1，即定时芯片U1即可上电并计时。由此，该第一控制电路110在确定负载连接端P2处的电流大于第一电流阈值时，可以向第一开关子电路121发送关断信号后，该第一开关三极管T1即可将定时芯片U1下电。

在上述第二种实现方式中，第二控制电路111可以直接与U1的第二端2连接，并能够在定时芯片U1上电后，启动定时芯片U1计时。相应的，该第二控制电路111在确定负载连接端P2处的电流大于第一电流阈值时，可以直接向定时芯片U1发送关断信号，并直接控制定时芯片U1下电。

可选地，参见图7，该电流监测电路150可以包括采样电阻Rs、运算放大器A1、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10以及模拟数字转换器(analog-to-digitalconverter，ADC)ADC1。其中，该采样电阻Rs的一端与目标节点X1，以及第七电阻R7的一端连接。其中，该目标节点X1为开关电路120和继电器140之间的连接节点。该采样电阻Rs的另一端分别与负载连接端P2，以及第九电阻R9的一端连接。该第七电阻R7的另一端分别与运算放大器A1的同相输入端，以及第八电阻R8的一端连接。该第八电阻R6的另一端与接地端连接。该第九电阻R9的另一端分别与运算放大器A1的反相输入端，以及第十电阻R10的一端连接，该第十电阻R10的另一端与运算放大器A1输出端连接。该运算放大器A1输出端与模拟数字转换器ADC1连接。

在本申请实施例中，该采样电阻Rs用于采集负载连接端P2处的电流，该第七电阻R7和第八电阻R8用于为运算放大器A1的同相输入端提供偏置电压，该第九电阻R9用于为运算放大器A1的反相输入端提供偏置电压。该第十电阻R10为负反馈电阻，用于将运算放大器A1输出端输出的电流反馈至运算放大器A1反相输入端。该模拟数字转换器ADC1用于将运算放大器A1输出端输出的电流转换为数字信号，以确定该电流的大小，从而起到监测负载连接端P2处的电流大小的作用。

综上所述，本申请实施例提供了一种上电保护电路，该上电保护电路包括第一控制电路、开关电路、热敏电阻、延时电路以及继电器。在上电开始时，该开关电路可以基于第一控制电路传输的第一开启信号，将电源连接端和负载连接端之间流经开关电路和热敏电阻的第一电流通路导通，以实现对负载的预充电。由此，可以有效避免负载中的储能滤波电容所在回路中形成较大的浪涌电流，进而避免负载的性能受损。并且，在上电目标时长后，延时电路可以控制继电器将电源连接端和负载连接端之间流经继电器的第二电流通路导通，以确保电源连接端能够继续对负载进行供电。由此，有效确保了上电的有序性和可靠性。

本申请中术语“第一”“第二”等字样用于对作用和功能基本相同的相同项或相似项进行区分，应理解，“第一”、“第二”、“第n”之间不具有逻辑或时序上的依赖关系，也不对数量和执行顺序进行限定。

以上所述仅为本申请的示例性实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种上电保护电路(10)，其特征在于，所述上电保护电路(10)具有电源连接端(P1)和负载连接端(P2)，所述电源连接端(P1)用于连接直流电源(20)，所述负载连接端(P2)用于连接负载(30)，所述上电保护电路(10)包括：第一控制电路(110)、开关电路(120)、热敏电阻(RT1)、延时电路(130)和继电器(140)，所述热敏电阻(RT1)为正温度系数热敏电阻；

所述第一控制电路(110)与所述开关电路(120)连接，所述第一控制电路(110)用于在上电后向所述开关电路(120)提供第一开启信号；

所述开关电路(120)和所述热敏电阻(RT1)串联在所述电源连接端(P1)和所述负载连接端(P2)之间，所述开关电路(120)用于在所述第一开启信号的控制下，将所述电源连接端(P1)和所述负载连接端(P2)之间的第一电流通路(L1)导通；

所述延时电路(130)与所述继电器(140)连接，所述继电器(140)还分别与所述电源连接端(P1)和所述负载连接端(P2)连接，所述延时电路(130)用于在上电目标时长后，控制所述继电器(140)将所述电源连接端(P1)和所述负载连接端(P2)之间的第二电流通路(L2)导通。

2.根据权利要求1所述的上电保护电路(10)，其特征在于，所述上电保护电路(10)还包括：电流监测电路(150)；

所述电流监测电路(150)分别与所述第一控制电路(110)和负载连接端(P2)连接，所述电流监测电路(150)用于监测所述负载连接端(P2)处的电流，并将监测到的所述负载连接端(P2)处的电流反馈至所述第一控制电路(110)；

所述第一控制电路(110)还与所述延时电路(130)连接，所述第一控制电路(110)还用于在接收到所述电流监测电路(150)反馈的所述负载连接端(P2)处的电流后，在确定所述负载连接端(P2)处的电流大于第一电流阈值情况下，向所述开关电路(120)提供关断信号，并控制所述延时电路(140)下电；

所述开关电路(120)还用于在所述关断信号的控制下，将所述第一电流通路(L1)关断；

其中，所述延时电路(130)下电后，所述继电器(140)将所述电源连接端(P1)和所述负载连接端(P2)之间的第二电流通路(L2)关断。

3.根据权利要求1所述的上电保护电路(10)，其特征在于，所述上电保护电路(10)还包括：电流监测电路(150)和第二控制电路(111)；

所述电流监测电路(150)分别与所述第一控制电路(110)、所述第二控制电路(111)和负载连接端(P2)连接，所述电流监测电路(150)用于监测所述负载连接端(P2)处的电流，并将监测到的所述负载连接端(P2)处的电流分别反馈至所述第一控制电路(110)和第二控制电路(111)；

所述第一控制电路(110)用于在接收到所述电流监测电路(150)反馈的负载连接端(P2)处的电流后，在确定所述负载连接端(P2)处的电流大于所述第一电流阈值的情况下，向所述开关电路(120)提供关断信号；

所述第二控制电路(111)与所述延时电路(130)连接，所述第二控制电路(111)用于在上电后，控制所述延时电路(130)上电，以及在接收到所述电流监测电路(150)反馈的负载连接端(P2)处的电流后，在确定所述负载连接端(P2)处的电流大于所述第一电流阈值的情况下，控制所述延时电路(130)下电；

其中，所述延时电路(130)下电后，所述继电器(140)将所述电源连接端(P1)和所述负载连接端(P2)之间的第二电流通路(L2)关断。

4.根据权利要求3所述的上电保护电路(10)，其特征在于，所述第一控制电路(110)还用于，在确定所述负载连接端(P2)处的电流大于或等于第二电流阈值，且小于或等于所述第一电流阈值的情况下，持续向所述开关电路(120)提供所述第一开启信号；

所述第二控制电路(111)还用于，在确定所述负载连接端(P2)处的电流大于或等于第二电流阈值，且小于或等于所述第一电流阈值的情况下，使所述延时电路(130)保持上电状态；

其中，所述第一电流阈值大于所述第二电流阈值。

5.根据权利要求1至4任一所述的上电保护电路(10)，其特征在于，所述开关电路(120)包括：第一开关子电路(121)、光耦合器(OC1)和第二开关子电路(122)；

所述第一开关子电路(121)分别与所述第一控制电路(110)和所述光耦合器(OC1)的第一输入端(I11)连接，所述第一开关子电路(121)用于在所述第一开启信号的控制下，向所述光耦合器(OC1)的第一输入端(I11)传输开关控制信号；

所述光耦合器(OC1)的第二输入端(I12)和第一输出端(O11)均与接地端连接，所述光耦合器(OC1)的第二输出端(O12)与所述第二开关子电路(122)连接，所述光耦合器(OC1)用于将所述第一开关子电路(121)输出的所述开关控制信号单向传输至所述第二开关子电路(122)；

所述第二开关子电路(122)与所述热敏电阻(RT1)串联在所述电源连接端(P1)和所述负载连接端(P2)之间，所述第二开关子电路(122)用于在所述开关控制信号的控制下，将所述电源连接端(P1)和所述负载连接端(P2)之间的第一电流通路(L1)导通。

6.根据权利要求5所述的上电保护电路(10)，其特征在于，所述第二开关子电路(122)包括：第一电阻(R1)，第二电阻(R2)，开关晶体管(Q1)和稳压二极管(D1)；

所述第一电阻(R1)的一端与所述光耦合器(OC1)的第二输出端(O12)连接，所述第一电阻(R1)的另一端分别与所述第二电阻(R2)的一端、所述开关晶体管(Q1)的栅极以及所述稳压二极管(D1)的阳极连接；

所述第二电阻(R2)的另一端分别与所述稳压二极管(D1)的阴极、所述热敏电阻(RT1)的一端以及所述开关晶体管(Q1)的第一极连接，所述开关晶体管(Q1)的第二极与所述负载连接端(P2)连接。

7.根据权利要求5所述的上电保护电路(10)，其特征在于，所述第一开关子电路(121)包括：第三电阻(R3)，第一开关三极管(T1)，第四电阻(R4)和第五电阻(R5)；

所述第三电阻(R3)的一端与所述第一控制电路(110)连接，所述第三电阻(R3)的另一端分别与所述第四电阻(R4)的一端和所述第一开关三极管(T1)的基极连接；

所述第四电阻(R4)的另一端与所述接地端连接，所述第一开关三极管(T1)的集电极与第一电源端(V1)连接，所述第一开关三极管(T1)的发射极与所述第五电阻(R5)的一端连接，所述第五电阻(R5)的另一端与所述光耦合器(OC1)的第一输入端(I11)连接。

8.根据权利要求1至4任一所述的上电保护电路(10)，其特征在于，所述继电器(140)包括：线圈(L)，第一触点(N1)，第二触点(N2)，所述第一触点(N1)与所述电源连接端(P1)连接，所述第二触点(N2)与所述负载连接端(P2)连接；

所述线圈(L)的一端与所述延时电路(130)连接，所述线圈(L)的另一端与接地端连接，所述线圈(L)用于在所述延时电路(130)的驱动下，将所述第一触点(N1)与所述第二触点(N2)吸合。

9.根据权利要求1至4任一所述的上电保护电路(10)，其特征在于，所述延时电路(130)包括：定时芯片(U1)和第三开关子电路(131)；

所述定时芯片(U1)与所述第三开关子电路(131)连接，所述定时芯片(U1)用于在上电目标时长后，向所述第三开关子电路(131)传输第二开启信号；

所述第三开关子电路(131)分别与第二电源端(V2)和所述继电器(140)连接，所述第三开关子电路(131)用于在所述第二开启信号的控制下，将所述第二电源端(V2)与所述继电器(140)连通，以使所述继电器(140)将所述电源连接端(P1)和所述负载连接端(P2)之间的第二电流通路(L2)导通。

10.根据权利要求9所述的上电保护电路(10)，其特征在于，所述第三开关子电路(131)包括：第一电容(C1)，第六电阻(R6)，第二开关三极管(T2)和整流二极管(D2)；

所述第一电容(C1)的一端和所述第六电阻(R6)的一端均与第三电源端(V3)连接，所述第一电容(C1)的另一端与接地端连接，所述第六电阻(R6)的另一端分别与所述定时芯片(U1)和所述第二开关三极管(T2)的基极连接；

所述第二开关三极管(T2)的发射极与所述第二电源端(V2)连接，所述第二开关三极管(T2)的集电极分别与所述继电器(140)和所述整流二极管(D2)的阴极连接，所述整流二极管(D2)的阳极与所述接地端连接。

11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：直流电源(20)，负载(30)以及如权利要求1至10任一所述的上电保护电路(10)；

其中，所述直流电源(20)与所述上电保护电路(10)的电源连接端(P1)连接；

所述负载(30)与所述上电保护电路(10)的负载连接端(P2)连接。

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