CN115241840A - 一种过电压保护电路的设计 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种过电压保护电路的设计，包括电源端、电压检测端、电压保护端和电压输出端，所述电源端与外界电源相连接实现电源输入作用，且电流介入后首先通过电压检测端进行电压检测并输出信号，并且当电压过大时通过电压保护端控制电路通断实现保护；还包括：电压检测端通过电阻R13与稳压管Q5组成，且电阻R13与稳压管Q5之间为串联关系。该过电压保护电路的设计，通过少量的元器件进行过电压保护作用，同时也具有防止反接的作用，在实际的应用中，如果高的电压注入进去，输出自动停止，确保系统的电压不过超，从而有效防止相同的端子不同功能的座子插反后，导致电路损坏，进而实现保护防止烧坏系统电子元器件的作用。

Description

一种过电压保护电路的设计
技术领域
本发明涉及过电压保护电路技术领域，具体为一种过电压保护电路的设计。
背景技术
电路是控制系统中实现信号传输和导电的组成部分，正确的连接电路可以保证系统后期的正常工作，目前在复杂的控制系统中（如智能马桶控制器），对于导线的连接插座较多，且插座的规格相同，在实际生产中，可能会出现相同PIN数的插座插反的情况，当输入电压不同时，从而会影响系统的正常工作，轻则导致系统不工作，严重的会导致烧毁整个系统，目前为了防止这种情况一般都是座子的颜色区分，并没有一种很有效的可以防止插反并且保护系统的措施；
所以针对上述问题，需要设计一种过电压保护电路实现对控制系统的保护作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种过电压保护电路的设计，以解决上述背景技术中提出缺乏过电压保护电路以实现控制系统保护的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种过电压保护电路的设计，包括电源端、电压检测端、电压保护端和电压输出端，所述电源端与外界电源相连接实现电源输入作用，且电流介入后首先通过电压检测端进行电压检测并输出信号，并且当电压过大时通过电压保护端控制电路通断实现保护；
还包括：
电压检测端通过电阻R13与稳压管Q5组成，且电阻R13与稳压管Q5之间为串联关系，其中稳压管Q5用于检测进入电压是否大于预设阈值并输出相关信号；
电压保护端通过二极管D3、MOS管Q7、电阻R17、MOS管Q6和电阻R31组成，所述电源经过二极管D3与MOS管Q7进行串联，所述电阻R17与MOS管Q6进行串联，所述电阻R31与MOS管Q7之间为并联。
优选的，所述稳压管Q5的击穿电压值为6.2V，当外界电源输入电压低于6.2伏时候，输出就为输入电压值，当外界电源输入电压高于6.2V时输出为0。
优选的，所述二极管D3的输入端与电源输出端性相互连接，所述二极管D3的输出端与MOS管Q7的输入端相互连接。
优选的，所述二极管D3的集电极为MOS管Q7的高电位端，且二极管D3的发射极为MOS管Q7的低电位端。
优选的，所述MOS管Q6为第一控制端，且MOS管Q6的漏极为控制端高电位端，并且MOS管Q6的源极为控制端低电位端。
优选的，所述MOS管Q6为稳压管Q5的正常电压控制端，且MOS管Q7为稳压管Q5的过压控制端用于实现电路保护作用。
优选的，所述MOS管Q7为P型UT3401G-AE3-R，且MOS管Q7的基准电流为4.2A，并且MOS管Q7的基准电压为30V。
优选的，所述MOS管Q7为第二控制端，且MOS管Q7的漏极为控制端高电位端，并且MOS管Q7的源极为控制端低电位端。
优选的，所述电阻R17为MOS管Q6的基极电阻，且电阻R17的电阻值为1KΩ，并且电阻R17输入端与电阻R13之间为并联，同时电阻R17的输出端与MOS管Q6串联。
优选的，所述电阻R31为MOS管Q7的门极电阻，且电阻R31输入端与MOS管Q7串联。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该过电压保护电路的设计，通过少量的元器件进行过电压保护作用，同时也具有防止反接的作用，在实际的应用中，如果高的电压注入进去，输出自动停止，确保系统的电压不过超，从而有效防止相同的端子不同功能的座子插反后，导致电路损坏，进而实现保护防止烧坏系统电子元器件的作用，且通过对稳压管Q5的稳压值进行保护点电压的调节，可以适应不同电压类型的电路进行保护作用。
附图说明
图1为本发明过电压保护电路的结构示意图；
图2为本发明电压保护电路的工作流程示意图；
图3为本发明电压保护电路的工作流程示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种过电压保护电路的设计，包括电源端、电压检测端、电压保护端和电压输出端，所述电源端与外界电源相连接实现电源输入作用，且电流介入后首先通过电压检测端进行电压检测并输出信号，并且当电压过大时通过电压保护端控制电路通断实现保护；还包括：电压检测端通过电阻R13与稳压管Q5组成，且电阻R13与稳压管Q5之间为串联关系，其中稳压管Q5用于检测进入电压是否大于预设阈值并输出相关信号；电压保护端通过二极管D3、MOS管Q7、电阻R17、MOS管Q6和电阻R31组成，所述电源经过二极管D3与MOS管Q7进行串联，所述电阻R17与MOS管Q6进行串联，所述电阻R31与MOS管Q7之间为并联；的击穿电压值为6.2V，当外界电源输入电压低于6.2伏时候，输出就为输入电压值，当外界电源输入电压高于6.2V时输出为0；二极管D3的输入端与电源输出端性相互连接，所述二极管D3的输出端与MOS管Q7的输入端相互连接。
在使用该保护电路过程中，外接电源端通过二极管D3介入电路中时，此时通过稳压管Q5（且通过对稳压管Q5的稳压值进行保护点电压的调节，可以适应不同电压类型的电路进行保护作用）可以对介入电压进行判断，并输出相关电信号，配合MOS管Q6和MOS管Q7的作用，通过接受的电信号控制电路的截止与导通，从而实现电路防护作用。
二极管D3的集电极为MOS管Q7的高电位端，且二极管D3的发射极为MOS管Q7的低电位端。
MOS管Q6为第一控制端，且MOS管Q6的漏极为控制端高电位端，并且MOS管Q6的源极为控制端低电位端。
MOS管Q6为稳压管Q5的正常电压控制端，且MOS管Q7为稳压管Q5的过压控制端用于实现电路保护作用。
MOS管Q7为P型UT3401G-AE3-R，且MOS管Q7的基准电流为4.2A，并且MOS管Q7的基准电压为30V。
MOS管Q7为第二控制端，且MOS管Q7的漏极为控制端高电位端，并且MOS管Q7的源极为控制端低电位端。
电阻R17为MOS管Q6的基极电阻，且电阻R17的电阻值为1KΩ，并且电阻R17输入端与电阻R13之间为并联，同时电阻R17的输出端与MOS管Q6串联。
电阻R31为MOS管Q7的门极电阻，且电阻R31输入端与MOS管Q7串联。
工作原理：如图1-3所示，外接电源端通过二极管D3介入电路中，当进入电压小于等于6.2V时，此时稳压管Q5输出正常工作电信号，此时MOS管Q6处于截止状态，而MOS管Q7实现导通，保证电路的正常运行，当进入电压大于6.2V时，此时MOS管Q6处于导通状态，且MOS管Q7的门极为高定平，从而使MOS管Q7处于截止状态，进而避免输出电压，实现电路保护作用，这就是该过电压保护电路的设计的工作原理；
此过压保护电路应用场景如智能马桶控制器，由于智能马桶为一个控制系统，各个模块独立且供电电压为多组，例如5V，3.3V和12V等，实际生产过程中，由于各个模块之间的电气连接方式为排线连接，难免存在相同PIN数的排线，这样就会产生错插误插等情况，一旦把含有12V的排线插到5V的模块电路板中，会导致整个模块的烧毁，针对这一现象，通过上述中的过压保护系统，可以有效实现电路保护作用，防止此类现象的发生。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种过电压保护电路的设计，包括电源端、电压检测端、电压保护端和电压输出端，所述电源端与外界电源相连接实现电源输入作用，且电流介入后首先通过电压检测端进行电压检测并输出信号，并且当电压过大时通过电压保护端控制电路通断实现保护；
其特征在于，还包括：
电压检测端通过电阻R13与稳压管Q5组成，且电阻R13与稳压管Q5之间为串联关系，其中稳压管Q5用于检测进入电压是否大于预设阈值并输出相关信号；
电压保护端通过二极管D3、MOS管Q7、电阻R17、MOS管Q6和电阻R31组成，所述电源经过二极管D3与MOS管Q7进行串联，所述电阻R17与MOS管Q6进行串联，所述电阻R31与MOS管Q7之间为并联。
2.根据权利要求1所述的一种过电压保护电路的设计，其特征在于：所述稳压管Q5的击穿电压值为6.2V，当外界电源输入电压低于6.2伏时候，输出就为输入电压值，当外界电源输入电压高于6.2V时输出为0。
3.根据权利要求1所述的一种过电压保护电路的设计，其特征在于：所述二极管D3的输入端与电源输出端性相互连接，所述二极管D3的输出端与MOS管Q7的输入端相互连接。
4.根据权利要求1所述的一种过电压保护电路的设计，其特征在于：所述二极管D3的集电极为MOS管Q7的高电位端，且二极管D3的发射极为MOS管Q7的低电位端。
5.根据权利要求1一种过电压保护电路的设计，其特征在于：所述MOS管Q6为第一控制端，且MOS管Q6的漏极为控制端高电位端，并且MOS管Q6的源极为控制端低电位端。
6.根据权利要求1所述的一种过电压保护电路的设计，其特征在于：所述MOS管Q6为稳压管Q5的正常电压控制端，且MOS管Q7为稳压管Q5的过压控制端用于实现电路保护作用。
7.根据权利要求1所述的一种过电压保护电路的设计，其特征在于：所述MOS管Q7为P型UT3401G-AE3-R，且MOS管Q7的基准电流为4.2A，并且MOS管Q7的基准电压为30V。
8.根据权利要求1所述的一种过电压保护电路的设计，其特征在于：所述MOS管Q7为第二控制端，且MOS管Q7的漏极为控制端高电位端，并且MOS管Q7的源极为控制端低电位端。
9.根据权利要求1所述的一种过电压保护电路的设计，其特征在于：所述电阻R17为MOS管Q6的基极电阻，且电阻R17的电阻值为1KΩ，并且电阻R17输入端与电阻R13之间为并联，同时电阻R17的输出端与MOS管Q6串联。
10.根据权利要求1所述的一种过电压保护电路的设计，其特征在于：所述电阻R31为MOS管Q7的门极电阻，且电阻R31输入端与MOS管Q7串联。
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