CN201130858Y - 一种过压保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种过压保护电路，所述过压保护电路与电源管理模块相连，其特征在于，所述过压保护电路由开关保护电路和充电保护电路组成，其中，所述开关保护电路通过所述充电保护电路与所述电源管理模块的两个输入端相连接。本实用新型的技术效果在于：1.遇到过压情形能及时切断充电电路，保护电池及电子便携装置；2.通过调整各种元器件参数，普遍适用于各种需要充电的电子便携装置；3.使用普通分立元器件，成本较低。

Description

一种过压保护电路

技术领域

本实用新型涉及一种过压保护电路，具体的说，尤其涉及无线通讯终端的一种充电过压保护电路。

背景技术

随着电子技术的发展，许多电子装置达到了便携程度，如无线手持机、数码相机、MP3、MP4等。便携除了重量、体积要求小，另一个首要条件就是以电池供电。要维持电子装置的持续工作，就要在电池电量耗尽时，更换或对电池充电，更换电池现在比较少了，主要使用充电器。充电器的原理即将交流电源转换为直流的充电电源，再经过无线手持机、相机等便携装置对其电池进行充电。

但是，在对电池充电的过程中，由于市电不稳定、充电器器件损坏失效等其它原因，很可能会使充电器输出充电电压升高，过高的充电电压极易造成电池的损坏，甚至爆炸，并同时造成电子装置内部电路故障等；比如，无线手持机的电源管理芯片损毁，导致无线手持机不能正常使用，另外各种电子装置配套的电池，都具有最高的充电限制电压，超过极易造成电池爆炸或漏液。

在现行的技术中，无线手持机等电子装置是以保险丝或稳压管保证充电电压，不超过规定值。

上述现有技术有其缺点，主要表现为：

一，保险丝反应动作太慢，在保险丝起作用前有可能烧毁后级电路；

二，稳压管和规定限值的过压保护电路在充电电压达到限值临界点时，会造成保护动作频繁，产生脉冲电压，损坏电子装置内部电路。

如图1所示，为现有技术过压保护电路原理示意图；其中现有技术采用集成IC电路，利用R2和R3分压电路分压，当R3电压达到一定值时，集成IC电路切断输出，主要缺点是成本高，R2和R3构成的分压电路由于器件标准值的误差，过压保护电压不准确。分离器件进行过压保护的电路，普遍采用稳压二极管，同样是精度太差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种过压保护电路，以解决在硬件层实现快速反应的充电保护机制的同时，确保充电期间各种电子装置(特别是无线手持机)及使用者的安全等问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种过压保护电路，所述过压保护电路与电源管理模块相连，其特征在于，所述过压保护电路由开关保护电路和充电保护电路组成，其中，所述开关保护电路通过所述充电保护电路与所述电源管理模块的两个输入端相连接。

本实用新型所述的电路，其中，所述开关保护电路，包括：一个开关三极管(Q1)及其基极偏压电阻(R1、R2)和过压保护电容(C1)组成；其中，所述开关三极管(Q1)通过其基极偏压电阻(R1)与输入电源相连，开关三极管(Q1)的基极和发射极之间并联基极偏压电阻(R2)，该开关三极管(Q1)的集电极和发射极之间并联所述过压保护电容(C1)，该过压保护电容(C1)一端与开关三极管(Q1)的发射极一端相连接地，该开关三极管(Q1)的集电极与所述充电保护电路的一端相连接。

本实用新型所述的电路，其中，所述充电保护电路，包括：一对双三极管(Q2、Q3)及其基极偏压电阻(R4、R5、R6、R7)和限流电阻(R3)组成；其中，所述限流电阻(R3)与开关保护电路的开关三极管(Q1)的集电极串联，该限流电阻(R3)另一端与输入电源相连，所述三极管(Q2)的基极通过其偏压电阻(R4)与开关三极管(Q1)的集电极相连，该三极管(Q2)的基极通过其偏压电阻(R5)与其发射极接地相连，该三极管(Q2)的集电极与通过偏压电阻(R6)与三极管(Q3)的基极相连，该三极管(Q3)的发射极和集电极与电源管理模块的两个输入端相连，该三极管(Q3)的发射极和基极之间并联其偏压电阻(R7)，该三极管(Q3)的发射极与输入电源相连。

本实用新型所述的电路，其中，所述开关三极管(Q1)的基极偏压电路按比例分压，即在过压电压临界点基极偏压电阻(R2)上电压使开关三极管(Q1)导通。

其中，所述开关三极管(Q1)的基极偏压电阻(R1)的值为10KΩ，开关三极管(Q1)的基极偏压电阻(R2)的值为1KΩ。

本实用新型所述的电路，其中，所述开关三极管(Q1)的耐压阀值高于30v。

本实用新型所述的电路，其中，所述双三极管(Q2、Q3)的耐压阀值高于30v。

本实用新型所述的电路，其中，所述限流电阻(R3)的值根据R1、R2和Q1的直流放大系数在1KΩ～10KΩ之间选择。

本实用新型的技术效果在于：

1、遇到过压情形能及时切断充电电路，保护电池及电子便携装置；

2、通过调整各种元器件参数，普遍适用于各种需要充电的电子便携装置；

3、使用普通分立元器件，成本较低。

附图说明

图1是现有技术中过压保护电路原理示意图；

图2是本实用新型实施例所述的过压保护电路的结构示意图；

图3是本实用新型实施例所述的过压保护电路的具体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细说明。

如图2所示，本实用新型的过压保护电路与电源管理模块相连，该过压保护电路由开关保护电路和充电保护电路组成，其中，所述开关保护电路通过所述充电保护电路与所述电源管理模块的第一、第二输入端相连接。

本实用新型的过压保护电路中的开关保护电路主要由一个开关三极管及其基极偏压电阻和过压保护电容组成；所述的充电保护电路主要由一双三极管及其基极偏压电阻和限流电阻组成；所述电源管理模块与现有技术中的电源管理模块相同，这里不作具体描述。

所谓充电过压保护，即在输入电压大于某一设定的安全限值时，保护电路动作，切断输入电源，达到保护被充电的电子便携装置和电池目的。

如图3所示，下面结合附图与具体的实施方式对本发明作进一步的详细说明。

所述开关保护电路包括：一个开关三极管(Q1)及其基极偏压电阻(R1、R2)和过压保护电容(C1)组成；

所述充电保护电路包括：一对双三极管(Q2、Q3)及其基极偏压电阻(R4、R5、R6、R7)和限流电阻(R3)组成；

其中，所述开关三极管Q1通过其基极偏压电阻R1与输入电源相连，所述限流电阻R3与开关三极管Q1的集电极串联，限流电阻R3另一端与基极偏压电阻R1的和输入电源相连，开关三极管Q1的基极和发射极之间并联基极偏压电阻R2，开关三极管Q1的集电极和发射极之间并联所述过压保护电容C1，该过压保护电容C1一端与开关三极管Q1的发射极一端相连的部分接地；三极管Q2的基极通过其偏压电阻R4与过压保护电容C1的一端相连，该三极管Q2的基极通过其偏压电阻R5与其发射极和过压保护电容C1的接地端相连，三极管Q2的集电极与通过偏压电阻R6与三极管Q3的基极相连，三极管Q3的发射极和集电极与电源管理模块相连，三极管Q3的发射极和基极之间并联其偏压电阻R7，该三极管Q3的发射极与输入电源相连。

其中，所述的开关保护电路主要是当所述过压保护电路使用时：

一、例如当输入电压低于设定限值6V时，R1和R2的分压低于开关三极管Q1的导通阀值时，Q1截止，输入电源通过充电保护电路的限流电阻R3、以及偏压电阻R4和R5为双三极管Q2和Q3提供偏置电压，使得双三极管中的Q2导通，这时候三极管Q3也能够导通，所以电源管理模块第二输入端有电流输入，控制电源管理模块第一输入端正常充电；

二、例如当输入电压高于设定限值6V时(但不超过30v时)，R1和R2的分压高于开关三极管Q1的导通阀值时，Q1导通，输入电源通过充电保护电路的限流电阻R3、以及偏压电阻R4和R5为双三极管提供偏置电压不足以使双三极管导通，电源管理模块第二输入端没有电流输入，控制电源管理模块第一输入端停止充电；

所述充电保护电路的作用是，在所述开关保护电路中的开关三极管Q1截止时，这时输入电源的电压符合规定，既能够使双三极管Q2和Q3导通的情况下才可以从电源管理模块第二输入端有电流输入，控制电源管理模块第一输入端正常充电；否则不能，这样起到了保护的作用；同样，当开关保护电路中的开关三极管Q1导通时，本身输入电源通过充电保护电路的限流电阻R3以及偏压电阻R4和R5为双三极管提供偏置电压不足以使双三极管导通，所以电源管理模块第二输入端没有电流输入，控制电源管理模块第一输入端停止充电。

过压保护电路各元器件选择与说明：

C1，过压保护电容，与开关三极管Q1的ce结并联电容，用来防止输入电压的尖峰脉冲，起到防抖动和缓冲的作用；

R1和R2，取值在千欧级，这里选取R1＝10KΩ，R2＝1KΩ，普通1/16W，1％精度，封装0402即可。升高R1，降低R2，将减少R2的分压，可提高保护限值，其阻值的选取与过压保护的最高保护电压有关；

Q1开关三极管，要求开关特性好，且耐压高于30v时，当最高保护电压为30V时，Q1严重饱和，R2两端压降为0.6V，则R1上的电流为2.94mA，R2上的电流为0.6mA，I_b＝2.94-0.6，即2.34mA；

R3限流电阻，阻值越大，保护限值电压减少，其取值受R1、R2和Q1的直流放大系数影响，可在1KΩ～10KΩ之间调整；

Q2，Q3是一双三极管，耐压必须高于30V，可选取KEC公司的双三极管KRX102U，包含偏置电阻。

开关三极管(Q1)的耐压阀值和双三极管(Q2、Q3)的耐压阀值可以低于30v。

本实用新型所述实施例的技术效果在于：

1、遇到过压情形能及时切断充电电路，保护电池及电子便携装置；

2、通过调整各种元器件参数，普遍适用于各种需要充电的电子便携装置；

3、使用普通分立元器件，成本较低。

当然，本实用新型还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1、一种过压保护电路，所述过压保护电路与电源管理模块相连，其特征在于，所述过压保护电路由开关保护电路和充电保护电路组成，其中，所述开关保护电路通过所述充电保护电路与所述电源管理模块的两个输入端相连接。

2、如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述开关保护电路，包括：一个开关三极管(Q1)及其基极偏压电阻(R1、R2)和过压保护电容(C1)组成；其中，所述开关三极管(Q1)通过其基极偏压电阻(R1)与输入电源相连，开关三极管(Q1)的基极和发射极之间并联基极偏压电阻(R2)，该开关三极管(Q1)的集电极和发射极之间并联所述过压保护电容(C1)，该过压保护电容(C1)一端与开关三极管(Q1)的发射极一端相连接地，该开关三极管(Q1)的集电极与所述充电保护电路的一端相连接。

3、如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述充电保护电路，包括：一对双三极管(Q2、Q3)及其基极偏压电阻(R4、R5、R6、R7)和限流电阻(R3)组成；其中，所述限流电阻(R3)与开关保护电路的开关三极管(Q1)的集电极串联，该限流电阻(R3)另一端与输入电源相连，所述三极管(Q2)的基极通过其偏压电阻(R4)与开关三极管(Q1)的集电极相连，该三极管(Q2)的基极通过其偏压电阻(R5)与其发射极接地相连，该三极管(Q2)的集电极与通过偏压电阻(R6)与三极管(Q3)的基极相连，该三极管(Q3)的发射极和集电极与电源管理模块的两个输入端相连，该三极管(Q3)的发射极和基极之间并联其偏压电阻(R7)，该三极管(Q3)的发射极与输入电源相连。

4、如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述开关三极管(Q1)的基极偏压电路按比例分压，即在过压电压临界点基极偏压电阻(R2)上电压使开关三极管(Q1)导通。

5、如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述开关三极管(Q1)的基极偏压电阻(R1)的值为10KΩ，开关三极管(Q1)的基极偏压电阻(R2)的值为1KΩ。

6、权利要求2所述的电路，其特征在于，所述开关三极管(Q1)的耐压阀值高于30v。

7、权利要求3所述的电路，其特征在于，所述双三极管(Q2、Q3)的耐压阀值高于30v。

8、权利要求3所述的电路，其特征在于，所述限流电阻(R3)的值根据(R1)、(R2)和(Q1)的直流放大系数在1KΩ～10KΩ之间选择。

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