CN202435002U

CN202435002U - 机顶盒的短路保护电路

Info

Publication number: CN202435002U
Application number: CN 201120549060
Authority: CN
Inventors: 郑德生
Original assignee: Shenzhen Skyworth Digital Technology Co Ltd; Shenzhen Skyworth Software Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Skyworth Digital Technology Co Ltd; Shenzhen Skyworth Software Co Ltd
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2011-12-26
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2021-12-26

Abstract

本实用新型实施例公开了一种机顶盒的短路保护电路，包括限流电路，限流电路连接在机顶盒的LNB连接端与其供电电源输出端之间；限流电路包括第一开关器件、第二开关器件、输入电阻、分压电阻和接地电阻；第一开关器件的第一连接端连接至低噪声下变频器连接端；第一开关器件的第二连接端连接至第二开关器件的控制端，经由输入电阻连接至供电电源输出端，还经由分压电阻连接至地；第一开关器件的控制端连接至第二开关器件的第一连接端，还经由接地电阻连接至地；第二开关器件的第二连接端连接至供电电源输出端。采用本实用新型，可限制机顶盒中LNB的输出电流的大小，在LNB输出电流过大时快速切断LNB的供电电源。

Description

机顶盒的短路保护电路

技术领域

本实用新型涉及机顶盒内电路，尤其涉及一种机顶盒的短路保护电路。

背景技术

数字机顶盒已成为家庭娱乐和应用的核心设备，使人们轻松地享受数字家庭的美好体验。其中，数字卫星机顶盒主要由调谐器、解调器、CPU(Central Process Unit，中央处理器)、系统控制部分、扩展接口和电源等部分组成。而调谐器是整个数字卫星机顶盒接收卫星信号的关键，内部结构主要由放大器、变频器、锁相环、带通滤波器、中频放大器、AGC （Automatic Generation Control，自动发电量控制）电路和移向器等组成。在整个系统中，由放大器、变频器等组成的LNB （Low Noise Block，低噪声下变频器）的供电安全严重影响机顶盒的工作安全。

在现有技术中，通常采用以下两种方案来提高LNB的安全性能：

A、在LNB的供电电源的输出端（LNB_PWR）接PTC（Positive Temperature Coefficient，正温度系数）热敏电阻，具体电路如图1所示。PTC热敏电阻F1是一种典型的具有温度敏感性的半导体电阻，超过一定温度(居里温度)时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。由于端口FULL_NIM2_VLNBA连接LNB电路，当LNB电路短路时，流过PTC热敏电阻的电流增大，导致PTC发热而电阻值急剧升高，类似于断开了LNB的供电电源，从而保护了前端电路（例如LNB电路）。但是，由于PTC热敏电阻从发热到阻值升高需要一段较长时间，无法起到快速保护作用，很有可能使主板电路烧坏。

B、在LNB的输出端（FULL_NIM2）接电阻分压，并在分压点接三极管的基极，通过所接三极管的导通与截止状态来判断LNB电路是否短路，具体电路如图2所示。当LNB电路正常工作时，三极管Q1导通，Q1的集电极输出低电平；当LNB电路短路时，三极管Q1截止，Q1的集电极输出高电平，通过端口LNB_ERROR输出电平的高低就可以判断LNB是否短路，并在LNB短路时切断其供电电源。虽然当LNB电路短路时，B方案相对于A方案可加快保护速度，但是，由于切断供电电源仍然需要一段时间，而LNB短路时电流很大，这种大电流同样可能使主板电路烧坏。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种机顶盒的短路保护电路。可限制机顶盒中LNB的输出电流的大小，在LNB输出电流过大时快速切断LNB的供电电源，从而保护主板电路不被烧毁。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种机顶盒的短路保护电路，包括限流电路，所述限流电路连接在机顶盒的低噪声下变频器连接端与其供电电源输出端之间；所述限流电路包括第一开关器件、第二开关器件、输入电阻、分压电阻和接地电阻，所述第一开关器件的第一连接端连接至所述低噪声下变频器连接端，所述第一开关器件的第二连接端经由所述输入电阻连接至所述供电电源输出端，所述第一开关器件的第二连接端连接至所述第二开关器件的控制端，所述第一开关器件的第二连接端还经由所述分压电阻连接至地，所述第一开关器件的控制端经由所述接地电阻连接至地，所述第一开关器件的控制端还连接至所述第二开关器件的第一连接端，所述第二开关器件的第二连接端连接至所述供电电源输出端，其中所述第一开关器件在所述第一开关器件的第二连接端电压与第一开关器件的控制端电压之差大于第一阈值时导通，所述第二开关器件在所述第二开关器件的第二连接端电压与第二开关器件的控制端电压之差大于第二阈值时导通，第一阈值和第二阈值都是正数。

其中，所述短路保护电路还包括供电控制电路和供电开关，所述供电控制电路连接在所述低噪声下变频器连接端与所述供电开关之间，所述供电控制电路在所述低噪声下变频器连接端的电压低于第三阈值时通过所述供电开关切断所述低噪声下变频器的供电，第三阈值是正数。

其中，所述供电控制电路包括第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻和第三开关器件，所述第三开关器件的控制端经由第十四电阻连接至所述低噪声下变频器连接端，所述第三开关器件的控制端经由第十五电阻连接至地，所述第三开关器件的第一连接端经由第十三电阻连接至驱动电压，所述第三开关器件的第一连接端还连接至供电开关，所述第三开关器件的第二连接端连接至地，其中所述第三开关器件在所述第三开关器件的控制端电压与第三开关器件的第二连接端电压之差大于第四阈值时导通，所述供电开关在检测到所述第三开关器件的第一连接端输出高电平时切断所述低噪声下变频器的供电，第四阈值是正数。

其中，所述供电开关是中央处理器，所述中央处理器包括用于控制所述低噪声下变频器供电状态的供电使能脚，所述第三开关器件的第一连接端连接至所述中央处理器的通用输入/输出接口，所述中央处理器在所述输入/输出接口接收到高电平时控制所述供电使能脚处于非使能状态。

其中，所述第一开关器件是第一三极管，所述第一三极管是PNP管，所述第一开关器件的控制端是第一三极管的基极，所述第一开关器件的第一连接端是第一三极管的集电极，所述第一开关器件的第二连接端是第一三极管的发射极。

其中，所述第二开关器件是第二三极管，所述第二三极管是PNP管，所述第二开关器件的控制端是第二三极管的基极，所述第二开关器件的第一连接端是第二三极管的集电极，所述第二开关器件的第二连接端是第二三极管的发射极。

其中，所述第三开关器件是第三三极管，所述第三三极管是NPN管，所述第三开关器件的控制端是第三三极管的基极，所述第三开关器件的第一连接端是第三三极管的集电极，所述第三开关器件的第二连接端是第三三极管的发射极。

其中，所述限流电路还包括第八电阻，所述第二三极管的基极依次经由所述第八电阻和输入电阻连接至所述供电电源输出端，所述第二三极管的基极还经由所述第八电阻连接至所述第一三极管的发射极。

其中，所述限流电路还包括第五电阻和第七电阻，所述第一三极管的发射极经由所述第五电阻连接至所述供电电源输出端，所述第一三极管的发射极依次经由第七电阻和接地电阻连接至地，所述第一三极管的发射极还经由所述第七电阻连接至所述第二三极管的集电极。

其中，所述短路保护电路还包括滤波电路，所述滤波电路包括滤波电容和滤波电阻，所述滤波电容和所述滤波电阻并联，所述第一三极管的集电极经由所述滤波电容连接至地。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：通过分压电路检测低噪声下变频器的输出电流，并在低噪声下变频器的输出电流超出一定值时断开供电电源与低噪声下变频器的连接，从而可以限制机顶盒中低噪声下变频器的输出电流的大小，在低噪声下变频器输出电流过大时快速切断低噪声下变频器的供电电源，保护了主板电路不被烧毁。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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是现有的机顶盒的短路保护电路的方案A的电路图；

图2是现有的机顶盒的短路保护电路的方案B的电路图；

图3是本实用新型提供的机顶盒的短路保护电路的第一实施例结构示意图；

图4是本实用新型提供的机顶盒的短路保护电路的第二实施例结构示意图；

图5是本实用新型提供的机顶盒的短路保护电路的第三实施例结构示意图；

图6是本实用新型提供的机顶盒的短路保护电路的第四实施例电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图3，为本实用新型提供的机顶盒的短路保护电路1的第一实施例结构示意图。如图3所示，该短路保护电路1包括：

限流电路10，限流电路10连接在机顶盒的LNB（Low Noise Block，低噪声下变频器）输出端FULL_NIM2_VLNBA与其供电电源输出端LNB_PWR之间。

限流电路10包括第一开关器件101、第二开关器件102、输入电阻103、分压电阻104和接地电阻105。第一开关器件101的第一连接端连接至LNB连接端FULL_NIM2_VLNBA，第一开关器件101的第二连接端经由输入电阻103连接至供电电源输出端LNB_PWR，第一开关器件101的第二连接端连接至第二开关器件102的控制端，第一开关器件101的第二连接端还经由分压电阻104连接至地，第一开关器件的控制端经由接地电阻105连接至地，第一开关器件101的控制端还连接至第二开关器件102的第一连接端，第二开关器件的102第二连接端连接至供电电源输出端LNB_PWR，其中第一开关器件101在第一开关器件的第二连接端电压与第一开关器件的控制端电压之差大于第一阈值时导通，第二开关器件102在第二开关器件的第二连接端电压与第二开关器件的控制端电压之差大于第二阈值时导通，其中第一阈值和第二阈值都是正数。

在短路保护电路1的工作过程中，若LNB正常工作，第二开关器件的第二连接端电压与第二开关器件的控制端电压之差小于第二阈值，第二开关器件102断开，使得第一开关器件的第二连接端电压与第一开关器件的控制端电压之差大于第一阈值，因此第一开关器件101导通；若LNB出现短路，即LNB的输出电流增大，直至使第二开关器件的第二连接端电压与第二开关器件的控制端电压之差大于第二阈值时，第二开关器件102导通，这时第一开关器件的第二连接端电压低于第一开关器件的控制端电压，因此第一开关器件101断开，停止给LNB供电。

本发明实施例提供的一种机顶盒的短路保护电路，通过分压电路检测低噪声下变频器的输出电流，并在低噪声下变频器的输出电流超出一定值时断开供电电源与低噪声下变频器的连接，从而可以限制机顶盒中低噪声下变频器的输出电流的大小，在低噪声下变频器输出电流过大时快速切断低噪声下变频器的供电电源，保护了主板电路不被烧毁。

参见图4，为本实用新型提供的机顶盒的短路保护电路1的第二实施例结构示意图。如图4所示，该短路保护电路所述短路保护电路1包括限流电路10、供电控制电路11和供电开关12。其中，供电控制电路11连接在LNB连接端FULL_NIM2_VLNBA与供电开关12之间。在本实施例中，供电控制电路11可以在LNB连接端的电压低于第三阈值时通过供电开关12切断LNB的供电，其中第三阈值是正数。

具体地，供电控制电路11可以包括第十三电阻111、第十四电阻112、第十五电阻113和第三开关器件114。第三开关器件114的控制端经由第十四电阻112连接至LNB连接端FULL_NIM2_VLNBA，第三开关器件114的控制端经由第十五电阻113连接至地，第三开关器件114的第一连接端经由第十三电阻101连接至驱动电压（例如+3V电压），第三开关器件114的第一连接端还连接至供电开关12，第三开关器件114的第二连接端连接至地，其中第三开关器件114在第三开关器件的控制端电压与第三开关器件的第二连接端电压之差大于第四阈值时导通，供电开关12在检测到第三开关器件114的第一连接端输出高电平时切断LNB的供电，其中第四阈值是正数。

若LNB正常工作，LNB连接端电压高于第三阈值，第三开关器件的控制端电压与第三开关器件的第二连接端电压之差大于第四阈值，第三开关器件114导通，第三开关器件的第一连接端输出低电平，供电开关12开启LNB的供电，LNB正常供电；若LNB短路，LNB连接端电压低于第三阈值，第三开关器件的控制端电压与第三开关器件的第二连接端电压之差小于第四阈值，第三开关器件114断开，第三开关器件的第一连接端输出高电平，供电开关12切断LNB的供电，LNB断电。通过供电控制电路和供电开关，可以在限流的基础上快速停止给LNB供电，避免过大的电流将LNB及相关电路烧毁，保障了机顶盒主板电路的安全。

优选地，供电开关12可以是中央处理器，中央处理器包括用于控制LNB供电状态的供电使能脚。本领域技术人员应当理解，该供电使能脚用于控制LNB的供电状态，当LNB的供电使能脚处于使能状态时，LNB可以由供电电源供电；当LNB的供电使能脚处于非使能状态时，LNB不能被供电，即LNB与供电电源断开连接。第三开关器件114的第一连接端连接至中央处理器的通用输入/输出接口，中央处理器在输入/输出接口接收到高电平时控制供电使能脚处于非使能状态。

优选地，第一开关器件101可以是第一三极管，第一三极管是PNP管，第一开关器件的控制端是第一三极管的基极，第一开关器件的第一连接端是第一三极管的集电极，第一开关器件的第二连接端是第一三极管的发射极。

优选地，第二开关器件102可以是第二三极管，第二三极管是PNP管，第二开关器件的控制端是第二三极管的基极，第二开关器件的第一连接端是第二三极管的集电极，第二开关器件的第二连接端是第二三极管的发射极。

优选地，第三开关器件114可以是第三三极管，第三三极管是NPN管，第三开关器件的控制端是第三三极管的基极，第三开关器件的第一连接端是第三三极管的集电极，第三开关器件的第二连接端是第三三极管的发射极。

优选地，限流电路10还可以包括第八电阻，第二三极管的基极依次经由第八电阻和输入电阻连接至供电电源输出端LNB_PWR，第二三极管的基极还经由第八电阻连接至第一三极管的发射极。

优选地，限流电路10还可以包括第五电阻和第七电阻，第一三极管的发射极经由第五电阻连接至供电电源输出端，第一三极管的发射极依次经由第七电阻和接地电阻连接至地，第一三极管的发射极还经由第七电阻连接至第二三极管的集电极。

参见图5，为本实用新型提供的机顶盒的短路保护电路1的第三实施例结构示意图。如图5所示，该短路保护电路1可以包括限流电路10、供电控制电路11、供电开关12和滤波电路13。

具体地，滤波电路13可以包括滤波电容131和滤波电阻132。滤波电容131和滤波电阻132并联，第一开关器件101的第一连接端经由滤波电容131连接至地。

参见图6，为本实用新型提供的机顶盒的短路保护电路的第四实施例电路图。如图6所示，机顶盒的短路保护电路1由限流电路、供电控制电路、供电开关和滤波电路这四个部分构成。供电电源输出端为LNB提供13/18V电压。

在限流电路中，Q2和Q3都是PNP管，Q2的集电极连接至LNB连接端FULL_NIM2_VLNBA，Q2的发射极经由R6连接至供电电源输出端LNB_PWR，Q2的发射极经由R5连接至供电电源输出端LNB_PWR，Q2的发射极依次经由R7和R10连接至地，Q2的发射极还经由R7连接至Q3的集电极，Q2的发射极还经由R8连接至Q3的基极，Q1的基极经由R10连接至地，Q1的基极还连接至Q3的集电极；Q3的发射极连接至供电电源输出端LNB_PWR，Q3的基极经由R9连接至地。

在供电控制电路中，Q4是NPN管，Q4的基极经由R14连接至LNB连接端FULL_NIM2_VLNBA，Q4的基极经由R15连接至地，Q4的集电极经由R13连接至+3V电压，Q4的集电极还连接至CPU的GPIO接口，Q4的发射极连接至地。

在滤波电路中，滤波电容C3和滤波电阻R12并联，Q2的集电极经由滤波电容C3连接至地。

LNB正常工作时，电路连接顺序是LNB_PWR、R5和R6、Q2、FULL_NIM2_VLNBA，再到LNB（也可以成为高频头），供电电源的电压经由电阻R14、R15分压，给三极管Q4提供基极电压，使Q4的集电极（LNB_ERROR）输出低电平。当某些原因引起该条线路的电流变大后，由于电阻R6上的电压增加，电阻R5与电阻R8上的电压也相应增大，三极管Q3的发射极与基极之间的电压差值也增大，当该条线路的电流超过了电路设计的某阈值，三极管Q3的发射极与基极之间的电压就超过0.6~0.7V，三极管Q3导通，使电阻R10的电压与LNB_PWR的电压相等，也即三极管Q2的基极电压为LNB_PWR的电压值。而三极管Q2的发射极电压等于LNB_PWR的电压值减去电阻R5上的电压值，也就是三极管Q2的基极电压值大于三极管Q2的发射极电压值，则三极管Q2截止，13/18V供电电源就没有输出，即达到了限流作用，且达到LNB电流过大，关闭LNB供电的作用。另外，三极管Q4的基极电压接近为0V，三极管Q4的集电极（LNB_ERROR）输出高电平，而CPU的GPIO接口在收到LNB_ERROR的高电平时会切断控制LNB的供电使能脚（即使该供电使能脚处于非使能状态），断开LNB的供电，这样就可以实现短路后的快速断电了。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims

1.一种机顶盒的短路保护电路，其特征在于，包括限流电路，所述限流电路连接在机顶盒的低噪声下变频器连接端与其供电电源输出端之间；所述限流电路包括第一开关器件、第二开关器件、输入电阻、分压电阻和接地电阻，所述第一开关器件的第一连接端连接至所述低噪声下变频器连接端，所述第一开关器件的第二连接端经由所述输入电阻连接至所述供电电源输出端，所述第一开关器件的第二连接端连接至所述第二开关器件的控制端，所述第一开关器件的第二连接端还经由所述分压电阻连接至地，所述第一开关器件的控制端经由所述接地电阻连接至地，所述第一开关器件的控制端还连接至所述第二开关器件的第一连接端，所述第二开关器件的第二连接端连接至所述供电电源输出端，其中所述第一开关器件在所述第一开关器件的第二连接端电压与第一开关器件的控制端电压之差大于第一阈值时导通，所述第二开关器件在所述第二开关器件的第二连接端电压与第二开关器件的控制端电压之差大于第二阈值时导通，第一阈值和第二阈值都是正数。

2.根据权利要求1所述的机顶盒的短路保护电路，其特征在于，所述短路保护电路还包括供电控制电路和供电开关，所述供电控制电路连接在所述低噪声下变频器连接端与所述供电开关之间，所述供电控制电路在所述低噪声下变频器连接端的电压低于第三阈值时通过所述供电开关切断所述低噪声下变频器的供电，第三阈值是正数。

3.根据权利要求2所述的机顶盒的短路保护电路，其特征在于，所述供电控制电路包括第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻和第三开关器件，所述第三开关器件的控制端经由第十四电阻连接至所述低噪声下变频器连接端，所述第三开关器件的控制端经由第十五电阻连接至地，所述第三开关器件的第一连接端经由第十三电阻连接至驱动电压，所述第三开关器件的第一连接端还连接至供电开关，所述第三开关器件的第二连接端连接至地，其中所述第三开关器件在所述第三开关器件的控制端电压与第三开关器件的第二连接端电压之差大于第四阈值时导通，所述供电开关在检测到所述第三开关器件的第一连接端输出高电平时切断所述低噪声下变频器的供电，第四阈值是正数。

4.根据权利要求3所述的机顶盒的短路保护电路，其特征在于，所述供电开关是中央处理器，所述中央处理器包括用于控制所述低噪声下变频器供电状态的供电使能脚，所述第三开关器件的第一连接端连接至所述中央处理器的通用输入/输出接口，所述中央处理器在所述输入/输出接口接收到高电平时控制所述供电使能脚处于非使能状态。

5.根据权利要求4所述的机顶盒的短路保护电路，其特征在于，所述第一开关器件是第一三极管，所述第一三极管是PNP管，所述第一开关器件的控制端是第一三极管的基极，所述第一开关器件的第一连接端是第一三极管的集电极，所述第一开关器件的第二连接端是第一三极管的发射极。

6.根据权利要求5所述的机顶盒的短路保护电路，其特征在于，所述第二开关器件是第二三极管，所述第二三极管是PNP管，所述第二开关器件的控制端是第二三极管的基极，所述第二开关器件的第一连接端是第二三极管的集电极，所述第二开关器件的第二连接端是第二三极管的发射极。

7.根据权利要求6所述的机顶盒的短路保护电路，其特征在于，所述第三开关器件是第三三极管，所述第三三极管是NPN管，所述第三开关器件的控制端是第三三极管的基极，所述第三开关器件的第一连接端是第三三极管的集电极，所述第三开关器件的第二连接端是第三三极管的发射极。

8.根据权利要求7所述的机顶盒的短路保护电路，其特征在于，所述限流电路还包括第八电阻，所述第二三极管的基极依次经由所述第八电阻和输入电阻连接至所述供电电源输出端，所述第二三极管的基极还经由所述第八电阻连接至所述第一三极管的发射极。

9.根据权利要求8所述的机顶盒的短路保护电路，其特征在于，所述限流电路还包括第五电阻和第七电阻，所述第一三极管的发射极经由所述第五电阻连接至所述供电电源输出端，所述第一三极管的发射极依次经由第七电阻和接地电阻连接至地，所述第一三极管的发射极还经由所述第七电阻连接至所述第二三极管的集电极。

10.根据权利要求9所述的机顶盒的短路保护电路，其特征在于，所述短路保护电路还包括滤波电路，所述滤波电路包括滤波电容和滤波电阻，所述滤波电容和所述滤波电阻并联，所述第一三极管的集电极经由所述滤波电容连接至地。