CN205231726U - 一种具有上电保护的电源保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于电源电路技术领域，提供了一种具有上电保护的电源保护电路，该电源保护电路包括电源模块及保护模块，所述保护模块的输入端连接所述电源模块的电源节点，所述保护模块的输出端连接所述电源模块的输入端。在电源系统上电前先检测电路有无短路，负载是否正常，正常情况下再进行上电，以保证电源系统的安全；在上电前进行监测，保护更加彻底，排除掉电路损坏的最后一分风险，有利于减小电路故障率，和缩小故障损害范围；电路结构简单，成本低廉，延长了电源的使用寿命。

Description

一种具有上电保护的电源保护电路

技术领域

本实用新型属于电源电路改进技术领域，尤其涉及一种具有上电保护的电源保护电路。

背景技术

电源系统是电子电路中最重要的一个部分，其分布几乎遍及了所有的电子和工业设备。不管是简单的工业控制电路，还是精密的传感电路，对电源的处理和保护都是很需要重视和讲究的。

目前已经有很多电源保护的方式。最简单的就是加保险丝，进行过流保护；还有对后级电路进行过压或欠压监测等方式。不过这些方式都有一个共同点，就是要在上电，系统工作之后才能检测到故障，进而处理。虽然反应时间很短，但也有可能会造成器件损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有上电保护的电源保护电路，旨在解决现有技术中上电后检测到故障反应时间造成器件按损坏的技术问题。

本实用新型是这样实现的，一种具有上电保护的电源保护电路，该电源保护电路包括电源模块及保护模块，所述保护模块的输入端连接所述电源模块的电源节点，所述保护模块的输出端连接所述电源模块的输入端。

本实用新型的进一步技术方案是：所述保护模块包括比较单元及基准电压单元，所述基准电压单元输出端连接所述比较单元的输入端。

本实用新型的进一步技术方案是：所述基准电压单元包括电阻R1、电阻R3、电阻R4、电容C1及基准电压源U1，所述电阻R1的一端连接所述基准电压源U1的C接脚，所述基准电压源U1的R接脚分别连接所述电容C1的一端及电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端与所述电阻R4的一端交汇输出电压0.3V，所述基准电压源U1的A接脚、电容C1的另一端及电阻R4的另一端均接地。

本实用新型的进一步技术方案是：所述比较电路包括比较器U4、电阻R5及电阻R7，所述比较器U4的第1脚连接所述电阻R7的一端及电阻R5的一端，所述电阻R7的另一端连接电源模块，所述比较器U4的第3脚分别连接电阻R4的一端及电阻R3的另一端，所述比较器U4的第4脚连接所述电源模块，所述比较器U4的第5脚连接VDD，所述比较器U4的第2脚接地，所述电阻R5的另一端连接所述比较器U4的第4脚。

本实用新型的进一步技术方案是：所述电源模块包括保险单元及电源单元，所述保险单元的输出端连接所述电源单元的输出端。

本实用新型的进一步技术方案是：所述电源单元包括电源芯片U2、电阻R2及负载RL1，所述电源芯片U2的OUTPUT脚分别连接电阻R2的一端及负载RL1的一端，所述电源芯片U2的GND脚及负载RL1的另一端均接地。

本实用新型的进一步技术方案是：所述保险单元采用的是保险丝F1。

本实用新型的进一步技术方案是：所述电源单元与所述比较单元相连构成稳压保护电路。

本实用新型的进一步技术方案是：所述稳压保护电路至少一路。

本实用新型的有益效果是：在电源系统上电前先检测电路有无短路，负载是否正常，正常情况下再进行上电，以保证电源系统的安全；在上电前进行监测，保护更加彻底，排除掉电路损坏的最后一分风险，有利于减小电路故障率，和缩小故障损害范围；电路结构简单，成本低廉，延长了电源的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的保险单元的电气原理图。

图2是本实用新型实施例提供的第一路电源单元的电气原理图。

图3是本实用新型实施例提供的第二路电源单元的电气原理图。

图4是本实用新型实施例提供的基准电压单元的电气原理图。

图5是本实用新型实施例提供的第一比较电路的电气原理图。

图6是本实用新型实施例提供的第二比较电路的电气原理图。

具体实施方式

图1示出了本实用新型提供的一种具有上电保护的电源保护电路，该电源保护电路包括电源模块及保护模块，所述保护模块的输入端连接所述电源模块的电源节点，所述保护模块的输出端连接所述电源模块的输入端。

电源保护电路主要包含了原先的电源模块和增加的电源保护模块。电源保护模块包括基准电压单元及比较单元。

上电前，在负载正常时，VDD使得节点POWER1、POWER2产生0.4V电压，在比较器与0.3V基准电压相比较，大于基准电压，故EN1和EN2输出为VDD，打开电源，之后电源工作输出电压仍大于基准电压，电源可继续工作；上电前，在负载过低或有短路时，POWER1和POWER2的电压会偏低，接近0V，小于0.3V基准电压，EN1和EN2输出为GND，不打开电源；上电后，若负载突然短路，POWER1和POWER2的电压也会被突然拉低，接近0V，小于基准电压，电源自动关闭。

所述保护模块包括比较单元及基准电压单元，所述基准电压单元输出端连接所述比较单元的输入端。

所述基准电压单元包括电阻R1、电阻R3、电阻R4、电容C1及基准电压源U1，所述电阻R1的一端连接所述基准电压源U1的C接脚，所述基准电压源U1的R接脚分别连接所述电容C1的一端及电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端与所述电阻R4的一端交汇输出电压0.3V，所述基准电压源U1的A接脚、电容C1的另一端及电阻R4的另一端均接地。

在本申请中以两路比较单元为例讲述其结构，所述比较单元包括第一比较电路及第二比较电路。

所述第一比较电路包括比较器U4、电阻R5及电阻R7，所述比较器U4的第1脚连接所述电阻R7的一端及电阻R5的一端，所述电阻R7的另一端连接电源模块，所述比较器U4的第3脚分别连接电阻R4的一端及电阻R3的另一端，所述比较器U4的第4脚连接所述电源模块，所述比较器U4的第5脚连接VDD，所述比较器U4的第2脚接地，所述电阻R5的另一端连接所述比较器U4的第4脚。

所述第二比较电路包括比较器U5、电阻R8及电阻R9，所述比较器U5的第1脚连接所述电阻R8的一端及电阻R9的一端，所述电阻R9的另一端连接电源模块，所述比较器U5的第3脚分别连接电阻R4的一端及电阻R3的另一端，所述比较器U5的第4脚连接所述电源模块，所述比较器U5的第5脚连接VDD，所述比较器U5的第2脚接地，所述电阻R8的另一端连接所述比较器U4的第4脚。

所述电源模块包括保险单元、电源单元，所述保险单元的输出端连接所述电源单元的输出端。

在本申请中以两路电源单元为例讲述其结构，所述电源单元包括第一路电源单元及第二路电源单元。

所述第一路电源单元包括电源芯片U2、电阻R2及负载RL1，所述电源芯片U2的OUTPUT脚分别连接电阻R2的一端及负载RL1的一端，所述电源芯片U2的GND脚及负载RL1的另一端均接地。

所述第二路电源单元包括电源芯片U3、电阻R6及负载RL2，所述电源芯片U3的OUTPUT脚分别连接电阻R6的一端及负载RL2的一端，所述电源芯片U3的GND脚及负载RL2的另一端均接地。

所述保险单元采用的是保险丝F1。

所述电源单元与所述比较单元相连构成稳压保护电路。

所述稳压保护电路至少一路。

在电源模块中U2、U3电源内部细节此处不进行描述，F1为常规的保险丝，根据实际电流大小选用合适规格，RL1和RL2为电路的等效负载，R2和R6为限流电阻，其值取决于VDD和RL1、RL2。

此处要注意本电路并非仅用于U2和U3两路电源，也可用于更多路的等效电源，其原理相同。

在电源保护模块中U1为基准电压源，输出1V的基准电压，R1为限流电阻，R3和R4分压，产生0.3V的取样点，C1为滤波电容，使基准电压更加稳定。

在比较单元中，U4和U5是比较器芯片，R5、R7、R8、R9为反馈电阻。

已知变量VDD可适用于3.3V至36V的各种电源系统。RL1和RL2为已知负载等效阻抗。

U1的工作电流最大为10mA，我们一般取1mA。故

U1输出为1V，为了得到0.3V基准电压，我们需要7.15k和3.09k的电阻分压。 $\frac{1V}{R3+R4}=\frac{0.3V}{R4}.$

U4和U5的迟滞比较器电路完全相同。以U4电路为例：

${\mathrm{VT}}_{+}=\frac{R5+R7}{R5}*0.3V=0.3006V,{\mathrm{VT}}_{-}={\mathrm{VT}}_{+}-\frac{R7}{R5}*VDD=0.3006V-\frac{VDD}{499}.$ 迟滞门限的上限为0.3006V，下限由VDD决定，例如VDD取24V时，下限为0.2525V。就是说POWER1大于0.3006V时输出EN为高，小于0.2525V时，输出EN为低。

正常情况下，为了冗余，我们要求POWER1和POWER2至少为0.4V，以保证在负载轻微变化时仍大于基准电压，故 即R2＝(2.5VDD-1)RL1，R6＝(2.5VDD-1)RL2。

以VDD取24V，RL1为1K，RL2为2K为例：R1＝24k，VT-＝0.2525V，R2＝59k，R6＝118k。可满足电路功能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有上电保护的电源保护电路，其特征在于：该电源保护电路包括电源模块及保护模块，所述保护模块的输入端连接所述电源模块的电源节点，所述保护模块的输出端连接所述电源模块的输入端。

2.根据权利要求1所述的电源保护电路，其特征在于，所述保护模块包括比较单元及基准电压单元，所述基准电压单元输出端连接所述比较单元的输入端。

3.根据权利要求2所述的电源保护电路，其特征在于，所述基准电压单元包括电阻R1、电阻R3、电阻R4、电容C1及基准电压源U1，所述电阻R1的一端连接所述基准电压源U1的C接脚，所述基准电压源U1的R接脚分别连接所述电容C1的一端及电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端与所述电阻R4的一端交汇输出电压0.3V，所述基准电压源U1的A接脚、电容C1的另一端及电阻R4的另一端均接地。

4.根据权利要求2或3所述的电源保护电路，其特征在于，所述比较电路包括比较器U4、电阻R5及电阻R7，所述比较器U4的第1脚连接所述电阻R7的一端及电阻R5的一端，所述电阻R7的另一端连接电源模块，所述比较器U4的第3脚分别连接电阻R4的一端及电阻R3的另一端，所述比较器U4的第4脚连接所述电源模块，所述比较器U4的第5脚连接VDD，所述比较器U4的第2脚接地，所述电阻R5的另一端连接所述比较器U4的第4脚。

5.根据权利要求4所述的电源保护电路，其特征在于，所述电源模块包括保险单元及电源单元，所述保险单元的输出端连接所述电源单元的输出端。

6.根据权利要求5所述的电源保护电路，其特征在于，所述电源单元包括电源芯片U2、电阻R2及负载RL1，所述电源芯片U2的OUTPUT脚分别连接电阻R2的一端及负载RL1的一端，所述电源芯片U2的GND脚及负载RL1的另一端均接地。

7.根据权利要求6所述的电源保护电路，其特征在于，所述保险单元采用的是保险丝F1。

8.根据权利要求7所述的电源保护电路，其特征在于，所述电源单元与所述比较单元相连构成稳压保护电路。

9.根据权利要求8所述的电源保护电路，其特征在于，所述稳压保护电路至少一路。