CN206237301U - 防护电路及电源接口 - Google Patents

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牛志博
纪飞
杨建军
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Abstract

本实用新型涉及一种防护电路及电源接口。该防护电路与电源配合,包括共模电感器以及静电防护瞬态电压抑制器。共模电感器的第一端与电源的正极连接,共模电感器的第二端与电源的负极连接。静电防护瞬态电压抑制器的输入端与共模电感器的第一端连接,所述静电防护瞬态电压抑制器的输出端与公共地端连接。共模电感器能够对共模信号进行抑制。当静电现象产生时,所述静电防护瞬态电压抑制器的输入端与输出端之间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗,以将静电电荷泄放到公共地端,避免静电电荷通过耦合传输到其他元件中,影响电路的正常工作。

Description

防护电路及电源接口
技术领域
[0001] 本实用新型涉及电路装置领域,具体而言,涉及一种防护电路及电源接口。
背景技术
[0002] 在有源电路中,往往会出现静电、电磁辐射等问题。现有技术中,往往使用共模电 感或瞬态电压抑制器对上述问题进行预防。
[0003] 现有的预防方式中,通常在共模电感的第一端以及第二端之间使用瞬态电压抑制 器进行连接,当共模电感的第一端以及第二端由于静电放电等现象产生突变电压时,在瞬 态电压抑制器导通作用下,使得静电以共模形式存在于共模电感的第一端和第二端,由于 共模电感阻碍静电电荷的泄放,静电电荷可能通过寄生电容扩散至其他电路从而影响其他 电路的正常工作。 实用新型内容
[0004] 有鉴于此,本实用新型实施例提供了一种防护电路,既能对共模信号起到抑制作 用,又能较好的泄放静电电荷,避免静电电荷影响其他电路的正常工作。
[0005] 为实现上述目的,本实用新型实施例提供了一种防护电路,与电源相配合,所述防 护电路包括:共模电感器以及静电防护瞬态电压抑制器。所述共模电感器的第一端与所述 电源的正极相连接,所述共模电感器的第二端与所述电源的负极相连接。所述静电防护瞬 态电压抑制器的输入端与所述共模电感器的第一端连接,所述静电防护瞬态电压抑制器的 输出端与公共地端连接。当所述静电防护瞬态电压抑制器的输入端的电压大于阈值电压 时,所述静电防护瞬态电压抑制器的输入端与输出端之间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗, 以将静电电荷泄放到公共地端。
[0006] 应当理解,静电防护瞬态电压抑制器的输入端可以与共模电感器的第一端连接, 也可以也共模电感器的第二端连接。
[0007] 优选地,上述的防护电路,还包括第一静电放电防护瞬态电压抑制器,所述第一静 电放电防护瞬态电压抑制器的输入端与所述电源的正极连接,所述第一静电放电防护瞬态 电压抑制器的输出端与所述公共地端连接。
[0008] 上述的第一静电放电防护瞬态电压抑制器用于对电源的正极进行静电放电防护。 静电放电(Electrostatic Discharge)是一种常见的近场危害源,可形成高电压,强电场, 瞬时大电流,并伴有强电磁辐射,形成静电放电电磁脉冲。
[0009] 当第一静电放电防护瞬态电压抑制器的输入端的电压大于阈值电压时,第一静电 放电防护瞬态电压抑制器的输入端与输出端之间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗,从而吸收 由于静电放电产生的瞬时大电流,实现对静电电荷的及时泄放,从而避免静电以耦合、感应 等方式干扰其他电路,还可以将第一静电放电防护瞬态电压抑制器的输入端与输出端之间 的电压箝制在预定数值,从而可以对共模电感器起到较好的静电放电防护的作用。
[0010] 优选地,上述的防护电路,还包括第二静电放电防护瞬态电压抑制器,所述第二静 电放电防护瞬态电压抑制器的输入端与所述电源的负极连接,所述第二静电放电防护瞬态 电压抑制器的输出端与所述公共地端连接。
[0011] 当第二静电放电防护瞬态电压抑制器的输入端的电压大于阈值电压时,第二静电 放电防护瞬态电压抑制器的输入端与输出端之间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗,从而吸收 由于静电放电产生的瞬时大电流,实现对静电电荷的及时泄放,从而避免静电以耦合、感应 等方式干扰其他电路,还可以将第二静电放电防护瞬态电压抑制器的输入端与输出端之间 的电压箝制在预定数值,从而可以对电源的负极起到较好的静电放电防护的作用。
[0012] 优选地,上述的防护电路,所述第二静电放电防护瞬态电压抑制器的数量为至少 一个。
[0013] 第二静电放电防护瞬态电压抑制器的数量为至少一个。具体地,第二静电放电防 护瞬态电压抑制器的数量可以为一个,当然,也可以为其他的数量。
[0014] 优选地,上述的防护电路,所述静电防护瞬态电压抑制器的数量为至少一个。
[0015] 所述静电防护瞬态电压抑制器的数量为至少一个。具体地,静电防护瞬态电压抑 制器的数量可以为一个,也可以为其他的数量,静电防护瞬态电压抑制器的数量不应该理 解为是对本实用新型的限制。
[0016] 优选地,上述的防护电路,所述公共地端为板级接地端。公共地端具体可以为板 级接地端,即PCB板上的供板上所有元件接地的接地端,以实现静电电荷更好的泄放。
[0017] 优选地,上述的防护电路,所述共模电感器的第三端与负载的正极连接,所述共模 电感器的第四端与公共地端连接。
[0018] 共模电感器的第三端与负载的正极连接,共模电感器往往用于滤出两条输入线之 间的共模干扰信号,即滤去共模电感器第一端以及第二端的共模干扰信号,以使共模电感 器的第三端以及第四端不用受共模干扰信号的影响,还可以滤出第三端和第四端的共模干 扰信号,防止共模干扰信号传输至共模电感器的第一端和第二端,引起设备的电磁干扰测 试超标。
[0019] 本实用新型实施例还提供了一种电源接口,与上述的防护电路相配合,包括接口、 与电源的正极对应的第一输出端、与所述电源的负极对应的第二输出端。所述第一输出端 与共模电感器的第一端连接,所述第二输出端与所述共模电感器的第二端连接。
[0020] 优选地,上述的电源接口,所述接口为USB接口。
[0021] USB接口与市面上的大多数充电设备兼容,即可以将充电设备与上述的USB接口相 连,来为与防护电路耦合的负载充电,并且在充电过程中,由于防护电路的存在,可以对浪 涌、静电放电、电磁辐射等问题起到防护作用。
[0022] 优选地,上述的电源接口,所述接口为USB Type-C接口。
[0023] 接口可以为USB Type-C接口,由于USB Type-C接口传输速度更快,电力传输能力 更强,因此USB Type-C接口有着较好的发展前景。
[0024] 本实用新型实施例提供的防护电路的有益效果为:
[0025] 本实用新型实施例提供的防护电路与电源配合,包括共模电感器以及静电防护瞬 态电压抑制器。共模电感器的第一端与电源的正极连接,共模电感器的第二端与电源的负 极连接。静电防护瞬态电压抑制器的输入端与共模电感器的第一端连接,所述静电防护瞬 态电压抑制器的输出端与公共地端连接。共模电感器能够对共模信号进行抑制。当静电现 象产生时,所述静电防护瞬态电压抑制器的输入端与输出端之间的阻抗值由高阻抗变为低 阻抗,以将静电电荷泄放到公共地端,避免静电电荷通过稱合传输到其他元件中,影响电路 的正常工作。本实用新型实施例提供的防护电路与现有的防护电路相比,既能对共模信号 起到抑制作用,又能较好的泄放静电电荷,避免静电电荷影响其他电路的正常工作。
附图说明
[0026]为了更清楚的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的介绍,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。
[0027]图1是本实用新型较佳实施例提供的防护电路的结构框图;
[0028]图2是本实用新型较佳实施例提供的防护电路的一种具体实施方式的结构框图; [0029]图3是本实用新型较佳实施例提供的防护电路的电路图;
[0030]图4是本实用新型较佳实施例提供的防护电路的一种具体实施方式的电路图; [0031]图5是本实用新型较佳实施例提供的防护电路与电源接口配合的电路图;
[0032]图6是本实用新型较佳实施例提供的防护电路与电源接口配合的一种具体实施方 式的电路图。
[0033]图标:100-防护电路;110-共模电感器;D120-静电防护瞬态电压抑制器;D130-第 一静电放电防护瞬态电压抑制器;D140-第二静电放电防护瞬态电压抑制器;200-电源; 3〇〇-负载;400-电源接口; 410-第一输出端;420-第二输出端;430-接口。
具体实施方式
[0034]下面将结合本实用新型实施例中附图,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。以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本 实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例,本领 域技术人员在没有做出创造性劳动的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。 实施例
[0035] 详情请参见图1,本实用新型实施例提供的防护电路100能够与电源200相配合,包 括共模电感器110以及静电防护瞬态电压抑制器D120。共模电感器110的第一端与电源200 的正极连接,共模电感器110的第二端与电源200的负极连接。静电防护瞬态电压抑制器 Dl2〇的输入端与共模电感器110的第一端连接,静电防护瞬态电压抑制器D120的输出端与 公共地端PGND连接。
[0036]共模电感器110由于要求电感器中的两线圈具有相同的电感值以及相同的阻抗, 故共模电感器110均采用对称性设计,详情请参见图3。共模电感器110的作用是滤除线路中 的共模信号,当在共模电感器110的第一端以及第二端加上极性相同、幅值相等的共模信号 时,共模电感器110中的电感线圈因磁通有相同的方向而互相加强,使得每一电感线圈的电 感值为单独存在时的两倍,因此,对共模干扰有很强的抑制作用。
[0037] 静电防护瞬态电压抑制器D120通常为TVS (Transient Voltage Suppressor)二极 管,又称为瞬态抑制二极管,具有较快的响应时间以及较高的静电吸收能力。
[0038] 本实用新型提供的防护电路100还可以包括第一静电放电防护瞬态电压抑制器 Dl3〇以及第二静电放电防护瞬态电压抑制器D140以及负载300,详情请参见图2。第一静电 放电防护瞬态电压抑制器Dl3〇的输入端与电源200的正极连接,第一静电放电防护瞬态电 压抑制器D130的输出端与公共地端PGND连接;第二静电放电防护瞬态电压抑制器D140的输 入端与电源200的负极连接,第二静电放电防护瞬态电压抑制器D140的输出端与公共地端 PGND连接。负载3〇0与共模电感器110的第三端连接,共模电感器11〇的第四端与公共地端 PGND连接。电源200的负极具体也可以为电源地端GND_IN,详情请参见图3。
[0039] 第一静电放电防护瞬态电压抑制器D130以及第二静电放电防护瞬态电压抑制器 D140均也可以为TVS (Transient Voltage Suppressor)二极管,又称为瞬态抑制二极管。 [0040] 本实用新型实施例提供的防护电路100的工作原理为:
[0041]当从电源200传递来共模信号时,共模电感器110的第一端以及第二端被加上极性 相同、幅值相等的共模信号,共模电感器110中的电感线圈因磁通具有相同的方向而相互加 强,使得共模电感器110中的每一电感线圈的电感值为单独存在时的两倍,故共模电感器 110对共模干扰有很强的抑制作用。
[0042] 当出现静电现象时,在电源200的正极会产生超出正常工作电压的瞬间过电压以 及远大于稳态电流的峰值电流。静电防护瞬态电压抑制器D120在其输入端的电压大于阈值 电压时,静电防护瞬态电压抑制器D120的输入端与输出端之间的阻抗值由高阻抗变为低阻 抗,以吸收瞬间大电流,实现对静电电荷的及时泄放,从而避免静电以耦合、感应等方式干 扰其他电路,还可以将所述静电防护瞬态电压抑制器D120的输入端与输出端之间的电压箝 制在预定数值,从而可以避免对共模电感器110的损坏。
[0043] 当电源200的正极出现静电放电现象时,第一静电放电防护瞬态电压抑制器D130 的输入端与输出端之间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗,从而吸收由于静电放电产生的瞬时 大电流。第一静电放电防护瞬态电压抑制器D130的输入端与输出端之间的电压可以被箝制 在预定数值,从而对共模电感器110起到较好的静电放电防护的作用。
[0044] 当电源200的负极出现静电放电现象时,第二静电放电防护瞬态电压抑制器D140 的输入端与输出端之间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗,从而吸收由于静电放电产生的瞬时 大电流,实现对静电电荷的及时泄放,从而避免静电以耦合、感应等方式干扰其他电路,还 可以将第二静电放电防护瞬态电压抑制器D140的输入端与输出端之间的电压箝制在预定 数值,从而对共模电感器110起到较好的静电放电防护的作用。
[0045] 应当理解,第一静电放电防护瞬态电压抑制器D130、第二静电放电防护瞬态电压 抑制器D140以及静电防护瞬态电压抑制器Dl2〇的数量不应该理解为是对本实用新型的限 制。
[0046] 本实用新型实施例提供的防护电路100能够通过共模电感器110对共模信号起到 较好的抑制作用,并通过静电防护瞬态电压抑制器D120对静电现象进行防护,避免共模电 感器110因静电现象而发生损坏;还可以通过第一静电放电防护瞬态电压抑制器D130以及 第二静电放电防护瞬态电压抑制器D140分别对电源2〇0的正极以及电源200的负极的静电 放电现象进行防护,实现对静电电荷的及时泄放,从而避免静电以耦合、感应等方式干扰其 他电路,避免共模电感器110因静电放电现象而发生损坏。与现有的防护电路100相比,本实 用新型实施例提供的防护电路100既能抑制共模信号,又能对静电放电等现象进行防护,具 有较高的实用价值。
[0047] 可以理解,上述的防护电路中,也可以不包括第一静电放电防护瞬态电压抑制器 D130,详情请参见图4。根据静电防护瞬态电压抑制器D120以及第二静电放电防护瞬态电压 抑制器D140即可起到对静电进行防护的作用。
[0048] 本实用新型实施例还提供了一种电源接口 400,该电源接口 400与上述的防护电路 100配合,包括接口 430、与电源200的正极对应的第一输出端410、与所述电源200的负极对 应的第二输出端420,详情请参见图5。第一输出端410与共模电感器110的第一端连接,第二 输出端420与共模电感器110的第二端连接。
[0049] 上述的接口 430具体可以与电源200相连,即电源200可以通过上述的接口 430为与 防护电路100连接的负载300供电。上述的接口 430可以为USB接口,也可以为USB Type-c接 口。接口430的具体类型不应该理解为是对本实用新型的限制。
[0050] 上述的与电源接口 400配合的防护电路100也可以不包括第一静电放电防护瞬态 电压抑制器D130,详情请参见图6。根据静电防护瞬态电压抑制器D120以及第二静电放电防 护瞬态电压抑制器D140即可起到对静电进行防护的作用。
[0051] 本实用新型实施例提供的防护电路100与电源200配合,包括共模电感器110以及 静电防护瞬态电压抑制器D120。共模电感器110的第一端与电源200的正极连接,共模电感 器110的第二端与电源200的负极连接。静电防护瞬态电压抑制器D120的输入端与共模电感 器110的第一端连接,所述静电防护瞬态电压抑制器D120的输出端与公共地端PGND连接。共 模电感器110能够对共模信号进行抑制。当静电现象产生时,所述静电防护瞬态电压抑制器 D120的输入端与输出端之间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗,以将静电电荷泄放到公共地 端,避免静电电荷通过耦合传输到其他元件中,影响电路的正常工作;也可以吸收瞬间大电 流,从而将所述静电防护瞬态电压抑制器D120的输入端与输出端之间的电压箝制在预定数 值,避免共模电感器110的损坏。本实用新型实施例提供的防护电路100与现有的防护电路 相比,既能对静电、电磁辐射等起到防护作用,又能较好的对共模电感器110起到保护作用。 [0052] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,上面结合本实用新型 实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述,显然,所描 述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和 示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0053]因此,以上对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求 保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。
[OOM] 应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一 个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0055] 在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖 直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者 是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简 化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和 操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区 分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0056] 在本实用新型的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设 置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接, 或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介 间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理 解上述术语在本实用新型中的具体含义。

Claims (10)

1. 一种防护电路,其特征在于,与电源相配合,所述防护电路包括:共模电感器以及静 电防护瞬态电压抑制器, 所述共模电感器的第一端与所述电源的正极相连接,所述共模电感器的第二端与所述 电源的负极相连接,所述静电防护瞬态电压抑制器的输入端与所述共模电感器的第一端连 接,所述静电防护瞬态电压抑制器的输出端与公共地端连接; 当所述静电防护瞬态电压抑制器的输入端的电压大于阈值电压时,所述静电防护瞬态 电压抑制器的输入端与输出端之间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗,以将静电电荷泄放到所 述公共地端。
2. 根据权利要求1所述的防护电路,其特征在于,还包括第一静电放电防护瞬态电压抑 制器,所述第一静电放电防护瞬态电压抑制器的输入端与所述电源的正极连接,所述第一 静电放电防护瞬态电压抑制器的输出端与所述公共地端连接。
3. 根据权利要求1所述的防护电路,其特征在于,还包括第二静电放电防护瞬态电压抑 制器,所述第二静电放电防护瞬态电压抑制器的输入端与所述电源的负极连接,所述第二 静电放电防护瞬态电压抑制器的输出端与所述公共地端连接。
4. 根据权利要求3所述的防护电路,其特征在于,所述第二静电放电防护瞬态电压抑制 器的数量为至少一个。
5. 根据权利要求1所述的防护电路,其特征在于,所述静电防护瞬态电压抑制器的数量 为至少一个。
6. 根据权利要求1所述的防护电路,其特征在于,所述公共地端为板级接地端。
7. 根据权利要求1所述的防护电路,其特征在于,所述共模电感器的第三端与负载的正 极连接,所述共模电感器的第四端与公共地端连接。
8. —种电源接口,其特征在于,与权利要求1至7任一项所述的防护电路相配合,包括接 口、与电源的正极对应的第一输出端、与所述电源的负极对应的第二输出端, 所述第一输出端与共模电感器的第一端连接,所述第二输出端与所述共模电感器的第 二端连接。
9. 根据权利要求8所述的电源接口,其特征在于,所述接口为USB接口。
10. 根据权利要求8所述的电源接口,其特征在于,所述接口为USB Type-C接口。
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