CN206640293U - 一种过压及浪涌保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电路保护领域，公开了一种过压及浪涌保护电路，该电路包括：过压保护模块、上电延时模块和开关模块；三个模块之间互相电路连接，所述过压保护模块和所述开关模块相配合，起到过压保护作用，即过压保护模块在检测到电路输入电压超过预设值时，将控制所述开关模块关闭，切断电流，保护后端电路；上电延时模块和开关模块相配合，起到缓启动作用，即上电延时模块将影响开关模块的导通度，在电路上电一段时间之后开关模块才逐渐导通；本实用新型实施例所采用的过压及浪涌保护电路可以有效的防止过压、浪涌现象对电子产品造成损坏，适用性广，并且结构设计上比较简单，能降低电路制成成本。

Description

一种过压及浪涌保护电路

技术领域

本实用新型涉及电路保护领域，尤其是，涉及一种过压及浪涌保护电路。

背景技术

目前，在设计产品时为了提升产品的可靠性，必须考虑对产品电路的保护；当下，很多产品或者产品配件中都设有防过压、防浪涌电路，现在最常用的防过压、防浪涌解决方案为：在电源输入端串联负温度系数热敏电阻(NTC热敏电阻)，该电阻的阻值会随着温度的升高而呈非线性下降，当热敏电阻上没有电流流过时，电阻的温度较低，阻抗较大，可以很好的抑制浪涌电流，防止电路过压以及打火现象；但是热敏电阻也只能在一定的温度范围内工作，如果热敏电阻长时间工作在超过其所能耐受的高温环境下，也会损坏或者失效而发生无法抑制浪涌电流的风险。因此，就有需要设计一种更为可靠的过压及浪涌保护电路来提高产品性能的稳定性和可靠性。

实用新型内容

本实用新型提供一种过压及浪涌保护电路，目的在于解决现有过压及浪涌保护设计结构复杂、成本高且不能有效保护电路的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

本实用新型提供了一种过压及浪涌保护电路，包括连接在直流输入端和直流输出端之间的过压保护模块、上电延时模块和开关模块；

其中，所述过压保护模块、所述上电延时模块的一端和所述开关模块的第一输入端连接直流输入端，所述过压保护模块和所述上电延时模块的另一端连接所述开关模块的第二输入端，所述开关模块的输出端连接直流输出端。

进一步的，所述过压保护模块包括依次连接的过压检测单元、过压触发单元和过压控制单元；

所述过压触发单元在所述过压检测单元检测到输入电压高于预设值时发送过压控制信号至所述过压控制单元，所述过压控制单元接收所述过压控制信号后控制所述开关模块关闭，切断电流。

进一步的，所述过压检测单元包括二极管和第六电阻；

所述二极管的负极连接所述直流输入端，所述二极管的正极与所述第六电阻的一端相接，所述第六电阻的另一端接地。

进一步的，所述过压触发单元包括第五电阻、第二电容和第二三极管；

所述第五电阻的一端连接所述二极管的正极，所述第五电阻的另一端分别与所述第二电容的一端、所述第二三极管的基极连接，所述第二电容的另一端、所述第二三极管的发射极接地。

进一步的，所述过压控制单元包括第一三极管、第二电阻和第三电阻；

所述第二电阻的一端、所述第三电阻的一端连接所述第一三极管的基极；

所述第二电阻的另一端和所述第一三极管的发射极一同连接直流输入端；

所述第一三极管的集电极连接所述开关模块的第二输入端；

所述第三电阻的另一端连接所述第二三极管的集电极。

进一步的，所述上电延时模块包括第一电阻、第一电容和第四电阻；

所述第四电阻的一端接地，所述第一电阻和所述第一电容的一端连接直流输入端；

所述第四电阻、所述第一电阻、所述第一电容的另一端均连接所述开关模块第二输入端。

进一步的，所述开关模块采用MOS管作为电路开关，所述MOS管的源极作为所述开关模块的第一输入端和所述直流输入端连接；所述MOS管的漏极作为所述开关模块的输出端和所述直流输出端连接；所述MOS管的栅极作为所述开关模块的第二输入端分别和所述过压保护模块、所述上电延时模块电路连接。

作为本实用新型实施例的一种可选方案，所述MOS管为PMOS管。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型所提供的过压及浪涌保护电路包括三个模块：过压保护模块、上电延时模块、开关模块；过压保护模块对电路电压进行检测，当加载在电路上的电压超出预设值时，过压保护模块将控制开关模块关闭，切断电流，保护电路；当电路电压值回归到正常值后，过压保护电路不被触发，开关模块正常导通，电路回复到正常工作状态；在给电路上电时，上电延时模块和开关模块相配合，起到缓启动作用，即上电延时模块将影响开关模块的导通度，在电路上电一段时间之后开关模块才逐渐导通；这样设计的好处在于：可以有效的防止过压及浪涌现象对电路造成损坏；同时结构设计上比较简单，能降低电路制成成本，且操作容易，适用性广。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的过压及浪涌保护电路电路示意图；

图2为本实用新型实施例提供的过压及浪涌保护电路的电路图；

附图标记说明：10-过压保护模块、11-过压检测单元、12-过压触发单元、13-过压控制单元、20-上电延时模块、30-开关模块、D1-二极管、R1-第一电阻、 R2-第二电阻、R3-第三电阻、R4-第四电阻、R5-第五电阻、R6-第六电阻、C1- 第一电容、C2-第二电容、Q1-MOS管、Q2-第一三极管、Q3-第二三极管。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行全面描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以有许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供给这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的属于是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

参阅图1，为本实用新型实施例提供的过压及浪涌保护电路结构示意图，在本实用新型实施方式中：

本实用新型实施例提供了一种过压及浪涌保护电路，其包括：过压保护模块10、上电延时模块20和开关模块30；其中，所述过压保护模块10和所述上电延时模块20的一端以及所述开关模块30的第一输入端连接所述直流输入端，所述过压保护模块10和所述上电延时模块20的另一端连接所述开关模块30的第二输入端，所述开关模块30的输出端连接所述直流输出端；过压保护模块10 对电路电压进行检测，当加载在电路上的电压超出预设值时，过压保护模块10 将控制开关模块30关闭，切断电流，保护电路；当电路电压值回归到正常值后，过压保护电路10不被触发，开关模块30正常导通，电路回复到正常工作状态；在给电路上电时，上电延时模块20和开关模块30相配合，起到缓启动作用，即上电延时模块将影响开关模块的导通度，在电路上电一段时间之后开关模块才逐渐导通，这样一来可以防止电路突然上电或者突然输入大电流时，电路中发生浪涌现象，引起电路打火；

进一步的，所述过压保护模块10包括：依次连接的过压检测单元11、过压触发单元12和过压控制单元13；所述过压检测单元11检测到输入电压高于预设值时，所述过压触发单元向所述过压控制单元13发送过压控制信号，所述过压控制单元13接收所述过压控制信号后，控制所述开关模块30关闭，切断电流，保护电路不受损；当所述过压检测单元11检测到电路电压回归到正常值时，所述过压触发单元12不被触发，同时所述过压控制单元13不动作，所述开关模块30导通，电路正常工作。

参阅图2，为本实用新型实施例提供的过压及浪涌保护电路的电路图，在本实用新型实施方式中：

所述过压检测单元11包括：二极管D1和第六电阻R6；

所述过压触发单元12包括：第五电阻R5、第二电容C2和第二三极管Q3；

所述过压控制单元13包括：第一三极管Q2、第二电阻R2和第三电阻R3；

所述上电延时模块20包括：第一电阻R1、第一电容C1和第四电阻R4；

具体的，本实用新型实施例提供的过压及浪涌保护电路的各元器件之间的连接关系如下：

所述二极管D1的负极连接直流输入端，所述二极管D1的第二端与所述第六电阻R6的一端相接，所述第六电阻R6的另一端接地；

所述第五电阻R5一端连接所述二极管D1的正极，所述第五电阻R5的另一端分别与所述第二电容C2的一端及所述第二三极管Q3的基极连接，所述第二电容C2的另一端，所述第二三极管Q3的发射极接地，所述第二三极管Q3的集电极和所述第三电阻R3的一端相接；

所述第三电阻R3的另一端、所述第二电阻R2的一端连接所述第一三极管 Q2的基极，所述第二电阻R2的另一端和所述第一三极管Q2的发射极一通连接所述直流输入端，所述第一三极管Q2的集电极连接所述开关模块30的第二输入端；

所述第四电阻R4的一端接地，所述第一电阻R1和所述第一电容C1一端连接所述直流输入端；

所述第四电阻R4、所述第一电阻R1、所述第一电容C1的另一端均连接所述开关模块30的第二输入端。

参阅图2，作为本实用新型的一种优选方案，所述开关模块30采用MOS管 Q1作为电路开关，所述MOS管Q1的源极作为所述开关模块30的第一输入端和所述直流输入端连接；所述MOS管Q1的漏极作为所述开关模块30的输出端和所述直流输出端连接；所述MOS管Q1的栅极作为所述开关模块30的第二输入端分别和所述过压保护模块10、所述上电延时模块20电路连接进一步的，所述的MOS管Q1采用PMOS管；

本实用新型实施例提供的过压及浪涌保护电路的工作过程如下：

1、防浪涌时电路的工作过程：当直流电流输入电路后，所述第一电容C1 相当于短路，所述MOS管Q1的栅极和源极电压相同，所述MOS管Q1不导通；所述第一电容C1同所述第四电阻R4形成一个RC充电网络，所述MOS管Q1的栅极和源极之间的压差(RC充电常数)慢慢增大，同时所述MOS管Q1的导通程度也慢慢增加；当所述第一电容C1充电完成后，所述MOS管Q1也进入完全导通状态；这个过程因为所述MOS管Q1在电路上电之后是逐渐导通的，所以使得整个电路也是逐渐形成通路，这就形成了一个电路缓启动的过程，这样做的好处是，当电路突然上电或者突然输入大电流时，可以有效的防止电路中发生浪涌现象，防止电路打火；

2、防过压时电路的工作过程：当直流电源输入电路的电压正常时，输入电压Vin同所述二极管D1稳定电压的差值小于所述第二三极管Q3的发射结导通电压，所述第二三极管Q3处于截止状态；此时所述第六电阻R6起稳定所述二极管D1的工作状态，所述第五电阻R5及所诉第二电容C2配合，滤除一些干扰电平并稳定所述第二三极管Q3的工作状态，以免所述第二三极管Q3误动作；所述第二三极管Q3的集电极为高电压，同时所述第一三极管Q2也处于截止状态；当直流电源输入电压超过预设值时，所述输入电压Vin同所述二极管D1稳定电压的差值不小于所述第二三极管Q3的发射结导通电压，所述第二三极管Q3 进入导通状态，所述第二三极管Q3的集电极和发射极之间的电压约等于0，所述第一三极管Q2基极电压被拉低，所述第一三极管Q2进入导通状态，所述第一三极管Q2集电极和发射极之间的电压约等于0，即所述MOS管Q1的栅极和源极之间的电压相同，所述MOS管Q1截止，所述MOS管Q1的漏极没有电压输出，这样做的好处是：当输入到电路中的电压过大时，可以通过MOS管的截止来保护后端电路，防止输入电压过大对电路造成损坏。

本实用新型实施例提供的过压及浪涌保护电路可以防止电路突然上电或者突然输入大电流时，电路中发生浪涌现象，也可以在输入电路中的电压过大时，对后端电路进行保护，防止用电器和电路的损坏。

本实用新型不局限于上述实施方式和实施例，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都应认为包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种过压及浪涌保护电路，其特征在于，包括连接在直流输入端和直流输出端之间的过压保护模块(10)、上电延时模块(20)和开关模块(30)；

其中，所述过压保护模块(10)和所述上电延时模块(20)的一端、以及所述开关模块(30)的第一输入端连接所述直流输入端，所述过压保护模块(10)和所述上电延时模块(20)的另一端连接所述开关模块(30)的第二输入端，所述开关模块(30)的输出端连接所述直流输出端。

2.如权利要求1所述的过压及浪涌保护电路，其特征在于，所述过压保护模块(10)包括依次连接的过压检测单元(11)、过压触发单元(12)和过压控制单元(13)；

所述过压检测单元(11)检测到输入电压高于预设值时，所述过压触发单元(12)向所述过压控制单元(13)发送过压控制信号，所述过压控制单元(13)接收所述过压控制信号后控制所述开关模块(30)关闭。

3.如权利要求2所述的过压及浪涌保护电路，其特征在于，所述过压检测单元(11)包括二极管(D1)和第六电阻(R6)；

所述二极管(D1)的负极连接所述直流输入端，所述二极管(D1)的正极与所述第六电阻(R6)的一端相接，所述第六电阻(R6)的另一端接地。

4.如权利要求3所述的过压及浪涌保护电路，其特征在于，所述过压触发单元(12)包括第五电阻(R5)、第二电容(C2)和第二三极管(Q3)；

所述第五电阻(R5)的一端连接所述二极管(D1)的正极，所述第五电阻(R5)的另一端分别与所述第二电容(C2)的一端、所述第二三极管(Q3)的基极连接，所述第二电容(C2)的另一端、所述第二三极管(Q3)的发射极接地。

5.如权利要求4所述的过压及浪涌保护电路，其特征在于，所述过压控制单元(13)包括第一三极管(Q2)、第二电阻(R2)和第三电阻(R3)；

所述第二电阻(R2)的一端、所述第三电阻(R3)的一端连接所述第一三极管(Q2)的基极；

所述第二电阻(R2)的另一端和所述第一三极管(Q2)的发射极一同连接所述直流输入端；

所述第一三极管(Q2)的集电极连接所述开关模块(30)的第二输入端；

所述第三电阻(R3)的另一端连接所述第二三极管(Q3)的集电极。

6.如权利要求1所述的过压及浪涌保护电路，其特征在于，所述上电延时模块(20)包括第一电阻(R1)、第一电容(C1)和第四电阻(R4)；

所述第四电阻(R4)的一端接地，所述第一电阻(R1)和所述第一电容(C1)的一端连接所述直流输入端；

所述第四电阻(R4)、所述第一电阻(R1)、所述第一电容(C1)的另一端均连接所述开关模块(30)的第二输入端。

7.如权利要求1所述的过压及浪涌保护电路，其特征在于，所述开关模块(30)采用MOS管(Q1)作为电路开关，所述MOS管(Q1)的源极作为所述开关模块(30)的第一输入端和所述直流输入端连接；所述MOS管(Q1)的漏极作为所述开关模块(30)的输出端和所述直流输出端连接；所述MOS管(Q1)的栅极作为所述开关模块(30)的第二输入端分别和所述过压保护模块(10)、所述上电延时模块(20)电路连接。

8.如权利要求7所述的过压及浪涌保护电路，其特征在于，所述MOS管(Q1)为PMOS管。