CN206908582U - 一种电源开关保护电路 - Google Patents

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朱炳强
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Abstract

本实用新型公开了一种电源开关保护电路，在原有电源开关电路上增加电流检测及限流反馈电路以及电压检测及稳压反馈电路，通过本实用新型提供的电源开关保护电路可知，电流检测及限流反馈电路和电压检测及稳压反馈电路分别检测主电源开关管的电流以及检测主电源开关管输出端电压，通过调整主电源开关管控制端的电压来控制主电源开关管的开启强度，进而限制了通过主电源开关管的最大电流以及调整了主电源开关管的输出端电压，在实际电流应用中，通过电流检测及限流反馈电路和电压检测及稳压反馈电路分别限制了主电源开关管的输入电流和输出电压，避免了主电源开关管过流损坏和输出端负载电路的过压损坏。

Description

一种电源开关保护电路
技术领域
本实用新型涉及集成电路技术领域，特别是涉及一种电源开关保护电路。
背景技术
在集成电路，或者板级电路设计当中，电源开关电路是不可缺少，其通常用来控制系统电源的打开及关断。目前，在现有电源开关电路设计，特别是在高压电源开关设计当中，高压以及瞬态大电流是造成电源开关电路容易损坏的主要原因。
如图1所示为传统的电源开关电路，包括：开关信号处理电路101、主开关控制电路102、主电源开关管103以及电压输出电路104，具体的，连接关系如图1所示：开关信号处理电路101的输入端接收开关信号，开关信号处理电路101的输出端与主开关控制电路102的输入端相连，主开关控制电路102的输出端与主电源开关管103的控制端相连，主电源开关管103的输入端与电压输入端VCC相连，主电源开关管103的输出端与电压输出电路104的输入端相连，主电源开关管103可以为PNP管或PMOS管，PNP管的基集或PMOS管的栅极作为控制端，PNP管的发射极或PMOS管的漏极作为输入端，PNP管的集电极或 PMOS管的源极作为输出端，主电源开关管103的输出端为电压输出端VOUT，输出端电压VOUT经过电压输出电路104进行滤波稳压后得到电压输出端V/OUT，在实际电路应用中，通常输出端有很大的滤波电容C3以及负载电路，滤波电容C3对输出端电压进行滤波稳压。
具体开关原理如下：
当开关信号为低电平时，开关信号处理电路101关断，主电源开关管103 的控制端电压被拉高到VCC，主电源开关管103被关断，则电压输入端VCC和电压输出端VOUT断开；当开关信号为高电平时，开关信号处理电路101导通，主电源开关管103的控制端电压被拉低，主电源开关管103被导通，则电压输入端VCC和电压输出端VOUT通过主电源开关管103接通，输入端电压和输出端电压为线性的关系，如图2所示。
现有的电源开关电路存在以下两个问题：
1、由于电压输出端VOUT跟随电压输入端VCC线性变换，在高压输入情况下，如果VCC有一个很大的高压脉冲，极大可能造成输出端负载电路的过压损坏；
2、在实际电路应用当中，由于输出端有很大的滤波电容C3以及负载电路，在主电源开关开启过程中，输出端的负载和电容会被充电，电压从0V变到VCC，在这个开启过程中，从VCC到负载和电容C3的电流是不受控的，通过主电源开关管M2的电流比较大，容易造成主电源开关管过流损坏。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种电源开关保护电路，以解决现有技术中容易造成输出端负载电路过压损坏和主电源开关管过流损坏的问题。
为达到上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
一种电源开关保护电路，包括：开关信号处理电路、主开关控制电路、主电源开关管、电压输出电路、电流检测及限流反馈电路以及电压检测及稳压反馈电路，其中：
所述电流检测及限流反馈电路的输入端与电压输入端VCC相连，所述电流检测及限流反馈电路的第一输出端与所述主电源开关管的控制端相连，所述电流检测及限流反馈电路的第二输出端与所述主电源开关管的输入端相连；
所述电压检测及稳压反馈电路的输入端与所述主电源开关管的输出端相连，所述电压检测及稳压反馈电路的输出端与所述开关信号处理电路的第二输入端相连；
所述电流检测及限流反馈电路，用于检测通过所述主电源开关管的电流，将所述电流转换为电压，将所述电压与第一参考电压进行比较，当所述电压高于所述第一参考电压时，反馈输出第一电流调整所述主电源开关管的控制端电压来闭环控制所述主电源开关管的开启强度，限制通过所述主电源开关管的电流；
所述电压检测及稳压反馈电路，用于检测所述主电源开关管的输出端电压，将所述输出端电压与第二参考电压进行比较，当所述输出端电压高于所述第二参考电压时，反馈输出第二电流调整所述主电源开关管的控制端电压来闭环控制所述主电源开关管的开启强度，调整所述输出端电压。
具体的，所述电流检测及限流反馈电路包括：晶体管M3和电流检测电阻 R201，其中：
所述电流检测电阻R201的第一端与所述晶体管M3的输入端相连，作为所述电流检测及限流反馈电路的输入端与所述电压输入端VCC相连；
所述电流检测电阻R201的第二端与所述晶体管M3的控制端相连，作为所述电流检测及限流反馈电路的第二输出端，与所述主电源开关管的输入端相连；
所述晶体管M3的输出端作为所述电流检测及限流反馈电路的第一输出端，与所述主电源开关管的控制端相连。
其中，所述晶体管M3为PNP管或PMOS管。
具体的，所述电流检测及限流反馈电路包括：比较器A2和电流检测电阻 R203，其中：
所述电流检测电阻R203的第一端作为所述电流检测及限流反馈电路的输入端与所述电压输入端VCC相连；
所述电流检测电阻R203的第二端与所述比较器A2的反相输入端相连，作为所述电流检测及限流反馈电路的第二输出端，与所述主电源开关管的输入端相连；
所述比较器A2的同相输入端与第一参考电压端连接，所述比较器A2的输出端作为所述电流检测及限流反馈电路的第一输出端，与所述主电源开关管的控制端相连。
具体的，所述电压检测及稳压反馈电路包括：电压检测二极管D1和反馈电流控制电阻R202，其中：
所述电压检测二极管D1的负极和所述反馈电流控制电阻R202的第一端相连，所述电压检测二极管D1的正极作为所述电压检测及稳压反馈电路的输出端；
所述反馈电流控制电阻R202的第二端作为所述电压检测及稳压反馈电路的输入端；
所述电压检测二极管D1和所述反馈电流控制电阻R202的位置可以互换。
具体的，所述电压检测及稳压反馈电路包括：比较器A1，其中：
所述比较器A1的反相输入端与第二参考电压端连接，所述比较器A1的同相输入端作为所述电压检测及稳压反馈电路的输入端；
所述比较器A1的输出端作为所述电压检测及稳压反馈电路的输出端。
具体的，所述开关信号处理电路包括：电阻R101、电阻R102、电阻R103 以及开关管M1，其中：
所述电阻R101的第一端作为第一输入端，用于接收开关信号；
所述电阻R101的第二端与所述电阻R102的第一端相连，所述电阻R101 和所述电阻R102的公共端与所述开关管M1的控制端相连，所述电阻R102 第二端与所述电阻R103的第二端相连并接地；
所述开关管M1的输入端与所述电阻R103的第一端相连，其公共端作为所述开关信号处理电路的第二输入端；
所述开关管M1的输出端作为所述开关信号处理电路的输出端，与所述主开关控制电路相连。
具体的，所述主开关控制电路包括：电容C1、电容C2、电阻R105以及电阻R104，其中：
所述电阻R104的第一端作为所述主开关控制端的输出端，与所述开关信号处理电路的输出端相连；
所述电阻R104的第二端与所述电阻R105的第一端相连，所述电容C2 与所述电阻R105并联，所述电容C1的第一端接地，所述电容C1的第二端、所述电阻R105的第二端以及所述电容C2的第二端连接所述电源输入端VCC，所述电容C2的第一端作为所述主开关控制电路的输出端，与所述主电源开关管M2的控制端相连。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开了一种电源开关保护电路，在原有电源开关电路上增加电流检测及限流反馈电路以及电压检测及稳压反馈电路，电流检测及限流反馈电路的输入端与电压输入端 VCC相连，电流检测及限流反馈电路的第一输出端与主开关控制电路的第二输入端相连，电流检测及限流反馈电路的第二输出端与主电源开关管的输入端相连；电压检测及稳压反馈电路的输入端与主电源开关管的输出端相连，电压检测及稳压反馈电路的输出端与开关信号处理电路的第二输入端相连；通过本实用新型提供的电源开关保护电路可知，电流检测及限流反馈电路和电压检测及稳压反馈电路分别检测主电源开关管的电流以及检测主电源开关管输出端电压，通过调整主电源开关管控制端的电压来控制主电源开关管的开启强度，进而限制了通过主电源开关管的最大电流以及调整了主电源开关管的输出端电压，在实际电流应用中，通过电流检测及限流反馈电路和电压检测及稳压反馈电路分别限制了主电源开关管的输入电流和输出电压，避免了主电源开关管过流损坏和输出端负载电路的过压损坏。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为传统电源开关电路示意图；
图2为传统电源开关电路的输入-输出电压曲线图；
图3为一种传统电源开关电路具体示意图；
图4为另一种传统电源开关电路具体示意图；
图5为本实用新型实施例提供的一种电源开关电路示意图；
图6为本实用新型实施例提供的一种电源开关电路具体结构示意图；
图7为本实用新型实施例一提供的一种电源开关电路具体结构示意图；
图8为本实用新型实施例二提供的一种电源开关电路具体结构示意图；
图9为本实用新型实施例提供的电源开关电路的输入-输出电压曲线图。
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做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。
请参阅附图3，图3为一种传统电源开关电路具体示意图。如图3所示，传统电源开关电路中，开关信号处理电路101包括：电阻R101、电阻R102以及开关管M1，开关管M1可以为NPN管或NPMOS管，NPN管的基集或NMOS管的栅极作为控制端，NPN管的集电极或NMOS管的漏极作为输入端，NPN管的发射极或NMOS管的源极作为输出端；主开关控制电路102包括：电容C1、电容C2、电阻R105以及电阻R104；电压输出电路104包括：电容C3，图3中以主电源开关管M2为PNP管，开关管M1为NPN管来说明。
具体的连接关系如图3所示，电阻R101的第一端作为输入端，接收开关信号，电阻R101的第二端与电阻R102的第一端相连，电阻R101和电阻R102 的公共端与开关管M1的基集相连，电阻R102第二端与电阻R103的第二端相连并接地，开关管M1的集电极与主开关控制电路102相连，即：开关管 M1的集电极与电阻R104的第一端相连，电阻R104的第一端作为主开关控制端的输出端，与开关信号处理电路的输出端相连；电阻R104的第二端与电阻R105的第一端相连，电容C2与电阻R105并联，电容C1的第一端接地，电容C1的第二端、电阻R105的第二端以及电容C2的第二端连接电源输入端VCC，电容C2的第一端作为所述主开关控制电路的输出端，与主电源开关管M2的控制端相连。
具体的，主电源开关管M2用于控制电压输入端VCC和电压输出端VOUT之间的导通和断开；开关管M1用于控制主电源开关管M2的导通和断开。R101 和R102分别为控制开关管M1的限流电阻和下拉电阻，为开关管M1导通和断开所需，R104和R105分别为M2的上拉和限流电阻，同时为开关管M1的负载电阻；C2为电容用于调整主电源开关管M2的开关速度；C1为输入端电容，C3 为输出端电容，用于对输入端电压和输出端电压进行滤波稳压。
当开关信号为高电平时，开关管M1三端电流可计算如下：
I_B1电流近似为(VSW-Vbe1)/R101，其中，Vbe1为开关管M1的开启电压；
I_C1和I_E1电流近似为(VCC-Vbe2)/R104，其中，Vbe2为主电源开关管M2的开启电压。
当开关信号为低电平时，开关管M1关断，主电源开关管M2的控制端电压 V2被拉高到VCC，主电源开关管M2断开，输入端VCC和输出端VOUT断开。
请参阅附图4，图4为另一种传统电源开关电路具体示意图。如图4所示，与图3中不同之处为：在开关信号处理电路101中增加了一个电阻R103来提供限流，由于I_C1和I_E1电流由R103决定，不再由R104确定，因此，在图4中的电路图中R104为可选电阻。
当开关信号为高电平时，开关管M1三端电流可计算如下：
I_B1电流近似为(VSW-Vbe1-I_E1*R103)/R101,其中，Vbe1为开关管M1 的开启电压；
I_C1和I_E1电流近似为(VSW-Vbe1-I_B1*R101)/R103，其中，Vbe1为开关管M1的开启电压。
如图3和图4所提及的两种传统电源开关电路存在以下两大问题：
1、输出端电压VOUT跟随输入端电压VCC线性变换，在高压输入情况下，如果VCC有一个很大的高压脉冲，极大可能造成输出端负载电路的过压损坏；
2、在实际电路应用当中，通常输出端有很大的滤波电容C3以及负载电路。在主电源开关开启过程中，输出端的负载和电容会被充电，电压从0V变到VCC，在这个开启过程中，从VCC到负载和电容C3的电流是不受控的，通过主电源开关管M2的电流比较大，容易造成主电源开关管过流损坏。
为此，本实用新型提供一种新型带稳压以及限流的电源开关保护电路，解决了现有传统电源开关电路容易损坏的问题，以提高电源开关电路的可靠性和安全性。
请参阅附图5，图5为本实用新型实施例提供的一种电源开关保护电路示意图。如图5所示，本实用新型实施例提供了一种电源开关保护电路，主要包括：开关信号处理电路101、主开关控制电路102、主电源开关管103、电压输出电路104、电流检测及限流反馈电路105以及电压检测及稳压反馈电路 106，其中：
电流检测及限流反馈电路的输入端与电压输入端VCC相连，电流检测及限流反馈电路的第一输出端与主电源开关管的控制端相连，电流检测及限流反馈电路的第二输出端与主电源开关管的输入端相连；电压检测及稳压反馈电路的输入端与主电源开关管的输出端相连，电压检测及稳压反馈电路的输出端与开关信号处理电路的第二输入端相连。
电流检测及限流反馈电路，用于检测通过主电源开关管的电流，将电流转换为电压，将电压与第一参考电压进行比较，当电压高于第一参考电压时，反馈输出第一电流调整主电源开关管的控制端电压来闭环控制主电源开关管的开启强度，限制通过主电源开关管的电流。
电压检测及稳压反馈电路，用于检测主电源开关管的输出端电压，将输出端电压与第二参考电压进行比较，当输出端电压高于第二参考电压时，反馈输出第二电流调整主电源开关管的控制端电压来闭环控制主电源开关管的开启强度，调整输出端电压。
根据图3和图4可知，图5的具体电路示意图如图6所示，具体的连接关系如图6所示。
具体的，关于电流检测及限流反馈电路105和电压检测及稳压反馈电路 106的工作原理如下：
如图6所示，电流检测及限流反馈电路105把通过主电源开关管M2的电流I_M2转化成电压值，再和第一参考电压Vref1作比较，进一步的输出电流 I_F到R105/R104来调整主电源开关管M2的控制端电压V2，主电源开关管 M2的输出电流和其基极-发射极(Vbe)或MOS管的栅源电压(Vgs)成正比，当控制端电压V2升高时，主电源开关管M2的输出电流减小，反之，当控制端电压V2降低时，主电源开关管M2的输出电流增大，进而闭环调整主电源开关管M2的开启强度来限制通过主电源开关管M2的最大电流；当电流 I_M2转化成电压值后，若电压值低过第一参考电压值Vref1时，电流I_F为 0，不调整主电源开关管M2的开启强度。
如图6所示，电压检测及稳压反馈电路106把主电源开关管M2的输出端电压VOUT和第二参考电压Vref2作比较，把比较结果生成一个电流输入量 I_D1，注入电阻R103，由于I_E1＝I_D1+I_C1，且I_E1主要由VSW、R101 以及开关管M1的开启电压以及R103决定，因此，I_E1不变，通过调整电流输入量I_D1的大小，从而改变电流I_C1的大小，进一步的控制主电源开关管M2的控制端电压V2，再进一步的闭环控制主电源开关管M2的开启强度来调整输出电压VOUT。具体的，当输出端电压VOUT低过第二参考电压Vref2 时，输出电流I_D1为0，主电源开关管M2处在完全导通状态，主电源开关管M2阻抗为最小；当输出端电压Vout高过第二参考电压Vref2时，输出电流I_D1增大，开关管M1输出端电流I_C1减小，主电源开关管M2的控制端电压V2升高，主电源开关管M2的输出电流减小，主电源开关管M2的开启强度降低，进而把输出端电压Vout稳定在第二参考电压Vref2值附近。
本实施例在传统电源开关电路的基础上，通过本实用新型提供的电源开关保护电路可知，电流检测及限流反馈电路和电压检测及稳压反馈电路分别检测通过主电源开关管的电流以及检测主电源开关管的输出端电压，通过调整主电源开关管控制端的电压来控制主电源开关管的开启强度，进而限制了通过主电源开关管的电流以及调整了主电源开关管的输出端电压，在实际电流应用中，通过电流检测及限流反馈电路和电压检测及稳压反馈电路分别限制了主电源开关管的输入电流和输出电压，避免了主电源开关管过流损坏和输出端负载电路的过压损坏。
实施例一
请参阅附图7，图7为本实用新型实施例一提供的一种电源开关保护电路的具体示意图。如图7所示，本实施例中，电流检测及限流反馈电路包括：控制晶体管M3和电流检测电阻R201，其中：电流检测电阻R201的第一端与晶体管M3的输入端相连，作为电流检测及限流反馈电路的输入端与电压输入端VCC相连；电流检测电阻R201的第二端与晶体管M3的控制端相连，作为电流检测及限流反馈电路的第二输出端，与主电源开关管的输入端相连；晶体管M3的输出端作为电流检测及限流反馈电路的第一输出端，与主电源开关管的控制端相连。
如图7所示，本实施例中，电压检测及稳压反馈电路包括：电压检测二极管D1和反馈电流控制电阻R202，其中：电压检测二极管D1的负极和反馈电流控制电阻R202的第一端相连，电压检测二极管D1的正极作为电压检测及稳压反馈电路的输出端；反馈电流控制电阻R202的第二端作为电压检测及稳压反馈电路的输入端。
具体工作原理：
电阻R201为电流检测电阻，其两端电压为VRS＝V_R201＝I_M2*R201，晶体管M3为PNP管或者PMOS管，当电阻R201两端电压V_R201高过三级管M3开启电压Vth_M3时，晶体管M3开启，输出电流I_F来调整主电源开关管M2的基极/删极电压V2，降低主电源开关管M2的开启强度，减小主电源开关管M2的输出电流，进而闭环限制通过主电源开关管M2的最大电流。当通过主电源开关管M2的电流小于Vth_M3/R201时，即V_R201<Vth_M3, 其中，Vth_M3为晶体管M3的开启电压，晶体管M3的输出电流I_F减小，直至晶体管M3关闭，主电源开关管M2的基极/删极电压V2降低，主电源开关管M2的输出电流增大。当通过主电源开关管M2的电流大过Vth_M3/R201 时，即V_R201>Vth_M3，晶体管M3的输出电流I_F增大，主电源开关管 M2的基极/删极电压V2升高，主电源开关管M2的输出电流减小。因此其最大主电源开关电流I_M2会被限制在Vth_M3/R201，其中Vth_M3为晶体管 M3的开启电压。
当电压检测二极管D1两端电压高过其开启电压时，电压检测二极管D1 导通，允许电流通过；反之，当其两端电压低过开启电压时，电压检测二极管D1关断。具体的，当输出电压VOUT高过电压检测二极管D1开启电压V_D1 时，电流I_D1＝(VOUT-V_D1-V_R103)/R202，其中，V_D1为电压检测二极管D1的开启电压，V_R103＝I_E1*R103为电阻R103上的电压降，反馈电流 I_D1注入电阻R103，根据I_E1＝I_D1+I_C1，且I_E1大小由R103决定，通过调整电流输入量I_D1的大小，从而改变电流I_C1的大小，减小电流I_C1，进一步的降低主电源开关管M2的开启强度来闭环限制输出电压VOUT。当主电源开关管M2的输出端电压高过V_D1+V_R103时，反馈电流I_D1增大，电流I_C1减小，主电源开关管M2的基极/删极电压V2升高，主电源开关管 M2的输出电流减小，其输出端电压降低。反之，当主电源开关管M2的输出端电压低过V_D1+V_R103时，反馈电流I_D1减小，直至电压检测二极管 D1关断，电流I_C1增大，主电源开关管M2的基极/删极电压V2降低，主电源开关管M2的输出电流增大，其输出端电压升高。因此主电源开关管M2的输出端电压VOUT最高会被稳定在V_D1+V_R103附近。
本实施例中，第一参考电压Vref1为M3管的开启电压，第二参考电压 Vref2为电压检测二极管D1的开启电压。
实施例二
请参阅附图8，图8为本实用新型实施例一提供的一种电源开关保护电路的具体示意图。如图8所示，本实施例中，电流检测及限流反馈电路包括：比较器A2和电流检测电阻R203，其中：比较器A2的同相输入端与参考电压 Vref1连接，比较器A2的反相输入端与R203的一端相连，并与主电源开关管的输入端相连，R203的另一端与电压输入端VCC相连，比较器A2的输出端与主电源开关管的控制端相连。
如图8所示，本实施例中，电压检测及稳压反馈电路包括：比较器A1，比较器A1的反相输入端与参考电压Vref2连接，比较器A1的同相输入端作为电压检测及稳压反馈电路的输入端，比较器A1的输出端作为电压检测及稳压反馈电路的输出端。
具体工作原理：
电阻R203为电流检测电阻，其两端电压V_R203＝I_M2*R203，A2为比较器，当电阻R203两端电压V_R203高过比较器A2的同相输入端的参考电压值Vref1时，比较器A2开启，输出电流I_F来调整主电源开关管M2的控制端电压V2，主电源开关管M2的输出电流和其基极-发射极(Vbe)或 MOS管的栅源电压(Vgs)成正比，当控制端电压V2升高时，主电源开关管 M2的输出电流减小，反之，当控制端电压V2降低时，主电源开关管M2的输出电流增大，进而闭环调整主电源开关管M2的开启强度来闭环限制通过开关管的最大电流，其最大主电源开关电流I_M2会被限制在Vref1/R203，其中Vref1为比较器同相输入端输入的参考电压。
当比较器A1负极的电压高过同相输入端接入的参考电压Vref2，允许电流通过；反之，当比较器A1反相输入端的电压低于同相输入端接入的参考电压Vref2时，比较器A1不接通，不允许电流通过。当输出电压VOUT高过比较器A1同相输入端接入的参考电压Vref2时，电流I_D1＝(VOUT-Vref2-V_R103)/R203，其中，Vref2为比较器A1的参考电压， V_R103＝I_E1*R103为电阻R103端电压降，反馈电流I_D1注入电阻R103，由于I_E1＝I_D1+I_C1，且I_E1主要由VSW、R101以及开关管M1的开启电压以及R103决定，因此，I_E1不变，通过调整电流输入量I_D1的大小，从而改变电流I_C1的大小，进一步的控制主电源开关管M2的控制端电压V2，再进一步的闭环控制主电源开关管M2的开启强度来调整输出电压VOUT。具体的，具体的，当输出端电压VOUT低过比较器A1同相输入端接入的参考电压Vref2时，输出电流I_D1为0，主电源开关管M2处在完全导通状态，主电源开关管M2阻抗为最小；当输出端电压Vout高过比较器A1同相输入端接入的参考电压Vref2时，输出电流I_D1增大，开关管M1输出端电流I_C1减小，主电源开关管M2的控制端电压V2升高，主电源开关管M2的输出电流减小，主电源开关管M2的开启强度降低，进而输出端电压VOUT稳定在Vref2 +V_R103附近。
本实施例中，参考电压Vref1为比较器A2同相输入端输入的参考电压，参考电压Vref2为比较器A1反相输入端输入的参考电压。
本实用新型公开了一种电源开关保护电路，在原有电源开关电路上增加电流检测及限流反馈电路以及电压检测及稳压反馈电路，通过本实用新型提供的电源开关保护电路可知，电源开关保护电路的输入-输出电压曲线如图9 所示，电流检测及限流反馈电路和电压检测及稳压反馈电路分别检测主电源开关管的电流以及检测主电源开关管输出端电压，通过调整主电源开关管控制端的电压来控制主电源开关管的开启强度，进而限制了通过主电源开关管的最大电流以及调整了主电源开关管的输出端电压，在达到最大输出之前，输出端电压和输入电压为线性关系，在高压输入情况下，本实用新型实施例可以将输出电压控制在最大输出电压，输出电压不在跟随输入电压，在实际电流应用中，通过电流检测及限流反馈电路和电压检测及稳压反馈电路分别限制了主电源开关管的输入电流和输出电压，避免了主电源开关管过流损坏和输出端负载电路的过压损坏。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种电源开关保护电路，其特征在于，包括：开关信号处理电路、主开关控制电路、主电源开关管、电压输出电路、电流检测及限流反馈电路以及电压检测及稳压反馈电路，其中：
所述电流检测及限流反馈电路的输入端与电压输入端VCC相连，所述电流检测及限流反馈电路的第一输出端与所述主电源开关管的控制端相连，所述电流检测及限流反馈电路的第二输出端与所述主电源开关管的输入端相连；
所述电压检测及稳压反馈电路的输入端与所述主电源开关管的输出端相连，所述电压检测及稳压反馈电路的输出端与所述开关信号处理电路的第二输入端相连；
所述电流检测及限流反馈电路，用于检测通过所述主电源开关管的电流，将所述电流转换为电压，将所述电压与第一参考电压进行比较，当所述电压高于所述第一参考电压时，反馈输出第一电流调整所述主电源开关管的控制端电压来闭环控制所述主电源开关管的开启强度，限制通过所述主电源开关管的电流；
所述电压检测及稳压反馈电路，用于检测所述主电源开关管的输出端电压，将所述输出端电压与第二参考电压进行比较，当所述输出端电压高于所述第二参考电压时，反馈输出第二电流调整所述主电源开关管的控制端电压来闭环控制所述主电源开关管的开启强度，调整所述输出端电压。
2.根据权利要求1所述的电源开关保护电路，其特征在于，所述电流检测及限流反馈电路包括：晶体管M3和电流检测电阻R201，其中：
所述电流检测电阻R201的第一端与所述晶体管M3的输入端相连，作为所述电流检测及限流反馈电路的输入端与所述电压输入端VCC相连；
所述电流检测电阻R201的第二端与所述晶体管M3的控制端相连，作为所述电流检测及限流反馈电路的第二输出端，与所述主电源开关管的输入端相连；
所述晶体管M3的输出端作为所述电流检测及限流反馈电路的第一输出端，与所述主电源开关管的控制端相连。
3.根据权利要求2所述的电源开关保护电路，其特征在于，所述晶体管M3为PNP管或PMOS管。
4.根据权利要求1所述的电源开关保护电路，其特征在于，所述电流检测及限流反馈电路包括：比较器A2和电流检测电阻R203，其中：
所述电流检测电阻R203的第一端作为所述电流检测及限流反馈电路的输入端与所述电压输入端VCC相连；
所述电流检测电阻R203的第二端与所述比较器A2的反相输入端相连，作为所述电流检测及限流反馈电路的第二输出端，与所述主电源开关管的输入端相连；
所述比较器A2的同相输入端与第一参考电压端连接，所述比较器A2的输出端作为所述电流检测及限流反馈电路的第一输出端，与所述主电源开关管的控制端相连。
5.根据权利要求1所述的电源开关保护电路，其特征在于，所述电压检测及稳压反馈电路包括：电压检测二极管D1和反馈电流控制电阻R202，其中：
所述电压检测二极管D1的负极和所述反馈电流控制电阻R202的第一端相连，所述电压检测二极管D1的正极作为所述电压检测及稳压反馈电路的输出端；
所述反馈电流控制电阻R202的第二端作为所述电压检测及稳压反馈电路的输入端。
6.根据权利要求1所述的电源开关保护电路，其特征在于，所述电压检测及稳压反馈电路包括：比较器A1，其中：
所述比较器A1的反相输入端与第二参考电压端连接，所述比较器A1的同相输入端作为所述电压检测及稳压反馈电路的输入端；
所述比较器A1的输出端作为所述电压检测及稳压反馈电路的输出端。
7.根据权利要求1所述的电源开关保护电路，其特征在于，所述开关信号处理电路包括：电阻R101、电阻R102、电阻R103以及开关管M1，其中：
所述电阻R101的第一端作为第一输入端，用于接收开关信号；
所述电阻R101的第二端与所述电阻R102的第一端相连，所述电阻R101和所述电阻R102的公共端与所述开关管M1的控制端相连，所述电阻R102第二端与所述电阻R103的第二端相连并接地；
所述开关管M1的输入端与所述电阻R103的第一端相连，其公共端作为所述开关信号处理电路的第二输入端；
所述开关管M1的输出端作为所述开关信号处理电路的输出端，与所述主开关控制电路相连。
8.根据权利要求1所述的电源开关保护电路，其特征在于，所述主开关控制电路包括：电容C1、电容C2、电阻R105以及电阻R104，其中：
所述电阻R104的第一端作为所述主开关控制端的输出端，与所述开关信号处理电路的输出端相连；
所述电阻R104的第二端与所述电阻R105的第一端相连，所述电容C2与所述电阻R105并联，所述电容C1的第一端接地，所述电容C1的第二端、所述电阻R105的第二端以及所述电容C2的第二端连接所述电源输入端VCC，所述电容C2的第一端作为所述主开关控制电路的输出端，与所述主电源开关管M2的控制端相连。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109004359A (zh) * 2018-07-27 2018-12-14 北京小米移动软件有限公司 电子设备及其天线结构、天线电压的调节方法、装置
CN109067385A (zh) * 2018-08-14 2018-12-21 辅易航智能科技(苏州)有限公司 一种车载传感器电源部分开关电路
CN112332366A (zh) * 2020-11-16 2021-02-05 深圳市达特照明股份有限公司 一种防浪涌保护装置

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