CN207200350U - 一种过温过压保护电路及智能终端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种过温过压保护电路及智能终端，智能终端内部的电路板上设置有处理器、USB连接器和过温过压保护电路；过温过压保护电路连接处理器和USB连接器。过温过压保护电路检测USB连接器的温度并输出检测信号；处理器根据检测信号判断连接器的温度大于或等于温度上限时、输出温控信号控制过温过压保护电路断开内部的充电通路；即可避免USB连接器温度继续上升，降低了过高的温度所带来的安全隐患。过温过压保护电路还实时检测USB连接器传输的输入电压，判断输入电压大于或等于电压上限时断开充电通路；即可避免过高的输入电压导致内部器件的损坏，降度过高电压所带来的安全隐患，有利于更好地保护设备及用户的安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种过温过压保护电路及智能终端。
背景技术
目前手机，平板等数码产品都设置有USB充电功能。然而市面上的充电器品牌及种类繁多，质量参差不齐，再加上电网的波动等因素，在充电过程中易造成USB损坏或烧坏。
因此有必要对现有技术进行改进。
实用新型内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种过温过压保护电路及智能终端，以解决现有充电过程因充电器质量较差和电网波动造成USB连接器损坏或烧坏的问题。
为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：
一种过温过压保护电路，设置在智能终端中，与处理器连接，与USB连接器相邻设置，其包括：
用于检测USB连接器的温度并输出检测信号给处理器的检测模块；
用于根据处理器输出的温控信号输出对应的关闭信号的保护模块；
用于根据关闭信号断开充电通路、以及判断输入电压大于或等于电压上限时断开充电通路的充电控制模块；
所述检测模块连接处理器并与USB连接器相邻设置，保护模块连接充电控制模块和处理器。
所述的过温过压保护电路中，所述检测模块包括第一电阻、热敏电阻和第一电容；所述第一电阻的一端连接供电端；第一电阻的另一端连接热敏电阻的一端、第一电容的一端和处理器；热敏电阻的另一端和第一电容的另一端均接地。
所述的过温过压保护电路中，所述保护模块包括第一三极管、第二电阻和第三电阻；所述第一三极管的基极连接第二电阻的一端和第三电阻的一端，第一三极管的集电极连接充电控制模块，第一三极管的发射极连接第二电阻的另一端和地，第三电阻的另一端连接处理器。
所述的过温过压保护电路中，所述第一三极管为NPN三极管。
所述的过温过压保护电路中，所述充电控制模块包括第二三极管、第三三极管、第一MOS管、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻；所述第一MOS管的漏极连接第二三极管的发射极、第七电阻的一端、第四电阻的一端和输入端；第一MOS管的栅极连接第六电阻的一端和第二三极管的集电极；第一MOS管的源极连接充电端；第二三极管的基极连接第三三极管的集电极、第七电阻的另一端和第一三极管的集电极；第三三极管的基极连接第四电阻的另一端和第五电阻的一端；第五电阻的另一端连接第三三极管的发射极、第六电阻的另一端和地。
所述的过温过压保护电路中，所述第二三极管为PNP三极管，第三三极管为NPN三极管，第一MOS管为PMOS管。
所述的过温过压保护电路中，所述第四电阻的阻值为9.1KΩ，第五电阻的阻值为1KΩ。
所述的过温过压保护电路中，所述充电控制模块还包括第二电容和第三电容；所述第二电容的一端连接第四电阻的一端，第二电容的另一端连接第五电阻的另一端和地，第三电容的一端连接第一MOS管的源极和充电端，第三电容的另一端连接第六电阻的另一端和地。
所述的过温过压保护电路中，所述充电控制模块还包括第八电阻，所述第八电阻的一端连接第二三极管的基极，第八电阻的另一端连接第三三极管的集电极和第一三极管的集电极。
一种过温过压保护的智能终端，包括设置在智能终端内部的电路板，所述电路板上设置有处理器和USB连接器，其中，所述电路板上还设置有所述的过温过压保护电路；所述过温过压保护电路检测USB连接器的温度并输出检测信号；处理器根据检测信号判断连接器的温度大于或等于温度上限时、输出温控信号控制过温过压保护电路断开内部的充电通路；过温过压保护电路还实时检测USB连接器传输的输入电压，判断输入电压大于或等于电压上限时断开充电通路；
所述过温过压保护电路连接处理器和USB连接器。
相较于现有技术，本实用新型提供的一种过温过压保护电路及智能终端，过温过压保护电路检测USB连接器的温度并输出检测信号；处理器根据检测信号判断连接器的温度大于或等于温度上限时、输出温控信号控制过温过压保护电路断开内部的充电通路；即可避免USB连接器温度继续上升，降低了过高的温度所带来的安全隐患。过温过压保护电路还实时检测USB连接器传输的输入电压，判断输入电压大于或等于电压上限时断开充电通路；即可避免过高的输入电压导致内部器件的损坏，降度过高电压所带来的安全隐患，有利于更好地保护设备及用户的安全。
附图说明
图1为本实用新型提供的过温过压保护的智能终端的结构框图。
图2为本实用新型提供的过温过压保护电路中检测模块的电路图。
图3为本实用新型提供的过温过压保护电路中保护模块的电路图。
图4为本实用新型提供的过温过压保护电路中充电控制模块的电路图。
具体实施方式
本实用新型提供一种过温过压保护电路及智能终端，广泛适用于使用USB充电的电子产品上，如智能平板，工业平板，手机等。在充电过程中检测USB连接器的温度过高以及充电电压过高时，进行对应的断开控制来实现USB连接器在充电过程中的过温过压保护。为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1，本实用新型提供的一种过温过压保护的智能终端，主要是对USB连接器进行保护，包括设置在智能终端内部的电路板，所述电路板上设置有过温过压保护电路1、处理器2和USB连接器3；所述过温过压保护电路1连接处理器2和USB连接器3。所述过温过压保护电路1检测USB连接器3的温度并输出检测信号；处理器2根据检测信号判断USB连接器的温度大于或等于温度上限时、输出温控信号TEMP_CONTROL控制过温过压保护电路1断开内部的充电通路。过温过压保护电路1还实时检测USB连接器3传输的输入电压，判断输入电压大于或等于电压上限时断开充电通路。
所述过温过压保护电路1包括检测模块10、保护模块20和充电控制模块30。所述检测模块10连接处理器，并与USB连接器相邻设置；所述保护模块20连接充电控制模块30和处理器。所述检测模块10用于检测USB连接器3的温度并输出检测信号AUXIN3；处理器2判断检测信号AUXIN3大于或等于预设的第一阈值时，识别USB连接器3的温度大于或等于温度上限，输出温控信号TEMP_CONTROL；保护模块20根据温控信号TEMP_CONTROL输出对应的关闭信号SW控制充电控制模块30断开充电通路，即可避免USB连接器温度继续上升，降低了过高的温度所带来的安全隐患。同时，充电控制模块30实时检测输入电压，判断输入电压大于或等于预设的第二阈值（相当于大于或等于电压上限）时，控制充电控制模块30断开充电通路，即可避免过高的输入电压导致内部器件的损坏，降度过高电压所带来的安全隐患，有利于更好地保护设备及用户的安全。
请一并参阅图2，所述检测模块10包括第一电阻R1、热敏电阻RT和第一电容C1；所述第一电阻R1的一端连接供电端VIO18_PMU；第一电阻R1的另一端连接热敏电阻RT的一端、第一电容C1的一端和处理器；热敏电阻RT的另一端和第一电容C1的另一端均接地。
其中，热敏电阻RT（NTC电阻）用于检测USB连接器的温度，在电路板上需设置在USB连接器的附近，如与USB连接器相邻而设。热敏电阻RT的阻值随着USB连接器的温度变化而变化，因此通过第一电阻R1与热敏电阻RT的分压，将该分压（即检测信号AUXIN3）传输至处理器中即可判断出USB连接器当前的温度。
请一并参阅图3，所述保护模块20包括第一三极管Q1、第二电阻R2和第三电阻R3；所述第一三极管Q1的基极连接第二电阻R2的一端和第三电阻R3的一端，第一三极管Q1的集电极连接充电控制模块30，第一三极管Q1的发射极连接第二电阻R2的另一端和地，第三电阻R3的另一端连接处理器。
其中，第一三极管Q1为NPN三极管。当处理器判断检测信号AUXIN3大于或等于预设的第一阈值时，则识别USB连接器的温度大于或等于温度上限，输出高电平的温控信号TEMP_CONTROL，使第一三极管Q1导通，输出低电平有效的关闭信号SW。检测信号AUXIN3低于第一阈值时，无温控信号TEMP_CONTROL输出，则第一三极管Q1截止无关闭信号SW输出。
请一并参阅图4，所述充电控制模块30包括第二三极管Q2、第三三极管Q3、第一MOS管T1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7；所述第一MOS管T1的漏极连接第二三极管Q2的发射极、第七电阻R7的一端、第四电阻R4的一端和输入端VBUS_IN；第一MOS管T1的栅极连接第六电阻R6的一端和第二三极管Q2的集电极；第一MOS管T1的源极连接充电端VBUS；第二三极管Q2的基极连接第三三极管Q3的集电极、第七电阻R7的另一端和第一三极管Q1的集电极；第三三极管Q3的基极连接第四电阻R4的另一端和第五电阻R5的一端；第五电阻R5的另一端连接第三三极管Q3的发射极、第六电阻R6的另一端和地。
其中，第二三极管Q2为PNP三极管，第三三极管Q3为NPN三极管，第一MOS管T1为PMOS管，第四电阻R4的阻值为9.1KΩ，第五电阻R5的阻值为1KΩ。输入端VBUS_IN的输入电压通过第四电阻R4和第五电阻R5进行分压，当分压电压大于第三三极管Q3的基极电压时，第三三极管Q3导通接地，第二三极管Q2的基极为低电平也导通，则第一MOS管T1的漏极和栅极短路而截止，断开了输入端VBUS_IN与充电端VBUS之间的通路，则无充电电压输出，相当于断开充电通路起到过压保护作用。当输入电压分压后小于第三三极管Q3的基极电压时，第三三极管Q3截止，第二三极管Q2也截止，则第一MOS管T1的漏极和栅极断开，第一MOS管T1的栅极通过第六电阻R6下拉到地而导通，从而连接了输入端VBUS_IN与充电端VBUS之间的通路，充电回路默认打开，充电电压输出对电池充电。第二三极管Q2的通断也可通过输入的关闭信号SW来控制，关闭信号SW为低电平时第二三极管Q2导通，断开充电；无关闭信号SW时，第二三极管Q2由第三三极管Q3的通断控制。
进一步实施例中，所述充电控制模块30还包括第二电容C2和第三电容C3；所述第二电容C2的一端连接第四电阻R4的一端，第二电容C2的另一端连接第五电阻R5的另一端和地，第三电容C3的一端连接第一MOS管T1的源极和充电端VBUS，第三电容C3的另一端连接第六电阻R6的另一端和地。其中，第二电容C2用于对输入端VBUS_IN输的输入电压进行滤波，第三电容C3用于对充电端VBUS的充电电压进行滤波，使充电电压更加稳定。
进一步实施例中，所述充电控制模块30还包括第八电阻R8，所述第八电阻R8的一端连接第二三极管Q2的基极，第八电阻R8的另一端连接第三三极管Q3的集电极和第一三极管Q1的集电极。其中，第八电阻R8用于对第二三极管Q2起保护作用，避免大电流烧坏第二三极管Q2；较佳的阻值为5.1KΩ。
请继续参阅图1至图4，所述过温过压保护的智能终端的工作原理为：
过压保护：输入端VBUS_IN的输入电压通过第四电阻R4和第五电阻R5进行分压，当分压电压大于第三三极管Q3的基极电压时，第三三极管Q3导通使第二三极管Q2也导通，从而关闭第一MOS管T1，即断开输入端VBUS_IN与充电端VBUS之间的通路，起到过压保护。
过温保护：热敏电阻RT的阻值随着USB连接器的温度变化而变化，第一电阻R1与热敏电阻RT的分压（即检测信号AUXIN3）传输至处理器中。当处理器检测到USB温度大于预设的阀值时，输出高电平的温控信号TEMP_CONTROL使第一三极管Q1导通，输出低电平的关闭信号SW使第二三极管Q2导通，第一MOS管T1截止从而断开充电通路，起到过温保护。
综上所述，本实用新型提供的过温过压保护电路及智能终端，识别USB连接器的温度大于或等于温度上限时断开充电通路，即可避免USB连接器温度继续上升，降低了过高的温度所带来的安全隐患。同时，判断输入电压大于或等于电压上限时，断开充电通路，即可避免过高的输入电压导致内部器件的损坏，降度过高电压所带来的安全隐患，有利于更好地保护设备及用户的安全。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种过温过压保护电路，设置在智能终端中，与处理器连接，与USB连接器相邻设置，其特征在于，包括：
用于检测USB连接器的温度并输出检测信号给处理器的检测模块；
用于根据处理器输出的温控信号输出对应的关闭信号的保护模块；
用于根据关闭信号断开充电通路、以及判断输入电压大于或等于电压上限时断开充电通路的充电控制模块；
所述检测模块连接处理器并与USB连接器相邻设置，保护模块连接充电控制模块和处理器。
2.根据权利要求1所述的过温过压保护电路，其特征在于，所述检测模块包括第一电阻、热敏电阻和第一电容；所述第一电阻的一端连接供电端；第一电阻的另一端连接热敏电阻的一端、第一电容的一端和处理器；热敏电阻的另一端和第一电容的另一端均接地。
3.根据权利要求2所述的过温过压保护电路，其特征在于，所述保护模块包括第一三极管、第二电阻和第三电阻；所述第一三极管的基极连接第二电阻的一端和第三电阻的一端，第一三极管的集电极连接充电控制模块，第一三极管的发射极连接第二电阻的另一端和地，第三电阻的另一端连接处理器。
4.根据权利要求3所述的过温过压保护电路，其特征在于，所述第一三极管为NPN三极管。
5.根据权利要求3所述的过温过压保护电路，其特征在于，所述充电控制模块包括第二三极管、第三三极管、第一MOS管、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻；所述第一MOS管的漏极连接第二三极管的发射极、第七电阻的一端、第四电阻的一端和输入端；第一MOS管的栅极连接第六电阻的一端和第二三极管的集电极；第一MOS管的源极连接充电端；第二三极管的基极连接第三三极管的集电极、第七电阻的另一端和第一三极管的集电极；第三三极管的基极连接第四电阻的另一端和第五电阻的一端；第五电阻的另一端连接第三三极管的发射极、第六电阻的另一端和地。
6.根据权利要求5所述的过温过压保护电路，其特征在于，所述第二三极管为PNP三极管，第三三极管为NPN三极管，第一MOS管为PMOS管。
7.根据权利要求5所述的过温过压保护电路，其特征在于，所述第四电阻的阻值为9.1KΩ，第五电阻的阻值为1KΩ。
8.根据权利要求5所述的过温过压保护电路，其特征在于，所述充电控制模块还包括第二电容和第三电容；所述第二电容的一端连接第四电阻的一端，第二电容的另一端连接第五电阻的另一端和地，第三电容的一端连接第一MOS管的源极和充电端，第三电容的另一端连接第六电阻的另一端和地。
9.根据权利要求8所述的过温过压保护电路，其特征在于，所述充电控制模块还包括第八电阻，所述第八电阻的一端连接第二三极管的基极，第八电阻的另一端连接第三三极管的集电极和第一三极管的集电极。
10.一种过温过压保护的智能终端，包括设置在智能终端内部的电路板，所述电路板上设置有处理器和USB连接器，其特征在于，所述电路板上还设置有如权利要求1-9任一项所述的过温过压保护电路；所述过温过压保护电路检测USB连接器的温度并输出检测信号；处理器根据检测信号判断连接器的温度大于或等于温度上限时、输出温控信号控制过温过压保护电路断开内部的充电通路；过温过压保护电路还实时检测USB连接器传输的输入电压，判断输入电压大于或等于电压上限时断开充电通路；
所述过温过压保护电路连接处理器和USB连接器。
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