CN207251245U - 一种充电保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种充电保护电路，包括：USB电源端口、充电IC端口、连接在USB电源端口和充电IC端口之间的保护电路，保护电路分为一级保护电路、二级保护电路及三级保护电路。本实用新型采用三级保护措施，有效防止浪涌、过压、反接电源等造成的主板损伤。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种充电保护电路。
背景技术
随着科技的不断发展，智能手机电池容量的不断增大，为了使用更便捷，充电技术也在不断改进使手机充电速度更快。但现有的手机类消费电子产品的充电环境非常复杂，比如插在充电器、移动电源或电脑上进行充电，电网的波动、雷击浪涌、错接电源等都有可能会对手机主板造成伤害，因此充电保护电路的设计越来越关键。
现有技术中已出现了充电保护电路，例如公布号为CN104810910的发明专利等，其公开了充电保护电路，包括：EMC元件、变压器、继电器、桥式整流二极管、电位器、运算放大器等器件，电路结构非常复杂且成本高，实用性较低。
因此，如何设计一种结构简洁、成本低且防护等级高的充电保护电路是业界亟待解决的技术问题。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提出一种充电保护电路，该充电保护电路采用三级保护措施，有效防止浪涌、过压、反接电源等造成的主板损伤。
本实用新型采用的技术方案是，设计一种充电保护电路，包括：USB电源端口、充电IC端口、连接在USB电源端口和充电IC端口之间的保护电路，保护电路分为一级保护电路、二级保护电路及三级保护电路。
其中，一级保护电路由瞬态抑制二极管构成，瞬态抑制二极管的负极连接至USB电源端口、正极接地。
二级保护电路由PNP三极管、第一电容、稳压管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第二电容及第一PMOS管构成，PNP三极管的发射极连接至USB电源端口、集电极串联第三电阻接地，第一电容的正极连接至PNP三极管的基极、负极接地，稳压管的负极连接至PNP三极管的基极、正极串联第一电阻接地，第二电阻的一端连接至USB电源端口、另一端串联第三电阻接地，第二电容的正极连接至USB电源端口、负极串联第三电阻接地，第一PMOS管的漏极连接至所述USB电源端口、栅极串联第三电阻接地。
三级保护电路由第二PMOS管和第四电阻构成，第二PMOS管的漏极连接至充电IC端口、栅极串联第四电阻接地，第二PMOS管的源极和第一PMOS管的源极相连。
优选的，第一PMOS管和第二PMOS管的导通电阻均小于或等于50 mΩ。
优选的，第一PMOS管和第二PMOS管的耐压值大于或等于20V。
优选的，瞬态抑制二极管的反向击穿电压大于充电器耐压值的1.1倍。
优选的，稳压管的反向击穿电压大于充电器标准电压的0.1倍。
优选的，第一电容的电容量范围为100pF~2000pF。
优选的，第一电阻的阻值范围为1 kΩ~10 kΩ。
与现有技术相比，本实用新型设有三级保护电路，一级保护电路可抑制电网波动或充电器插入瞬间产生的浪涌，避免浪涌对主板的伤害，二级保护电路可在充电器电压超过稳压管的击穿电压时停止充电，避免过压对主板的额伤害，三级保护电路在电源反接时断开充电回路，避免反接对主板的伤害。
附图说明
下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明，其中：
图1是本实用新型中充电保护电路的连接示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型提出的充电保护电路，包括：USB电源端口、充电IC端口、连接在USB电源端口和充电IC端口之间的保护电路，保护电路分为一级保护电路、二级保护电路及三级保护电路。
一级保护电路由瞬态抑制二极管D2构成，瞬态抑制二极管D2的负极连接至USB电源端口，瞬态抑制二极管D2的正极接地，瞬态抑制二极管D2用于电路浪涌保护，宜选择击穿电压大于5.5V的TVS管，瞬态抑制二极管D2的反向击穿电压大于充电器耐压值的1.1倍。
其中，二级保护电路由PNP三极管Q1、第一电容C1、稳压管D1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第二电容C2及第一PMOS管Q2构成，PNP三极管Q1的发射极连接至USB电源端口，PNP三极管Q1的集电极串联第三电阻R3接地，PNP三极管Q1的基极分两路并联接地，第一路为PNP三极管Q1的基极串联第一电容接地，第二路为PNP三极管Q1的基极串联稳压管和第一电阻R1接地，稳压管D1的负极连接至PNP三极管Q1的基极、正极连接在第一电阻R1上。第二电阻R2的一端连接至USB电源端口、另一端串联第三电阻R3接地，第二电容C2的正极连接至USB电源端口、负极串联第三电阻R3接地，第一PMOS管Q2的漏极连接至USB电源端口、栅极串联第三电阻R3接地。
较优的，第一电容C1的电容量范围为100pF~2000pF，用于缩短保护电路的相应时间，电路的保护点电压Vovp等于稳压器的反向击穿电压Vz，反向击穿电压Vz大于充电器标准电压的0.1倍。第一电阻R1为限流电阻，防止稳压管D1击穿时电流过大烧坏稳压管D1，宜选择阻值在1kΩ-10kΩ范围内的限流电阻，过大会导致PNP三极管Q1无法导通。PNP 三级管Q1用于控制第一PMOS管Q2的导通和截止。第二电阻R2用于残压抑制，宜选用阻值在1 mΩ-2mΩ。第三电阻R3用于给第一PMOS管Q2的栅极提供合适的导通电压，阻值宜选100 kΩ-200kΩ。第二电容C2为滤波电容，防止第一PMOS管Q2误动作，第二电容C2的电容值宜选用500pF~2000pF。第一PMOS管Q2用于控制充电环路的导通和截止，第一PMOS管Q2的导通电阻过大时会导致充电回路阻抗增加，影响充电效率，一般要求第一PMOS管Q2的导通电阻小于或等于50 mΩ，当第一PMOS管Q2的耐压值大于或等于20V时，可以满足5-12V适配器。
二级保护电路的保护过程是，当充电器电压持续高于额定电压时，由稳压管D1、PNP三极管Q1、第一PMOS管Q2组成的二级保护电路将发挥作用，保护点电压Vovp等于稳压器的反向击穿电压Vz，当USB电源端口的电压超过反向击穿电压Vz时，PNP三极管Q1的基极被拉低，处于导通状态；第一PMOS管Q2的栅极被拉高，第一PMOS管Q2处于截止状态，停止充电。保护点电压Vovp主要由稳压管D1决定，用标准5V充电器时可以选择反向击穿电压Vz为5.6V的稳压管。
三级保护电路由第二PMOS管Q3和第四电阻R4构成，第二PMOS管Q3的漏极连接至充电IC端口、栅极串联第四电阻R4接地，第二PMOS管Q3的源极和第一PMOS管Q2的源极相连。DC电源如果在反接的情况下会直接烧坏电路，而第二PMOS管Q3在DC电源反接时截止，充电回路断开，起到了很好的防反接保护作用，第二PMOS管Q3与第一PMOS管Q2的选型条件相同。
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 (7)
1.一种充电保护电路，包括：USB电源端口、充电IC端口、连接在所述USB电源端口和充电IC端口之间的保护电路，其特征在于，所述保护电路分为一级保护电路、二级保护电路及三级保护电路；
所述一级保护电路由瞬态抑制二极管构成，所述瞬态抑制二极管的负极连接至所述USB电源端口、正极接地；
所述二级保护电路由PNP三极管、第一电容、稳压管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第二电容及第一PMOS管构成，所述PNP三极管的发射极连接至所述USB电源端口、集电极串联所述第三电阻接地，所述第一电容的正极连接至所述PNP三极管的基极、负极接地，所述稳压管的负极连接至所述PNP三极管的基极、正极串联所述第一电阻接地，所述第二电阻的一端连接至所述USB电源端口、另一端串联所述第三电阻接地，所述第二电容的正极连接至所述USB电源端口、负极串联所述第三电阻接地，所述第一PMOS管的漏极连接至所述USB电源端口、栅极串联所述第三电阻接地；
所述三级保护电路由第二PMOS管和第四电阻构成，所述第二PMOS管的漏极连接至所述充电IC端口、栅极串联所述第四电阻接地，所述第二PMOS管的源极和所述第一PMOS管的源极相连。
2.如权利要求1所述的充电保护电路，其特征在于，所述第一PMOS管和第二PMOS管的导通电阻均小于或等于50 mΩ。
3.如权利要求2所述的充电保护电路，其特征在于，所述第一PMOS管和第二PMOS管的耐压值大于或等于20V。
4.如权利要求1所述的充电保护电路，其特征在于，所述瞬态抑制二极管的反向击穿电压大于充电器耐压值的1.1倍。
5.如权利要求1所述的充电保护电路，其特征在于，所述稳压管的反向击穿电压大于充电器标准电压的0.1倍。
6.如权利要求1所述的充电保护电路，其特征在于，所述第一电容的电容量范围为100pF~2000pF。
7.如权利要求1所述的充电保护电路，其特征在于，所述第一电阻的阻值范围为1 kΩ~10 kΩ。
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| CN201720957866.0U CN207251245U (zh) | 2017-08-02 | 2017-08-02 | 一种充电保护电路 |
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| CN207251245U true CN207251245U (zh) | 2018-04-17 |
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| CN (1) | CN207251245U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4297213A1 (en) * | 2022-06-20 | 2023-12-27 | STMicroelectronics (China) Investment Co., Ltd. | Reverse battery protection circuit |
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2017
- 2017-08-02 CN CN201720957866.0U patent/CN207251245U/zh active Active
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