CN207283140U - 一种过欠压关断保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电源保护领域，具体涉及一种过欠压关断保护电路，配置于电源输入端，包括欠压保护模块及过压保护模块，所述欠压保护模块包括稳压管D1、电阻R1、三极管Q1；本实用新型针对目前电源电路的输入电压变化范围宽、输出电源启动稳定、电源控制芯片安全工作要求，本实用新型通过在电源输入端配置低压、过压阀值，形成该阀值区间内电路可靠稳定安全工作区，在该范围外电源输入保护电路，电源控制芯片不工作达到上述要求目的，该本实用新型安全可靠，结构简单，成本低廉，具备很强的实用价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源保护领域，尤其涉及一种过欠压关断保护电路。
背景技术
现有电源电路中输入电压保护功能主要由该电路中电源控制芯片实现。具体实现方式一是利用电源控制芯片自带的UVLO（欠压锁定）管脚，通过配置外围电阻可以设定欠压保护阀值，低于该保护阀值电源控制芯片不工作；另外一种方式无ULVO管脚的电源控制芯片是依靠本身的输入电压工作范围来应对输入电压波动。以上电路有明显的缺点：自带欠压锁定功能、宽输入范围的电源控制芯片价格较高，外围电路复杂且器件较多，因此出于成本考虑电路板上很难使用两个及以上该芯片进行电压转换；对于过压工况则无较好的防护措施，存在安全隐患。以电动汽车领域为例，其低压蓄电池一般为12V电压等级，其电压波动范围较大，低压情况下会低至6V左右，高压情况会高至40V左右。
实用新型内容
针对现有技术中存在的缺陷或不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种能够解决现有技术中电源保护电路存在安全隐患且成本高昂的问题的电源保护电路。
为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为提供一种过欠压保护电路，配置于电源输入端，包括欠压保护模块及过压保护模块，其特征在于，所述欠压保护模块包括稳压管D1、电阻R1、三极管Q1；所述稳压管D1的阳极与电源输入端的负极相连，所述稳压管D1的阴极与所述电阻R1的一端相连，所述电阻R1的另一端与所述三极管Q1的基极相连，所述三极管Q1的集电极与所述过压保护模块相连，所述三极管Q1的发射极与电源输入端的正极相连。
作为本实用新型的进一步改进，所述过压保护模块包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、稳压管D2、三极管Q2及三极管Q3；所述电阻R2的一端与所述三极管Q3的发射极相连，所述电阻R2的另一端分别与所述电阻R3的一端、稳压管D2的阴极相连，所述稳压管D2的阳极分别与电源输入端的负极、电源输出端的负极相连；所述电阻R3的另一端与所述三极管Q2的基极相连，所述三极管Q2的发射极分别与电阻R4的一端、三极管Q3的发射极相连，所述三极管Q2的集电极分别与电阻R4的另一端、电阻R5的一端及电阻R6的一端相连；所述电阻R6的另一端与所述稳压管D2的阳极相连；所述电阻R5的另一端与所述三极管Q3的基极相连，所述三极管Q3的集电极与电源输出端的正极相连。
作为本实用新型的进一步改进，所述电阻为分立器件电阻。
作为本实用新型的进一步改进，所述三极管为PNP三极管。
现有电源过欠压保护电路中输入电压保护功能主要由电路中电源控制芯片实现，而保护功能较全的电源控制芯片存在价格较高，外围电路复杂等因素，出于成本考虑电路板难以使用多个；而另一部分电压控制芯片无欠压、过压保护功能，单纯依靠芯片本身的输入范围来应对输入电压波动，存在安全隐患；本实用新型提出的过欠压关断保护电路，电路成本低，结构简单，安全可靠性高，易于实现，同时能够满足电路输入电压变化范围宽、输出电源启动稳定、电源控制芯片安全工作要求，保证低压电源电路的安全性以及可靠性。
本实用新型的有益效果是：本实用新型针对目前电源电路的输入电压变化范围宽、输出电源启动稳定、电源控制芯片安全工作要求，本实用新型通过在电源输入端配置低压、过压阀值，形成该阀值区间内电路可靠稳定安全工作区，在该范围外电源输入断路，电源控制芯片不工作达到上述要求目的，该本实用新型安全可靠，结构简单，成本低廉。其中，本实用新型中所采用过欠压保护电路能够简洁有效应对输入电压波动范围宽的工况条件，通过稳压二极管灵活设置过压、欠压阀值，保证电源部分安全正常工作；所采用过欠压保护电路可通过设置过压、欠压阀值能够保证电源电路工作在最合适区间，不存在上电过程中电压上升阶段输出电压不稳定或不能启动等现象，保证输出电源的可靠稳定；还可根据需要灵活配置过压保护部分、欠压保护部分，能够广泛应用于低压输入保护电路部分；且其中采用分立式器件组合而成，整个电路简单可靠，能够工作在宽温度范围，电路成本低廉；本实用新型所使用的过欠压保护电路适用于电动汽车低压输入保护部分，或者其他低电压系统的输入电压保护电路领域。
附图说明
图1是本实用新型的电路图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型进一步说明。
如图1所示，本实用新型提供一种包括欠压保护模块及过压保护模块，配置于电源输入端，其中，所述欠压保护模块包括稳压管D1、电阻R1、三极管Q1；所述稳压管D1的阳极与电源输入端的负极相连，所述稳压管D1的阴极与所述电阻R1的一端相连，所述电阻R1的另一端与所述三极管Q1的基极相连，所述三极管Q1的集电极与所述过压保护模块相连，所述三极管Q1的发射极与电源输入端的正极相连。
进一步地，所述过压保护模块包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、稳压管D2、三极管Q2及三极管Q3；所述电阻R2的一端与所述三极管Q3的发射极相连，所述电阻R2的另一端分别与所述电阻R3的一端、稳压管D2的阴极相连，所述稳压管D2的阳极分别与电源输入端的负极、电源输出端的负极相连；所述电阻R3的另一端与所述三极管Q2的基极相连，所述三极管Q2的发射极分别与电阻R4的一端、三极管Q3的发射极相连，所述三极管Q2的集电极分别与电阻R4的另一端、电阻R5的一端及电阻R6的一端相连；所述电阻R6的另一端与所述稳压管D2的阳极相连；所述电阻R5的另一端与所述三极管Q3的基极相连，所述三极管Q3的集电极与电源输出端的正极相连。
具体的，所述电阻为分立器件电阻，所述三极管为PNP三极管。
电路的工作原理如下所述：针对目前电源电路的宽输入电压范围、输出电源启动稳定、电源控制芯片安全工作要求，提出的一种过欠压保护电路，其中欠压保护模块和过压保护模块串联，互不干扰。
欠压保护模块电路包括PNP三极管Q1、电阻R1及稳压二极管D1，其中PNP三极管Q1的发射极与基极的开通电压记为VEB-Q1，稳压二极管D1的稳定电压记为Vz-D1。当输入电压Vin上升过程中，若Vin＜VEB-Q1 +Vz-D1，则三极管Q1不导通；若Vin≥VEB-Q1 +Vz-D1，则三极管Q1导通。其中欠压阀值主要是由稳压二极管D1决定，电阻R1起限流作用。
过压保护模块工作原理：包括主开关管—PNP三极管Q3、辅助开关管—PNP三极管Q2、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5及电阻R6，稳压二极管D2组成。PNP三极管Q2的射极与基极的开通电压记为VEB-Q2，PNP三极管Q3的发射极与基极的开通电压记为VEB-Q3，稳压二极管D2的稳定电压记为Vz-D2。
当输入电压Vin上升过程中，若Vin＜VEB-Q2 +Vz-D2，则辅助开关管三极管Q2不导通，由于电阻R4及电阻R6串联分压作用保证电阻R4两端压降VR4＞VEB-Q3，则主开关管Q3导通，其中VR4为电阻R4两端的电压；若Vin≥VEB-Q1 +Vz-D1 ，则辅助开关管三极管Q2导通，此时主开关管三极管Q3的发射极和基极压降几乎为0V，开关管三极管Q3为不导通状态。其中，电阻R2与稳压二极管D2串联，起限流作用；电阻R3为三极管Q2的基极驱动电阻；电阻R4、电阻R6串联分压，电阻R4两端压降对应三极管Q3的发射极和基极间压降；电阻R5为三极管Q3的基极驱动电阻。
综上所述，当VEB-Q1 +Vz-D1 ≤Vin＜VEB-Q2 +Vz-D2 ，三极管Q1及三极管Q3均导通，Vout=Vin；当电源输入电压Vin＜VEB-Q1 +Vz-D1 ，三极管Q1不导通，电源输出电压Vout=0V；
当Vin≥VEB-Q2 +Vz-D2 时，三极管Q1导通，三极管Q3不导通，Vout=0V。
本实用新型针对目前电源电路的输入电压变化范围宽、输出电源启动稳定、电源控制芯片安全工作要求，本实用新型通过在电源输入端配置低压、过压阀值，形成该阀值区间内电路可靠稳定安全工作区，在该范围外电源输入断路，电源控制芯片不工作达到上述要求目的，该本实用新型安全可靠，结构简单，成本低廉。其中，本实用新型中所采用过欠压保护电路能够简洁有效应对输入电压波动范围宽的工况条件，通过稳压二极管灵活设置过压、欠压阀值，保证电源部分安全正常工作；所采用过欠压保护电路可通过设置过压、欠压阀值能够保证电源电路工作在最合适区间，不存在上电过程中电压上升阶段输出电压不稳定或不能启动等现象，保证输出电源的可靠稳定；还可根据需要灵活配置过压保护部分、欠压保护部分，能够广泛应用于低压输入保护电路部分；且其中采用分立式器件组合而成，整个电路简单可靠，能够工作在宽温度范围，电路成本低廉；本实用新型所使用的过欠压保护电路适用于电动汽车低压输入保护部分，或者其他低电压系统的输入电压保护电路领域。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种过欠压关断保护电路，配置于电源输入端，包括欠压保护模块及过压保护模块，其特征在于，所述欠压保护模块包括稳压管D1、电阻R1、三极管Q1；所述稳压管D1的阳极与电源输入端的负极相连，所述稳压管D1的阴极与所述电阻R1的一端相连，所述电阻R1的另一端与所述三极管Q1的基极相连，所述三极管Q1的集电极与所述过压保护模块相连，所述三极管Q1的发射极与电源输入端的正极相连。
2.根据权利要求1所述的过欠压关断保护电路，其特征在于，所述过压保护模块包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、稳压管D2、三极管Q2及三极管Q3；所述电阻R2的一端与所述三极管Q3的发射极相连，所述电阻R2的另一端分别与所述电阻R3的一端、稳压管D2的阴极相连，所述稳压管D2的阳极分别与电源输入端的负极、电源输出端的负极相连；所述电阻R3的另一端与所述三极管Q2的基极相连，所述三极管Q2的发射极分别与电阻R4的一端、三极管Q3的发射极相连，所述三极管Q2的集电极分别与电阻R4的另一端、电阻R5的一端及电阻R6的一端相连；所述电阻R6的另一端与所述稳压管D2的阳极相连；所述电阻R5的另一端与所述三极管Q3的基极相连，所述三极管Q3的集电极与电源输出端的正极相连。
3.根据权利要求2所述的过欠压关断保护电路，其特征在于，所述电阻为分立器件电阻。
4.根据权利要求3所述的过欠压关断保护电路，其特征在于，所述三极管为PNP三极管。
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| CN201721229232.XU CN207283140U (zh) | 2017-09-22 | 2017-09-22 | 一种过欠压关断保护电路 |
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| CN109462213A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-03-12 | 深圳市睿德电子实业有限公司 | Ic芯片输入过压保护电路及其保护方法 |
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