CN207588431U - 过压、反接及掉电保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种过压、反接及掉电保护电路，包括第一开关、反接保护电路、第二开关、过压保护电路和掉电反灌保护电路；所述反接保护电路用于控制所述第一开关的导通或者截止,防止输入电源极性反接时，电路输出反极性电源；所述过压保护电路分别与输入电源以及所述第二开关的控制端连接，所述过压保护电路防止所述输入电源为高压时，电路输出高压电源；所述掉电反灌保护电路防止所述输入电源掉电时，电路输出端的电源反灌至输入端。从而使得在电子产品接入电源时。正反误插而不会对电子产品造成损坏。另外，不会因输入电压过高或掉电而将电子产品损坏，能更好地将电子产品在使用过程的损坏性降低。

Description

过压、反接及掉电保护电路

技术领域

本实用新型涉及电源领域，尤其涉及一种过压、反接及掉电保护电路。

背景技术

电子产品在使用过程中可能会由于电源的反接或将电子产品接入到高压电源，而使得电子产品烧坏；或者由于掉电使电子产品损坏。在单板应用中，直接单板连接到外接电源中，如果没有相应的检测保护，很可能会因为人为接入错误而增加电子产品的损坏率。

现有技术中，通过采用相应的集成模块实现电路的检测控制，或通过单片机AD采样控制实现检测保护，此方法电路结构复杂，而且每个集成模块功能单一，实现多种保护的多成本高，功耗大，响应不及时。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种过压、反接及掉电保护电路。

为实现上述目的，根据本实用新型实施例的过压、反接及掉电保护电路，所述过压、反接及掉电保护电路包括：

第一开关，所述第一开关的输入端与输入电源的参考地连接；

反接保护电路，所述反接保护电路分别与输入电源、参考地以及所述第一开关的控制端连接，所述反接保护电路用于控制所述第一开关的导通或者截止，防止输入电源极性反接时，电路输出反极性电源；

第二开关，所述第二开关的输入端与所述第一开关的输出端连接；

过压保护电路，所述过压保护电路分别与输入电源、参考地以及所述第二开关的控制端连接，所述过压保护电路防止所述输入电源为高压时，电路输出高压电源；

掉电反灌保护电路，所述掉电反灌保护电路分别与输入电源、参考地以及所述第二开关的控制端连接，所述掉电反灌保护电路防止所述输入电源掉电时，电路输出端的电源反灌至输入端。

根据本实用新型的一个实施例，所述反接保护电路包括电阻R2、电阻R8和二极管D7；

所述电阻R2的一端与所述输入电源连接，所述电阻R2的另一端与所述电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端与所述第一开关的控制端连接，所述二极管D7的阴极与所述电阻R8的所述一端连接，所述二极管D7的阳极与参考地连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述过压保护电路包括：

过压检测电路，所述过压检测电路用于在所述输入电源的电平为高压时，输出关断控制电平，使所述第二开关截止；

导通电路，所述导通电路用于所述输入电源的电平为正常时，输出导通电平，使所述第二开关导通。

根据本实用新型的一个实施例，所述过压检测电路包括：

二极管D1、电阻R10、电阻R9和三极管Q5；

所述二极管D1的阴极与所述输入电源连接，所述二极管D1的阳极与所述电阻R10的一端连接，所述电阻R10另一端与所述三极管Q5的基极连接，所述三极管Q5的发射极与参考地连接，所述三极管Q5的集电极与所述第二开关的控制端连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述二极管D1为稳压二极管。

根据本实用新型的一个实施例，所述导通电路包括：电阻R3、电阻R4和二极管D5；

所述电阻R3的一端与所述输入电源连接，所述电阻R3的另一端与所述电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端与所述第二开关的控制端连接，所述二极管D5的阴极与所述电阻R3的所述一端连接，所述二极管D5的阳极与参考地连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述掉电反灌保护电路包括二极管D21、电阻R1和电阻R5；

所述二极管D21的阳极与所述第二开关的控制端连接，所述二极管D21的阴极与所述电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与所述输入电源连接，所述电阻R5的一端与所述二极管D21的阴极连接，所述电阻R5的另一端与参考地连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一开关和第二开关分别为N-MOS晶体管。

本实用新型实施例提供的所述过压、反接及掉电保护电路，所述过压、反接及掉电保护电路通过反接保护电路控制所述第一开关的导通或者截止,防止输入电源极性反接时，电路输出反极性电源，从而增强对输出电源的可靠性，防止输入电源极性反接时，输出反向电源将后端电路损坏；通过过压保护电路防止所述输入电源为高压时，电路输出高压电源，防止输入电源为高压电时，输出高压电源将后端电路损坏；通过所述掉电反灌保护电路防止所述输入电源掉电时，电路输出端的电源反灌至输入端，防止后端存能电源的反灌，将所述过压、反接及掉电保护电路及前端电路损坏。从而使得在电子产品接入电源时。正反误插而不会对电子产品造成损坏。另外，不会因输入电压过高或掉电而将电子产品损坏，能更好地将电子产品在使用过程的损坏性降低。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的过压、反接及掉电保护电路结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的过压、反接及掉电保护电路的电路结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的过压、反接及掉电保护电路的输入端稳压滤波电路结构示意图。

附图标记：

第一开关10；

反接保护电路20；

过压保护电路30；

掉电反灌保护电路40；

第二开关50。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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。除非另有定义，本文所使用的所有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术语只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。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的过压、反接及掉电保护电路结构框图。

本实用新型实施例提供的过压、反接及掉电保护电路，包括：第一开关10、反接保护电路20、第二开关50、过压保护电路30和掉电反灌保护电路40；所述第一开关10的输入端与输入电源的参考地连接；所述反接保护电路20分别与输入电源以及所述第一开关10的控制端连接，所述反接保护电路20用于控制所述第一开关10的导通或者截止,防止输入电源极性反接时，电路输出反极性电源；所述第二开关50的输入端与所述第一开关10的输出端连接；所述过压保护电路30分别与输入电源以及所述第二开关50的控制端连接，所述过压保护电路30防止所述输入电源为高压时，电路输出高压电源；所述掉电反灌保护电路40分别与输入电源、参考地以及所述第二开关50的控制端连接，所述掉电反灌保护电路40防止所述输入电源掉电时，电路输出端的电源反灌至输入端。

进一步的，在本实用新型的一个实施例中，所述第一开关10和第二开关50分别为N-MOS晶体管。

具体的，继续参阅图1，由于所述反接保护电路20与输入电源连接，当所述输入电源极性反接时，所述反接保护电路20输出反极性电平，所述反极性电平作用到所述第一开关10的控制端上，由于所述第一开关10为正电平导通开关。此时，所述第一开关10处于截止状态，反接电源没有输出。

由于所述过压保护电路30的与输入电源连接，当所述输入电源为高压电时，所述过压保护电路30输出低电平，所述低电平作用到所述第二开关50的控制端上，由于所述第二开关50为正电平导通开关。此时，所述第二开关50处于截止状态。高压电源没有输出。

由于所述掉电反灌保护电路40与输入电源、参考地连接，当所述输入电源掉电时，所述第二开关50控制端通过所述掉电反灌保护电路40快速放电，使得所述第二开关50快速截止，防止输出电流反灌。

本实用新型实施例提供的所述过压、反接及掉电保护电路通过反接保护电路20控制所述第一开关10的导通或者截止，防止输入电源极性反接时，电路输出反极性电源，从而增强对输出电源的可靠性，防止输入电源极性反接时，输出反向电源将后端电路损坏；通过过压保护电路30防止所述输入电源为高压时，电路输出高压电源，防止输入电源为高压电时，输出高压电源将后端电路损坏；通过所述掉电反灌保护电路40防止所述输入电源掉电时，电路输出端的电源反灌至输入端，防止后端存能电源的防止，将所述自动防过压、反接及掉电反灌保护电路40及前端电路损坏。从而使得在电子产品接入电源时。正反误插而不会对电子产品造成损坏。另外，不会因输入电压过高或掉电而将电子产品损坏，能更好地将电子产品在使用过程的损坏性降低。

参阅图2；图2为本实用新型实施例提供的过压、反接及掉电保护电路的电路结构示意图。

进一步的，在本实用新型的一个实施例中，所述反接保护电路20包括电阻R2、电阻R8和二极管D7；所述电阻R2的一端与所述输入电源连接，所述电阻R2的另一端与所述电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端与所述第一开关10的控制端连接，所述二极管D7的阴极与所述电阻R8的所述一端连接，所述二极管D7的阳极与参考地连接。

具体的，继续参阅图2，输入电源正反接错时，输入电源通过电阻R2及二极管D7，并通过电阻R8连接到所述第一开关的控制端。在本实用新型一个实施例中，所述第一开关为N-MOS晶体管。此时，由于所述第一开关的控制端为非正电平，所述第一开关处于截止状态，反极性电源没有输出。当输入电源为正常接入时，输入电源通过电阻R2及二极管D7，并通过电阻R8连接到所述第一开关的控制端。在本实用新型一个实施例中，所述第一开关为N-MOS晶体管。此时，由于所述第一开关的控制端为正电平，满足所述第一开关的导通条件，所述第一开关处于导通状态，从而正常给后续电路输出电源。

本实施例中，通过电阻R2、电阻R8和二极管D7实现反接保护电路20，电路实现简单，可靠；自动根据输入电源输出控制电平使所述第一开关截止或导通，反应及时且成本较低。

进一步的，在本实用新型的一个实施例中，所述过压保护电路30包括：过压检测电路和导通电路，所述过压检测电路用于在所述输入电源的电平为高压时，输出关断控制电平，使所述第二开关50截止；所述导通电路用于所述输入电源的电平为正常时，输出导通电平，使所述第二开关50导通。

所述过压检测电路包括：二极管D1、电阻R10、电阻R9和三极管Q5；所述二极管D1的阴极与所述输入电源连接，所述二极管D1的阳极与所述电阻R10的一端连接，所述电阻R10另一端与所述三极管Q5的基极连接，所述三极管Q5的发射极与参考地连接，所述三极管Q5的集电极与所述第二开关50的控制端连接。

在本实用新型一个实施例中，所述三极管Q5为NPN型三极管。所述二极管D1为稳压二极管。

所述导通电路包括：电阻R3、电阻R4和二极管D5；所述电阻R3的一端与所述输入电源连接，所述电阻R3的另一端与所述电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端与所述第二开关50的控制端连接，所述二极管D5的阴极与所述电阻R3的所述一端连接，所述二极管D5的阳极与参考地连接。

具体的，继续参阅图2，使用二极管D1、电阻R9、电阻R10和三极管Q5实现自动过压防护，当电压输入电压大于二极管D1雪蹦耐压数值时，所述二极管D1导通，从而使得所述三极管Q5集电极与发射极之间导通。此时，三极管Q5集电极输出低压电平至所述第二开关50的控制端；在本实用新型一个实施例中，所述第一开关为N-MOS晶体管。从而，使得所述第二开关50截止，达到自动过压防护，高压电平没有输出。当输入电源为正常电压时，二极管D1处于截止状态，三极管Q5集电极与发射极之间不导通，所述过压检测电路没有输出。此时，输入电源通过电阻R3、电阻R4和二极管D5继续给所述第二开关50的控制端提供导通电平，所述第二开关50处于导通状态，从而实现正常电压输入时，继续为后续电路供电。

本实用新型实施例中，通过二极管D1、电阻R10、电阻R9和三极管Q5实现过压检测电路，自动检测输入电源是否过压，并在输入电源过压时输出控制电平时第二开关50截止，防止高压电源出。电路结构简单，可靠、反应及时且成本较低。

进一步的，在本实用新型的一个实施例中，所述掉电反灌保护电路40包括二极管D21、电阻R1和电阻R5；所述二极管D21的阳极与所述第二开关50的控制端连接，所述二极管D21的阴极与所述电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与所述输入电源连接，所述电阻R5的一端与所述二极管D21的阴极连接，所述电阻R5的另一端与参考地连接。

具体的，继续参阅图2，在本实用新型一个实施中，由于所述第二开关50为N-MOS型晶体管Q3，在N-MOS型晶体管Q3导通时，N-MOS型晶体管Q3导通的栅源极具有寄存电能，当电源输入掉电后，N-MOS开关管Q3的寄生电能Vgs通过所述二极管D21及电阻R5迅速泄放；从而使得所述N-MOS开关管快速关闭，避免后端电路上的过高残压对前端电路的破坏，实现电路的快速热插拔。

图3为本实用新型实施例提供的过压、反接及掉电保护电路的输入端稳压滤波电路结构示意图。

以上仅为本实用新型的实施例，但并不限制本实用新型的专利范围，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型专利保护范围之内。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种过压、反接及掉电保护电路，其特征在于，所述过压、反接及掉电保护电路包括：

第一开关，所述第一开关的输入端与输入电源的参考地连接；

反接保护电路，所述反接保护电路分别与输入电源、参考地以及所述第一开关的控制端连接，所述反接保护电路用于控制所述第一开关的导通或者截止，防止输入电源极性反接时，电路输出反极性电源；

第二开关，所述第二开关的输入端与所述第一开关的输出端连接；

过压保护电路，所述过压保护电路分别与输入电源、参考地以及所述第二开关的控制端连接，所述过压保护电路防止所述输入电源为高压时，电路输出高压电源；

掉电反灌保护电路，所述掉电反灌保护电路分别与输入电源、参考地以及所述第二开关的控制端连接，所述掉电反灌保护电路防止所述输入电源掉电时，电路输出端的电源反灌至输入端。

2.根据权利要求1所述的过压、反接及掉电保护电路，其特征在于，所述反接保护电路包括电阻R2、电阻R8和二极管D7；

所述电阻R2的一端与所述输入电源连接，所述电阻R2的另一端与所述电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端与所述第一开关的控制端连接，所述二极管D7的阴极与所述电阻R8的所述一端连接，所述二极管D7的阳极与参考地连接。

3.根据权利要求1所述的过压、反接及掉电保护电路，其特征在于，所述过压保护电路包括：

过压检测电路，所述过压检测电路用于在所述输入电源的电平为高压时，输出关断控制电平，使所述第二开关截止；

导通电路，所述导通电路用于所述输入电源的电平为正常时，输出导通电平，使所述第二开关导通。

4.根据权利要求3所述的过压、反接及掉电保护电路，其特征在于，所述过压检测电路包括：

二极管D1、电阻R10、电阻R9和三极管Q5；

所述二极管D1的阴极与所述输入电源连接，所述二极管D1的阳极与所述电阻R10的一端连接，所述电阻R10另一端与所述三极管Q5的基极连接，所述三极管Q5的发射极与参考地连接，所述三极管Q5的集电极与所述第二开关的控制端连接。

5.根据权利要求4所述的过压、反接及掉电保护电路，其特征在于，所述二极管D1为稳压二极管。

6.根据权利要求3所述的过压、反接及掉电保护电路，其特征在于，所述导通电路包括：电阻R3、电阻R4和二极管D5；

所述电阻R3的一端与所述输入电源连接，所述电阻R3的另一端与所述电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端与所述第二开关的控制端连接，所述二极管D5的阴极与所述电阻R3的所述一端连接，所述二极管D5的阳极与参考地连接。

7.根据权利要求1所述的过压、反接及掉电保护电路，其特征在于，所述掉电反灌保护电路包括二极管D21、电阻R1和电阻R5；

所述二极管D21的阳极与所述第二开关的控制端连接，所述二极管D21的阴极与所述电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与所述输入电源连接，所述电阻R5的一端与所述二极管D21的阴极连接，所述电阻R5的另一端与参考地连接。

8.根据权利要求1所述的过压、反接及掉电保护电路，其特征在于，所述第一开关和第二开关分别为N-MOS晶体管。