CN208190251U - 一种电源防护电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电源防护电路及电子设备。该电源防护电路包括：保护电路和告警电路。保护电路包括限压型保护器件和开关型保护器件，限压型保护器件的第一端与第一电源线路电连接，限压型保护器件的第二端与开关型保护器件的第一端电连接，开关型保护器件的第二端与第二电源线路电连接；告警电路至少包括告警器件，告警器件连接于告警电路的第一端和第二端之间，告警电路的第一端与限压型保护器件的第二端电连接，告警电路的第二端与第二电源线路电连接。本实用新型实现了对保护电路中的限压型保护器件的漏电流进行实时监控和告警提示，一旦工作人员发现告警提示，能够及时对限压型保护器件进行更换和维修，提升了电源防护电路的防护性能。

Description

一种电源防护电路及电子设备

技术领域

本实用新型实施例涉及电子电路技术，尤其涉及一种电源防护电路及电子设备。

背景技术

电子设备在轨道交通、汽车电子、通讯、新能源、安防、消费电子、工业电子、医疗电子等行业得到了广泛的应用，其性能的优劣直接关系到相关设备能否安全可靠的工作。

为了保证电子设备能够安全可靠地工作，多在电子设备电源端口设计电源防护电路。保护器件在电源防护电路中起到了至关重要的作用，保护器件一旦损坏，将可能导致整个电源防护电路失效。然而，现有的电源防护电路中缺乏对保护器件损坏的监控措施，用户无法得知保护器件是否损坏。一旦保护器件损坏导致了电源防护电路失效，整个后级电路将处于缺乏保护的状态，导致后级电路中的敏感元器件容易发生损坏。因此现有的电源防护电路的防护性能不佳，容易影响电子设备的正常工作。

实用新型内容

本实用新型提供一种电源防护电路及电子设备，以实现实时监控保护器件是否损坏，提升电源防护电路的防护性能的目的。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电源防护电路，该电源防护电路包括：

保护电路，包括限压型保护器件和开关型保护器件，所述限压型保护器件的第一端与第一电源线路电连接，所述限压型保护器件的第二端与所述开关型保护器件的第一端电连接，所述开关型保护器件的第二端与第二电源线路电连接；

告警电路，至少包括告警器件，所述告警器件连接于所述告警电路的第一端和第二端之间，所述告警电路的第一端与所述限压型保护器件的第二端电连接，所述告警电路的第二端与所述第二电源线路电连接。

可选地，所述限压型保护器件为压敏电阻或者瞬态抑制二极管。

可选地，所述开关型保护器件为气体放电管。

可选地，所述气体放电管为开路失效放电管。

可选地，所述告警器件为发光二极管；

所述告警电路还包括整流二极管，所述整流二极管和所述发光二极管串联连接于所述告警电路的第一端和第二端之间，所述整流二极管的阴极与所述发光二极管的阳极电连接。

可选地，所述告警电路还包括与所述发光二极管串联连接的第一电阻。

可选地，所述告警电路还包括：第二电阻，所述第二电阻与所述发光二极管并联。

可选地，所述告警器件为蜂鸣器；所述蜂鸣器串联连接于所述告警电路的第一端和第二端之间。

可选地，所述告警电路还包括：第一电容，所述第一电容的第一端与所述限压型保护器件的第二端电连接，所述第一电容的第二端与所述第二电源线路电连接。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备上使用本实用新型任意实施例提供的电源防护电路。

本实用新型提供的技术方案，通过设置告警电路至少包括告警器件，告警器件连接于告警电路的第一端和第二端之间，告警电路的第一端与限压型保护器件的第二端电连接，告警电路的第二端与第二电源线路电连接，以使限压型保护器件的漏电流可以通过告警器件。本实用新型解决了现有的电源防护电路中由于缺乏对保护器件损坏的监控措施，保护器件损坏后不能得到及时地更换和维修，导致电源防护电路的性能不佳的问题，实现了对保护电路中的限压型保护器件的漏电流进行实时监控和告警提示，一旦工作人员发现告警提示，便能够及时对限压型保护器件进行更换和维修，提升了电源防护电路的防护性能。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种电源防护电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种电源防护电路的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的又一种电源防护电路的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的又一种电源防护电路的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的又一种电源防护电路的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的又一种电源防护电路的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的又一种电源防护电路的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1为本实用新型实施例提供的一种电源防护电路的结构示意图。参见图1，该电源防护电路包括：保护电路10和告警电路20。

保护电路10包括限压型保护器件11和开关型保护器件12，限压型保护器件11的第一端与第一电源线路L电连接，限压型保护器件11的第二端与开关型保护器件12的第一端电连接，开关型保护器件12的第二端与第二电源线路N电连接。

告警电路20至少包括告警器件21，告警器件21连接于告警电路20的第一端和第二端之间，告警电路20的第一端与限压型保护器件11的第二端电连接，告警电路20的第二端与第二电源线路N电连接。

其中，限压型保护器件11是一种无过电压时呈高阻抗特性，随着浪涌电流和电压的增加，其阻抗不断小，伏安特性呈非线性特性的保护器件。限压型保护器件11的过电压抑制能力好，在电路中的主要作用是限制过电压。开关型保护器件12是一种无雷电瞬时过电压时呈高阻抗特性，一旦响应雷电瞬过电压，其阻抗突变为低阻抗特性，允许雷电流通过的保护器件。开关型保护器件12泻放雷电能量的能力强，在电路中的主要作用是泻放雷电能量。本实用新型提供的电源防护电路设置限压型保护器件11和开关型保护器件12串联在第一电源线路L和第二电源线路N之间，对电源电路的保护兼具过电压抑制能力好和雷电能量泻放能力强的优点，实现了对后级电路100的安全防护。

然而限压型保护器件11相比于开关型保护器件12更容易失效短路，产生漏电流。在本实用新型提供的技术方案中，告警电路20的第一端与限压型保护器件11的第二端电连接，告警电路20的第二端与第二电源线路N电连接，由此告警电路20和开关型保护器件12并联连接。若限压型保护器件11出现漏电流，若该漏电流的大小不足以使开关型保护器件12击穿导通，该漏电流会通过告警电路20从第一电源线路L传输至第二电源线路N。告警电路20还包括告警器件21，本实用新型的告警器件21是一种将限压型保护器件11的失效信息通过声、光或文字等表现形式传递信息的器件。例如，可以发出光信息的告警灯或可以发出声音信息的蜂鸣器等均可以作为告警器件21，本实用新型不作限制。告警器件21连接于告警电路20的第一端和第二端之间，限压型保护器件11产生的漏电流可以通过告警器件21，告警器件21因此发出告警信息。相反，若限压型保护器件11性能完好，没有产生漏电流，则告警电路20中的告警器件21处于断电状态。

本实用新型提供的技术方案，通过设置告警电路20至少包括告警器件21，告警器件21连接于告警电路20的第一端和第二端之间，告警电路20的第一端与限压型保护器件11的第二端电连接，告警电路20的第二端与第二电源线路N电连接，以使限压型保护器件11的漏电流可以通过告警器件21。本实用新型解决了现有的电源防护电路中由于缺乏对保护器件损坏的监控措施，保护器件损坏后不能得到及时地更换和维修，导致电源防护电路的性能不佳的问题，实现了对保护电路10中的限压型保护器件11的漏电流进行实时监控和告警提示，一旦工作人员发现告警提示，便能够及时对限压型保护器件11进行更换和维修，提升了电源防护电路的防护性能。

在上述各技术方案的基础上，可选地，限压型保护器件11为压敏电阻或者瞬态抑制二极管(Transient Voltage Suppressor，TVS)。图2为本实用新型实施例提供的另一种电源防护电路的结构示意图。参见图2，图2以限压型保护器件为压敏电阻MOV为例进行说明，压敏电阻MOV是一种具有非线性伏安特性的电阻器件，利用压敏电阻MOV的非线性特性，当过电压出现在压敏电阻MOV的两端，压敏电阻MOV可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路100的保护。电源防护电路这样设置可以对压敏电阻MOV的漏电流进行实时监控和告警提示，一旦工作人员发现告警提示，便能够及时对压敏电阻MOV进行更换，提升了电源防护电路的防护性能。

继续参见图2，在上述各技术方案的基础上，可选地，开关型保护器件12为气体放电管GDT。气体放电管GDT是一种间隙式的防雷保护元件，在电路中起到泄放雷电瞬时过电流和限制过电压作用，由于气体放电管GDT的极间绝缘电阻很大，寄生电容很小，对高频信号线路的雷电防护有明显的优势，进一步提升了电源防护电路防护雷电冲击的性能。

图3为本实用新型实施例提供的又一种电源防护电路的结构示意图。参见图3，在上述各技术方案的基础上，可选地，气体放电管为开路失效放电管OGDT。开路失效放电管OGDT是一种能耐受雷击，以及超过工频阈值电流实现开路失效功能的保护器件。在本技术方案中，若限压型保护器件11的漏电流较小，该漏电流不足以使开路失效放电管OGDT导通，该漏电流会通过告警电路20从第一电源线路L传输至第二电源线路N，告警器件21发出告警信息。若限压型保护器件11的漏电流较大，超过开路失效放电管OGDT的工频阈值电流后，开路失效放电管OGDT开路失效，该较大的漏电流会通过告警电路20从第一电源线路L传输至第二电源线路N，告警器件21发出告警信息。电源防护电路这样设置，实现了告警电路20可以在限压型保护器件11的漏电流较小和漏电流较大的条件下均能够实现告警，增强了告警电路20的安全监控能力，进一步提升了电源防护电路的防护性能。

在上述技术方案的基础上，可选地，告警器件21产生的告警信息的强弱与通过该告警器件21的电流成正相关，即，通过该告警器件21的电流大小不同，产生告警信息也不同，以使告警电路20产生能够辨别限压型保护器件11产生的漏电流大小的告警信息，增强了告警电路20的安全监控能力，进一步提升了电源防护电路的防护性能。图4为本实用新型实施例提供的又一种电源防护电路的结构示意图。参见图4，在上述各技术方案的基础上，告警器件为发光二极管LED。告警电路20还包括整流二极管D1，整流二极管D1和发光二极管LED串联连接于告警电路20的第一端和第二端之间，整流二极管D1的阴极与发光二极管LED的阳极电连接。

其中，限压型保护器件11产生的漏电流主要为第一电源线路L和第二电源线路N之间的交流电。若限压型保护器件11出现漏电流，若该漏电流的大小不足以使开关型保护器件12导通，该漏电流会通过告警电路20。告警电路20中的整流二极管D1将该交流漏电流整流成直流电，从而驱动发光二极管LED发光，以提示工作人员该限压型保护器件11已经出现漏电流。相反，若限压型保护器件11性能完好，没有产生漏电流，则发光二极管LED不发光。

继续参见图4，在上述各技术方案的基础上，告警电路20还可以包括与发光二极管LED串联连接的第一电阻R1，以限制流过发光二极管LED的电流大小，防止发光二极管LED因电流过大而损坏。

需要说明的是，通过调整第一电阻R1的阻值，可以实现对发光二极管LED亮度的调节。若限压型保护器件11的漏电流在正常范围内，调整第一电阻R1的阻值可以使在漏电流较小的条件下，发光二极管LED不发光，以防止告警电路20误告警。

图5为本实用新型实施例提供的又一种电源防护电路的结构示意图。参见图5，在上述各技术方案的基础上，告警电路20还可以包括第二电阻R2，第二电阻R2与发光二极管LED并联，以对流过告警电路20的漏电流进行分流，限制流过发光二极管LED的电流大小，防止发光二极管LED因电流过大而损坏。

图6为本实用新型实施例提供的又一种电源防护电路的结构示意图。参见图6，在上述各技术方案的基础上，告警电路20还可以包括第一电容C，第一电容C的第一端与限压型保护器件11的第二端电连接，第一电容C的第二端与第二电源线路N电连接。限压型保护器件11的结电容一般为开关型保护器件12的寄生电容的几十倍、甚至几百倍，因此，限压型保护器件11和开关型保护器件12两端的电压会出现明显分压不均的情形，开关型保护器件12和告警电路20两端的电压较大。告警电路20设置第一电容C的第一端与限压型保护器件11的第二端电连接，第一电容C的第二端与第二电源线路N电连接，可以增大告警电路20和开关型保护器件12的电容值，使得限压型保护器件11和开关型保护器件12两端的分压均匀，降低告警电路20两端的电压，进一步提升告警电路20的安全监控性能。

需要说明的是，通过调整第一电阻R1、第二电阻R2的阻值和第一电容C的电容值，可以实现对发光二极管LED亮度的调节。若限压型保护器件11的漏电流在正常范围内，调整第一电阻R1、第二电阻R2的阻值和第一电容C的电容值可以使在漏电流较小的条件下，发光二极管LED不发光，以防止告警电路20误告警。

可选地，告警器件21为蜂鸣器，蜂鸣器串联连接于告警电路20的第一端和第二端之间。限压型保护器件11产生的漏电流主要为第一电源线路L和第二电源线路N之间的交流电。若限压型保护器件11出现漏电流，若该漏电流的大小不足以使开关型保护器件12导通，该漏电流会通过告警电路20，从而驱动蜂鸣器发出告警声，以提示工作人员该限压型保护器件11已经出现漏电流。相反，若限压型保护器件11性能完好，没有产生漏电流，则蜂鸣器不工作。

图7为本实用新型实施例提供的又一种电源防护电路的结构示意图。参见图7，在上述各技术方案的基础上，本实用新型还提供了一种具体的电源防护电路。该电源防护电路包括保护电路10和告警电路20。保护电路10包括压敏电阻MOV和开路失效放电管OGDT，压敏电阻MOV的第一端与第一电源线路L电连接，压敏电阻MOV的第二端与开路失效放电管OGDT的第一端电连接，开路失效放电管OGDT的第二端与第二电源线路N电连接。告警电路20包括整流二极管D1、发光二极管LED、第一电阻R1、第二电阻R2和第一电容C。其中，整流二极管D1和发光二极管LED串联连接于告警电路20的第一端和第二端之间，告警电路20的第一端与压敏电阻MOV的第二端电连接，告警电路20的第二端与第二电源线路N电连接。第二电阻R2与发光二极管LED并联，第一电阻R1的第一端与发光二极管LED的阴极电连接，第一电阻R1的第二端与第二电源线路N电连接。第一电容C的第一端与限压型保护器件11的第二端电连接，第一电容C的第二端与第二电源线路N电连接。根据前述分析可知，在压敏电阻MOV的漏电流较小时，该漏电流通过告警电路20，发光二极管LED发出光的强度较弱；在压敏电阻MOV的漏电流较大而损坏时，该漏电流通过告警电路20，发光二极管LED发出光的强度较强。因此，该电源防护电路实现了告警电路20可以在压敏电阻MOV的漏电流较小和器件损坏的条件下能够实现不同的告警提示，进一步提升了电源防护电路的防护性能。

本实用新型实施例还提供了一种电子设备，图8为本实用新型实施例提供的一种电子设备的结构示意图。该电子设备例如可以是汽车电子、通讯、新能源、安防、消费电子、工业电子、医疗电子等装置中的电脑、导航仪或摄像头等。该电子设备上使用本实用新型任意实施例提供的电源防护电路。

本实用新型提供的电子设备，通过设置告警电路至少包括告警器件，告警器件连接于告警电路的第一端和第二端之间，告警电路的第一端与限压型保护器件的第二端电连接，告警电路的第二端与第二电源线路电连接，以使限压型保护器件的漏电流可以通过告警器件。本实用新型解决了现有的电源防护电路中由于缺乏对保护器件损坏的监控措施，保护器件损坏后不能得到及时地更换和维修，导致电源防护电路的性能不佳的问题，实现了对保护电路中的限压型保护器件的漏电流进行实时监控和告警提示，一旦工作人员发现告警提示，便能够及时对限压型保护器件进行更换和维修，提升了电子设备中电源防护电路的防护性能。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电源防护电路，其特征在于，包括：

保护电路，包括限压型保护器件和开关型保护器件，所述限压型保护器件的第一端与第一电源线路电连接，所述限压型保护器件的第二端与所述开关型保护器件的第一端电连接，所述开关型保护器件的第二端与第二电源线路电连接；

告警电路，至少包括告警器件，所述告警器件连接于所述告警电路的第一端和第二端之间，所述告警电路的第一端与所述限压型保护器件的第二端电连接，所述告警电路的第二端与所述第二电源线路电连接。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述限压型保护器件为压敏电阻或者瞬态抑制二极管。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述开关型保护器件为气体放电管。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述气体放电管为开路失效放电管。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述告警器件为发光二极管；

所述告警电路还包括整流二极管，所述整流二极管和所述发光二极管串联连接于所述告警电路的第一端和第二端之间，所述整流二极管的阴极与所述发光二极管的阳极电连接。

6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述告警电路还包括与所述发光二极管串联连接的第一电阻。

7.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述告警电路还包括：第二电阻，所述第二电阻与所述发光二极管并联。

8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述告警器件为蜂鸣器；

所述蜂鸣器串联连接于所述告警电路的第一端和第二端之间。

9.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述告警电路还包括：第一电容，所述第一电容的第一端与所述限压型保护器件的第二端电连接，所述第一电容的第二端与所述第二电源线路电连接。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备上使用权利要求1-9任一所述的电源防护电路。