CN211744440U - 缓输出开关电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的一种缓输出开关电路，包括开关元件、开关元件控制电路、输入检测电路、断电控制电路以及缓冲输出电路，通过缓输出电路在上电时进行电流电压控制，从而防止对负载造成冲击，而且通过输入检测电路对输入电压进行检测，进而在过压时向断电控制电路输入高电平，进而向断电控制电路向开关元件控制电路输入一个低电平，由开关元件控制电路控制开关元件关断，从而起到过压保护的作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关电路领域，尤其涉及一种缓输出开关电路。
背景技术
在直流供电中，往往需要在负载与直流电源之间设置开关用来控制负载的供电通断，在现有的技术中，直流负载的开关(包括单个的开关元件或者是由开关元件组成的开关电路)在导通时直接向负载提供用电，在这种情况下，容易造成电流对负载冲击，从而导致负载损坏，严重影响负载的使用寿命。
实用新型内容
有鉴于上述的缺陷，本实用新型旨在提供一种缓输出开关电路对上述的缺陷进行解决。
本实用新型提供的一种缓输出开关电路，包括开关元件、开关元件控制电路、输入检测电路、断电控制电路以及缓冲输出电路；
所述开关元件的输入端作为换输出开关电路的输入端，所述开关元件的输出端与缓冲输出电路的输入端连接，所述缓冲输出电路的输出端作为缓输出开关电路的输出端与负载连接；
所述开关元件控制电路的控制输出端与开关元件的控制端连接，所述开关元件的第一控制端连接于开关元件的输出端，所述开关元件的第二控制端与断电控制电路的输出端连接，所述输入检测电路用于检测开关元件输入端电压并在过压时向断电控制电路的控制端第一控制端Vh1输出高电平控制信号，所述断电控制电路的第二控制端Vh2与外部控制器连接。
优选地：所述开关元件为PMOS管Q2。
优选地：所述缓冲输出电路包括电感L1和电容C3；
所述电感L1的一端连接于PMOS管Q2的漏极，电感L1的另一端通过电容 C3接地，电感L1和电容C3之间的公共连接点作为缓输出电路的输出端。
优选地：所述缓输出电路还包括P型的三极管Q4；所述三极管Q4的基极连接于电感L1与PMOS管Q2的漏极之间的公共连接点，三极管Q4的发射极连接于电感L1和电容C3之间的公共连接点，三极管Q4的集电极接地。
优选地：所述开关元件控制电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R6、电阻R7、手动开关SW1、三极管Q3、电阻R8、电阻R9以及电容C1；
电阻R3的一端连接于PMOS管Q2的源极，电阻R3的另一端通过电阻R4 连接于PMOS管Q2的栅极，电阻R4与PMOS管Q2的栅极连接的一端作为开关元件控制电路的控制输出端，电阻R6的一端连接于电阻R3和电阻R4之间的公共连接点，电阻R6的另一端通过手动开关SW1接地，三极管Q3的集电极通过电阻R7连接于电阻R3和电阻R4之间的公共连接点，所述三极管Q3的发射极接地，电阻R8的一端连接于PMOS管Q2的漏极，电阻R8的另一端通过电阻R9接地，电阻R8和电阻R9之间的公共连接点通过电容C1接地，电阻R8和电阻 R9之间的公共连接点连接于三极管Q3的基极，电阻R8与PMOS管Q2的漏极连接的一端为开关元件控制电路的第一控制端，电阻R8和电阻R9之间的公共连接点为开关元件控制电路的第二控制端。
优选地：所述断电控制电路包括三极管Q5、电容C2、电阻R10以及二极管 D1；
三极管Q5的集电极作为断电控制电路的输出端，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的基极通过电容C2接地，三极管Q5的基极通过电阻R10与二极管 D1的负极连接，二极管D1的正极作为断电控制电路的第二控制端Vh2，二极管 D1的负极与电阻R10之间的公共连接点作为断电控制电路的第一控制端Vh1。
优选地：所述输入检测电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R5、电阻R11、稳压管ZD1、稳压管ZD2、二极管D2以及P型的三极管Q1；
电阻R1的一端连接于PMOS管Q2的源极，电阻R1的另一端与稳压管ZD1 的负极连接，稳压管ZD1的正极接地，稳压管ZD1的负极通过电阻R2与三极管 Q1的基极连接，三极管Q1的发射极连接于PMOS管Q2的源极，三极管Q2的集电极通过电阻R5连接于二极管D2的正极，二极管D2的负极作为输入检测电路的输出端，二极管D2的正极通过电阻R11接地，二极管D2的正极与稳压管ZD2 的负极连接，稳压管ZD2的正极接地。
本实用新型的有益效果：基于本实用新型的上述结构，在负载需要供电时，供电开关元件导通时能够使得供电电流以及供电电压逐渐上升，从而起到缓冲供电作用，避免对负载造成瞬间供电冲击，而且能够对直流电源输出电压进行检测并及时执行保护，从而能够有效确保开关电路的稳定性，确保负载的使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的电路原理示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本实用新型做出详细解释说明，需要指出的是，以下仅仅是以较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员的任何对本发明的技术方案的修改以及等同替换，均包含在本申请的的技术方案所要求保护的范围之内。
本实用新型提供的一种缓输出开关电路，包括开关元件、开关元件控制电路、输入检测电路、断电控制电路以及缓冲输出电路；
所述开关元件的输入端作为换输出开关电路的输入端，所述开关元件的输出端与缓冲输出电路的输入端连接，所述缓冲输出电路的输出端作为缓输出开关电路的输出端与负载连接；
所述开关元件控制电路的控制输出端与开关元件的控制端连接，所述开关元件的第一控制端连接于开关元件的输出端，所述开关元件的第二控制端与断电控制电路的输出端连接，所述输入检测电路用于检测开关元件输入端电压并在过压时向断电控制电路的控制端第一控制端Vh1输出高电平控制信号，所述断电控制电路的第二控制端Vh2与外部控制器连接，通过上述结构，在负载需要供电时，供电开关元件导通时能够使得供电电流以及供电电压逐渐上升，从而起到缓冲供电作用，避免对负载造成瞬间供电冲击，而且能够对直流电源输出电压进行检测并及时执行保护，从而能够有效确保开关电路的稳定性，确保负载的使用寿命。
优选的一个实施例中，所述开关元件为PMOS管Q2，采用PMOS管，其热稳定性好，噪声低，功耗低，而且使用寿命长，确保整个开关电路的稳定性，为了防止电感L1的上电感应电动势的冲击，在PMOS管Q2的漏极还设置有一个二极管D3,如图2所示。
优选的一个实施例中：所述缓冲输出电路包括电感L1和电容C3；
所述电感L1的一端连接于PMOS管Q2的漏极，电感L1的另一端通过电容C3接地，电感L1和电容C3之间的公共连接点作为缓输出电路的输出端，在次结构中，利用了电感电流不能瞬变以及电容电压不能瞬变的特性，当PMOS管刚导通时，电感L1中会产生一个阻碍电流增大的感应电流，在电感L1内部为从右向左流动，因此，此时向电容C3提供一个较小电流对电容C3进行充电，此时，即使负载得到电流，其电流较小，电压较低，从而避免受到冲击，随着电流的逐渐增大以及电容电压的逐渐升高直至电容电压稳定并等于输入电压时，负载得到稳定的工作电压以及电流，在电流以及电压稳定后，电感L1相当于导线，对直流电不会产生影响，而且，电感L1和电容C3构成一个LC滤波器，防止了干扰信号对负载的影响。
优选的一个实施例中：所述缓输出电路还包括P型的三极管Q4；所述三极管Q4的基极连接于电感L1与PMOS管Q2的漏极之间的公共连接点，三极管Q4 的发射极连接于电感L1和电容C3之间的公共连接点，三极管Q4的集电极接地；当需要断电时，PMOS管Q2关断，此时，电感L1会阻碍电流减小，会产生一个感应电动势并位于电容C3和电感L1的公共连接点一端，该感应电动势会对负载造成影响，因此，通过三极管Q4的作用，能够在断电时为电感L1的感应电动势提供一个放电通路，对负载进行保护，而且还会对电容C3进行放电，便于下一次供电使用，三极管Q4的工作原理为：由于三极管Q4为P型的三极管，因此，其积极与发射极之间应该施加反偏电压，当供电开始以及供电过程中，三极管Q4的基极电压大于或者等于发射极电压，三极管Q4截止，而断电后，电感L1的左端电压为0，电感L1的右端产生一个感应电动势以及电容C3电压相叠加，三极管Q4的基极和发射极反偏，三极管Q4导通并进行放电。
优选的一个实施例中：所述开关元件控制电路包括电阻R3、电阻R4、电阻 R6、电阻R7、手动开关SW1、三极管Q3、电阻R8、电阻R9以及电容C1；
电阻R3的一端连接于PMOS管Q2的源极，电阻R3的另一端通过电阻R4 连接于PMOS管Q2的栅极，电阻R4与PMOS管Q2的栅极连接的一端作为开关元件控制电路的控制输出端，电阻R6的一端连接于电阻R3和电阻R4之间的公共连接点，电阻R6的另一端通过手动开关SW1接地，三极管Q3的集电极通过电阻R7连接于电阻R3和电阻R4之间的公共连接点，所述三极管Q3的发射极接地，电阻R8的一端连接于PMOS管Q2的漏极，电阻R8的另一端通过电阻R9接地，电阻R8和电阻R9之间的公共连接点通过电容C1接地，电阻R8和电阻 R9之间的公共连接点连接于三极管Q3的基极，电阻R8与PMOS管Q2的漏极连接的一端为开关元件控制电路的第一控制端，电阻R8和电阻R9之间的公共连接点为开关元件控制电路的第二控制端，其中，手动开关SW1为现有的常开并且按下后可自动恢复断开的手动开关，上电前，PMOS管Q2的栅极和源极电压相等，不具有反偏电压，PMOS管Q2截止，当需要负载供电时，按下手动开关SW1，PMOS管Q2的栅极电压被拉低，且栅极和源极之间的反偏电压大于导通电压，PMOS管Q2导通，此时，由于电阻R8和电阻R9的分压作用，三极管Q3的基极得电导通，从而在手动开关SW1恢复断开之后PMOS管Q2仍然会保持导通，电容C1起到缓冲作用，由于电感L1在上电开始时间内会产生一个感应电流以阻碍电感L1内部电流增大，因此，电感L1在上电开始时的感应电动势在电感L1的左侧，即PMOS管Q2的漏极，该感应电动势通过电阻R8施加到三极管Q3，因此，电容C1用来吸收尖峰电压，从而起到保护作用。
优选的一个实施例中：所述断电控制电路包括三极管Q5、电容C2、电阻 R10以及二极管D1；
三极管Q5的集电极作为断电控制电路的输出端，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的基极通过电容C2接地，三极管Q5的基极通过电阻R10与二极管 D1的负极连接，二极管D1的正极作为断电控制电路的第二控制端Vh2，二极管 D1的负极与电阻R10之间的公共连接点作为断电控制电路的第一控制端Vh1，当需要断电时，由外部控制器向二极管D1输入一个高电平，使得三极管Q5导通，拉低三极管Q3的基极电压，并且对电容C1放电，三极管Q3截止，三极管 Q2的栅源之间无反偏电压而截止，从而停止供电。
优选的一个实施例中：所述输入检测电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R5、电阻R11、稳压管ZD1、稳压管ZD2、二极管D2以及P型的三极管Q1；
电阻R1的一端连接于PMOS管Q2的源极，电阻R1的另一端与稳压管ZD1 的负极连接，稳压管ZD1的正极接地，稳压管ZD1的负极通过电阻R2与三极管 Q1的基极连接，三极管Q1的发射极连接于PMOS管Q2的源极，三极管Q2的集电极通过电阻R5连接于二极管D2的正极，二极管D2的负极作为输入检测电路的输出端，二极管D2的正极通过电阻R11接地，二极管D2的正极与稳压管ZD2 的负极连接，稳压管ZD2的正极接地，稳压管ZD1用于判定开关电路的输入电压是否过压，当正常时，三极管Q1由于为P型三极管,二极管ZD1截止，三极管Q1的基极和发射极之间的电位相等，从而三极管Q1截止，当存在输入电压过压时，二极管ZD1导通，三极管Q1的基极电压被拉低，三极管Q1导通，进而通过电阻R5和电阻R11分压后再通过二极管D2向断电控制电路的第一控制端输入一个高电平，从而控制三极管Q5导通，进而使得三极管Q3和PMOS管 Q2随之而截至，对后续电路起到保护作用。
Claims (7)
1.一种缓输出开关电路，其特征在于：包括开关元件、开关元件控制电路、输入检测电路、断电控制电路以及缓冲输出电路；
所述开关元件的输入端作为换输出开关电路的输入端，所述开关元件的输出端与缓冲输出电路的输入端连接，所述缓冲输出电路的输出端作为缓输出开关电路的输出端与负载连接；
所述开关元件控制电路的控制输出端与开关元件的控制端连接，所述开关元件的第一控制端连接于开关元件的输出端，所述开关元件的第二控制端与断电控制电路的输出端连接，所述输入检测电路用于检测开关元件输入端电压并在过压时向断电控制电路的控制端第一控制端Vh1输出高电平控制信号，所述断电控制电路的第二控制端Vh2与外部控制器连接。
2.根据权利要求1所述缓输出开关电路，其特征在于：所述开关元件为PMOS管Q2。
3.根据权利要求2所述缓输出开关电路，其特征在于：所述缓冲输出电路包括电感L1和电容C3；
所述电感L1的一端连接于PMOS管Q2的漏极，电感L1的另一端通过电容C3接地，电感L1和电容C3之间的公共连接点作为缓输出电路的输出端。
4.根据权利要求3所述缓输出开关电路，其特征在于：所述缓输出电路还包括P型的三极管Q4；所述三极管Q4的基极连接于电感L1与PMOS管Q2的漏极之间的公共连接点，三极管Q4的发射极连接于电感L1和电容C3之间的公共连接点，三极管Q4的集电极接地。
5.根据权利要求2所述缓输出开关电路，其特征在于：所述开关元件控制电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R6、电阻R7、手动开关SW1、三极管Q3、电阻R8、电阻R9以及电容C1；
电阻R3的一端连接于PMOS管Q2的源极，电阻R3的另一端通过电阻R4连接于PMOS管Q2的栅极，电阻R4与PMOS管Q2的栅极连接的一端作为开关元件控制电路的控制输出端，电阻R6的一端连接于电阻R3和电阻R4之间的公共连接点，电阻R6的另一端通过手动开关SW1接地，三极管Q3的集电极通过电阻R7连接于电阻R3和电阻R4之间的公共连接点，所述三极管Q3的发射极接地，电阻R8的一端连接于PMOS管Q2的漏极，电阻R8的另一端通过电阻R9接地，电阻R8和电阻R9之间的公共连接点通过电容C1接地，电阻R8和电阻R9之间的公共连接点连接于三极管Q3的基极，电阻R8与PMOS管Q2的漏极连接的一端为开关元件控制电路的第一控制端，电阻R8和电阻R9之间的公共连接点为开关元件控制电路的第二控制端。
6.根据权利要求1所述缓输出开关电路，其特征在于：所述断电控制电路包括三极管Q5、电容C2、电阻R10以及二极管D1；
三极管Q5的集电极作为断电控制电路的输出端，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的基极通过电容C2接地，三极管Q5的基极通过电阻R10与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极作为断电控制电路的第二控制端Vh2，二极管D1的负极与电阻R10之间的公共连接点作为断电控制电路的第一控制端Vh1。
7.根据权利要求2所述缓输出开关电路，其特征在于：所述输入检测电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R5、电阻R11、稳压管ZD1、稳压管ZD2、二极管D2以及P型的三极管Q1；
电阻R1的一端连接于PMOS管Q2的源极，电阻R1的另一端与稳压管ZD1的负极连接，稳压管ZD1的正极接地，稳压管ZD1的负极通过电阻R2与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极连接于PMOS管Q2的源极，三极管Q2的集电极通过电阻R5连接于二极管D2的正极，二极管D2的负极作为输入检测电路的输出端，二极管D2的正极通过电阻R11接地，二极管D2的正极与稳压管ZD2的负极连接，稳压管ZD2的正极接地。
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| CN113296028B (zh) * | 2021-05-25 | 2024-03-08 | 佛山市顺德区美的电子科技有限公司 | 直流负载故障检测电路及具有其的家电设备 |
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