CN211958763U - 一种恒压输出的防倒灌电路和恒压输出电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电源电路技术领域。本实用新型公开了一种恒压输出的防倒灌电路和恒压输出电源电路，其中，恒压输出的防倒灌电路包括恒压输出电源电路、PMOS管Q3、第一控制电路和取样检测电路，PMOS管Q3串接在恒压输出电源电路的正极与输出正端之间，取样检测电路用于检测输出正端的电压，并在输出正端的电压大于阈值时，输出控制信号给第一控制电路以控制PMOS管Q3关闭。本实用新型实现防倒灌防保护功能，使输出设备不被损坏；当正常工作时，PMOS管能够自动导通，又因MOS管导通内阻非常低，对电源的损耗也低，且电路结构简单，成本低。

Description

一种恒压输出的防倒灌电路和恒压输出电源电路

技术领域

本实用新型属于电源电路技术领域，具体地涉及一种恒压输出的防倒灌电路和恒压输出电源电路。

背景技术

随着科技的快速发展，越来越多的电气设备进入人们的生活，大部分电气设备都需要采用电源输出设备，如电源适配器来将交流输入转换为直流输出进行供电或充电，因此，电源适配器的种类也越来越多。

大部分电源适配器都是恒压输出的，如LED灯的分离式恒压驱动电源、手机充电器等，其输出电压正常是用来给负载供电的，但也会存在着用户错误地把输出端接在比其输出电压更高的电压端口上，这样风险很大，电流容易倒灌进来，造成电源适配器损坏，甚至引起事故，因此，需要适配器自身有这种防倒灌功能来保护。

现有的防倒灌功能是采用在输出端串联二极管来实现的，但二极管的管压降大，导通损耗也大，效率低。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种恒压输出的防倒灌电路和恒压输出电源电路用以解决上述存在的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种恒压输出的防倒灌电路，包括恒压输出电源电路、PMOS管Q3、第一控制电路和取样检测电路，PMOS管Q3串接在恒压输出电源电路的正极与输出正端之间，取样检测电路用于检测输出正端的电压，并在输出正端的电压大于阈值时，输出控制信号给第一控制电路以控制PMOS管Q3关闭。

进一步的，所述第一控制电路采用NMOS管Q2来实现。

更进一步的，所述NMOS管Q2的漏极依次串联电阻R3和R1接输出正端，电阻R3和R1之间的节点接PMOS管Q3的栅极，NMOS管Q2的源极接地，NMOS管Q2的栅极为第一控制电路的控制输入端，NMOS管Q2的栅极与源极之间接有电阻R6。

进一步的，所述取样检测电路包括稳压管Z1、电阻R4、电阻R5、电阻R2和开关管Q1，稳压管Z1、电阻R4和电阻R5依次串接后接在输出正端与输出负端之间，电阻R4和电阻R5之间的节点接开关管Q1的控制端，开关管Q1与电阻R2串接后接在恒压输出电源电路的正极与负极之间，开关管Q1与电阻R2之间的节点接第一控制电路的控制输入端。

更进一步的，所述开关管Q1为NPN三极管。

进一步的，所述取样检测电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R2和可控精密稳压源Q1，电阻R4和电阻R5串接后接在输出正端与输出负端之间，电阻R4和电阻R5之间的节点接可控精密稳压源Q1的参考极，可控精密稳压源Q1与电阻R2串接后接在恒压输出电源电路的正极与负极之间，可控精密稳压源Q1与电阻R2之间的节点接第一控制电路的控制输入端。

进一步的，还包括NMOS管Q4和第二控制电路，NMOS管Q4串接在恒压输出电源电路的负极与输出负端之间，第二控制电路用于在输出负端与输出正端反接时，控制NMOS管Q4关断。

更进一步的，所述第二控制电路包括电阻R7、开关管Q5和电阻R8，开关管Q5的控制端串联电阻R7接输出负端，开关管Q5与电阻R8串联后接在恒压输出电源电路的正极与负极之间，开关管Q5与电阻R8之间的节点接NMOS管Q4的栅极。

更进一步的，所述开关管Q5为NPN三极管。

本实用新型还提供了一种恒压输出电源电路，设有上述的恒压输出的防倒灌电路。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型实现防倒灌防保护功能，使电源输出设备不被损坏；当正常工作时，PMOS管能够自动导通，又因MOS管导通内阻非常低，对电源的损耗也低，且电路结构简单，成本低。

本实用新型还具有极性反接保护功能，且在输出负端阻断，电路结构简单，成本低，又因MOS管导通内阻非常低，对电源的损耗也低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一的电路原理图；

图2为本实用新型实施例二的电路原理图；

图3为本实用新型实施例三的电路原理图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

实施例一

如图1所示，一种恒压输出的防倒灌电路，包括恒压输出电源电路1、PMOS管Q3、第一控制电路和取样检测电路，恒压输出电源电路1可以是现有的各种恒压输出的电源电路，如LED灯的分离式恒压驱动电源、手机充电器等，具体电路可以参考现有技术，此不再细说。

PMOS管Q3串接在恒压输出电源电路1的正极V+与输出正端之间，具体的，PMOS管Q3的漏极接恒压输出电源电路1的正极V+，PMOS管Q3的源极接输出正端，输出正端用于接负载的输入正极，输出负端用于接负载的输入负极(接地)。

取样检测电路用于检测输出正端的电压，并在输出正端的电压大于阈值(本实施例为恒压输出电源电路1输出的恒压值，但并不限于此，在其它实施例中，可以根据实际需要进行设定)时，输出控制信号给第一控制电路以控制PMOS管Q3关闭，防止电流倒灌。

优选的，本具体实施例中，所述第一控制电路采用NMOS管Q2来实现，所述NMOS管Q2的漏极依次串联电阻R3和R1接输出正端，电阻R3和R1之间的节点接PMOS管Q3的栅极，NMOS管Q2的源极接地，NMOS管Q2的栅极为第一控制电路的控制输入端。第一控制电路采用NMOS管Q2来实现，电路结构简单，且功耗低，驱动能力强，成本低，但并不限于此，在其它实施例中，第一控制电路也可以采用三极管等其它开关管或其它控制电路来实现。

本具体实施例中，所述取样检测电路包括稳压管Z1、电阻R4、电阻R5、电阻R2和NPN三极管Q1，稳压管Z1、电阻R4和电阻R5依次串接后接在输出正端与输出负端之间，电阻R4和电阻R5之间的节点接NPN三极管Q1的基极(控制端)，NPN三极管Q1与电阻R2串接后接在恒压输出电源电路的正极V+与负极G之间，NPN三极管Q1与电阻R2之间的节点接NMOS管Q2的栅极，采用该取样检测电路，电路结构简单，易于实现，成本低，但并不以此为限。

当然，在其它实施例中，NPN三极管Q1也可以采用NMOS管等其它开关管来实现。

本具体实施例中，NMOS管Q2的栅极与源极之间还接有电阻R6，以对NMOS管Q2进行过压保护，避免由于电压过高而烧毁，提高安全性和稳定性。

工作原理：

当输出端无异常高压接入时，即正常工作时，输出电压未达到稳压管Z1击穿条件，则电阻R4与NPN三极管Q1的基极电压低，NPN三极管Q1截止，NMOS管Q2的栅极电压上升，NMOS管Q2导通，通过电阻R3使PMOS管Q3的栅极电压也下降，PMOS管Q3导通，又因PMOS管Q3内阻低，对电源的效率几乎不影响。

当输出端异常错误接高电压时，首先，输出正极端电位上升，稳压管Z1被击穿导通，电阻R4与NPN三极管Q1基极的电压升高，NPN三极管Q1导通，NMOS管Q2的电压下降，NMOS管Q2关断，然后PMOS管Q3的栅极电压也上升，最终PMOS管Q3关断，外部的高电压被PMOS管Q3阻断，实现了输出防倒灌保护功能。

实施例二

如图2所示，本实施例与实施例一的区别为：本实施例中，还包括NMOS管Q4和第二控制电路，NMOS管Q4串接在恒压输出电源电路1的负极G与输出负端之间，第二控制电路用于在输出负端与输出正端极性反接时，控制NMOS管Q4关断，实现极性反接保护，且NMOS管Q4内阻低，对电源的效率几乎不影响。

具体的，本实施例中，所述第二控制电路包括电阻R7、NPN三极管Q5和电阻R8，NPN三极管Q5的基极串联电阻R7接输出负端，NPN三极管Q5与电阻R8串联后接在恒压输出电源电路1的正极V+与负极G之间，NPN三极管Q5与电阻R8之间的节点接NMOS管Q4的栅极，采用该第二控制电路，电路结构简单，易于实现，成本低，但并不限于此，在其它实施例中，也可以采用现有的其它控制电路来实现。

当然，在其它实施例中，NPN三极管Q5也可以采用NMOS管等其它开关管来实现。

本具体实施例中，NMOS管Q4的栅极与源极之间还接有电阻R9，以对NMOS管Q4进行过压保护，避免由于电压过高而烧毁，提高安全性和稳定性。

工作原理：

当输出端无异常高压接入时，即正常工作时，输出电压未达到稳压管Z1击穿条件，则电阻R4与NPN三极管Q1的基极电压低，NPN三极管Q1截止，NMOS管Q2的栅极电压上升，NMOS管Q2导通，通过电阻R3使PMOS管Q3的栅极电压也下降，PMOS管Q3导通，同时通过电阻R8正电压加在NMOS管Q4的栅极上，NMOS管Q4导通，正常极性输出时，NPN三极管Q5的基极为反偏，NPN三极管Q5截止，不影响NMOS管Q4的正常导通状态，又因PMOS管Q3、NMOS管Q4内阻低，对电源的效率几乎不影响。

当输出端异常错误接高电压时，首先，输出正极端电位上升，稳压管Z1被击穿导通，电阻R4与NPN三极管Q1基极的电压升高，NPN三极管Q1导通，NMOS管Q2的电压下降，NMOS管Q2关断，然后PMOS管Q3的栅极电压也上升，最终PMOS管Q3关断，外部的高电压被PMOS管Q3阻断，实现了输出防倒灌保护功能。

当输出端接反向电压时：输出正端与输出负端之间为反向电压，此反向电压会通过电阻R7使NPN三极管Q5导通饱和，NPN三极管Q5饱和会造成NMOS管Q4的栅极电压下降，NMOS管Q4关断，外部反向电压被NMOS管Q4阻断隔离，实现防反接功能。

实施例三

如图3所示，本实施例与实施例二的区别在于：本实施例的取样检测电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R2和可控精密稳压源Q1，电阻R4和电阻R5串接后接在输出正端与输出负端之间，电阻R4和电阻R5之间的节点接可控精密稳压源Q1的参考极，可控精密稳压源Q1与电阻R2串接后接在恒压输出电源电路1的正极V+与负极G之间，可控精密稳压源Q1与电阻R2之间的节点串联电阻R10接NMOS管Q2的栅极。

采用该取样检测电路，可以精准地监测输出端的电压，提高检测精度，从而提高可靠性和安全性。

工作原理：

当输出端无异常高压接入时，即正常工作时，经过电阻R4、R5分压后的电压低于2.5V，可控精密稳压源Q1的参考极的电压低于2.5V，可控精密稳压源Q1关断，NMOS管Q2的栅极电压上升，NMOS管Q2导通，通过电阻R3使PMOS管Q3的栅极电压也下降，PMOS管Q3导通，同时通过电阻R8正电压加在NMOS管Q4的栅极上，NMOS管Q4导通，正常极性输出时，NPN三极管Q5的基极为反偏，NPN三极管Q5截止，不影响NMOS管Q4的正常导通状态，又因PMOS管Q3、NMOS管Q4内阻低，对电源的效率几乎不影响。

当输出端异常错误接高电压时，首先，输出正极端电位上升，经过电阻R4、R5分压后的电压高于2.5V，可控精密稳压源Q1的参考极的电压高于2.5V，可控精密稳压源Q1导通，NMOS管Q2的电压下降，NMOS管Q2关断，然后PMOS管Q3的栅极电压也上升，最终PMOS管Q3关断，外部的高电压被PMOS管Q3阻断，实现了输出防倒灌保护功能。

当输出端接反向电压时：输出正端与输出负端之间为反向电压，但此反向电压会通过电阻R7使NPN三极管Q5导通饱和，NPN三极管Q5饱和会造成NMOS管Q4的栅极电压下降，NMOS管Q4关断，外部反向电压被NMOS管Q4阻断隔离，实现防反接功能。

本实用新型实现防倒灌防保护功能，使电源输出设备不被损坏；当正常工作时，PMOS管能够自动导通，又因MOS管导通内阻非常低，对电源的损耗也低，且电路结构简单，成本低。

本实用新型还具有极性反接保护功能，且在输出负端阻断，电路结构简单，成本低。

本实用新型还公开了一种恒压输出电源电路，设有上述的恒压输出的防倒灌电路。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种恒压输出的防倒灌电路，其特征在于：包括恒压输出电源电路、PMOS管Q3、第一控制电路和取样检测电路，PMOS管Q3串接在恒压输出电源电路的正极与输出正端之间，取样检测电路用于检测输出正端的电压，并在输出正端的电压大于阈值时，输出控制信号给第一控制电路以控制PMOS管Q3关闭。

2.根据权利要求1所述的恒压输出的防倒灌电路，其特征在于：所述第一控制电路采用NMOS管Q2来实现。

3.根据权利要求2所述的恒压输出的防倒灌电路，其特征在于：所述NMOS管Q2的漏极依次串联电阻R3和R1接输出正端，电阻R3和R1之间的节点接PMOS管Q3的栅极，NMOS管Q2的源极接地，NMOS管Q2的栅极为第一控制电路的控制输入端，NMOS管Q2的栅极与源极之间接有电阻R6。

4.根据权利要求1所述的恒压输出的防倒灌电路，其特征在于：所述取样检测电路包括稳压管Z1、电阻R4、电阻R5、电阻R2和开关管Q1，稳压管Z1、电阻R4和电阻R5依次串接后接在输出正端与输出负端之间，电阻R4和电阻R5之间的节点接开关管Q1的控制端，开关管Q1与电阻R2串接后接在恒压输出电源电路的正极与负极之间，开关管Q1与电阻R2之间的节点接第一控制电路的控制输入端。

5.根据权利要求4所述的恒压输出的防倒灌电路，其特征在于：所述开关管Q1为NPN三极管。

6.根据权利要求1所述的恒压输出的防倒灌电路，其特征在于：所述取样检测电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R2和可控精密稳压源Q1，电阻R4和电阻R5串接后接在输出正端与输出负端之间，电阻R4和电阻R5之间的节点接可控精密稳压源Q1的参考极，可控精密稳压源Q1与电阻R2串接后接在恒压输出电源电路的正极与负极之间，可控精密稳压源Q1与电阻R2之间的节点接第一控制电路的控制输入端。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的恒压输出的防倒灌电路，其特征在于：还包括NMOS管Q4和第二控制电路，NMOS管Q4串接在恒压输出电源电路的负极与输出负端之间，第二控制电路用于在输出负端与输出正端反接时，控制NMOS管Q4关断。

8.根据权利要求7所述的恒压输出的防倒灌电路，其特征在于：所述第二控制电路包括电阻R7、开关管Q5和电阻R8，开关管Q5的控制端串联电阻R7接输出负端，开关管Q5与电阻R8串联后接在恒压输出电源电路的正极与负极之间，开关管Q5与电阻R8之间的节点接NMOS管Q4的栅极。

9.根据权利要求8所述的恒压输出的防倒灌电路，其特征在于：所述开关管Q5为NPN三极管。

10.一种恒压输出电源电路，其特征在于，设有权利要求1-9任意一项所述的恒压输出的防倒灌电路。

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