CN212258390U - 输入保护电路及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种输入保护电路及装置，所述电路包括第一开关、第二开关及过压保护电路；第一开关与第一电源正极、负载第二端及第一电源负极连接；第二开关与第一开关、第一电源正极及负载第一端连接；过压保护电路的输入端与第一电源正极连接，输出端与第二受控端连接；第一开关用于在第一电源正向接入时导通，在第一电源反向接入时截止；第二开关用于在第一电源正向接入时延时导通；过压保护电路，用于在第一电源电压大于预设电压阈值时向第二开关发送截止信号。本实用新型能够在第一电源供电的过程中实现过压保护、反接保护以及防止打火现象的多重保护，充分保障负载运行的安全性。

Description

输入保护电路及装置

技术领域

本实用新型涉及电路电子领域，尤其涉及输入保护电路及装置。

背景技术

现有的电子产品通常是通过适配器与市电连接，适配器能够将交流市电转换为直流电压为电子产品进行供电。对于不同的电子产品，由于所需的供电电压并不相同，因此需要对应不同的适配器。而若将不对应的适配器与电子产品连接，将会存在因供电电压过大而导致电子产品损坏的故障风险。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种输入保护电路及装置，旨在解决适配器与电子产品不对应造成电子产品过压损坏的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种输入保护电路，包括第一开关、第二开关及过压保护电路；

所述第一开关包括第一受控端、第一输入端及第一输出端，所述第一受控端与第一电源正极连接，所述第一输入端与负载第二端连接，所述第一输出端与第一电源负极连接；所述第二开关包括第二受控端、第二输入端及第二输出端，所述第二受控端与所述第一输入端连接，所述第二输入端与第一电源正极连接，所述第二输出端与负载第一端连接；所述过压保护电路的输入端与第一电源正极连接，所述过压保护电路的输出端与所述第二受控端连接；

所述第一开关用于在第一电源正向接入时导通，在第一电源反向接入时截止；所述第二开关用于在第一电源正向接入时延时导通；

所述过压保护电路，用于检测第一电源输出的第一电源电压，并在所述第一电源电压大于预设电压阈值时向所述第二开关发送截止信号。

可选地，所述第一开关为第一MOS管，所述第一MOS管的栅极与第一电源正极连接，所述第一MOS管的漏极与第一电源负极连接，所述第一MOS管的源极与负载第二端连接。

可选地，所述第二开关包括第二MOS管及第一电容，所述第二MOS管的栅极与所述第一MOS管的源极连接，所述第二MOS管的源极与第一电源正极连接，所述第二MOS管的漏极与负载第一端连接，所述第二MOS管的栅极还通过所述第一电容与所述第二MOS管的源极连接。

可选地，所述过压保护电路包括第一三极管、第二三极管及稳压二极管；

所述稳压二极管的负极与第一电源正极连接，所述稳压二极管的负极与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的集电极与第一电源正极连接，所述第一三极管的发射极与所述第一MOS管的源极连接，所述第二三极管的基极与所述第一三极管的集电极连接，所述第二三极管的发射极与第一电源正极连接，所述第二三极管的集电极与所述第二MOS管的栅极连接。

可选地，所述第一MOS管为N沟道MOS管，所述第二MOS管为P沟道MOS管，所述第一三极管为NPN型三极管，所述第二三极管为PNP型三极管。

可选地，所述输入保护电路还包括第一电阻；

所述第一电阻的第一端与第一电源正极连接，所述第一电阻的第二端分别与所述稳压二极管的负极和所述第一MOS管的栅极连接。

可选地，所述过压保护电路还包括第二电阻；

所述第一三极管的集电极通过所述第二电阻与第一电源正极连接。

可选地，所述过压保护电路还包括第三电阻；

所述第一三极管的集电极通过所述第三电阻与所述第二三极管的基极连接。

可选地，所述输入保护电路还包括第四电阻；

所述第二MOS管的栅极通过所述第四电阻与所述第一MOS管的源极连接。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种输入保护装置，所述输入保护装置包括与第一电源连接的输入保护电路，所述输入保护电路被配置为如上所述的输入保护电路。

本实用新型通过设置过压保护电路和两个控制开关，在与第一电源连接时，第一开关和第二开关变为导通状态，第一电源可以为负载进行供电。第二开关可以通过延时导通以避免电路接通时的瞬时电流过大。在第一电源反接时，第一开关可以由导通状态变为截止状态以使负载断电；在第一电源输出的第一电源电压过大时，还可以控制第二开关截止以使负载断电。在第一电源为负载供电的过程中实现过压保护、反接保护以及防止电子器件打火的多重保护，充分保障负载运行安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型输入保护电路一实施例的模块示意图；

图2为图1实施例的电路结构示意图。

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。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	第一开关	R1	第一电阻
20	第二开关	R2	第二电阻
				30	过压保护电路	R3	第三电阻
Q1	第一MOS管	R4	第四电阻
				Q2	第二MOS管	ZD	稳压二极管
Q3	第一三极管	C1	第一电容
				Q4	第二三极管	VIN	第一电源

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

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，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种输入保护电路，应用于输入保护装置中，该输入保护装置可以接入适配器获取第一电源电压为负载供电。其中，适配器可以接入市电，负载可以为播放器、小家电、路由器等电子产品。

参见图1，在一实施例中，所述输入保护电路包括第一开关10、第二开关20及过压保护电路30。第一开关10包括第一受控端、第一输入端及第一输出端，第一受控端与第一电源VIN正极连接，第一输入端与负载第二端连接，第一输出端与第一电源VIN负极连接；第二开关20包括第二受控端、第二输入端及第二输出端，第二受控端与第一输入端连接，第二输入端与第一电源VIN正极连接，第二输出端与负载第一端连接；过压保护电路30的输入端与第一电源VIN正极连接，过压保护电路30的输出端与第二受控端连接。

在第一电源VIN未接入时，第一开关10和第二开关20为截止状态。在第一电源VIN正向接入输入保护电路，即适配器正常连接，第一开关10的第一受控端电压高于第一输出端电压时，第一开关10和第二开关20变为导通状态，第一电源VIN正极、第二开关20、负载、第一开关10及第一电源VIN负极构成电流回路，即第一电源VIN输出相应的第一电源VIN电压为负载进行供电。而在适配器反向接入，第一开关10的第一受控端电压低于第一输出端电压时，此时第一开关10由导通变为截止，负载断电。

第二开关20可以为延时开关，在第一电源VIN正向接入时第二开关20不会立即导通，而是在经过延时时长后由截止状态变为导通状态，从而避免导通瞬间因瞬时电流过大而产生打火现象。可以理解的是，在第一电源VIN反向接入时，第二开关20保持截止状态，不导通。

在第一电源VIN正向接入未发生反向时，过压保护电路30可以对第一电源VIN输出的第一电源VIN电压进行检测。在第一电源VIN电压低于预设电压阈值时，过压保护电路30不启动；在第一电源VIN电压大于预设电压阈值时，过压保护电路30可以向第二开关20发送截止信号，以使第二开关20由导通状态变为截止，从而控制负载断电，避免电压过大损坏负载。

在本实施例中，通过设置过压保护电路30和两个控制开关，在与第一电源VIN连接时，第一开关10和第二开关20变为导通状态，第一电源VIN可以为负载进行供电。第二开关20可以通过延时导通以避免电路接通时的瞬时电流过大。在第一电源VIN反接时，第一开关10可以由导通状态变为截止状态以使负载断电；在第一电源VIN输出的第一电源VIN电压过大时，还可以控制第二开关20截止以使负载断电。在第一电源VIN为负载供电的过程中实现过压保护、反接保护以及防止电子器件打火现象的多重保护，充分保障负载运行安全性。

一并参照图1和图2，上述第一开关10为第一MOS管Q1，第二开关20管包括第二MOS管Q2及第一电容C1。第一MOS管Q1的栅极与第一电源VIN正极连接，第一MOS管Q1的漏极与第一电源VIN负极连接，第一MOS管Q1的源极与负载第二端连接。第二MOS管Q2的栅极与第一MOS管Q1的源极连接，第二MOS管Q2的源极与第一电源VIN正极连接，第二MOS管Q2的漏极与负载第一端连接，第二MOS管Q2的栅极还通过第一电容C1与第二MOS管Q2的源极连接。其中，第一MOS管Q1为N沟道MOS管，高电平导通，低电平截止；第二MOS管Q2为P沟道MOS管，低电平导通，高电平截止。

在第一电源VIN未接入时，第一MOS管Q1的栅极接收到低电平而截止。在第一电源VIN接入时，第一MOS管Q1的栅极接收到高电平而导通，第二MOS管Q2的栅极通过导通的第一MOS管Q1与第一电源VIN负极连接，即第二MOS管Q2的栅极为低电平，第二MOS管Q2导通。此时第一电源VIN可以与第二MOS管Q2、负载及第一MOS管Q1形成电流回路，以输出第一电源VIN电压为负载供电。第二MOS管Q2的栅极和源极之间还串接有第一电容C1，在第一电源VIN接入时，第一电源VIN电压可以为第一电容C1进行充电，以使第一电容C1两端的电压增大，而栅极和源极之间的电压差与第一电容C1两端的电压差相同，即第二MOS管Q2栅极和源极之间的电压差也逐渐增大，直至第二MOS管Q2源极与栅极之间的电压差V_GS大于导通电压Vt后第二MOS管Q2导通。即，第一电容C1能够延缓第二MOS管Q2的开启速度，起到延时导通的作用。可以理解的是，在第一电容C1的电容值增大时，第二MOS管Q2导通的延时时间也会增大；在第一电容C1的电容值减小时，第二MOS管Q2导通的延时时间也会减小。

在适配器接反从而导致第一电源VIN反向接入时，第一电源VIN正极为低电平，第一MOS管Q1的栅极接收到低电平信号而截止，负载与第一电源VIN断开，从而在第一电源VIN反接时对负载进行断电保护。

进一步地，上述过压保护电路30可以包括第一三极管Q3、第二三极管Q4及稳压二极管ZD。其中，第一三极管Q3为NPN型三极管，第二三极管Q4为PNP型三极管，稳压二极管ZD的击穿电压即为预设电压阈值。稳压二极管ZD的负极与第一电源VIN正极连接，稳压二极管ZD的负极与第一三极管Q3的基极连接，第一三极管Q3的集电极与第一电源VIN正极连接，第一三极管Q3的发射极与第一MOS管Q1的源极连接，第二三极管Q4的基极与第一三极管Q3的集电极连接，第二三极管Q4的发射极与第一电源VIN正极连接，第二三极管Q4的集电极与第二MOS管Q2的栅极连接。稳压二极管ZD的击穿电压可以设置为稍高于第一电源VIN的正常第一电源VIN电压或负载的供电电压。例如，在第一电源VIN输出12V直流电压时，可以选择击穿电压为16V的稳压二极管ZD。

在第一电源VIN正极输出的第一电源VIN电压低于16V时，稳压二极管ZD未导通，第一三极管Q3的基极接收到低电平而截止，第二三极管Q4的基极接收到第一电源VIN正极的高电平，也为截止状态。而在第一电源VIN正极输出的第一电源VIN电压高于16V时，稳压二极管ZD反向击穿导通，第一三极管Q3的基极接收到高电平而导通，使得第一三极管Q3的集电极电平降低为低电平，此时第二三极管Q4的基极接收到低电平而导通，在第二三极管Q4发生饱和导通时，第二MOS管Q2的源极和栅极相当于直接连接，此时第二MOS管Q2源极和栅极之间的电压差将逐渐变小，在电压差V_GS小于第二MOS管Q2的导通电压Vt时，第二MOS管Q2变为截止状态，负载断电。即，在第一电源VIN电压高于稳压二极管ZD的击穿电压时，第二MOS管Q2断开，从而对负载进行过压保护。

进一步地，上述第一MOS管Q1的源极和漏极之间还可以并联一反向二极管(未图示)，该反向二极管的正极与源极连接，负极与漏极连接，在第一MOS管Q1截止时能够对电感负载进行续流，避免电流击穿第一MOS管Q1，保护第一MOS管Q1。同样地，第二MOS管Q2的源极和漏极之间也可以并联一反向二极管，该反向二极管的正极与漏极连接，负极与源极连接，以在第二MOS管Q2截止时对电感负载进行续流，保护第二MOS管Q2。

进一步地，上述输入保护电路还可以包括第一电阻R1和第四电阻R4，上述过压保护电路30还可以包括第二电阻R2和第三电阻R3。第一电阻R1的第一端与第一电源VIN正极连接，第一电阻R1的第二端分别与稳压二极管ZD的负极和第一MOS管Q1的栅极连接。第一三极管Q3的集电极通过第二电阻R2与第一电源VIN正极连接。第一三极管Q3的集电极通过第三电阻R3与第二三极管Q4的基极连接。第二MOS管Q2的栅极通过第四电阻R4与第一MOS管Q1的源极连接。第一电阻R1可以起到限流作用，避免第一MOS管Q1和稳压二极管ZD因电流过大而损坏，第二电阻R2可以避免第一三极管Q3因电流过大而损坏，第三电阻R3可以避免第二三极管Q4因电流过大而损坏，第四电阻R4则可以避免第一MOS管Q1和第二MOS管Q2因电流过大而损坏。

本实用新型还提供一种输入保护装置，该输入保护装置包括与第一电源连接的输入保护电路，输入保护电路可以通过适配器与第一电源连接，并为负载进行供电。该输入保护电路的结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的输入保护装置采用了上述输入保护电路的技术方案，因此该输入保护装置具有上述输入保护电路所有的有益效果。

以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种输入保护电路，其特征在于，包括第一开关、第二开关及过压保护电路；

所述第一开关包括第一受控端、第一输入端及第一输出端，所述第一受控端与第一电源正极连接，所述第一输入端与负载第二端连接，所述第一输出端与第一电源负极连接；所述第二开关包括第二受控端、第二输入端及第二输出端，所述第二受控端与所述第一输入端连接，所述第二输入端与第一电源正极连接，所述第二输出端与负载第一端连接；所述过压保护电路的输入端与第一电源正极连接，所述过压保护电路的输出端与所述第二受控端连接；

所述第一开关用于在第一电源正向接入时导通，在第一电源反向接入时截止；所述第二开关用于在第一电源正向接入时延时导通；

所述过压保护电路，用于检测第一电源输出的第一电源电压，并在所述第一电源电压大于预设电压阈值时向所述第二开关发送截止信号。

2.如权利要求1所述的输入保护电路，其特征在于，所述第一开关为第一MOS管，所述第一MOS管的栅极与第一电源正极连接，所述第一MOS管的漏极与第一电源负极连接，所述第一MOS管的源极与负载第二端连接。

3.如权利要求2所述的输入保护电路，其特征在于，所述第二开关包括第二MOS管及第一电容，所述第二MOS管的栅极与所述第一MOS管的源极连接，所述第二MOS管的源极与第一电源正极连接，所述第二MOS管的漏极与负载第一端连接，所述第二MOS管的栅极还通过所述第一电容与所述第二MOS管的源极连接。

4.如权利要求3所述的输入保护电路，其特征在于，所述过压保护电路包括第一三极管、第二三极管及稳压二极管；

所述稳压二极管的负极与第一电源正极连接，所述稳压二极管的负极与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的集电极与第一电源正极连接，所述第一三极管的发射极与所述第一MOS管的源极连接，所述第二三极管的基极与所述第一三极管的集电极连接，所述第二三极管的发射极与第一电源正极连接，所述第二三极管的集电极与所述第二MOS管的栅极连接。

5.如权利要求4所述的输入保护电路，其特征在于，所述第一MOS管为N沟道MOS管，所述第二MOS管为P沟道MOS管，所述第一三极管为NPN型三极管，所述第二三极管为PNP型三极管。

6.如权利要求4所述的输入保护电路，其特征在于，所述输入保护电路还包括第一电阻；

所述第一电阻的第一端与第一电源正极连接，所述第一电阻的第二端分别与所述稳压二极管的负极和所述第一MOS管的栅极连接。

7.如权利要求4所述的输入保护电路，其特征在于，所述过压保护电路还包括第二电阻；

所述第一三极管的集电极通过所述第二电阻与第一电源正极连接。

8.如权利要求4所述的输入保护电路，其特征在于，所述过压保护电路还包括第三电阻；

所述第一三极管的集电极通过所述第三电阻与所述第二三极管的基极连接。

9.如权利要求4所述的输入保护电路，其特征在于，所述输入保护电路还包括第四电阻；

所述第二MOS管的栅极通过所述第四电阻与所述第一MOS管的源极连接。

10.一种输入保护装置，其特征在于，所述输入保护装置包括与第一电源连接的输入保护电路，所述输入保护电路被配置为如权利要求1～9任一项所述的输入保护电路。

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