CN212784771U - 一种电源保护电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电源保护电路及电子设备，涉及电子设备技术领域，该电源保护电路包括相互连接的比较器以及电源切换芯片；比较器的输入端的正负极分别输入不同的电压；比较器的输出端通过预设的使能电路连接电源切换芯片的使能信号输入端；电源切换芯片的输出端用于与电源相连接；供电电压输入至电源切换芯片的VCC输入端。通过内置比较器的逻辑输出数据，利用电源切换芯片对是否供电进行控制，保证输入的电源和使能信号都是正常情况下才提供电源给外部设备；在触发外部设备的功能前或是关闭外部设备的电源后，外设线路上不存在电容残压，当用户带电插拔电源或是快速的反复插拔电源时能够保护电子设备以及电源的使用安全。

Description

一种电源保护电路及电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子设备技术领域，尤其是涉及一种电源保护电路及电子设备。

背景技术

日常生活中电子设备的使用越来越频繁，在电子产品使用过程中经常会发生带电插拔电源，或是快速的反复插拔电源。由于电子设备主板上的电容放电需要时间，当快速反复插拔时，容易造成电子设备的相关控制系统的控制逻辑发生混乱，使得主板存在的残压可能会进入设备组件内，造成组件的不正常工作，甚至造成损坏。

因此需要一种更有效的电源保护电路，只有在输入的电源和使能信号都正常的情况下才提供电源给外部设备，同时在触发外部设备的功能前或是关闭外部设备的电源后，外设线路上不存在电容残压。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种电源保护电路及电子设备，以减少现有电子设备主板在快速反复插拔时存在的残压。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电源保护电路，电路包括相互连接的比较器以及电源切换芯片，比较器和电源切换芯片之间电连接；

比较器的输入端的正负极分别输入不同的电压；比较器的输出端通过预设的使能电路连接至电源切换芯片的使能信号输入端；

电源切换芯片的输出端用于与为外部设备供电；电源切换芯片的VCC输入端输入供电电压。

在一些实施方式中，上述比较器的输入端的正极输入供电电压；比较器的输入端的负极输入基准电压。

在一些实施方式中，上述电源保护电路还包括分压电路，基准电压通过分压电路获得；

分压电路的输入端输入系统电压；分压电路的输入端与第一电阻和第二电阻串联后接地；基准电压为第一电阻与第二电阻连接处的电压。

在一些实施方式中，上述比较器的输出端连接第一反向二极管的负极；预设的使能电路的输出端连接第二反向二极管的负极；

第一反向二极管的正极与第二反向二极管的正极与电源切换芯片的使能引脚相连。

在一些实施方式中，上述供电电压大于基准电压时，比较器输出高电平；供电电压小于基准电压时，比较器输出低电平。

在一些实施方式中，上述当比较器输出高电平时：

如果预设的使能电路输出高电平，则输入至电源切换芯片的使能信号输入端为高电平，电源切换芯片进行电源切换；

如果预设的使能电路输出低电平，则输入至电源切换芯片的使能信号输入端为低电平，电源切换芯片不进行电源切换。

在一些实施方式中，上述当电源电压等于供电电压时，电源切换芯片为P型MOSFET。

在一些实施方式中，上述如果预设的使能电路输出低电平，MOSFET通过预设的放电电路进行放电。

在一些实施方式中，上述放电电路中的MOSFET的源极输入供电电压；MOSFET的漏极通过第四电阻接地；MOSFET的栅极与预设的使能电路输出端相连接。

在一些实施方式中，上述当比较器输出高电平时，基准电压的电压值，为供电电压的电压值的90-95％。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种电子设备，该电子设备包含上述任意实施方式提到的电源保护电路。

本实用新型实施例提供了一种电源保护电路及电子设备，该电源保护电路包括相互连接的比较器以及电源切换芯片，比较器和电源切换芯片之间电连接；比较器的输入端的正负极分别输入不同的电压；比较器的输出端通过预设的使能电路连接至电源切换芯片的使能信号输入端；电源切换芯片的输出端用于与为外部设备供电；电源切换芯片的VCC输入端输入供电电压。通过内置比较器的逻辑输出数据，利用电源切换芯片对是否供电进行控制，保证输入的电源和使能信号都是正常情况下才提供电源给外部设备；同时在触发外部设备的功能前或是关闭外部设备的电源后，外设线路上不存在电容残压，当用户带电插拔电源或是快速的反复插拔电源时能够保护电子设备以及电源的使用安全。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种电源保护电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种电源保护电路中放电电路的结构示意图。

图标：

102-比较器；104-电源切换芯片；106-使能电路；108-使能信号输入端；110-外部电源；112-电源切换芯片的VCC输入端；114-分压电路；116-第一电阻；118-第二电阻；120-第一反向二极管；122-第二反向二极管；124-第三电阻；126-第四电阻。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，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做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。

电子设备已经在日常生活得到全面普及，尤其是进入互联网时代以来，手机、平板电脑、笔记本电脑等众多上网设备的数量成倍增长，对于用户而言，这些设备的充电场景也逐渐增多。用户在对这些电子设备进行充电的过程中，往往是使用过程中就进行充电操作，有时会边充电边操作设备，还会经常发生快速的反复插拔电源的操作。由于这些电子设备主板上的电容放电需要时间，当进行快速反复插拔等不符合规范的操作时，容易造成电子设备的相关控制系统的控制逻辑发生混乱，使得主板存在的残压可能会进入设备组件内，造成组件的不正常工作，甚至对电子设备造成损坏。

因此需要一种更有效的电源保护电路，只有在输入的电源和使能信号都是正常情况下才提供电源给外部设备，同时在触发外部设备的功能前或是关闭外部设备的电源后，外设线路上不存在电容残压。

本实用新型提供了一种电源保护电路及电子设备，该技术可应用于电子设备电路中，下面通过具体实施例进行描述。

为便于对本实施例进行理解，下文对本实用新型实施例所公开的一种电源保护电路进行详细介绍。图1为本实用新型实施例提供的一种电源保护电路的结构示意图，如图1所示，电源保护电路包括：相互连接的比较器102以及电源切换芯片104，比较器102和电源切换芯片104之间电连接。

比较器102的输入端的正负极分别输入不同的电压；比较器102的输出端通过预设的使能电路106连接至电源切换芯片104的使能信号输入端108。

电源切换芯片104的输出端用于与为外部设备供电；电源切换芯片的VCC输入端112输入供电电压。

在一些实施方式中，上述比较器102的输入端的正极输入供电电压VCC；比较器的输入端的负极输入基准电压V_REF。

在一些实施方式中，上述电源保护电路还包括分压电路114，基准电压V_REF通过分压电路114获得。

分压电路114的输入端输入系统电压V_SYS；分压电路114的输入端与第一电阻116和第二电阻118串联后接地；基准电压V_REF为第一电阻116与第二电阻118连接处的电压。

在一些实施方式中，上述比较器102的输出端连接第一反向二极管120的负极VCC_OK；预设的使能电路的输出端PWR_EN连接第二反向二极管122的负极。

预设的使能电路信号记为Device_EN，该信号输出为高或低电平。

系统电压V_SYS与第一反向二极管120的正极与第二反向二极管122的正极相连，连接过程中通过串联一个第三电阻124来对电路进行保护；第三电阻124的一端与系统电压V_SYS相连接；另一端分别与第一反向二极管120的正极与第二反向二极管122的正极相连，最终输入至电源切换芯片104的使能引脚EN。

在一些实施方式中，当上述供电电压VCC大于基准电压V_REF时，比较器102输出高电平；当供电电压VCC小于基准电压V_REF时，比较器输出低电平。

在一些实施方式中，当上述比较器102输出高电平时：

如果预设的使能电路106输出高电平，则输入至电源切换芯片104的使能信号输入端108为高电平，电源切换芯片104进行电源切换；

如果预设的使能电路106输出低电平，则输入至电源切换芯片104的使能信号输入端108为低电平，电源切换芯片104不进行电源切换。

在一些实施方式中，当上述当基准电压V_REF等于供电电压VCC时，电源切换芯片104为P型MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)。当一个够大的电位差施于MOSFET的栅极与源极(source)之间时，电场会在氧化层下方的半导体表面形成感应电荷，而这时所谓的“反型层”(inversionchannel)就会形成。通道的极性与其漏极(drain)与源极相同，假设漏极和源极是N型，那么通道也会是N型。通道形成后，MOSFET即可让电流通过，而依据施于栅极的电压值不同，可由MOSFET的通道流过的电流大小亦会受其控制而改变。

在一些实施方式中，如果上述预设的使能电路输出低电平，MOSFET通过预设的放电电路进行放电。

如图2所示，上述放电电路中的MOSFET的源极与外部电源110相连接；MOSFET的漏极通过第四电阻126接地；MOSFET的栅极与预设的使能电路输出端相连接。

在一些实施方式中，当上述比较器102输出高电平时，基准电压的电压值，为供电电压的电压值的90-95％。

常规使用下，当使用电源切换芯片104时，供电电压VCC转化为外部电源的电压值Device_PWR；当供电电压VCC的电压值等于Device_PWR的电压值时，电源切换芯片可通过MOSFET来代替。

以外部电源的电压值Device_PWR为3.3V为例，供电电压VCC也为3.3V，基准电压V_REF略低于供电电压VCC，为3.0V。此时供电电压VCC电压值大于基准电压V_REF，比较器102输出VCC_OK为高电平，如果使能电路输出信号Device_EN也为高电平，则使能电路106的PWR_EN为高电平，该信号输入至电源切换芯片104使能信号输入端108，使得电源切换芯片104进行电源切换，进而得到Device_PWR电压值。若使能电路输出信号Device_EN为低电平，则使能电路106的输出信号PWR_EN为低电平，该低电平信号输入至电源切换芯片104使能信号输入端108，电源切换芯片104不能进行电源切换。

如果供电电压VCC低于基准电压V_REF，比较器102输出VCC_OK为低电平，此时外设的使能电路输出信号Device_EN无论是低电平还是高电平，则使能电路106的输出信号PWR_EN均为低电平，该低电平信号输入至电源切换芯片104使能信号输入端108，电源切换芯片104不能进行电源切换。

对于MOSFET而言，当使能电路输出信号为低电平时，Q1通路导通，Device_PWR外部电源电压接地，实现了放电过程。

通过上述实施例可知，该电源保护电路包括相互连接的比较器以及电源切换芯片；比较器的输入端的正负极分别输入不同的电压；比较器的输出端通过预设的使能电路连接电源切换芯片的使能信号输入端；电源切换芯片的输出端用于与电源相连接；供电电压输入至电源切换芯片的VCC输入端。通过内置比较器的逻辑输出数据，利用电源切换芯片对是否供电进行控制，保证输入的电源和使能信号都是正常情况下才提供电源给外部设备；同时在触发外部设备的功能前或是关闭外部设备的电源后，外设线路上不存在电容残压，当用户带电插拔电源或是快速的反复插拔电源时能够保护电子设备以及电源的使用安全。

本实用新型实施例提供了一种电子设备，该电子设备包含上述任意实施例中提到的电源保护电路。

该实施例中的电源保护电路，与上述实施例中提供的电源保护电路具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。为简要描述，实施例部分未提及之处，可参考前述实施例中相应内容。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种电源保护电路，其特征在于，所述电路包括比较器以及电源切换芯片，所述比较器和所述电源切换芯片之间电连接；

所述比较器的输入端的正负极分别输入不同的电压；所述比较器的输出端通过预设的使能电路连接至所述电源切换芯片的使能信号输入端；

所述电源切换芯片的输出端用于为外部设备供电；电源切换芯片的VCC输入端输入供电电压。

2.根据权利要求1所述的电源保护电路，其特征在于，所述比较器的输入端的正极输入供电电压；所述比较器的输入端的负极输入基准电压。

3.根据权利要求2所述的电源保护电路，其特征在于，还包括分压电路，所述基准电压通过所述分压电路获得；

所述分压电路的输入端输入系统电压；所述分压电路中的输入端与第一电阻和第二电阻串联后接地；所述基准电压为所述第一电阻与所述第二电阻连接处的电压。

4.根据权利要求1所述的电源保护电路，其特征在于，所述比较器的输出端连接第一反向二极管的负极；所述预设的使能电路的输出端连接第二反向二极管的负极；

所述第一反向二极管的正极、所述第二反向二极管的正极均与所述电源切换芯片的使能引脚相连。

5.根据权利要求2所述的电源保护电路，其特征在于，所述供电电压大于基准电压时，所述比较器输出高电平；所述供电电压小于基准电压时，所述比较器输出低电平。

6.根据权利要求5所述的电源保护电路，其特征在于，当所述比较器输出高电平时：

如果所述预设的使能电路输出高电平，则输入至所述电源切换芯片的使能信号输入端为高电平，所述电源切换芯片进行电源切换；

如果所述预设的使能电路输出低电平，则输入至所述电源切换芯片的使能信号输入端为低电平，所述电源切换芯片不进行电源切换。

7.根据权利要求6所述的电源保护电路，其特征在于，当电源电压等于供电电压时，所述电源切换芯片为P型MOSFET。

8.根据权利要求7所述的电源保护电路，其特征在于，如果所述预设的使能电路输出低电平，所述MOSFET通过预设的放电电路进行放电。

9.根据权利要求8所述的电源保护电路，其特征在于，所述放电电路中的所述MOSFET的源极输入供电电压；所述MOSFET的漏极通过第四电阻接地；所述MOSFET的栅极与所述预设的使能电路输出端相连接。

10.根据权利要求6所述的电源保护电路，其特征在于，当所述比较器输出高电平时，所述基准电压的电压值，为所述供电电压的电压值的90-95％。

11.一种电子设备，其特征在于，包含权利要求1-10任意一项所述的电源保护电路。

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