CN213304964U - 过压保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种过压保护电路。过压保护电路包括：供电模块，用于为后级电路提供供电电源；保护模块，与所述供电模块电连接，用于控制所述供电电源的输出值；过压设定模块，与所述保护模块电连接，用于设定过压阈值；过压检测模块，与所述过压设定模块电连接，用于根据所述供电电源和所述过压阈值输出过压信号；控制模块，与所述过压检测模块电连接，用于根据所述过压信号控制所述后级电路的通电状态。本实用新型的过压保护电路能过对电路的过压状态进行检测，并在电路出现过压状态时通过控制模块关断后级电路，以对后级电路进行供电保护。

Description

过压保护电路

技术领域

本实用新型涉及过压保护领域，尤其涉及一种过压保护电路。

背景技术

目前，在使用电子产品时，容易不小心把超过电子产品工作电压的电源接入电子产品中，造成电子产品损坏，因此，需要在电子产品中加入过压保护。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种过压保护电路，能够对电路进行过压检测，并在电路处于过压状态时关断后级电路的通电。

根据本实用新型的第一方面实施例的过压保护电路，包括：供电模块，用于为后级电路提供供电电源；保护模块，与所述供电模块电连接，用于控制所述供电电源的输出值；过压设定模块，与所述保护模块电连接，用于设定过压阈值；过压检测模块，与所述过压设定模块电连接，用于根据所述供电电源和所述过压阈值输出过压信号；控制模块，与所述过压检测模块电连接，用于根据所述过压信号控制所述后级电路的通电状态。

根据本实用新型实施例的过压保护电路，至少具有如下有益效果：通过过压设定模块对过压阈值进行设定，并通过过压检测模块判断此时电路的过压状态，当电路出现过压现象时，过压检测模块输出对应的过压信号，以使控制模块根据过压信号对后级电路进行通电关断操作，实现了电路过压状态的检测，以及对后级电路的过压保护。

根据本实用新型的一些实施例，所述过压设定模块包括：第一电阻，所述第一电阻的一端分别与所述保护模块和所述过压检测模块电连接；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端电连接，所述第二电阻的另一端接地；其中，通过调整所述第一电阻和/或所述第二电阻的阻值以设定所述过压阈值。

根据本实用新型的一些实施例，所述过压设定模块还包括：第一电容，所述第一电容的一端与所述第一电阻和所述第二电阻的连接节点电连接，所述第一电容的另一端接地。

根据本实用新型的一些实施例，所述过压检测模块包括：电压检测器，所述电压检测器的输入端与所述第一电阻和所述第二电阻的连接节点电连接，所述电压检测器的输出端与所述控制模块电连接；第三电阻，所述第三电阻的一端分别与所述第一电阻的一端和所述控制模块电连接，所述第三电阻的另一端与所述电压检测器的输出端电连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述控制模块包括：控压流元件；所述控压流元件的基极与所述电压检测器的输出端电连接，所述控压流元件的集电极与所述第三电阻的一端电连接，所述控压流元件的发射极与所述后级电路电连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述控压流元件包括以下任一种：MOS管、三极管。

根据本实用新型的一些实施例，所述保护模块包括：电流抑制单元，与所述供电模块电连接，用于对所述过压保护电路进行电流抑制保护；第一浪涌抑制单元，所述第一浪涌抑制单元的一端分别与所述电流抑制单元和所述第一电阻的一端电连接，所述第一浪涌抑制单元的另一端接地。

根据本实用新型的一些实施例，所述电流抑制单元包括：负温度系数热敏电阻，所述负温度系数热敏电阻的一端与所述供电模块电连接，所述负温度系数热敏电阻的另一端与所述第一浪涌抑制单元电连接；所述第一浪涌抑制单元包括：压敏电阻，所述压敏电阻的一端与所述负温度系数热敏电阻的另一端电连接，所述压敏电阻的另一端接地。

根据本实用新型的一些实施例，还包括：第二浪涌抑制单元，所述第二浪涌抑制单元的一端与所述控制模块电连接，所述第二浪涌抑制单元的另一端与所述后级电路电连接，用于对所述过压保护电路进行泄放操作。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二浪涌抑制单元包括：二极管，所述二极管的阳极与所述过压检测模块电连接，所述二极管的阴极与所述保护模块电连接。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：

图1为本实用新型过压保护电路的一具体实施例的模块框图；

图2为本实用新型过压保护电路的一具体实施例的电路原理图。

附图标记：

供电模块100、保护模块200、电流抑制单元210、第一浪涌抑制单元220、过压设定模块300、

过压检测模块400、控制模块500、第二浪涌抑制单元600。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

参照图1，在一些实施例中，过压保护电路包括：供电模块100、保护模块200、过压设定模块300、过压检测模块400和控制模块500。保护模块200与供电模块100电连接，供电模块100用于为后级电路提供供电电源，保护模块200用于控制供电电源的输出值。过压设定模块300的一端与保护模块200电连接，过压设定模块300的另一端与过压检测模块400电连接，过压设定模块300用于设定过压阈值，过压检测模块400用于根据供电电源和过压阈值输出过压信号。控制模块500与过压检测模块400电连接，用于根据过压信号控制后级电路的通电状态。具体地，保护模块200的一端与供电模块100电连接，保护模块200的另一端与过压设定模块300电连接，保护模块200用于在供电电源过大对后级电路造成冲击损害时，限定供电电源的输出值，以对后级电路进行输入保护操作。过压设定模块300用于设定过压保护电路的过压阈值，过压检测模块400对供电电源和过压阈值进行比较判断，当供电电源大于过压阈值时，判定此时电路处于过压状态，过压检测模块400发送对应的过压信号，控制模块500接收过压信号，以对后级电路进行关断处理，从而保证后级电路的通电安全。

本申请提供的过压保护电路通过过压设定模块300对过压阈值进行设定，并通过过压检测模块400判断此时电路的过压状态，当电路出现过压现象时，过压检测模块400输出对应的过压信号，以使控制模块500根据过压信号对后级电路进行通电关断操作，实现了电路过压状态的检测，以及对后级电路的过压保护。

参照图2，在一些实施例中，过压设定模块300包括：第一电阻R1和第二电阻R2。第一电阻R1的一端分别与保护模块200和过压检测模块400电连接，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端电连接，第二电阻R2的另一端接地。其中，通过调节第一电阻R1和/或第二电阻R2的阻值以设定过压阈值。具体地，第一电阻R1和第二电阻R2的连接节点与过压检测模块400的输入端电连接，第一电阻R1和第二电阻R2对输入的供电电源进行分压处理，当过压检测模块400的输入信号大于分压值时，判定电路此时处于过压状态。通过设定过压阈值和其中一个电阻的具体阻值，以得到另一个电阻的阻值。对应地，当调整第一电阻R1和/或第二电阻R2的阻值时，设定的过压阈值也会产生相应的变化。例如设定过压阈值为6V，设定第一电阻R1和第二电阻R2的分压值为3.3V，取第二电阻R2的阻值为10KΩ，则第一电阻R1＝(6V/3.3V-1)×R2＝8.2KΩ。所以，当过压检测模块400的输入信号大于3.3V时，过压检测模块400判定电路此时处于过压状态；当过压检测模块400的输入信号小于3.3V时，过压检测模块400判定电路此时处于正常供电状态。

在一些实施例中，过压设定模块300还包括：第一电容C1。第一电容C1的一端与第一电阻R1和第二电阻R2的连接节点电连接，第一电容C1的另一端接地。具体地，第一电容C1的一端与第一电阻R1的另一端电连接，第一电容C1的另一端与第二电阻R2的另一端电连接。第一电容C1用于吸收供电电源中的噪声，从而防止噪声扰动造成过压检测模块400频繁控制控制模块500进行关断操作，影响后级电路的供电稳定。在一些具体的实施例中，根据第一电阻R1和第二电阻R2的阻值，可取第一电容C1为0.1μF。

在一些实施例中，过压检测模块400包括：电压检测器U1和第三电阻R3。电压检测器U1的输入端与第一电阻R1和第二电阻R2的连接节点电连接，电压检测器U1的输出端与控制模块500电连接。第三电阻R3的一端分别与第一电阻R1的一端和控制模块500电连接，第三电阻R3的另一端与电压检测器U1的输出端电连接。具体地，电压检测器U1的输入端VIN与第一电阻R1和第二电阻R2的连接节点电连接，电压检测器U1的输出端VOUT分别与第三电阻R3的另一端和控制模块500电连接，电压检测器U1的接地端GND接地。当电压检测器U1的输入端VIN的电压低于3.3V时，电压检测器U1的输出端VOUT输出低电平过压信号；当电压检测器U1的输入端VIN的电压高于3.3V时，电压检测器U1的输出端VOUT输出高电平过压信号。

在一些具体的实施例中，设定过压阈值为6V，当供电电源小于6V时，电压检测器U1的输出端VOUT输出低电平；当供电电源大于或等于6V时，电压检测器U1的输出端VOUT输出高电平。电压检测器U1为开漏极输出，第三电阻R3为电压检测器U1的上拉电阻，通过第三电阻R3上拉至5VIN，以确定电压检测器U1输出端VOUT的输出状态。可以理解的是，电压检测器U1可选取型号为XC61CN3302MR，第三电阻R3可选取阻值为47KΩ的电阻。

在一些实施例中，控制模块500包括：控压流元件。控压流元件的基极与电压检测器U1的输出端电连接，控压流元件的集电极与第三电阻R3的一端电连接，控压流元件的发射极与后级电路电连接。具体地，当供电电源小于设定的过压阈值时，电压检测器U1输出低电平信号，使控压流元件导通，从而控制后级电路正常通电；当供电电源大于或等于设定的过压阈值时，电压检测器U1输出高电平信号，使控压流元件关断，从而控制后级电路通电断路。

在一些具体的实施例中，控压流元件包括三极管或MOS管。例如，控压流元件包括P型MOS管。电压检测器U1的输出端VOUT与MOS管的栅极电连接，第三电阻R3的一端与MOS管的漏极电连接，MOS管的源极与后级电路电连接。当供电电源小于设定的6V过压阈值时，电压检测器U1输出低电平信号，使MOS管导通，供电模块100为后级电路进行供电；当供电电源大于或等于设定的6V过压阈值时，电压检测器U1输出高电平信号，使MOS管关断，从而控制后级电路通电断路，以对后级电路进行过压保护。可以理解的是，MOS管可以根据后级电路的功耗及设定的过压阈值进行选取，例如选取型号为A03401的P型MOS管。

在一些实施例中，保护模块200包括：电流抑制单元210和第一浪涌抑制单元220。电流抑制单元210与供电模块100电连接，用于对过压保护电路进行电流抑制保护。第一浪涌抑制单元220的一端分别与电流抑制单元210和第一电阻R1的一端电连接，第一浪涌抑制单元220的另一端接地。在一些具体的实施例中，电流抑制单元210包括负温度系数热敏电阻NTC1，第一浪涌抑制单元220包括压敏电阻VR1。负温度系数热敏电阻NTC1的一端与供电模块100电连接，负温度系数热敏电阻NTC1的另一端与压敏电阻VR1的一端电连接。负温度系数热敏电阻NTC1可选取阻值为10Ω的电阻，压敏电阻VR1的型号为10D390K。当供电模块100提供供电电源时，负温度系数热敏电阻NTC1做限流电阻，避免上电瞬间大电流冲击对后级电路造成损害。随着电路上电时间的推移，负温度系数热敏电阻NTC1产生热量，使负温度系数热敏电阻NTC1自身电阻越来越小，在过压保护电路上产生的压降可忽略不计，即不影响过压保护电路的正常工作。压敏电阻VR1的一端分别与负温度系数热敏电阻NTC1的另一端、第一电阻R1的一端电连接，压敏电阻VR1的另一端接地。压敏电阻VR1用于对供电电源进行钳位操作，当压敏电阻VR1受到高于自身开启电压的供电电源冲击时，压敏电阻VR1导通，并把电压钳制为39V。

在一些实施例中，过压保护电路还包括：第二浪涌抑制单元600。第二浪涌抑制单元600的一端与控制模块500电连接，第二浪涌抑制单元600的另一端与后级电路电连接，第二浪涌抑制单元600用于对过压保护电路进行泄放操作。具体地，第二浪涌抑制单元600包括：二极管TVS1。二极管TVS1的阳极与电压检测器U1的接地端电连接，二极管TVS1的阴极分别与MOS管的源极和后级电路电连接。在一些具体的实施例中，可选取型号为SMBJ6.5CA的二极管TVS1，当压敏电阻VR1导通且将电压钳制为39V时，二极管TVS1也瞬间导通，并对电压进行泄放操作，以将电压钳制至6.5V。压敏电阻VR1和二极管TVS1的组合，能够对供电电源的浪涌冲击进行泄放操作，以保护后级电路的安全。

在一个具体的实施例中，设定通过调节第一电阻R1和/或第二电阻R2的阻值，将过压阈值设定为6V。当供电电源大于6V时，电压检测器U1的输入端VIN电压大于3.3V，判定此时电路处于过压状态，电压检测器U1的输出端VOUT输出高电平过压信号，使MOS管关断，以保护后级电路的安全。当供电电源小于6V时，电压检测器U1的输入端VIN电压小于3.3V，判定此时电路处于正常供电状态，电压检测器U1的输出端VOUT输出低电平过压信号，使MOS管导通，以对后级电路正常供电。

本申请提供的过压保护电路通过调节第一电阻R1和/或第二电阻R2的阻值，以设定过压保护电路的过压阈值。当供电电源大于过压阈值时，电压检测器U1判定此时电路处于过压状态，电压检测器U1输出高电平信号以保护后级电路的通电安全。当供电电源小于过压阈值时，电压检测器U1判定此时电路处于正常供电状态，电压检测器U1输出低电平信号以对后级电路进行正常供电。实现了对电路过压状态的检测，并在电路过压时对后级电路进行关断保护。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.过压保护电路，其特征在于，包括：

供电模块，用于为后级电路提供供电电源；

保护模块，与所述供电模块电连接，用于控制所述供电电源的输出值；

过压设定模块，与所述保护模块电连接，用于设定过压阈值；

过压检测模块，与所述过压设定模块电连接，用于根据所述供电电源和所述过压阈值输出过压信号；

控制模块，与所述过压检测模块电连接，用于根据所述过压信号控制所述后级电路的通电状态。

2.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述过压设定模块包括：

第一电阻，所述第一电阻的一端分别与所述保护模块和所述过压检测模块电连接；

第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端电连接，所述第二电阻的另一端接地；

其中，通过调整所述第一电阻和/或所述第二电阻的阻值以设定所述过压阈值。

3.根据权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于，所述过压设定模块还包括：

第一电容，所述第一电容的一端与所述第一电阻和所述第二电阻的连接节点电连接，所述第一电容的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的过压保护电路，其特征在于，所述过压检测模块包括：

电压检测器，所述电压检测器的输入端与所述第一电阻和所述第二电阻的连接节点电连接，所述电压检测器的输出端与所述控制模块电连接；

第三电阻，所述第三电阻的一端分别与所述第一电阻的一端和所述控制模块电连接，所述第三电阻的另一端与所述电压检测器的输出端电连接。

5.根据权利要求4所述的过压保护电路，其特征在于，所述控制模块包括：控压流元件；

所述控压流元件的基极与所述电压检测器的输出端电连接，所述控压流元件的集电极与所述第三电阻的一端电连接，所述控压流元件的发射极与所述后级电路电连接。

6.根据权利要求5所述的过压保护电路，其特征在于，所述控压流元件包括以下任一种：MOS管、三极管。

7.根据权利要求6所述的过压保护电路，其特征在于，所述保护模块包括：

电流抑制单元，与所述供电模块电连接，用于对所述过压保护电路进行电流抑制保护；

第一浪涌抑制单元，所述第一浪涌抑制单元的一端分别与所述电流抑制单元和所述第一电阻的一端电连接，所述第一浪涌抑制单元的另一端接地。

8.根据权利要求7所述的过压保护电路，其特征在于，所述电流抑制单元包括：

负温度系数热敏电阻，所述负温度系数热敏电阻的一端与所述供电模块电连接，所述负温度系数热敏电阻的另一端与所述第一浪涌抑制单元电连接；

所述第一浪涌抑制单元包括：压敏电阻，所述压敏电阻的一端与所述负温度系数热敏电阻的另一端电连接，所述压敏电阻的另一端接地。

9.根据权利要求1至8任一项所述的过压保护电路，其特征在于，还包括：

第二浪涌抑制单元，所述第二浪涌抑制单元的一端与所述控制模块电连接，所述第二浪涌抑制单元的另一端与所述后级电路电连接，用于对所述过压保护电路进行泄放操作。

10.根据权利要求9所述的过压保护电路，其特征在于，所述第二浪涌抑制单元包括：

二极管，所述二极管的阳极与所述过压检测模块电连接，所述二极管的阴极与所述保护模块电连接。

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