CN214100832U

CN214100832U - 一种电源负载突降安全保护电路

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Publication number: CN214100832U
Application number: CN202023152692.1U
Authority: CN
Inventors: 夏叶蕾; 何建伟; 辛大勇; 陈小兵; 黎小兵
Original assignee: Jiangsu Jiaqing Information Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Jiaqing Information Technology Co ltd
Priority date: 2020-12-24
Filing date: 2020-12-24
Publication date: 2021-08-31
Anticipated expiration: 2030-12-24

Abstract

本实用新型提供了一种电源负载突降安全保护电路，其电路简单，成本低，性能稳定可靠，可有效防止因电源暂态变化而元件受损的情况，具有较好的安全保护作用；其包括顺序电连接的保护模块、转出模块、防干扰模块，所述防干扰模块与负载相连接，其中，所述保护模块，用于负载接通电源后，保护电路中的元器件；所述转出模块，用于接收所述保护模块输出的电压后，转出成安全电压，起到电路保护作用；所述防干扰模块，用于接收所述转出模块转出的电压信号进行防电磁干扰处理，以将处理后的电压接入负载中。

Description

一种电源负载突降安全保护电路

技术领域

本实用新型涉及电源保护技术领域，具体为一种电源负载突降安全保护电路。

背景技术

电子产品在遇到异常状况(例如负载突降、突波(surge)或切换状态的暂态电压)时，供电端电压有时候在短时间内会有不正常的陡升或陡降状况，如车用电子系统，当负载突降发生时，高达100V的电压会施加至车用电子系统的元件中，从而造成元件损坏，影响正常使用，因此，为了保护元件防止因车用电源暂态变化产生永久性的损害，有必要提供一种保护电路。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种电源负载突降安全保护电路，其电路简单，成本低，性能稳定可靠，可有效防止因电源暂态变化而元件受损的情况，具有较好的安全保护作用。

其技术方案是这样的：一种电源负载突降安全保护电路，其特征在于：其包括顺序电连接的保护模块、转出模块、防干扰模块，所述防干扰模块与负载相连接，其中，所述保护模块，用于负载接通电源后，保护电路中的元器件；所述转出模块，用于接收所述保护模块输出的电压后，转出成安全电压，起到电路保护作用；所述防干扰模块，用于接收所述转出模块转出的电压信号进行防电磁干扰处理，以将处理后的电压接入负载中。

其进一步特征在于：

所述保护模块包括保险丝PS1、电阻R1～R6、电容C1～C6、TVS管D1、二极管D2、D3、MOS管Q1、三极管Q2、MOS管PQ1；所述保险丝PS1的2脚与所述电容C1、电阻R1、R3的一端、MOS管Q1的2脚、三极管Q2的2脚、二极管D2的负极、TVS管D1的1脚均相连接，所述电阻R1的另一端与所述电阻R2的一端、二极管D3的负极均相连接，所述电阻R2的另一端与所述二极管D2的正极、三极管Q2的1脚均相连接，所述三极管Q2的3脚与所述电阻R3的另一端、电阻R4的一端、MOS管Q1的1脚均相连接，所述电容C1、电阻R4的另一端、TVS管D1的2脚、二极管D3的正极均相连接，所述MOS管Q1的3脚与所述电阻R5、电容C2的一端、MOS管PQ1的1、2、3脚均相连接，所述电阻R5、电容C2的另一端与所述MOS管PQ1的4脚相连后经所述电阻R6后接地，所述MOS管PQ1的5、6、7、8脚相连后与所述电容C3～C6的一端均相连接，所述电容C3～C6的另一端相连后接地；

所述转出模块包括电阻R7～R13、电阻R20、电容C7～C18、磁珠B1、电感L1、开关稳压器U1，所述开关稳压器U1采用型号NB671LB芯片；所述电容C9、C10、电阻R20的一端与所述开关稳压器U1的1脚相连后与所述电容C6的一端相连接，所述电容C9、C10的另一端相连后接地，所述电阻R20的另一端与所述电阻R7、电容C7的一端、开关稳压器U1的13脚均相连接，所述电阻R8、电容C8的一端均与所述开关稳压器U1的3脚相连，所述电阻R8的另一端与所述电容C11的一端、开关稳压器U1的11脚均相连接，所述电容C7、C8、C11、电阻R7的另一端、开关稳压器U1的2、14脚均接地，所述开关稳压器U1的10脚经所述电阻R9、电容C14后与所述电阻R12、电感L1的一端、开关稳压器U1的8、9、15、16脚均相连接，所述电阻R12的另一端经所述电容C15后接地，所述电感L1的另一端与所述电容C13、C16、C17、C18、电阻R10、R11的一端均相连接，所述电容C16、C17、C18的另一端相连后接地，所述电阻R10的另一端与所述开关稳压器U1的7脚、电容C12的一端均相连，所述电容C12的另一端接地，所述电阻R11、电容C13的另一端与所述电阻R13的一端、开关稳压器U1的12脚均相连接，所述电阻R13的另一端接地，所述磁珠B1的两端分别接地；

所述防干扰模块包括电阻R14～R19、电容C19～C20、磁珠B2、磁珠B3、MOS管Q3、保险丝PS2、TVS管D4、USB接口CN1、共模电感CK1，所述磁珠B3的两端分别接地，所述电阻R14的一端连接电源3.3V，所述电阻R14的另一端连接所述MOS管Q3的3脚，所述MOS管Q3的2脚接地，所述MOS管Q3的1脚与所述电阻R15、R16、R17的一端均相连接，所述电阻R15的另一端连接所述电源3.3V，所述电阻R16的另一端与所述磁珠B2的一端、保险丝PS2的2脚均相连接，所述保险丝PS2的1脚连接所述电感L1的另一端，所述磁珠B2的另一端与所述电容C19、C20的一端、USB接口CN1的1脚均相连接，所述电阻R17的另一端接地，所述电容C19、C20的另一端相连后接地，所述USB接口CN1的4脚接地，所述电阻R18的一端连接所述共模电感CK1的2脚，所述电阻R19的一端连接所述共模电感CK1的1脚，所述电阻R18的另一端与所述USB接口CN1的2脚、TVS管D4的1脚、共模电感CK1的3脚均相连接，所述电阻R19的另一端与所述USB接口CN1的3脚、TVS管D4的2脚、共模电感CK1的4脚均相连接，所述TVS管D4的3脚接地，所述USB接口CN1的G1、G2脚相连后接地，所述USB接口CN1的G3、G4脚相连后接地。

本实用新型的有益效果是，其具有负载突降保护的功能，能够防止负载突降,保护元件因电源暂态变化产生的损害，延长主板的使用寿命，且仅需要少量的零件，电路简单，只需占用很小的主板空间，而且成本低，性能稳定可靠，可适应不同平台的应用，具有较好的使用价值。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图；

图2是本实用新型中保护模块的电路原理图；

图3是本实用新型中转出模块的电路原理图；

图4是本实用新型中防干扰模块的电路原理图。

具体实施方式

如图1～图4所示，本实用新型一种电源负载突降安全保护电路，其包括顺序电连接的保护模块1、转出模块2、防干扰模块3，防干扰模块3与负载4相连接，其中，保护模块1，用于负载接通电源后，保护电路中的元器件；转出模块2，用于接收保护模块1输出的电压后，转出成安全电压，起到电路保护作用；防干扰模块3，用于接收转出模块2转出的电压信号进行防电磁干扰处理，以将处理后的电压接入负载中。

保护模块1包括保险丝PS1、电阻R1～R6、电容C1～C6、TVS管D1、二极管D2、D3、MOS管Q1、三极管Q2、MOS管PQ1；保险丝PS1的2脚与电容C1、电阻R1、R3的一端、MOS管Q1的2脚、三极管Q2的2脚、二极管D2的负极、TVS管D1的1脚均相连接，电阻R1的另一端与电阻R2的一端、二极管D3的负极均相连接，电阻R2的另一端与二极管D2的正极、三极管Q2的1脚均相连接，三极管Q2的3脚与电阻R3的另一端、电阻R4的一端、MOS管Q1的1脚均相连接，电容C1、电阻R4的另一端、TVS管D1的2脚、二极管D3的正极均相连接，MOS管Q1的3脚与电阻R5、电容C2的一端、MOS管PQ1的1、2、3脚均相连接，电阻R5、电容C2的另一端与MOS管PQ1的4脚相连后经电阻R6后接地，MOS管PQ1的5、6、7、8脚相连后与电容C3～C6的一端均相连接，电容C3～C6的另一端相连后接地。

转出模块2包括电阻R7～R13、电阻R20、电容C7～C18、磁珠B1、电感L1、开关稳压器U1，开关稳压器U1采用型号NB671LB芯片；电容C9、C10、电阻R20的一端与开关稳压器U1的1脚相连后与电容C6的一端相连接，电容C9、C10的另一端相连后接地，电阻R20的另一端与电阻R7、电容C7的一端、开关稳压器U1的13脚均相连接，电阻R8、电容C8的一端均与开关稳压器U1的3脚相连，电阻R8的另一端与电容C11的一端、开关稳压器U1的11脚均相连接，电容C7、C8、C11、电阻R7的另一端、开关稳压器U1的2、14脚均接地，开关稳压器U1的10脚经电阻R9、电容C14后与电阻R12、电感L1的一端、开关稳压器U1的8、9、15、16脚均相连接，电阻R12的另一端经电容C15后接地，电感L1的另一端与电容C13、C16、C17、C18、电阻R10、R11的一端均相连接，电容C16、C17、C18的另一端相连后接地，电阻R10的另一端与开关稳压器U1的7脚、电容C12的一端均相连，电容C12的另一端接地，电阻R11、电容C13的另一端与电阻R13的一端、开关稳压器U1的12脚均相连接，电阻R13的另一端接地，磁珠B1的两端分别接地。

防干扰模块3包括电阻R14～R19、电容C19～C20、磁珠B2、磁珠B3、MOS管Q3、保险丝PS2、TVS管D4、USB接口CN1、共模电感CK1，CK1用来预防电磁干扰，在电磁干扰时共模电感CK1上件，电阻R18和R19不上件，D4为TVS管用于防静电，USB接口接入负载，磁珠B3的两端分别接地，电阻R14的一端连接电源3.3V，电阻R14的另一端连接MOS管Q3的3脚，MOS管Q3的2脚接地，MOS管Q3的1脚与电阻R15、R16、R17的一端均相连接，电阻R15的另一端连接电源3.3V，电阻R16的另一端与磁珠B2的一端、保险丝PS2的2脚均相连接，保险丝PS2的1脚连接电感L1的另一端，磁珠B2的另一端与电容C19、C20的一端、USB接口CN1的1脚均相连接，电阻R17的另一端接地，电容C19、C20的另一端相连后接地，USB接口CN1的4脚接地，电阻R18的一端连接共模电感CK1的2脚，电阻R19的一端连接共模电感CK1的1脚，电阻R18的另一端与USB接口CN1的2脚、TVS管D4的1脚、共模电感CK1的3脚均相连接，电阻R19的另一端与USB接口CN1的3脚、TVS管D4的2脚、共模电感CK1的4脚均相连接，TVS管D4的3脚接地，USB接口CN1的G1、G2脚相连后接地，USB接口CN1的G3、G4脚相连后接地。

本实用新型能够防止负载突降，保护元件因电源暂态变化产生的损害，延长主板的使用寿命，且零件的数量少，成本低，主板空间占用小。

具体地，当负载接通电源正常工作时，以供接入电源的DC_IN端通过保险丝PS1过流保护，再经过TVS管D1静电保护，D3是稳压二极管，正常电压的情况下，VB＝VE，三极管Q2不导通，MOS管Q1的VGS<0，三极管Q1导通，输出电压VIN，输出电压VIN再通过电阻R5缓慢给电容C2充电，缓慢开启MOS管PQ1，防止电源瞬间进入内部芯片损害芯片，再经过滤波电容C3、C4、C5、C6，转变为系统内部电压VOUT，正常工作；当负载突降时，电压超过正常电压时，稳压二极管D3起作用，VB被稳压在正常电压值，VB-VE<0，MOS管Q2导通；三极管Q1的VG＝VS，三极管Q1截止，后端无输出，保护了后端元器件；其中，若内部电压VOUT为+V12S，通过开关稳压器U1芯片转出+V5S系统电，+V5S通过保险丝PS2过流保护，磁珠B2转出+V5_USB(USB接口5V电)，保险丝PS2在外接USB短路，以防电流过大时保护内部电路。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种电源负载突降安全保护电路，其特征在于：其包括顺序电连接的保护模块、转出模块、防干扰模块，所述防干扰模块与负载相连接，其中，所述保护模块，用于负载接通电源后，保护电路中的元器件；所述转出模块，用于接收所述保护模块输出的电压后，转出成安全电压，起到电路保护作用；所述防干扰模块，用于接收所述转出模块转出的电压信号进行防电磁干扰处理，以将处理后的电压接入负载中。

2.根据权利要求1所述的一种电源负载突降安全保护电路，其特征在于：所述保护模块包括保险丝PS1、电阻R1～R6、电容C1～C6、TVS管D1、二极管D2、D3、MOS管Q1、三极管Q2、MOS管PQ1；所述保险丝PS1的2脚与所述电容C1、电阻R1、R3的一端、MOS管Q1的2脚、三极管Q2的2脚、二极管D2的负极、TVS管D1的1脚均相连接，所述电阻R1的另一端与所述电阻R2的一端、二极管D3的负极均相连接，所述电阻R2的另一端与所述二极管D2的正极、三极管Q2的1脚均相连接，所述三极管Q2的3脚与所述电阻R3的另一端、电阻R4的一端、MOS管Q1的1脚均相连接，所述电容C1、电阻R4的另一端、TVS管D1的2脚、二极管D3的正极均相连接，所述MOS管Q1的3脚与所述电阻R5、电容C2的一端、MOS管PQ1的1、2、3脚均相连接，所述电阻R5、电容C2的另一端与所述MOS管PQ1的4脚相连后经所述电阻R6后接地，所述MOS管PQ1的5、6、7、8脚相连后与所述电容C3～C6的一端均相连接，所述电容C3～C6的另一端相连后接地。

3.根据权利要求2所述的一种电源负载突降安全保护电路，其特征在于：所述转出模块包括电阻R7～R13、电阻R20、电容C7～C18、磁珠B1、电感L1、开关稳压器U1，所述开关稳压器U1采用型号NB671LB芯片；所述电容C9、C10、电阻R20的一端与所述开关稳压器U1的1脚相连后与所述电容C6的一端相连接，所述电容C9、C10的另一端相连后接地，所述电阻R20的另一端与所述电阻R7、电容C7的一端、开关稳压器U1的13脚均相连接，所述电阻R8、电容C8的一端均与所述开关稳压器U1的3脚相连，所述电阻R8的另一端与所述电容C11的一端、开关稳压器U1的11脚均相连接，所述电容C7、C8、C11、电阻R7的另一端、开关稳压器U1的2、14脚均接地，所述开关稳压器U1的10脚经所述电阻R9、电容C14后与所述电阻R12、电感L1的一端、开关稳压器U1的8、9、15、16脚均相连接，所述电阻R12的另一端经所述电容C15后接地，所述电感L1的另一端与所述电容C13、C16、C17、C18、电阻R10、R11的一端均相连接，所述电容C16、C17、C18的另一端相连后接地，所述电阻R10的另一端与所述开关稳压器U1的7脚、电容C12的一端均相连，所述电容C12的另一端接地，所述电阻R11、电容C13的另一端与所述电阻R13的一端、开关稳压器U1的12脚均相连接，所述电阻R13的另一端接地，所述磁珠B1的两端分别接地。

4.根据权利要求3所述的一种电源负载突降安全保护电路，其特征在于：所述防干扰模块包括电阻R14～R19、电容C19～C20、磁珠B2、磁珠B3、MOS管Q3、保险丝PS2、TVS管D4、USB接口CN1、共模电感CK1，所述磁珠B3的两端分别接地，所述电阻R14的一端连接电源3.3V，所述电阻R14的另一端连接所述MOS管Q3的3脚，所述MOS管Q3的2脚接地，所述MOS管Q3的1脚与所述电阻R15、R16、R17的一端均相连接，所述电阻R15的另一端连接所述电源3.3V，所述电阻R16的另一端与所述磁珠B2的一端、保险丝PS2的2脚均相连接，所述保险丝PS2的1脚连接所述电感L1的另一端，所述磁珠B2的另一端与所述电容C19、C20的一端、USB接口CN1的1脚均相连接，所述电阻R17的另一端接地，所述电容C19、C20的另一端相连后接地，所述USB接口CN1的4脚接地，所述电阻R18的一端连接所述共模电感CK1的2脚，所述电阻R19的一端连接所述共模电感CK1的1脚，所述电阻R18的另一端与所述USB接口CN1的2脚、TVS管D4的1脚、共模电感CK1的3脚均相连接，所述电阻R19的另一端与所述USB接口CN1的3脚、TVS管D4的2脚、共模电感CK1的4脚均相连接，所述TVS管D4的3脚接地，所述USB接口CN1的G1、G2脚相连后接地，所述USB接口CN1的G3、G4脚相连后接地。