CN215817518U - 浪涌保护电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种浪涌保护电路及电子设备，该浪涌保护电路包括：供电模块，用于提供第一电压及第二电压；升压模块，电连接至所述供电模块，用以接收所述第二电压，并将所述第二电压升压至第三电压；浪涌保护模块，电连接至所述供电模块及所述升压模块，用以接收所述第一电压，所述浪涌保护模块包括第一场效应管；稳压模块，电连接所述浪涌保护模块及所述升压模块，所述稳压模块用以接收所述第三电压，并输出第四电压和第五电压至所述第一场效应管。该浪涌保护电路能够防止因电子设备内的浪涌而击穿元器件。

Description

浪涌保护电路及电子设备

技术领域

本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种浪涌保护电路及电子设备。

背景技术

浪涌信号是一种由于外部的雷击、内部的电气设备启停或故障所引起的瞬间过电压或瞬间过电流。浪涌信号若作用于电子设备的供电端口，则会威胁到电子设备和电子设备使用者的安全，并且电子设备运行的可靠性也将降低，因此需要对电子设备采取保护措施。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种浪涌保护电路及电子设备，旨在防止因电子设备内的浪涌而击穿浪涌保护模块内的元器件。

第一方面，本申请提供一种浪涌保护电路，包括：

供电模块，用于提供第一电压及第二电压；

升压模块，电连接至所述供电模块，用以接收所述第二电压，并将所述第二电压升压至第三电压；

浪涌保护模块，电连接至所述供电模块及所述升压模块，用以接收所述第一电压，所述浪涌保护模块包括第一场效应管；

稳压模块，电连接所述浪涌保护模块及所述升压模块，所述稳压模块用以接收所述第三电压，并输出第四电压和第五电压至所述第一场效应管。

在一种可能的设计中，所述供电模块包括第一次级线圈、第一二极管和第二二极管；

所述第一次级线圈连接所述第一二极管的正极和所述第二二极管的正极，所述第一二极管的负极连接所述第二二极管的负极以形成第一节点；

所述供电模块通过所述第一节点向所述浪涌保护模块提供所述第一电压。

在一种可能的设计中，所述供电模块还包括第二次级线圈、第三二极管和第四二极管；

所述第二次级线圈连接所述第三二极管的正极和所述第四二极管的正极，所述第三二极管的负极连接所述第二二极管的负极以形成第二节点；

所述供电模块通过所述第二节点向所述升压模块提供所述第二电压。

在一种可能的设计中，所述升压模块包括第一电容、第五二极管和第六二极管；

所述第一电容的一端连接所述第五二极管的正极，所述第一电容的另一端连接所述第五二极管的负极，所述第五二极管的负极连接所述第六二极管的正极，所述第六二极管的负极形成第三节点；

所述升压模块通过所述第三节点向所述浪涌保护模块提供所述第三电压。

在一种可能的设计中，所述稳压模块包括第一三极管、第七二极管和第八二极管；

所述第一三极管的集电极连接至所述第三节点，所述第一三极管的基极连接所述第七二极管的正极，所述第七二极管的负极连接所述第八二极管的负极，所述第八二极管的负极形成第四节点；

所述稳压模块通过所述第四节点向所述浪涌保护模块提供所述第四电压。

在一种可能的设计中，所述第一三极管的发射极形成第五节点；

所述稳压模块通过所述第五节点向所述浪涌保护模块提供所述第五电压。

在一种可能的设计中，所述浪涌保护模块包括第一电阻；

所述第一电阻的一端连接所述第一节点和所述第一场效应管的源极，所述第一二极管的另一端连接所述第一场效应管的漏极。

在一种可能的设计中，所述浪涌保护模块还包括第一开关、第二电容、第二三极管、第三三极管、第一继电器引脚、第二继电器引脚、发光二极管和光敏三极管；

所述第一开关的一端、所述发光二极管的正极、所述第二三极管的集电极及所述第三三极管的集电极均连接至所述第三节点，所述第一开关的另一端连接所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端连接所述光敏三极管的集电极，所述第二继电器引脚的一端连接所述第二电容，所述光敏三极管的栅极及所述第二继电器引脚的另一端接地，所述发光二极管的负极连接所述第二三极管的基极，所述第三三极管的发射极和集电极以及所述第一继电器引脚的一端连接至所述第四节点及所述第一场效应管的源极。

在一种可能的设计中，所述浪涌保护模块还包括第四三极管；

所述第四三极管的基极连接所述第五节点，所述第四三极管的集电极接地，所述第四三极管的发射极连接所述第一场效应管的栅极。

第二方面，本申请提供一种浪涌保护电路，一种电子设备，包括：

如第一方面所述的浪涌保护电路。

上述提供的浪涌保护电路及电子设备，通过在电路内设置浪涌保护模块和稳压模块，使得电流不会先通过待保护的元器件，避免了因电子设备内的浪涌而击穿元器件的情况。

附图说明

图1为本申请的一实施方式中浪涌保护电路的模块示意图。

图2为本申请的一实施方式中浪涌保护电路的电路图。

图3为本申请的另一实施方式中浪涌保护电路的电路图。

图4为本申请的另一实施方式中浪涌保护电路的电路图。

图5为本申请的另一实施方式中浪涌保护电路的电路图。

主要元件符号说明

浪涌保护电路 100

浪涌保护模块 110

供电模块 120

稳压模块 130

升压模块 140

第一电阻至第十电阻 R1-R10

第一电容至第六电容 C1-C6

第一二极管至第十一二极管 D1-D11

第一场效应管 Q1

第二三极管至第五三极管 Q2-Q5

第一继电器引脚 RL1A

第二继电器引脚 RL1B

第一变压器 T1

初级线圈 T11

第一次级线圈 T12

第二次级线圈 T13

发光二极管 PC1A

光敏三极管 PC1B

第一开关 SW1

第一节点至第五节点 J1-J5

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，本申请实施例中“至少一个”是指一个或者多个，多个是指两个或两个以上。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请中的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

应理解，本申请中除非另有说明，“/”表示或的意思。例如，A/B可以表示A或B。本申请中的“A和/或B”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在只存在A、只存在B以及存在A和B这三种关系。

需要说明的是，本申请实施例中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请实施例的描述中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

需要说明的是，本申请实施例中，术语“高度”是指在垂直于参考地层的方向上的投影长度。术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参照图1，图1为本申请一实施例提供的浪涌保护电路100的功能框图。所述浪涌保护电路100包括浪涌保护模块110、供电模块120、稳压模块130和升压模块140。所述升压模块140、所述供电模块120和所述稳压模块130均电连接所述浪涌保护模块110。所述供电模块120电连接所述升压模块140。所述升压模块140连接所述稳压模块130。

所述浪涌保护模块110用于保护浪涌保护模块110内的金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)等元件免受浪涌的影响。所述供电模块120用于为所述浪涌保护电路100内的各电路模块(例如升压模块140，浪涌保护模块110)供电，且提供一输入电压。所述升压模块140用以对所述输入电压进行处理(例如升压处理)，以为所述浪涌保护模块110提供一个高于所述输入电压的输出电压，进而驱动电路(即浪涌保护电路100)中的MOSFET等元件，例如浪涌保护模块110中的MOSFET。所述稳压模块130用于在所述输入电压发生波动或负载发生改变时，保持浪涌保护电路100输出至MOSFET的电压基本不变，即使得所述输出电压不变。

参照图2，图2为图1所示浪涌保护电路100的其中一个电路图。如图2所示，所述供电模块120包括变压器T1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一电容C1、第二电容C2。

变压器T1包括初级线圈T11，第一次级线圈T12及第二次级线圈T13。第一二极管D1及第二二极管D2并联，以构成二极管单元。第一二极管D1和第二二极管D2的正极均电连接至第一次级线圈T12的一端，第一二极管D 1的负极和第二二极管D2的负极均电连接至第一电容C1的一端，并形成第一节点J1，以输出第一电压至所述浪涌保护模块110。第一电容C1的另一端与第一次级线圈T12的另一端均接地。

第三二极管D3及第四二极管D4并联，以构成二极管单元。第三二极管D3及第四二极管D4的正极均连接至第二次级线圈T13的一端。第三二极管D3及第四二极管D4的负极均电连接至第二电容C2的一端，并形成第二节点J2，用以输出第二电压。第二次级线圈T13的另一端连接至第二电容C2的另一端，且均接地。

可以理解的是，所述升压模块140与所述供电模块120共用第三二极管D3及第四二极管D4。即，所述升压模块140包括第三二极管D3及第四二极管D4。请一并参阅图3，所述升压模块140还包括第一电阻R1、第三电容C3、第四电容C4、第五二极管D5及第六二极管D6。其中，所述第四电容C4与所述第一电阻R1并联，并联后的电路一端接地，另一端连接第六二极管D6的负极，并形成第三节点J3。所述第三节点J3电连接至浪涌保护模块110，以输出第三电压至浪涌保护模块110。第六二极管D6的正极分别连接第五二极管D5的负极和第三电容C3的一端。第五二极管D5的正极连接所述第三二极管D3及所述第四二极管D4的负极，即电连接至第二节点J2，以接收所述第二电压。第三电容C3的另一端连接第三二极管D3及所述第四二极管D4的正极。

请一并参阅图4，所述浪涌保护模块110包括光电耦合器PC1、继电器RL1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第五电容C5、第六电容C6、第七二极管D7、第八二极管D8、第九二极管D9、第一场效应管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4及第一开关SW1。

其中，第一场效应管Q1为MOSFET。在一些实施例中，第一场效应管Q1还可以是其他类型的三极管。

其中，光电耦合器PC1包括发光二极管PC1A和光敏三极管PC1B。继电器RL1包括第一继电器引脚RL1A和第二继电器引脚RL1B。第一开关SW1的一端电连接至第三节点J3，第四电阻R4的一端、第三三极管Q3的集电极及第四三极管Q4的集电极。即第一开关SW1的一端、第四电阻R4的一端、第三三极管Q3的集电极及第四三极管Q4的集电极均电连接至第三节点J3。

第一开关SW1的另一端电连接第五电容C5的一端及第二继电器引脚的一端。第五电容C5的另一端通过第五电阻R5电连接至光敏三极管PC1B的集电极与第七电阻R7的一端。光敏三极管PC1B的栅极，第七电阻R7的另一端，及第二继电器引脚RL1B的另一端均接地。第四电阻R4的另一端通过引脚发光二极管PC1A电连接至第三三极管Q3的基极及第九电阻R9的一端。第三三极管Q3的发射极及第九电阻R9的另一端均接地。

第六电阻R6的一端与第八电阻R8的一端均连接至第四三极管Q4的基极。第八电阻R8的另一端连接第四三极管Q4的发射极和第九二极管D9的正极，并接地。第六电阻R6的另一端连接至第九二极管D9的负极和第六电容C6的一端。第六电容C6的另一端连接至第一继电器引脚RL1A及第七二极管D7的负极，并形成第四节点J4，以连接至稳压模块130。第七二极管D7的正极连接至第八二极管D8的正极。第八二极管D8的负极连接至第三电阻R3的一端及第一场效应管Q1的栅极。第一场效应管Q1的漏极电连接至第二电阻R2的一端、第七二极管D7的阴极及继电器RL1的第一继电器引脚RL1A的一端。第一场效应管Q1的源极电连接至第二电阻R2的另一端及第一节点J1。第三电阻R3的另一端电连接至第二三极管Q2的发射极。第二三极管Q2的集电极接地，基极作为第五节点，以连接至稳压模块130(参下详述)。

可以理解，所述稳压模块130电连接至第三节点J3，第四节点J4及第五节点J5。具体的，稳压模块130包括第十电阻R10、第五三极管Q5、第十二极管D10、第十一二极管D11。第十电阻R10的一端及第五三极管Q5的集电极均连接至升压模块140的输出端，即所述第三节点J3。第十电阻R10的另一端与第五三极管Q5的基极均连接至第十二极管D10的正极。第五三极管Q5的发射极连接浪涌保护模块110中的第五节点J5,即第二三极管Q2的基极(参图4)。第十二极管D10的负极电连接至第十一二极管D11的负极。第十一二极管D11的正极连接浪涌保护模块110的第四节点J4，即第六电容C5与继电器RL1的第一继电器引脚RL1A之间(参图4)。

请一并参阅图2至图5，下面对本申请的浪涌保护电路100的工作原理进行说明。

当供电模块120中的第一变压器T1开始工作时，供电模块120通过第一节点J1输出第一电压，通过第二节点J2输出第二电压。其中，在其中一个实施例中，第一电压大于第二电压。例如，第一电压的电压值为24V，第二电压的电压值为12V。升压模块140通过第二节点J2接收第二电压，例如通过第五二极管D5获得来自第二次级线圈T13的输入电压。接着，升压模块140对第二电压进行升压处理，以通过第三节点J3输出第三电压至浪涌保护模块110。可以理解，第三电压可以大于第一电压，例如第三电压的电压值为40V。

浪涌保护模块110分别通过第一节点J1及第三节点J3获得第一电压(即来自第一次级线圈T12的输入电压)及第三电压。同时，浪涌保护模块110通过第四节点输出第四电压(例如24V)至并在第一二极管D1和第二二极管D2负极输出电压，例如电压值为24V的输出电压。浪涌保护模块110中的第六电容C6中的电荷脉冲耦合使浪涌保护模块110的第四三极管Q4导通。同时，使浪涌保护模块110中的第一场效应管Q1与稳压模块130中的第五三极管Q5截止。此时，由于第五三极管Q5截止，第一节点J1处的第一电压驱动的电流通过第二电阻R2。可以理解的是，由于浪涌保护电路100在启动时可能存在电压不稳(即浪涌现象)，并可能导致第一场效应管Q1被击穿，因此，在电路启动时，将电流导向第二电阻R2可以包括第一场效应管Q1免受浪涌现象的影响。

由于升压模块140中电路中同时存在第二节点J2处的第二电压(例如12V)和来自第二次级线圈T13的交流电，因此，第三电压经过第五二极管D5和第六二极管D6后电压基本保持不变，但电路里同时具有第二次级线圈T13的交流电，经第五二极管D5和第六二极管D6整流后变为又一直流电压，故第五二极管D5和第六二极管D6后的实际电压就等于两个电压的相加，即第三节点J3处的第三电压(例如40V)，以实现升压功能。

当升压模块第二节点J2的第二电压和供电模块120中第一节点J1处的第一电压稳定之后，由于浪涌保护模块110中的第六电容C6停止放电，使浪涌保护模块110的第四三极管Q4截止，由稳压模块130中的第五三极管Q5为浪涌保护模块110中的第一场效应管Q1进行供电。

在第一开关SW1闭合的瞬间，浪涌保护模块110内的第五电容C5内存有电荷，因此在第一开关SW1闭合的瞬间，第五电容C5中的电荷脉冲耦合使浪涌保护模块110内的发光二极管PC1A与光敏三极管PC1B之间导通。第五电容C5中的电荷脉冲耦合还使浪涌保护模块110内的第三三极管Q3导通。同时，浪涌保护模块110内的第一继电器引脚RL1A与第二继电器引脚RL1B之间导通。浪涌保护模块110中的第一场效应管Q1与稳压模块130中的第五三极管Q5截止。此时，浪涌保护模块110的输出电压的输出电流通过第二电阻R2。

在第一开关SW1闭合后，12V的输入电压和24V的输入电压稳定之后，由于浪涌保护模块110第五电容C5停止放电，浪涌保护模块110内的发光二极管PC1A与光敏三极管PC1B之间截止，浪涌保护模块110内的第三三极管Q3截止。浪涌保护模块110内的第一继电器的第一继电器引脚RL1A与第二继电器引脚RL1B之间持续导通。稳压模块130中的第五三极管Q5导通。由稳压模块130中的第五三极管Q5为浪涌保护模块110中的第一场效应管Q1进行供电。第一输出电压的输出电流通过第二电阻R2和第一场效应管Q1，第二电阻R2实现对第一场效应管Q1的分流，进一步避免电流过大击穿第一场效应管Q1。

在本申请实施例中，浪涌保护电路100包括浪涌保护模块110、供电模块120、稳压模块130和升压模块140。所述升压模块140连接在供电模块120和浪涌保护模块110之间，所述浪涌保护模块110电连接稳压模块130。在第一场效应管Q1的位置可以设置需要保护的MOSFET管或其他类型的三极管。在本实施例中，当电路状态发生变化时，输出电流总是先经过第二电阻R2并在电路状态稳定之后，才通过第一场效应管Q1。因此，浪涌保护电路100可以降低浪涌电流以保护第一场效应管Q1。

本申请一实施例还提供一种电子设备，包括如上所述的浪涌保护电路100。

对于本领域的技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他具体形式实现本申请。因此，只要在本申请的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都应该落在本申请要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种浪涌保护电路，其特征在于，包括：

供电模块，用于提供第一电压及第二电压；

升压模块，电连接至所述供电模块，用以接收所述第二电压，并将所述第二电压升压至第三电压；

浪涌保护模块，电连接至所述供电模块及所述升压模块，用以接收所述第一电压，所述浪涌保护模块包括第一场效应管；

稳压模块，电连接所述浪涌保护模块及所述升压模块，所述稳压模块用以接收所述第三电压，并输出第四电压和第五电压至所述第一场效应管。

2.如权利要求1所述的浪涌保护电路，其特征在于，所述供电模块包括第一次级线圈、第一二极管和第二二极管；

所述第一次级线圈连接所述第一二极管的正极和所述第二二极管的正极，所述第一二极管的负极连接所述第二二极管的负极以形成第一节点；

所述供电模块通过所述第一节点向所述浪涌保护模块提供所述第一电压。

3.如权利要求2所述的浪涌保护电路，其特征在于，所述供电模块还包括第二次级线圈、第三二极管和第四二极管；

所述第二次级线圈连接所述第三二极管的正极和所述第四二极管的正极，所述第三二极管的负极连接所述第二二极管的负极以形成第二节点；

所述供电模块通过所述第二节点向所述升压模块提供所述第二电压。

4.如权利要求3所述的浪涌保护电路，其特征在于，所述升压模块包括第一电容、第五二极管和第六二极管；

所述第一电容的一端连接所述第五二极管的正极，所述第一电容的另一端连接所述第五二极管的负极，所述第五二极管的负极连接所述第六二极管的正极，所述第六二极管的负极形成第三节点；

所述升压模块通过所述第三节点向所述浪涌保护模块提供所述第三电压。

5.如权利要求4所述的浪涌保护电路，其特征在于，所述稳压模块包括第一三极管、第七二极管和第八二极管；

所述第一三极管的集电极连接至所述第三节点，所述第一三极管的基极连接所述第七二极管的正极，所述第七二极管的负极连接所述第八二极管的负极，所述第八二极管的负极形成第四节点；

所述稳压模块通过所述第四节点向所述浪涌保护模块提供所述第四电压。

6.如权利要求5所述的浪涌保护电路，其特征在于，所述第一三极管的发射极形成第五节点；

所述稳压模块通过所述第五节点向所述浪涌保护模块提供所述第五电压。

7.如权利要求6所述的浪涌保护电路，其特征在于，所述浪涌保护模块包括第一电阻；

所述第一电阻的一端连接所述第一节点和所述第一场效应管的源极，所述第一二极管的另一端连接所述第一场效应管的漏极。

8.如权利要求7所述的浪涌保护电路，其特征在于，所述浪涌保护模块还包括第一开关、第二电容、第二三极管、第三三极管、第一继电器引脚、第二继电器引脚、发光二极管和光敏三极管；

所述第一开关的一端、所述发光二极管的正极、所述第二三极管的集电极及所述第三三极管的集电极均连接至所述第三节点，所述第一开关的另一端连接所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端连接所述光敏三极管的集电极，所述第二继电器引脚的一端连接所述第二电容，所述光敏三极管的栅极及所述第二继电器引脚的另一端接地，所述发光二极管的负极连接所述第二三极管的基极，所述第三三极管的发射极和集电极以及所述第一继电器引脚的一端连接至所述第四节点及所述第一场效应管的源极。

9.如权利要求8所述的浪涌保护电路，其特征在于，所述浪涌保护模块还包括第四三极管；

所述第四三极管的基极连接所述第五节点，所述第四三极管的集电极接地，所述第四三极管的发射极连接所述第一场效应管的栅极。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

如权利要求1至9任一项所述的浪涌保护电路。

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