CN216146080U - 一种保护电路以及医疗设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种保护电路以及医疗设备，该保护电路包括负载、信号触发单元、断电保护单元和断电锁定单元；其中，信号触发单元分别连接负载和断电保护单元，断电锁定单元分别连接断电保护单元和负载；信号触发单元用于在信号触发单元的电压大于或等于第一阈值电压时产生第一控制信号，断电保护单元用于基于第一控制信号使得电源模块停止给负载供电，断电锁定单元用于基于第一控制信号锁定断电保护单元的导通状态。上述方案，提供一种新型的可用于在电路过载时切断供电，并保存断电状态的保护电路。

Description

一种保护电路以及医疗设备

技术领域

本申请涉及电路保护技术领域，特别是涉及一种保护电路以及医疗设备。

背景技术

负载，例如台式电脑主机、电视机、电冰箱、笔记本电脑等，通常都具有电源适配器。众所周知，电源适配器是插接220V交流电压，并将220V交流电压转换成12V或24V等直流电压，以提供给负载供电。然而，当电路出现故障导致过电压输出时，上述过电压会对负载中的电子元器件(例如降压IC、电容、磁珠等)造成损伤。

然而，目前的芯片电路内部保护机制响应太慢，容易出现负载短路烧坏芯片的问题。

实用新型内容

本申请至少提供一种保护电路以及医疗设备。

本申请第一方面提供了一种保护电路，所述保护电路包括负载、信号触发单元、断电保护单元和断电锁定单元；

其中，所述信号触发单元分别连接所述负载和所述断电保护单元单元，所述断电锁定单元分别连接所述断电保护单元和所述负载；所述信号触发单元用于在所述信号触发单元的电压大于或等于第一阈值电压时产生第一控制信号，所述断电保护单元用于基于所述第一控制信号使得电源模块停止给所述负载供电，所述断电锁定单元用于基于所述第一控制信号锁定所述断电保护单元的导通状态。

在一些实施例中，所述信号触发单元包括第一电阻，所述第一电阻的第一端分别连接所述负载和所述断电保护单元，所述第一电阻的第二端接地，所述信号触发单元用于输出电流触发信号。

在一些实施例中，所述断电保护单元包括第一开关管，所述第一开关管的控制端连接所述第一电阻的第一端，所述第一开关管的输出端接地，所述第一开关管的输入端连接所述断电锁定单元。

在一些实施例中，所述断电保护单元还包括第二开关管，所述第二开关管的控制端连接所述第一开关管的输入端，所述第二开关管的输出端连接所述负载，所述第二开关管的输入端接地。

在一些实施例中，所述断电锁定单元包括第三开关管，所述第三开关管的控制端连接所述第一开关管的输入端，所述第三开关管的输出端连接所述第一开关管的控制端和所述第一电阻的第一端，所述第三开关管的输入端用于连接电源模块输入端。

在一些实施例中，所述断电锁定单元还包括第二电阻和第三电阻，所述第三开关管的输入端连接所述第二电阻的第一端和所述第三电阻的第一端，所述第二电阻的第二端用于连接所述电源模块输入端，所述第三电阻的第二端接地。

在一些实施例中，所述保护电路还包括直流电源，所述直流电源的输入端用于连接所述电源模块输入端和所述第三开关管的输入端，所述直流电源的输出端用于连接所述负载和电源模块输出端，所述直流电源的使能端连接所述第一开关管的输入端。

在一些实施例中，所述信号触发单元包括第四电阻和第四开关管，所述第四电阻的第一端分别连接所述负载和所述第四开关管的控制端，所述第四电阻的第二端连接所述第四开关管的输入端，所述第四开关管的输出端连接所述断电保护单元，所述信号触发单元用于输出电压触发信号。

在一些实施例中，所述信号触发单元和所述断电保护单元之间设置有第五电阻。

本申请第二方面提供了一种医疗设备，所述医疗设备包括上述的保护电路。

上述方案，保护电路包括负载、信号触发单元、断电保护单元和断电锁定单元；其中，信号触发单元连接于负载和断电保护单元之间，断电锁定单元连接于断电保护单元和负载之间；信号触发单元用于在负载的电压大于等于第一阈值电压时产生第一控制信号，断电保护单元用于基于第一控制信号停止给负载供电，断电锁定单元用于基于第一控制信号锁定断电保护单元的导通状态。上述方案，提供一种新型的可用于在电路过载时切断供电，并保存断电状态的保护电路。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于说明本申请的技术方案。

图1是本申请提供的保护电路第一实施例的结构示意图；

图2是本申请提供的保护电路第二实施例的结构示意图；

图3是本申请提供的保护电路第三实施例的结构示意图；

图4是本申请提供的保护电路第四实施例的结构示意图；

图5是本申请提供的保护电路第五实施例的结构示意图；

图6是本申请提供的保护电路第六实施例的结构示意图；

图7是本申请提供的保护电路第七实施例的结构示意图；

图8是本申请提供的医疗设备一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本申请实施例的方案进行详细说明。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。此外，本文中的“多”表示两个或者多于两个。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。

具体请参阅图1，图1是本申请提供的保护电路第一实施例的结构示意图。

本公开实施例的保护电路100至少包括以下组成部分：负载11、信号触发单元12、断电保护单元13和断电锁定单元14。

其中，信号触发单元12分别连接负载11和断电保护单元13，断电锁定单元14分别连接断电保护单元13和负载11。信号触发单元12用于在信号触发单元12的电压大于等于第一阈值电压时产生第一控制信号，例如，信号触发单元12在负载11发生短路时，产生第一控制信号。当断电保护单元13用于基于第一控制信号使得电源模块(图中未示出)停止给负载11供电，断电锁定单元14用于基于第一控制信号锁定断电保护单元13的导通状态。

其中，本申请实施例的负载11可以为电阻、引擎和灯泡等可消耗功率的元件，也可以为其他电路的电源端，例如芯片电路的开路输出等。

具体地，信号触发单元12可以包括第一电阻R1。第一电阻R1的第一端分别连接负载11和断电保护单元13，第一电阻R1的第二端接地，信号触发单元12用于输出电流触发信号。

断电保护单元13包括第一开关管Q1，第一开关管Q1的控制端连接第一电阻R1的第一端，第一开关管Q1的输出端接地，第一开关管Q1的输入端连接断电锁定单元14。

需要说明的是，本申请实施例的开关管可以为三极管、MOS管或者其他具有开关功能的电路仪器，在此不一一列举。本申请实施例中开关管的控制端可以为三极管的基极或者MOS管的栅极，开关管的输入端为电流输入端，开关管的输出端为电流输出端。如图2所示，当第一开关管Q1为三极管时，第一三极管的输入端连接直流电源的使能端，第一三极管的输出端接地。

断电锁定单元14包括第三开关管Q3，第三开关管Q3的控制端连接第一开关管Q1的输入端，第三开关管Q3的输出端连接第一开关管的控制端和第一电阻R1的第一端，第三开关管Q3的输入端连接电源模块输入端VIN。

断电锁定单元14还包括第二电阻R2和第三电阻R3，第三开关管Q3的输入端连接第二电阻R2的第一端和第三电阻R3的第一端，第二电阻R2的第二端连接电源模块输入端VIN，第三电阻R3的第二端接地。

其中，保护电路100还可以包括直流电源，即DC-DC电源，直流电源的输入端Vin连接电源模块输入端VIN和第三开关管Q3的输入端，直流电源的输出端Vout连接负载11和电源模块输出端VOUT，直流电源的使能端EN连接第一开关管Q1的输入端。

其中，信号触发单元12和断电保护单元13之间设置有第五电阻R5。

如图2所示，图2是本申请提供的保护电路第二实施例的结构示意图。

其中，图2中的第一开关管Q1为第一三极管，第三开关管Q3为第三三极管。

图2的保护电路中：负载11的第一端连接电源模块输出端VOUT以及DC-DC电源的输出端Vout，负载11的第二端分别连接第一电阻R1的第一端以及第五电阻R5的第一端；第一电阻R1的第二端连接DC-DC电源的接地端GND，第五电阻R5的第二端连接第一三极管的控制端以及第三三极管的输出端；第一三极管的输入端连接DC-DC电源的使能端EN，以及第三三极管的控制端，第一三极管的输出端接地；第三三极管的输入端分别连接第二电阻R2和第三电阻R3；DC-DC电源的输入端Vin连接电源模块输入端VIN。

图2中保护电路的功能原理如下：在给保护电路100通电前通过调整第二电阻R2和第三电阻R3的电阻值比例，使得B点电压U_B小于等于A点电压U_A+0.5V，即U_B≤U_A+0.5。然后设定第一电阻R1的电阻值，由于R1＝D点电压U_D/保护电流，U_D一般取0.5V～0.7V。其中，保护电流即负载的电流，电阻R1可以用于探测和输出负载的实时电流，电阻R1的电阻值可以根据保护电流的正常工作范围大小设定。

在保护电路100工作过程中，当U_D大于等于0.7V时，经过第五电阻R5限流，使得C点电压U_C大于等于0.7V，第一三极管导通。第一三极管将U_A拉低到接近0V，致使DC-DC电源关断；同时，U_A被拉低后，第三三极管满足导通条件U_B-U_A≥0.7V，第三三极管导通。第三三极管使U_C大于0.7V，第一三极管保持导通。此时，第一三极管和第三三极管相互锁定导通状态。若需要DC-DC电源重新工作，则需要先检修负载11是否短路，然后重新加载VIN电压。

其中，预设阈值电压的大小根据保护电路100所使用的三极管种类决定，对于部分三极管而言，预设阈值电压可以设置为0.5V。

在其他实施例中，信号触发单元12包括第四电阻R4和第四开关管Q4，第四电阻R4的第一端分别连接负载11和第四开关管Q4的控制端，第四电阻R4的第二端连接第四开关管Q4的输入端，第四开关管Q4的输出端连接断电保护单元13，信号触发单元用于输出电压触发信号。

如图3所示，图3是本申请提供的保护电路第三实施例的结构示意图。相较于图2的保护电路100，图3的保护电路改变采样电阻，即第一电阻R1的位置，且增加第四开关管Q4，如第四三极管，第四三极管用于将设定的电流触发信号转化为电压触发信号。具体地，其中，图3所示的保护电路第三实施例的具体工作原理与图2所示的保护电路第二实施例的工作原理基本相同，在此不再赘述。

进一步地，断电保护单元13还可以包括第二开关管Q2，第二开关管Q2的控制端连接第一开关管Q1的输入端，第二开关管Q2的输出端连接负载11，第二开关管Q2的输入端接地。

如图4所示，图4是本申请提供的保护电路第四实施例的结构示意图。

在图4的保护电路100中，第二开关管Q2采用N-MOS管对负载11进行进一步的保护。

其中，图4中的第一开关管Q1为第一三极管，第二开关管Q2为第二MOS管，第三开关管Q3为第三三极管。

图4的保护电路中：负载11的第一端连接电源模块输入端VIN和第二电阻R2，负载11的第二端连接第二MOS管的输出端；第二MOS管的输入端分别连接第一电阻R1和第五电阻R5，第二MOS管的控制端连接第一三极管的输入端和第三三极管的控制端；第一三极管的输出端接地，第一三极管的控制端连接第五电阻R5和第三三极管的输出端；第三三极管的输入端连接第二电阻R2。

本申请实施例的保护电路100的功能原理如下：

在给保护电路100通电前先设定第一电阻R1的电阻值，由于R1＝U_A/保护电流，U_A一般取0.5V～0.7V。在保护电路100工作过程中，因为U_A小于0.7V，所以U_B小于0.7V，第一三极管截止。U_C通过第三三极管的PN节供电为高电平，第二MOS管导通，保护电路100正常工作。

当负载11发生短路故障时，流经第一电阻R1的电流变大使得U_A逐渐达到0.7V，则U_B也为0.7V，第一三极管导通，拉低U_C。电压较低的U_C使得第三三极管导通，同时U_C使得第二MOS管截止，停止给负载11供电。第三三极管使得U_B升高而致使第一三极管锁定导通，第一三极管反过来锁定第三三极管的导通和第二MOS管的截止。整个保护电路100完成过流保护锁止功能，负载11短路故障解除后，重新上电，保护电路100即可启动，正常带载工作。

请继续参阅图5，图5是本申请提供的保护电路第五实施例的结构示意图。

相较于图4的保护电路100，图5的保护电路改变采样电阻，即第一电阻R1的位置，且增加第四开关管Q4，如第四三极管，第四三极管用于将设定的电流触发信号转化为电压触发信号。其中，图5所示的保护电路第五实施例的具体工作原理与图4所示的保护电路第四实施例的工作原理基本相同，在此不再赘述。

请继续参阅图6，图6是本申请提供的保护电路第六实施例的结构示意图。

相较于图4的保护电路100，图6的保护电路增加一个DC-DC电源，用于给负载11提供合适的电压。其中，图6所示的保护电路第六实施例的具体工作原理与图4所示的保护电路第四实施例的工作原理基本相同，在此不再赘述。

请继续参阅图7，图7是本申请提供的保护电路第七实施例的结构示意图。

相较于图5的保护电路100，图7的保护电路增加一个DC-DC电源，用于给负载11提供合适的电压。其中，图7所示的保护电路第七实施例的具体工作原理与图5所示的保护电路第四实施例的工作原理基本相同，在此不再赘述。

请参阅图8，图8是本申请提供的医疗设备一实施例的结构示意图。本申请实施例的医疗设备200至少包括上述图1～图7中任意一个图中所述的保护电路100，对于保护电路100的具体结构在此不再赘述。

上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以互相参考，为了简洁，本文不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其它的形式。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

Claims (10)

1.一种保护电路，其特征在于，所述保护电路包括负载、信号触发单元、断电保护单元和断电锁定单元；

其中，所述信号触发单元分别连接所述负载和所述断电保护单元单元，所述断电锁定单元分别连接所述断电保护单元和所述负载；所述信号触发单元用于在所述信号触发单元的电压大于或等于第一阈值电压时产生第一控制信号，所述断电保护单元用于基于所述第一控制信号使得电源模块停止给所述负载供电，所述断电锁定单元用于基于所述第一控制信号锁定所述断电保护单元的导通状态。

2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，

所述信号触发单元包括第一电阻，所述第一电阻的第一端分别连接所述负载和所述断电保护单元，所述第一电阻的第二端接地，所述信号触发单元用于输出电流触发信号。

3.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，

所述断电保护单元包括第一开关管，所述第一开关管的控制端连接所述第一电阻的第一端，所述第一开关管的输出端接地，所述第一开关管的输入端连接所述断电锁定单元。

4.根据权利要求3所述的保护电路，其特征在于，

所述断电保护单元还包括第二开关管，所述第二开关管的控制端连接所述第一开关管的输入端，所述第二开关管的输出端连接所述负载，所述第二开关管的输入端接地。

5.根据权利要求3所述的保护电路，其特征在于，

所述断电锁定单元包括第三开关管，所述第三开关管的控制端连接所述第一开关管的输入端，所述第三开关管的输出端连接所述第一开关管的控制端和所述第一电阻的第一端，所述第三开关管的输入端用于连接电源模块输入端。

6.根据权利要求5所述的保护电路，其特征在于，

所述断电锁定单元还包括第二电阻和第三电阻，所述第三开关管的输入端连接所述第二电阻的第一端和所述第三电阻的第一端，所述第二电阻的第二端用于连接所述电源模块输入端，所述第三电阻的第二端接地。

7.根据权利要求5所述的保护电路，其特征在于，

所述保护电路还包括直流电源，所述直流电源的输入端用于连接所述电源模块输入端和所述第三开关管的输入端，所述直流电源的输出端用于连接所述负载和电源模块输出端，所述直流电源的使能端连接所述第一开关管的输入端。

8.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，

所述信号触发单元包括第四电阻和第四开关管，所述第四电阻的第一端分别连接所述负载和所述第四开关管的控制端，所述第四电阻的第二端连接所述第四开关管的输入端，所述第四开关管的输出端连接所述断电保护单元，所述信号触发单元用于输出电压触发信号。

9.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，

所述信号触发单元和所述断电保护单元之间设置有第五电阻。

10.一种医疗设备，其特征在于，所述医疗设备包括权利要求1～9中任一项所述的保护电路。

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