CN216959321U - 直流电源防反接保护电路及供电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开直流电源防反接保护电路及供电装置，该电路包括控制电路、开关电路、隔离降压电路、输入端正极、输入端负极、输出端正极及输出端负极；控制电路分别与输入端正极和输入端负极连接，开关电路的受控端与控制电路连接，开关电路的输入端与输入端正极连接，隔离降压电路分别与开关电路的输出端、输入端正极、输出端正极及输出端负极连接；在输入端正极和输入端负极接入正向电压时，控制电路控制开关电路导通，在输入端正极和输入端负极接入反向电压时，控制电路控制开关电路关断。本实用新型解决了由于总电源输入端接入反向电压而影响外部设备的供电的问题。

Description

直流电源防反接保护电路及供电装置

技术领域

本实用新型涉及保护电路领域，特别涉及一种直流防反接保护电路及供电装置。

背景技术

在直流电源反接输入时，接入的后级负载会受到冲击，有时候可能会烧毁电路或者元器件，影响电路的安全性和使用寿命。

现有的总电源输入端缺少保护电路，在接入反向的电源时会造成电路和元器件的损坏，从而影响总电源对外部设备的供电。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种直流电源防反接保护电路及供电装置，旨在解决由于总电源输入端接入反向电压而影响外部设备的供电的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出直流电源防反接保护电路，用于充电接口，包括：控制电路、开关电路、隔离降压电路、输入端正极、输入端负极、输出端正极及输出端负极；

所述控制电路分别与所述输入端正极和所述输入端负极连接，所述开关电路的受控端与所述控制电路连接，所述开关电路的输入端与所述输入端正极连接，所述隔离降压电路分别与所述开关电路的输出端、所述输入端正极、所述输出端正极及所述输出端负极连接；

在所述输入端正极和输入端负极接入正向电压时，所述控制电路控制所述开关电路导通，在所述输入端正极和输入端负极接入反向电压时，所述控制电路控制所述开关电路关断。

可选地，所述控制电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻及第一二极管，所述第一电阻的第一端分别与所述第二电阻的第一端和所述输入端正极连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第二端和所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端接地，所述第一二极管的阳极与所述第三电阻的第二端连接，所述第一二极管的阴极与所述第三电阻的第一端连接。

可选地，所述开关电路包括第一MOS管，所述第一MOS管为N型MOS管，所述第一MOS管的栅极与所述第一电阻的第二端连接，所述第一MOS管的漏极与所述输入端负极连接，所述第一MOS管的源极接地。

可选地，所述开关电路还包括第四电阻及第一电容，所述第四电阻的第一端与所述第一MOS管的源极连接，所述第四电阻的第二端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述第一MOS管的漏极连接。

可选地，所述直流电源防反接保护电路还包括热敏电阻，所述热敏电阻的第一端与输入端正极连接，所述热敏电阻的第二端与所述隔离降压电路连接。

可选地，所述直流电源防反接保护电路还包括第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述输入端负极连接，所述第二二极管的阴极与所述输入端正极连接。

可选地，所述直流电源防反接保护电路还包括稳压电路；

所述稳压电路包括第二电容、第三电容及第四电容，所述输入端正极分别与所述第二电容的第一端、所述第三电容的第一端及所述第四电容的第一端连接，所述输入端负极分别与所述第二电容的第二端、所述第三电容的第二端及所述第四电容的第二端连接。

本实用新型提出一种供电装置，所述供电装置包括如上所述的直流电源防反接保护电路。

本实用新型通过设置控制电路、开关电路、隔离降压电路、输入端正极、输入端负极、输出端正极及输出端负极，控制电路分别与输入端正极和输入端负极连接，开关电路的受控端与控制电路连接，开关电路的输入端与输入端正极连接，隔离降压电路分别与开关电路的输出端、输入端正极、输出端正极及输出端负极连接；输入端正极和输入端负极用于接入电压，在接入的电压与输入端对应的极性不一致时，即输入端反向接入电压时，控制电路控制开关电路关断，输入端负极和地极之间不能形成回路，直流电源防反接保护电路不导通，隔离降压电路无电压输入和电压输出，中止对外部设备的供电；在接入的电压与输入端对应的极性一致时，即输入端正向接入电压时，即输入端正向接入电压时，控制电路控制开关电路导通，输入端负极和地极之间形成回路，直流电源防反接保护电路导通，隔离降压电路有电压输入，隔离降压电路输出电压，提供对外部设备的供电。相比于背景技术无保护电压的总电源输入端，通过设置这种保护电路，避免了总电源输入端接入反向电压而影响外部设备的供电的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型直流电源防反接保护电路一实施例的功能模块示意图；

图2为本实用新型直流电源防反接保护电路一实施例的电路结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	控制电路	20	开关电路
30	隔离降压电路	R1-R4	第一电阻-第四电阻
				D1-D2	第一二极管-第二二极管	C1-C4	第一电容-第四电容
Q1	第一MOS管	RT	热敏电阻

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出直流电源防反接保护电路，适用于充电接口中。

现有的主动笔充电接口缺少保护电路，主动笔在充电时可能会接入过大电压或反向电压，从而影响主动笔的使用寿命。

参照图1，在本实用新型一实施例中，该直流电源防反接保护电路用于充电接口，包括：控制电路10、开关电路20、隔离降压电路30、输入端正极、输入端负极、输出端正极及输出端负极；

所述控制电路10分别与所述输入端正极和所述输入端负极连接，所述开关电路20的受控端与所述控制电路10连接，所述开关电路20的输入端与所述输入端正极连接，所述隔离降压电路30分别与所述开关电路20的输出端、所述输入端正极、所述输出端正极及所述输出端负极连接；

在所述输入端正极和输入端负极接入正向电压时，所述控制电路10控制所述开关电路20导通，在所述输入端正极和输入端负极接入反向电压时，所述控制电路10控制所述开关电路20关断。

具体地，在直流电源防反接保护电路的输入端反接时，控制电路10控制开关电路20关断，直流电源防反接保护电路无电压输出；在直流电源防反接保护电路的输入端正接，控制电路10控制开关电路20导通，直流电源防反接保护电路输出电压。

在本实施例中，开关电路20用于控制输入端电压的输出，在开关电路20关断时，直流电源防反接保护电路无电压输出，在开关电路20导通时，直流电源防反接保护电路有电压输出。

控制电路10用于接收输入端的电压，根据控制电路10两端电压的极性，控制开关电路20的导通和关断，在控制电路10两端接收的电压与输入端所对应的极性不一致，即输入端反接时，开关电路20关断，在控制电路10两端接收的电压与输入端所对应的极性一致，即输入端正接时，开关电路20导通。

隔离降压电路30能在输入电网或输入电压波动或负载改变时，输出电压值保持不变，能够提供一个稳定的输出电压；隔离减压电路还用于隔离电源和输出端，避免电源对输出端产生干扰，从而对设备造成破坏和影响。

本实施例的工作原理，开关电路20用于控制直流电源防反接保护电路的输出，通过控制开关电路20的导通和关断就能控制输入端电压的输出，控制电路10用于接收直流电源防反接保护电路输入端电压，控制电路10根据所接入电压的极性，控制开关电路20的导通和关断，即直流电源防反接保护电路输入端电压的极性，可决定直流电源防反接保护电路的输出，在直流电源防反接保护电路输入端反接时，开关电路20关断，直流电源防反接保护电路无电压输出，在直流电源防反接保护电路输入端正接时，开关电路20导通，输入端电压输入至隔离降压电路30，隔离降压电路30支持宽压输入，隔离降压电路30输出一个稳定的电压，为外部设备供电。

工作时，在直流电源防反接保护电路输入端接入反向电压时，开关电路20关断，隔离降压电路30不能接收到输入端电压，直流电源防反接保护电路无电压输出，在直流电源防反接保护电路输入端接入正向电压时，开关电路20导通，隔离降压电路30接收到输入端电压，隔离降压电压输出一个稳定的电压，直流电源防反接保护电路电压输出，为外部设备供电。

本实用新型通过设置控制电路10、开关电路20、隔离降压电路30、输入端正极、输入端负极、输出端正极及输出端负极，控制电路10分别与输入端正极和输入端负极连接，开关电路20的受控端与控制电路10连接，开关电路20的输入端与输入端正极连接，隔离降压电路30分别与开关电路20的输出端、输入端正极、输出端正极及输出端负极连接；输入端正极和输入端负极用于接入电压，在接入的电压与输入端对应的极性不一致时，即输入端反向接入电压时，控制电路10控制开关电路20关断，输入端负极和地极之间不能形成回路，直流电源防反接保护电路不导通，隔离降压电路30无电压输入和电压输出，中止对外部设备的供电；在接入的电压与输入端对应的极性一致时，即输入端正向接入电压时，即输入端正向接入电压时，控制电路10控制开关电路20导通，输入端负极和地极之间形成回路，直流电源防反接保护电路导通，隔离降压电路30有电压输入，隔离降压电路30输出电压，提供对外部设备的供电。相比于背景技术无保护电压的总电源输入端，通过设置这种保护电路，避免了总电源输入端接入反向电压而影响外部设备的供电的问题。

参照图1及2，在一实施例中，所述控制电路10包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3及第一二极管D1，所述第一电阻R1的第一端分别与所述第二电阻R2的第一端和所述输入端正极连接，所述第一电阻R1的第二端分别与所述第二电阻R2的第二端和所述第三电阻R3的第一端连接，所述第三电阻R3的第二端接地，所述第一二极管D1的阳极与所述第三电阻R3的第二端连接，所述第一二极管D1的阴极与所述第三电阻R3的第一端连接。

本实施例中，开关电路20的导通和关断由第一二极管D1的导通和截止决定，在第一二极管D1截止时，开关电路20导通，在第一二极管D1导通时，开关电路20关断。

第一二极管D1相对于输入端反接，在输入端接入正向电压时，第一二极管D1导通，在输入端接入反向电压，第一二极管D1截止，第三电阻R3防止在输入端反向接入高电压时，第一二极管D1被反向击穿。

参照图1及2，在一实施例中，所述开关电路20包括第一MOS管Q1，所述第一MOS管Q1为N型MOS管，所述第一MOS管Q1的栅极与所述第一电阻R1的第二端连接，所述第一MOS管Q1的漏极与所述输入端负极连接，所述第一MOS管Q1的源极接地。本实施例中，第一MOS管Q1的栅极为开关电路20的受控端，在第一MOS管Q1的栅极接入高电平时，开关电路20导通，在第一MOS管Q1的栅极接入低电平时，开关电路20关断。

参照图2，在一实施例中，所述开关电路20还包括第四电阻R4及第一电容C1，所述第四电阻R4的第一端与所述第一MOS管Q1的源极连接，所述第四电阻R4的第二端与所述第一电容C1的第一端连接，所述第一电容C1的第二端与所述第一MOS管Q1的漏极连接。

在本实施例中，第一MOS管Q1在导通关断时，内部收到电容器等影响谐振，从而产生尖峰脉冲，影响第一MOS管Q1的工作性能。第一电容C1及第四电阻R4用于吸收尖峰脉冲，在第一MOS管Q1关断时，储存在寄生电感中能量对第一MOS管Q1的寄生电容充电的同时，通过第四电阻R4对第一电容C1充电。由于第四电阻R4作用，阻抗变大，那么，第一电容C1也等效地增加了第一MOS管Q1的并联电容值，为此，抑制第一MOS管Q1断开的电压浪涌，第一MOS管Q1接通时，第一电容C1通过第一MOS管Q1放电，其放电电流被第四电阻R4所限制；这样可以抑制对MOS管的应力损伤。

参照图2，在一实施例中，所述直流电源防反接保护电路还包括热敏电阻RT，所述热敏电阻RT的第一端与输入端正极连接，所述热敏电阻RT的第二端与所述隔离降压电路30连接。

在本实施例中，热敏电阻RT的电阻值是根据发热变化的，当电流变大的时候他自身的发热会使的电阻变化，在通过的电流过大时，热敏电阻RT可以起到保护作用，输入端通过接入热敏电阻RT能抑制瞬间的浪涌电流冲击。

参照图2，在一实施例中，所述直流电源防反接保护电路还包括第二二极管D2，所述第二二极管D2的阳极与所述输入端负极连接，所述第二二极管D2的阴极与所述输入端正极连接。

本实施例中，第二二极管D2为钳位二极管，在钳位二极管接入高电压时，钳位二极管两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压钳位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。

参照图2，在一实施例中，所述直流电源防反接保护电路还包括稳压电路；

所述稳压电路包括第二电容C2、第三电容C3及第四电容C4，所述输入端正极分别与所述第二电容C2的第一端、所述第三电容C3的第一端及所述第四电容C4的第一端连接，所述输入端负极分别与所述第二电容C2的第二端、所述第三电容C3的第二端及所述第四电容C4的第二端连接。

本实施例中，稳压电路由多个电容并联在输入端两极，用于滤除不同频率的波形干扰，使电路稳定工作。

本实用新型提出一种供电装置。

该供电装置包括如上所述的直流电源防反接保护电路，该直流电源防反接保护电路的具体结构参照上述实施例，由于本实用新型供电装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种直流电源防反接保护电路，其特征在于，包括：控制电路、开关电路、隔离降压电路、输入端正极、输入端负极、输出端正极及输出端负极；

所述控制电路分别与所述输入端正极和所述输入端负极连接，所述开关电路的受控端与所述控制电路连接，所述开关电路的输入端与所述输入端正极连接，所述隔离降压电路分别与所述开关电路的输出端、所述输入端正极、所述输出端正极及所述输出端负极连接；

在所述输入端正极和输入端负极接入正向电压时，所述控制电路控制所述开关电路导通，在所述输入端正极和输入端负极接入反向电压时，所述控制电路控制所述开关电路关断。

2.如权利要求1所述的直流电源防反接保护电路，其特征在于，所述控制电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻及第一二极管，所述第一电阻的第一端分别与所述第二电阻的第一端和所述输入端正极连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第二端和所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端接地，所述第一二极管的阳极与所述第三电阻的第二端连接，所述第一二极管的阴极与所述第三电阻的第一端连接。

3.如权利要求2所述的直流电源防反接保护电路，其特征在于，所述开关电路包括第一MOS管，所述第一MOS管为N型MOS管，所述第一MOS管的栅极与所述第一电阻的第二端连接，所述第一MOS管的漏极与所述输入端负极连接，所述第一MOS管的源极接地。

4.如权利要求3所述的直流电源防反接保护电路，其特征在于，所述开关电路还包括第四电阻及第一电容，所述第四电阻的第一端与所述第一MOS管的源极连接，所述第四电阻的第二端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述第一MOS管的漏极连接。

5.如权利要求4所述的直流电源防反接保护电路，其特征在于，所述直流电源防反接保护电路还包括热敏电阻，所述热敏电阻的第一端与输入端正极连接，所述热敏电阻的第二端与所述隔离降压电路连接。

6.如权利要求5所述的直流电源防反接保护电路，其特征在于，所述直流电源防反接保护电路还包括第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述输入端负极连接，所述第二二极管的阴极与所述输入端正极连接。

7.如权利要求6所述的直流电源防反接保护电路，其特征在于，所述直流电源防反接保护电路还包括稳压电路；

所述稳压电路包括第二电容、第三电容及第四电容，所述输入端正极分别与所述第二电容的第一端、所述第三电容的第一端及所述第四电容的第一端连接，所述输入端负极分别与所述第二电容的第二端、所述第三电容的第二端及所述第四电容的第二端连接。

8.一种供电装置，其特征在于，所述供电装置包括如权利要求1至7中任意一项所述的直流电源防反接保护电路。

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