CN218242986U - 一种过压保护电路 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种过压保护电路，属于电压保护的技术领域，其包括整流模块：整流模块的输入端接收交流电，整流模块的输出端用于将交流电转换为直流电输出；第一分压模块：包括一个输入端和两个输出端，第一分压模块的输入端连接整流模块的输出端，第一分压模块的一个输出端接地，另一个输出端输出第一电压信号；第二分压模块：包括一个输入端和两个输出端，第二分压模块的输入端接收第一电压信号，第二分压模块的一个输出端接地；稳压模块：包括控制端、输入端和两个输出端；控制模块：包括控制端、输入端和输出端。本申请具有如下效果：使过压保护点和退出过压保护点不在同一个数值附近，从而形成一个滞回电压差，以减少对电源充电系统的损害。

Description

一种过压保护电路

技术领域

本申请涉及电压保护的领域，尤其是涉及一种过压保护电路。

背景技术

在电源充电系统中，输入过高的电压会对一些敏感的器件造成损害，所以一般在电路中加入过压保护，中国实用新型申请号CN201820985338.0的一篇专利公开了一种自建充电输入OVP过压保护电路，该电路设置输入过压保护点和退出过压保护点是在同一个数值附近，只要超过这个过压保护点，电路即启动保护模式，但是若输入电压的值在保护点附近发生波动，会使电路在启动保护和关闭保护模式之间切换，就会导致电源充电系统处于正常工作和停止工作状态之间来回切换，影响电源充电系统的使用寿命，有待改进。

实用新型内容

为了解决输入过压保护点和退出输入保护点是在同一个数值附近，影响电源充电系统的使用寿命的问题，本申请提供一种过压保护电路。

本申请提供的一种过压保护电路采用如下的技术方案：

一种过压保护电路，包括：

整流模块：所述整流模块的输入端接收交流电，所述整流模块的输出

端用于将交流电转换为直流电输出；

第一分压模块：包括一个输入端和两个输出端，所述第一分压模块的

输入端连接所述整流模块的输出端，所述第一分压模块的一个输出端接地，另一个输出端输出第一电压信号；

第二分压模块：包括一个输入端和两个输出端，所述第二分压模块的输入端接收所述第一电压信号，所述第二分压模块的一个输出端接地，另一个输出端输出第二电压信号；

稳压模块：包括控制端、输入端和两个输出端，所述稳压模块的控制端接收所述第一电压信号，所述稳压模块的输入端连接电源，所述稳压模块的一个输出端接地，另一个输出端输出稳压信号；

控制模块：包括控制端、输入端和输出端，所述控制模块的控制端连接所述第二分压模块的另一个输出端和所述稳压模块的另一个输出端的连接节点，所述控制模块的输入端用于连接应用系统，所述控制模块的输出端接地，所述控制模块能够控制应用系统的启闭。

通过采用上述技术方案，整流模块将交流电转换为直流电输出至第一分压模块和第二分压模块，设此时稳压模块不导通，那么控制模块也不导通，应用系统与过压保护电路不连通，应用系统正常工作，随着输入电压的增大，第一分压模块输出的第一电压信号增大，并达到稳压模块的开启电压，稳压模块导通，那么控制模块导通，应用系统处于保护状态，设此时输入的值为OVP1,并使该状态下稳压模块的输入电压高于稳压模块的输入电压，那么第一电压信号不会经过第二分压模块输出，此时稳压模块的分压电阻由之前的第一分压模块和第二分压模块变为第一分压模块，分压电阻变大，输入稳压模块的第一电压信号也会变大，此时降低输入电压，稳压模块依旧能够导通，稳压模块和控制模块导通，应用系统依旧处于保护状态，继续降低输入电压直到稳压模块不能被导通，此时触发模块和控制模块也均不导通，系统恢复工作，设此时的输入电压为V1，使输入OVP1和V1之间形成一个滞回电压差，实现过压保护点和退出过压保护点不在同一个数值附近。这样即使输入电压发生波动，也不会造成过压保护电路在启动保护和关闭保护模式之间切换，从而不会使应用系统处于正常工作和停止工作状态之间来回切换，从而减少了对应用系统的损害。

优选的，所述第一分压模块包括第一电阻器和第二电阻器，所述第一电阻器和所述第二电阻器串联，所述第一电阻器的一端连接所述整流模块的输出端，所述第二电阻器远离所述第一电阻器的一端接地，所述第一电阻器和所述第二电阻器的连接节点连接所述第二分压模块的输入端和所述稳压模块的控制端。

通过采用上述技术方案，第一电阻器和第二电阻器能够对整流模块输出的电压信号进行分压，并将分压后的第一电压信号输出至稳压模块。

优选的，所述第二电阻器的两端并联有第一电容。

通过采用上述技术方案，从整流模块输出的电压会存在纹波，第一电容起到滤波的作用，使输入到稳压模块控制极的电压更稳定，更能精确地输出电压信号。

优选的，所述第二分压模块包括第一二极管和第三电阻器，所述第一二极管的输入端连接所述分压模块的另一个输出端所述第一二极管的输出端连接所述第三电阻器的一端，所述第三电阻器的另一端接地，所述第一二极管和所述第三电阻器的连接节点连接所述稳压模块的另一个输出端和所述控制模块的控制端。

通过采用上述技术方案，第二分压模块导通时，第一二极管和第三电阻器串联接地，第一分压模块和第三电阻器组成稳压模块的分压电阻，当稳压模块和控制模块导通后，第二分压模块不导通，从而使稳压模块的分压电阻改变。

优选的，所述稳压模块包括第四电阻器、三极管和稳压器，所述第四电阻器的一端连接电源，所述第四电阻器的另一端连接所述稳压器的阴极，所述稳压器的阳极接地，所述稳压器的参考极连接所述分压模块的另一个输出端，所述三极管的集电极连接电源，所述三极管的基极连接所述稳压器的阴极，所述三极管的发射极连接所述控制模块的控制端。

通过采用上述技术方案，稳压器的参考极接收第一分压模块的输出电压，稳压器导通，稳压器的阳极接地，稳压器的阴极输出电压信号至三极管的基极，三极管的发射极连接电源，三极管的集电极通过第五电阻器输出电压信号至控制模块。

优选的，所述控制模块包括MOS管，所述MOS管的栅极连接所述稳压模块的另一个输出端和所述第二分压模块的另一个输出端，所述MOS管的源极接地，所述MOS管的漏极用于连接应用系统。

通过采用上述技术方案，MOS管的栅极接收稳压模块的输出电压，且该输入电压高于稳压模块的输入电压，此时第一分压模块输出的第一电压信号不会经过第二分压模块输出，以改变稳压模块的分压阻值，MOS管导通后，MOS管的源极接地，MOS管的漏极连接应用系统，应用系统的使能端被触发，应用系统停止工作，从而对应用系统形成保护。

优选的，所述整流模块的输出端和所述第一分压模块的输入端之间还连接有第二二极管。

通过采用上述技术方案，第二二极管对整流模块输出的直流电进行整流滤波，提升输入第一分压模块的电压的稳定性。

优选的，所述整流模块包括保险丝、第二电容、变压器、第三电容、整流桥和第四电容，所述保险丝的一端连接电源，所述保险丝的另一端连接第二电容的一端，所述第二电容的另一端连接零线，所述保险丝和所述第二电容的连接节点与变压器原边的一端连接，所述变压器原边的另一端与所述第二电容的另一端连接；所述变压器副边的两端与所述第三电容的两端连接，所述变压器副边和所述第三电容的两个连接节点与所述整流桥的两个输入端连接，所述整流桥的第一输出端连接VBUS电源和所述第一分压模块的输入端，所述整流桥的第二输出端接地，所述第四电容的一端连接VBUS端口，另一端接地。

通过采用上述技术方案，输入交流电经过整流桥输出VBUS供电端上直流脉动的电压，便于后续电路的稳定使用，保险丝用来保护电路。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过第二分压模块，实现能够将稳压模块的分压电阻发生变化，从而能够使输入电压发生变化的同时，继续保持应用系统的工作状态，调低输入电压直到稳压模块不能导通，那么触发模块和控制模块也不会导通，应用系统继续工作，此时的电压值与过压保护点之间存在滞回电压差，从而输入电压发生波动，也不会造成过压保护电路在启动保护和关闭保护模式之间切换，从而不会使电源充电系统处于正常工作和停止工作状态之间来回切换，从而减少了对电源充电系统的损害。

2.从整流模块输出的电压会存在纹波，第一电容起到滤波的作用，使输入到稳压模块参考极的电压更稳定。

附图说明

图1是本申请实施例一种过压保护电路装置的结构示意图。

附图标记说明：1、整流模块；2、第一分压模块；3、第二分压模块；4、稳压模块；5、控制模块。

具体实施方式

以下结合附图1对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种过压保护电路。参照图1，包括：

整流模块1：整流模块1的输入端接收交流电，整流模块1的输出端用于将交流电转换为直流电输出；

第一分压模块2：包括一个输入端和两个输出端，第一分压模块2的输入端连接整流模块1的输出端，第一分压模块2的一个输出端接地，另一个输出端输出第一电压信号；

第二分压模块3：包括一个输入端和两个输出端，第二分压模块3的输入端接收第一电压信号，第二分压模块3的一个输出端接地，另一个输出端输出第二电压信号；

稳压模块4：包括控制端、输入端和两个输出端，稳压模块4的控制端接收第一电压信号，稳压模块4的输入端连接电源，稳压模块4的一个输出端接地，另一个输出端输出稳压信号；

控制模块5：包括控制端、输入端和输出端，控制模块5的控制端连接第二分压模块3的另一个输出端和稳压模块4的另一个输出端的连接节点，控制模块5的输入端用于连接应用系统，控制模块5的输出端接地，控制模块5能够控制应用系统的启闭。

整流模块1将交流电转换为直流电输出至第一分压模块2和第二分压模块3，设此时稳压模块4不导通，那么控制模块5也不导通，应用系统与过压保护电路不连通，应用系统正常工作，随着输入电压的增大，第一分压模块2输出的第一电压信号增大，并达到稳压模块4的开启电压，稳压模块4导通，那么控制模块5导通，应用系统处于保护状态，设此时输入的值为OVP1,并使该状态下稳压模块4的输入电压高于稳压模块4的输入电压，那么第一电压信号不会经过第二分压模块3输出，此时稳压模块4的分压电阻由之前的第一分压模块2和第二分压模块3变为第一分压模块2，分压电阻变大，输入稳压模块4的第一电压信号也会变大，此时降低输入电压，稳压模块4依旧能够导通，稳压模块4和控制模块5导通，应用系统依旧处于保护状态，继续降低输入电压直到稳压模块4不能被导通，此时触发模块和控制模块5也均不导通，系统恢复工作，设此时的输入电压为V1，使输入OVP1和V1之间形成一个滞回电压差，实现过压保护点和退出过压保护点不在同一个数值附近。

整流模块1包括保险丝F1、第二电容器C2、变压器T1、第三电容器C3、整流桥和第四电容器C4，保险丝F1的一端连接电源的正极，保险丝F1的另一端连接第二电容器C2的一端，第二电容器C2的另一端连接电源的负极，保险丝F1和第二电容器C2的连接节点与变压器T1原边的一端连接，变压器T1原边的另一端与第二电容器C2的另一端连接；变压器T1副边的两端与第三电容器C3的两端连接，变压器T1副边和第三电容器C3的两个连接节点与整流桥的两个输入端连接，整流桥的第一输出端连接VBUS电源和第二二极管D2的输入端，整流桥的第二输出端接地，第四电容器C4的一端连接VBUS电源，另一端接地。

输入交流电经过整流桥输出VBUS供电端上直流脉动的电压，便于后续电路的稳定使用，保险丝用来保护电路。

一种过压保护电路还包括第二二极管D2，第二二极管D2的输入端连接整流桥的第一输出端，第二二极管D2的输出端连接第一分压模块2的输入端。第二二极管D2对整流模块1输出的电流进行再次整流滤波，保证电流的稳定性。

第一分压模块2包括第一电阻器R1和第二电阻器R2，第一电阻器R1和第二电阻器R2串联，第一电阻器R1的一端连接整流模块1的输出端，第二电阻器R2远离第一电阻器R1的一端接地，第一电阻器R1和第二电阻器R2的连接节点连接第二分压模块3的输入端和稳压模块4的控制端，第二电阻器R2的两端还并联有第一电容器C1，第一电容器C1用于滤波。第一电阻器R1和第二电阻器R2对稳压模块4进行分压。

第二分压模块3包括第一二极管D1和第三电阻器R3，第一二极管D1的输入端连接第一电阻器R1和第二电阻器R2的连接节点，第一二极管D1的输出端连接第三电阻器R3的一端，第三电阻器R3的另一端接地，第一二极管D1和第三电阻器R3的连接节点连接稳压模块4的另一个输出端和控制模块5的控制端。第一二极管D1和第三电阻器R3能够改变稳压模块4分压电阻的阻值，从而使输入电压能够发生变化，使过压保护点不在同一个位置。

稳压模块4包括第四电阻器R4、第五电阻器R5、三极管Q1和稳压器TL431，第四电阻器R4的一端连接电源，第四电阻器R4的另一端连接稳压器TL431的阴极，稳压器TL431的阳极接地，稳压器TL431的参考极连接分压模块的另一个输出端，三极管Q1的发射极连接电源，三极管Q1的基极连接稳压器的阴极，三极管Q1的集电极连接第五电阻器R5的一端，第五电阻器R5的另一端连接第三电阻器R3的一端和控制模块5的控制端。

当输入电压高于稳压器TL431参考极的开启电压，稳压器TL431导通，稳压器TL431的阳极接地，阴极输出电压信号至三极管Q1的基极，三级管Q1导通，三极管Q1的发射极连接电源，三极管Q1的集电极通过第五电阻器R5输出电压信号至控制模块5。

控制模块5包括MOS管Q2，MOS管Q2的栅极连接第五电阻器R5 的另一端，MOS管Q2的源极接地，MOS管Q2的漏极用于连接应用系统。

MOS管Q2的栅极接收三极管Q1输出的电压信号，MOS管Q2导通，设置第三电阻器R3合适的阻值，使得MOS管Q2的栅极电压高于稳压器TL431参考极的电压，那么第一电压信号便不会经过第一二极管D1和第三电阻器R3支路输出，从而改变了稳压器的分压电阻的阻值，MOS管Q2的源极接地，MOS管Q2的漏极连接应用系统，触发应用系统的使能端，应用系统停止工作，从而实现对应用系统的保护。

本申请实施例一种过压保护电路的实施原理为：输入交流电经过整流桥整流后变为VBUS供电端上的直流脉动电压，接着电压通过第二二极管D2流入第一电阻器R1和第二电阻器R2组成的第一分压模块2以及第一二极管D1和第三电阻器R3，此时TL431稳压器不导通，那么后续连接的触发模块4和控制模块5均不导通，电源充电系统继续工作，此时由第一电阻器R1、第二电阻器R2和第三电阻器R3并联后的电阻器对TL431稳压器进行分压，随着输入电压的增大，第一电阻器R1和第二电阻器R2连接节点的电压升高，并且高于TL431稳压器的开启电压2.5V，TL431稳压器导通，三极管Q1的基极接地，三极管Q1的发射极电压大于基极电压，发射极和基极之间导通，集电极和基极之间导通，第三电阻器R3和第五电阻器R5连接节点的电压流入MOS管Q2的栅极，并大于MOS管Q2栅极的开启电压，MOS管Q2导通，MOS管Q2的源极接地，漏极连通应用系统，应用系统停止工作，电路处于保护状态，设此时的输入电压值为OVP1，设置第三电阻器R3和第五电阻器R5合适的阻值，使得MOS管Q2栅极电压高于TL431稳压器的参考极电压，那么第一二极管D1不导通，对TL431稳压器的分压变为第一电阻器R1和第二电阻器R2，由于第二电阻器R2的阻值比第二电阻器R2和第三电阻器R3并联后的阻值大，第二电阻器R2和第三电阻器R3连接节点的电压会升高，继续降低输入电压，TL431仍然能够导通，稳压模块4和控制模块5也能够导通，电路依旧处于保护状态，降低电压直到TL431不导通，设此时的输入电压值为V1，输入OVP1和V1之间形成一个滞回电压差，从而使过压保护点和退出过压保护点不在同一个数值附近，第一电容C1并联在第二电阻器R2的两端，对第一电阻器R1输出的电压进行滤波，使得输入TL431稳压器参考级的电压更稳定。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种过压保护电路，其特征在于，包括：

整流模块(1)：所述整流模块(1)的输入端接收交流电，所述整流模块

(1)的输出端用于将交流电转换为直流电输出；

第一分压模块(2)：包括一个输入端和两个输出端，所述第一分压模块

(2)的输入端连接所述整流模块(1)的输出端，所述第一分压模块(2)的一个输出端接地，另一个输出端输出第一电压信号；

第二分压模块(3)：包括一个输入端和两个输出端，所述第二分压模块

(3)的输入端接收所述第一电压信号，所述第二分压模块(3)的一个输出端接地，另一个输出端输出第二电压信号；

稳压模块(4)：包括控制端、输入端和两个输出端，所述稳压模块(4)

的控制端接收所述第一电压信号，所述稳压模块(4)的输入端连接电源，所述稳压模块(4)的一个输出端接地，另一个输出端输出稳压信号；

控制模块(5)：包括控制端、输入端和输出端，所述控制模块(5)的控

制端连接所述第二分压模块(3)的另一个输出端和所述稳压模块(4)的另一个输出端的连接节点，所述控制模块(5)的输入端用于连接应用系统，所述控制模块(5)的输出端接地，所述控制模块(5)能够控制应用系统的启闭。

2.根据权利要求1所述的一种过压保护电路，其特征在于，所述第一分压模块(2)包括第一电阻器和第二电阻器，所述第一电阻器和所述第二电阻器串联，所述第一电阻器的一端连接所述整流模块(1)的输出端，所述第二电阻器远离所述第一电阻器的一端接地，所述第一电阻器和所述第二电阻器的连接节点连接所述第二分压模块(3)的输入端和所述稳压模块(4)的控制端。

3.根据权利要求2所述的一种过压保护电路，其特征在于，所述第二电阻器的两端并联有第一电容。

4.根据权利要求1所述的一种过压保护电路，其特征在于，所述第二分压模块(3)包括第一二极管和第三电阻器，所述第一二极管的输入端连接所述第一分压模块(2)的另一个输出端，所述第一二极管的输出端连接所述第三电阻器的一端，所述第三电阻器的另一端接地，所述第一二极管和所述第三电阻器的连接节点连接所述稳压模块(4)的另一个输出端和所述控制模块的控制端。

5.根据权利要求1所述的一种过压保护电路，其特征在于，所述稳压模块(4)包括第四电阻器、第五电阻器、三极管和稳压器，所述第四电阻器的一端连接电源，所述第四电阻器的另一端连接所述稳压器的阴极，所述稳压器的阳极接地，所述稳压器的参考极连接所述分压模块的另一个输出端，所述三极管的发射极连接电源，所述三极管的基极连接所述稳压器的阴极，所述三极管的集电极连接所述第五电阻器的一端，所述第五电阻器的另一端连接所述控制模块(5)的控制端。

6.根据权利要求1所述的一种过压保护电路，其特征在于，所述控制模块(5)包括MOS管，所述MOS管的栅极连接所述稳压模块(4)的另一个输出端和所述第二分压模块(3)的另一个输出端，所述MOS管的源极接地，所述MOS管的漏极用于连接应用系统。

7.根据权利要求1所述的一种过压保护电路，其特征在于，所述整流模块(1)的输出端和所述第一分压模块(2)的输入端之间还连接有第二二极管。

8.根据权利要求2所述的一种过压保护电路，其特征在于，所述整流模块(1)包括保险丝、第二电容、变压器、第三电容、整流桥和第四电容，所述保险丝的一端连接电源，所述保险丝的另一端连接第二电容的一端，所述第二电容的另一端连接零线，所述保险丝和所述第二电容的连接节点与变压器原边的一端连接，所述变压器原边的另一端与所述第二电容的另一端连接；所述变压器副边的两端与所述第三电容的两端连接，所述变压器副边和所述第三电容的两个连接节点与所述整流桥的两个输入端连接，所述整流桥的第一输出端连接VBUS电源和所述第一分压模块(2)的输入端，所述整流桥的第二输出端接地，所述第四电容的一端连接VBUS端口，另一端接地。

Images