CN218514082U - 过压保护电路以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种过压保护电路以及电子设备，过压保护电路包括开关控制模块、第一开关模块、变压器模块、第二开关模块、分压模块和待机信号控制模块；开关控制模块包括开关控制端和电压采集端；变压器模块的输出绕组与负载连接；开关控制端与第一开关模块的驱动端连接；一输入电源经由输入绕组、第一开关模块接地；变压器模块的采样绕组经由分压模块、第二开关模块与电压采集端连接；第二开关模块的驱动端与待机信号控制模块连接；待机信号控制模块接收到待机控制信号时，断开第二开关模块，以断开采样绕组、分压模块与电压采集端的连接，可以降低过压保护电路的功耗。

Description

过压保护电路以及电子设备

技术领域

本申请涉及电路领域，具体涉及一种过压保护电路以及电子设备。

背景技术

反激方案OVP(overvoltage protection，过压保护)是常见的电路保护方案，但在电视机、智能平板等具有待机状态功能的电子设备中，只要电子设备进入了待机状态，电子设备的电路一般会处于一个安全的范围内，但此时反激方案OVP仍然处于工作状态，导致电视机、智能平板等电子设备待机时的功耗提高，造成电力资源的浪费。

实用新型内容

本申请的目的在于克服相关技术中的缺点与不足，提供一种过压保护电路以及电子设备，可以降低电子设备待机时的功耗，以达到节省电力资源的技术效果。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种过压保护电路，包括：开关控制模块、第一开关模块、变压器模块、第二开关模块、分压模块和待机信号控制模块；

所述开关控制模块包括开关控制端和电压采集端；所述变压器模块包括输入绕组、输出绕组以及采样绕组；所述输出绕组与负载连接；

所述开关控制端与所述第一开关模块的驱动端连接；所述第一开关模块的第一端经由所述输入绕组与一输入电源连接；所述第一开关模块的第二端接地；

所述采样绕组经由所述分压模块与所述第二开关模块的第一端连接，所述第二开关模块的第二端与所述电压采集端连接；所述第二开关模块的驱动端与所述待机信号控制模块连接；在所述待机信号控制模块未接收到待机控制信号时，导通所述第二开关模块，以接通所述采样绕组、所述分压模块与所述电压采集端之间的连接；在所述待机信号控制模块接收到待机控制信号时，断开所述第二开关模块，以断开所述采样绕组、所述分压模块与所述电压采集端之间的连接。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种电子设备，包括如上所述的过压保护电路。

本申请的实施例，在所述待机信号控制模块未接收到待机控制信号时，导通所述第二开关模块，以接通所述采样绕组、所述分压模块与所述电压采集端之间的连接，使所述电压采集端可以正常采集所述分压模块的输出电压，并反馈给所述开关控制模块，以通过所述开关控制端控制所述第一开关模块的导通状态，避免与所述输出绕组连接的负载因过压造成损坏；而在所述待机信号控制模块接收到待机控制信号时，断开所述第二开关模块，以断开所述采样绕组、所述分压模块与所述电压采集端之间的连接，使所述采样绕组的输出电流不会经过所述分压模块，防止电流流过分压模块，从而消除了分压模块的功耗，从而实现节省电力资源的技术效果。

为了能更清晰的理解本申请，以下将结合附图说明阐述本申请的具体实施方式。

附图说明

图1为本申请一个实施例的过压保护电路的结构示意图。

图2为本申请一个实施例的过压保护电路的电路图。

图3为本申请一个实施例的电子设备的示意图。

1、过压保护电路；110、开关控制模块；120、第一开关模块；130、变压器模块；140、第二开关模块；150、分压模块；160、待机信号控制模块；3、电子设备。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。在此所使用的词语“如果”/“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，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。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

请参阅图1，其是本申请一个实施例的过压保护电路的结构示意图。本申请实施例的过压保护电路，应用于具有显示功能模块的电子设备，如电视机、显示屏、交互平板等。具体的，本申请实施例的过压保护电路包括：开关控制模块110、第一开关模块120、变压器模块130、第二开关模块140、分压模块150和待机信号控制模块160。

开关控制模块110包括开关控制端和电压采集端；变压器模块130包括输入绕组、输出绕组以及采样绕组；输出绕组与负载连接。

开关控制端与第一开关模块120的驱动端连接；第一开关模块120的第一端经由输入绕组与一输入电源连接；第一开关模块120的第二端接地。

采样绕组经由分压模块150与第二开关模块140的第一端连接，第二开关模块140的第二端与电压采集端连接；第二开关模块140的驱动端与待机信号控制模块160连接；在待机信号控制模块160未接收到待机控制信号时，导通第二开关模块140，以接通采样绕组、分压模块150与电压采集端之间的连接；在待机信号控制模块160接收到待机控制信号时，断开第二开关模块140，以断开采样绕组、分压模块150与电压采集端之间的连接。

本申请实施例的开关控制模块110的电压采集端经由分压模块150检测变压器模块130的采样绕组的输出电压，当电压采集端采集的电压值小于预设的电压采集阈值时，开关控制模块110的开关控制端输出脉冲控制信号以控制第一开关模块120的开关状态，使输入电源响应于脉冲控制信号为变压器模块130的输入绕组供电，进而使变压器模块130的输出绕组和采样绕组分别输出对应的变压电源输出电压和变压电源采样电压，当电压采集端采集的电压值大于预设的电压采集阈值时，开关控制模块110的开关控制端停止输出脉冲控制信号，使第一开关模块120处于关闭状态，使输入电源无法向变压器模块130供电，变压器模块130的输出绕组和采样绕组也没有电压输出；在待机信号控制模块160未接收到待机控制信号时，导通第二开关模块140，以接通采样绕组、分压模块150与电压采集端之间的连接，实现对负载的过压保护，在待机信号控制模块160接收到待机控制信号时，断开第二开关模块140，以断开采样绕组、分压模块150与电压采集端之间的连接，进而导致分压模块150所在的线路无法形成回路，从而避免分压模块150产生功耗，进而降低在电子设备待机时电路产生的功耗，以节省电力资源。

请参阅图2，开关控制模块110包括开关控制芯片U501，开关控制芯片U501至少包括电压采集端CS和开关控制端GATE，通过电压采集端CS检测的电压小于预设的电压采集阈值时，开关控制模块110通过开关控制端GATE输出脉冲控制信号，否则，开关控制端GATE停止输出脉冲控制信号。具体地，开关控制芯片110可以是LD5537、SR12等型号的芯片。

优选地，电压采集端CSGATE通过一电容C103接地，实现了对电压采集端CS采集的电能信号进行滤波的效果，从而提高开关控制模块110的工作稳定性。

开关控制模块110还包括电源输入端VCC；电源输入端与采样绕组连接，使开关控制模块110通过电源输入端获取采样绕组输出的工作电压。通过采样绕组为开关控制模块110供电，使开关控制模块110可以正常工作，并且无须额外为开关控制模块110增加电源供给组件。其中，开关控制模块110需要的工作电压为220V，因此采样绕组输出的工作电压至少为220V。

优选地，采样绕组输出的工作电压大于220V，采样绕组经由第三分压电阻R181R101与电源输入端连接，使电源输入端更安全地获得220V电压。

优选地，第三分压电阻R181的两端分别连接有二极管D105和二极管D111，其中，二极管D105的阳极与采样绕组连接，二极管D105的阴极经由电阻R181与二极管D111的阳极连接，二极管D111的阴极与电源输入端连接。其中二极管D105和D111主要用于限制电流方向，电阻R181主要其分压作用，避免采样绕组输出的电压直接输出给电源输入端，以提高电源输入端获得电压的安全性。

优选地，二极管D105的阴极、和二极管D111的阴极分别通过若干个电容接地，实现了对采样绕组输出的电能信号进行滤波作用。

第一开关模块120包括开关管Q101、第八电阻R148和第二分压电阻R406，所述第一开关模块120的第二端经由所述第二分压电阻R406与所述电压采集端CS连接；开关管Q101的驱动端与开关控制模块110的开关控制端GATE连接，开关管Q101的第一端经由输入绕组与输入电源连接，开关管Q101的第二端经由第二分压电阻R406与电压采集端CS连接，且开关管Q101的第二端经由第八电阻R148接地。

可选的，开关管Q101为三极管或场效应晶体管；由于开关管Q101的第二端经由第二分压电阻R406与电压采集端CS连接，且开关管Q101的第二端经由第八电阻R148接地，因此，当开关管Q101和第二开关模块140都导通时，正常情况下，第二开关模块140的第二端输出的电压高于开关管Q101的第二端输出的电压，所以输入电源提供的电能信号会经由输入绕组、开关管Q101和第八电阻R148流向地，采样绕组输出的电能信号经由分压模块150、第二开关模块140、第二分压电阻R406和第八电阻R148流向地，此时，电压采集端CS正常采集分压模块150输出的电压，当分压模块150输出的电压超过预设的电压阈值，开关模块驱动开关控制端GATE停止输出脉冲控制信号，使第一开关模块120和变压器模块130停止工作，进而使输出绕组和采样绕组分别输出对应的变压电源输出信号和变压电源采样信号的电压值下降，从而保护负载。如果出现第二开关模块140的第二端输出的电压低于开关管Q101的第二端输出的电压时，电压采集端CS通过第二分压电阻R406采集开关管Q101的第二端输出的电压，开关控制模块110根据电压采集端CS的采集数据，驱动开关控制端GATE停止输出脉冲控制信号，使第一开关模块120和变压器模块130停止工作，进而使输出绕组和采样绕组分别输出对应的变压电源输出信号和变压电源采样信号的电压值下降，从而保护负载。

变压器模块130的输入绕组接收到的输入电压发生变化时，输出绕组和采样绕组响应输入绕组接收到的输入电压的变化而产生电信号。其中，输出绕组产生的电信号电压标准为12V，采样绕组产生的电信号电压标准至少为220V。

第二开关模块140包括第一光耦PC2；第一光耦PC2包括第一发光元件和第一光信号转换元件。第一发光元件的阴极与待机信号控制模块160连接，第一发光元件的阳极与工作电源连接；第一光信号转换元件的电信号输入端与分压模块150连接，第一光信号转换元件的电信号输出端与电压采集端CS连接。优选地，所述第二开关模块140还包括第一电阻R141，第一电阻R141串联于工作电源与第一发光元件之间，或第一电阻R141串联于第一发光元件与待机信号控制模块160之间，或第一电阻R141串联待机信号控制模块160与地端之间。在待机信号控制模块160正常工作时，可以通过第一电阻R141实现限流，以保护第一发光元件。

其中，工作电源的电压为12V，优选地，可以将输出绕组作为工作电源，通过将第一发光元件的阳极与输出绕组连接，使输出绕组为第一发光元件提供工作电流，无须额外增加为第一发光元件提供工作电流的电源。

在待机信号控制模块160未接收到待机控制信号时，待机信号控制模块160正常工作，使工作电源输出的电流经过第一发光元件流向待机信号控制模块160，此时第一发光元件将电能信号转化为光能信号，第一光信号转换元件再将光能信号转换为电能信号并导通，从而接通采样绕组、分压模块150与电压采集端CS之间的连接。在待机信号控制模块160接收到待机控制信号时，待机信号控制模块160停止工作，使工作电源无法向第一发光元件输出电流，导致第一发光元件无法发出光能信号，第一光信号转换元件也因为无法转换出电能信号而断开，从而断开采样绕组、分压模块150与电压采集端CS之间的连接，致使采样绕组输出的电流无法依次经过分压模块150流向电压采集端CS，避免分压模块150因电流流过而产生功耗，从而降低在电子设备待机时电路产生的功耗，以达到节省电力资源的技术效果。

分压模块150包括第一二极管D101和第一分压电阻R101；第一二极管D101的阳极与采样绕组连接，第一二极管D101的阴极经由第一分压电阻R101与第二开关模块140的第一端连接。通过第一分压电阻R101进行分压，避免采样绕组输出的过高的电压直接作用于电压采集端CS，而影响开关控制模块110的正常工作；通过第一二极管D101防止电流逆流。

待机信号控制模块160包括第三开关模块Q123和工作控制信号检测端。第三开关模块Q123的驱动端与工作控制信号检测端连接；第三开关模块Q123的第一端与第一发光元件的阴极连接；第三开关模块Q123的第二端接地。可以通过第三开关模块Q123控制第一发光元件所在的线路的开关情况，从而控制第一光信号转换元件的开关情况。

可选的，第三开关模块Q123为三极管或场效应晶体管；在本实施例中，待机控制信号可以表现为背光控制信号，具体表现为：电子设备没有进入待机状态时，电子设备的主板提供背光控制信号，工作控制信号检测端将背光控制信号传输给第三开关模块Q123的驱动端，使第三开关模块Q123导通，以接通工作电源、第一发光元件与地端之间的连接，导致工作电源顺利向第一发光元件输出电能信号，使第一发光元件顺利转换输出光能信号；电子设备进入待机状态时，电子设备的主板不提供背光控制信号，工作控制信号检测端无法将背光控制信号传输给第三开关模块Q123的驱动端，使第三开关模块Q123断开，以断开工作电源、第一发光元件与地端之间的连接，导致工作电源无法向第一发光元件输出电能信号，使第一发光元件无法转换输出光能信号。

可选的，待机信号控制模块160还包括第二电阻R142、第三电阻R143和第一电容C125。第三开关模块Q123的驱动端经由第二电阻R142与工作控制信号检测端连接，第三开关模块Q123的驱动端还分别经由第三电阻R143和第一电容C125后接地。通过第二电阻R142为第三开关模块Q123分流，通过第一电容C125对背光控制信号进行滤波，使第三开关模块Q123可以安全顺利地响应背光控制信号切换导通和断开的状态。

负载是以输出绕组输出的电压为工作电压的电路模块，也可以称为负载电路，负载电路通过接受输出绕组输出的电压以支持负载电路内的各个元器件的运作。其中，负载电路包括一电容E102，电容E102的第一端与输出绕组连接，电容E102的第二端接地，以对输出绕组输出的电能信号起到滤波作用。

在一个可行的实施例中，电路还包括输出电压控制模块。输出电压控制模块包括第二光耦PC3、稳压器U102、第四电阻R151、第五电阻R155和第六电阻；第二光耦PC3包括第二发光元件和第二光信号转换元件，稳压器U102包括阳极、阴极和参考输入端；开关控制模块110还包括反馈信号检测端FB。

第二发光元件的阳极经由第四电阻R151与输出绕组连接，第二发光元件的阴极与稳压器U102的阴极连接，稳压器U102的参考输入端经由第五电阻R155与一工作电源连接，稳压器U102的参考输入端经由第六电阻接地，稳压器U102的阳极接地；反馈信号检测端FB经由第二光信号转换元件接地，以检测第二光信号转换元件将第二发光元件的光信号转换得到的电信号电流值；当反馈信号检测端FB检测到第二发光元件的光信号转换得到的电信号电流值时，开关控制端GATE驱动第一开关模块120断开。其中，第六电阻可以是两个并联电阻，如并联的电阻R157和电阻R156。

在本实施例中，工作电源的电压为12V，优选地，可以将输出绕组作为工作电源，无须额外增加为开关控制模块110提供工作电流的电源，从而节省占用的空间位置。稳压器U102的采样电压阈值为2.5V，当稳压器U102的参考输入端采样的电压小于2.5V时，稳压器U102处于断开状态，当稳压器U102的参考输入端采样的电压大于或等于2.5V时，稳压器U102处于导通状态，因此当第五电阻R155输出的电压小于2.5V时，稳压器U102断开，以断开工作电源、第二发光元件和地的连接，使第二发光元件无法获取工作电源输出的电能信号，第二光信号转换元件无法转换得到电能信号，反馈信号检测端FB无法检测到电流，开关控制端GATE输出的脉冲控制信号的占空比保持不变；而当第五电阻R155输出的电压大于或等于2.5V时，稳压器U102导通，以接通工作电源、第二发光元件和地的连接，使第二发光元件获取工作电源输出的电能信号并转换为光能信号，第二光信号转换元件将第二发光元件发出的光能信号转换为电能信号并导通，第二光信号转换元件转换的电能信号流向地，此时反馈信号检测端FB检测到第二光信号转换元件转换的电能信号流向地的电流，开关控制模块110响应反馈信号检测端FB的检测结果，改变开关控制端GATE输出的脉冲控制信号的占空比，以控制第一开关模块120的开关频率，进而影响变压器模块130的采样绕组和输出绕组的输出，从而实现通过所述输出电压控制模块控制所述输出绕组的输出的技术效果。

优选地，输出电压控制模块还包括第七电阻R154和第二电容C152；第七电阻R154的第一端经由第五电阻R155与工作电源连接，第七电阻R154的第二端经由第二电容C152与稳压器U102的阴极连接。

在本实施例中，通过第七电阻R154和第二电容C152起到滤波作用，可以防止稳压器U102受到干扰而影响正常的开关情况。

请参阅图3，根据本申请实施例的第二方面，提供一种电子设备3，包括如上的过压保护电路1，所述电子设备可以是电视机、智能平板等具有图像播放功能的显示设备。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种过压保护电路，其特征在于，包括：开关控制模块、第一开关模块、变压器模块、第二开关模块、分压模块和待机信号控制模块；

所述开关控制模块包括开关控制端和电压采集端；所述变压器模块包括输入绕组、输出绕组以及采样绕组；所述输出绕组与负载连接；

所述开关控制端与所述第一开关模块的驱动端连接；所述第一开关模块的第一端经由所述输入绕组与一输入电源连接；所述第一开关模块的第二端接地；

所述采样绕组经由所述分压模块与所述第二开关模块的第一端连接，所述第二开关模块的第二端与所述电压采集端连接；所述第二开关模块的驱动端与所述待机信号控制模块连接；在所述待机信号控制模块未接收到待机控制信号时，导通所述第二开关模块，以接通所述采样绕组、所述分压模块与所述电压采集端之间的连接；在所述待机信号控制模块接收到待机控制信号时，断开所述第二开关模块，以断开所述采样绕组、所述分压模块与所述电压采集端之间的连接。

2.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于：

所述第二开关模块包括第一光耦；所述第一光耦包括第一发光元件和第一光信号转换元件；

所述第一发光元件的阴极与所述待机信号控制模块连接，所述第一发光元件的阳极与工作电源连接；所述第一光信号转换元件的电信号输入端与所述分压模块连接，所述第一光信号转换元件的电信号输出端与所述电压采集端连接。

3.根据权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于：

所述待机信号控制模块包括：第三开关模块和工作控制信号检测端；

所述第三开关模块的驱动端与所述工作控制信号检测端连接；所述第三开关模块的第一端与所述第一发光元件的阴极连接；所述第三开关模块的第二端接地。

4.根据权利要求3所述的过压保护电路，其特征在于：

所述待机信号控制模块还包括第二电阻、第三电阻和第一电容；

所述第三开关模块的驱动端经由所述第二电阻与所述工作控制信号检测端连接，所述第三开关模块的驱动端还分别经由所述第三电阻和所述第一电容后接地。

5.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于：

所述分压模块包括第一二极管和第一分压电阻；

所述第一二极管的阳极与所述采样绕组连接，所述第一二极管的阴极经由所述第一分压电阻与所述第二开关模块的第一端连接。

6.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于：

所述第一开关模块包括开关管、第八电阻和第二分压电阻；所述第一开关模块的第二端经由所述第二分压电阻与所述电压采集端连接；

所述开关管的驱动端与所述开关控制模块的开关控制端连接，所述开关管的第一端经由所述输入绕组与所述输入电源连接，所述开关管的第二端经由第二分压电阻与所述电压采集端连接，且所述开关管的第二端经由所述第八电阻接地。

7.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于：

所述电路还包括输出电压控制模块，所述开关控制模块还包括反馈信号检测端；

所述输出电压控制模块包括第二光耦、稳压器、第四电阻、第五电阻和第六电阻；所述第二光耦包括第二发光元件和第二光信号转换元件，所述稳压器包括阳极、阴极和参考输入端；

所述第二发光元件的阳极经由所述第四电阻与所述输出绕组连接，所述第二发光元件的阴极与所述稳压器的阴极连接，所述稳压器的参考输入端经由所述第五电阻与一工作电源连接，所述稳压器的参考输入端经由所述第六电阻接地，所述稳压器的阳极接地；

所述反馈信号检测端经由所述第二光信号转换元件接地，以检测所述第二光信号转换元件将所述第二发光元件的光信号转换得到的电信号电流值；当所述反馈信号检测端检测到所述第二发光元件的光信号转换得到的电信号电流值时，所述开关控制端驱动所述第一开关模块断开。

8.根据权利要求7所述的过压保护电路，其特征在于：

所述输出电压控制模块还包括第七电阻和第二电容；

所述第七电阻的第一端经由所述第五电阻与所述工作电源连接，所述第七电阻的第二端经由所述第二电容与所述稳压器的阴极连接。

9.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于：

所述开关控制模块包括电源输入端；所述电源输入端与所述采样绕组连接，使所述开关控制模块通过所述电源输入端获取所述采样绕组输出的工作电压。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项权利要求所述的过压保护电路。

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