CN218867909U - 短路保护电路、端口电源和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种短路保护电路、端口电源和电子设备，短路保护电路包括开关模块，连接于短路保护电路的电源输入端与电源输出端之间，能够控制电源输入端与电源输出端之间的导通状态；分压模块，分压模块的第一端与电源输入端电连接，分压模块的第二端接地，分压模块的分压输出端与开关模块的控制端电连接；短路模块，与分压模块的第一端及分压输出端电连接，能够为在电源输入端的电压高于预设值时，短路分压模块的第一端与分压输出端。本实用新型实施例提供的技术方案通过设置开关模块、分压模块和短路模块，使电源输入端使电压高于预设值时，短路模块使分压模块短路，导致电源输出端没有电压输出，从而实现保护电源输出端后续的器件。

Description

短路保护电路、端口电源和电子设备

技术领域

本实用新型涉及电路保护技术领域，尤其涉及一种短路保护电路、端口电源和电子设备。

背景技术

在车规的各项认证测试标准中，必须要对外部连接器进行对电源、对地的短路测试。由于为了保证精度而共用同一个电源的供电，在对外部连接器进行对电源短路测试的时候，短路的电源电压会同时作用在使用电压较小的电源的控制芯片等设备上，从而导致小电压器件的烧毁。若使用两个不同电源供电的电压，为了保证电流精度，会大大地增加设计成本。如何对端口电源的输出电压进行控制，防止出现烧毁器件的情况，成为亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种短路保护电路、端口电源和电子设备，以解决端口电源输出的电压过大，导致小电压器件被烧毁的问题。

根据本实用新型的一方面，提供了一种短路保护电路，包括：

开关模块，连接于短路保护电路的电源输入端与电源输出端之间，能够控制电源输入端与电源输出端之间的导通状态；

分压模块，分压模块的第一端与电源输入端电连接，分压模块的第二端接地，分压模块的分压输出端与开关模块的控制端电连接；

短路模块，与分压模块的第一端及分压输出端电连接，能够为在电源输入端的电压高于预设值时，短路分压模块的第一端与分压输出端。

可选的，短路模块包括：

三极管和稳压二极管；

三极管的发射极与分压模块的第一端电连接，三极管的集电极与分压模块的分压输出端电连接，三极管的基极与稳压二极管的阴极电连接，稳压二极管的阳极接地。

可选的，短路模块还包括：

第一电阻，三极管的基极通过第一电阻与稳压二极管的阴极电连接。

可选的，第一电阻的阻值可调。

可选的，三极管为PNP型三极管。

可选的，分压模块包括：第二电阻和第三电阻；

第二电阻的第一端作为分压模块的第一端，第二电阻的第二端作为分压模块的分压输出端，第三电阻的第一端与第二电阻的第二端电连接，第三电阻的第二端作为分压模块的第二端。

可选的，第二电阻和第三电阻中的至少一个的阻值可调。

可选的，开关模块为P型场效应晶体管。

第二方面，提供了一种端口电源，包括上述任意项提出的短路保护电路，端口电源与短路保护电路的电源输入端电连接。

第三方面，提供了一种电子设备，包括上述任意项提出的短路保护电路和控制器，控制器与短路保护电路的电源输出端电连接。

本实用新型实施例的技术方案，包括开关模块、分压模块和短路模块，通过将开关模块连接于短路保护电路的电源输入端与电源输出端之间，分压模块的第一端与电源输入端电连接，分压模块的第二端接地，分压模块的分压输出端与开关模块的控制端电连接，短路模块与分压模块的第一端及分压输出端电连接。实现了电源输入端的电压高于预设值时，短路模块使开关模块短路，分压模块短路后无法控制开关模块导通，使电源输出端没有输出。解决了电源输出端输出的电压过大，导致小电压器件被烧毁的问题，实现了对电源输出端后续器件的保护。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种短路保护电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种端口电源的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是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。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是本实用新型实施例提供的一种短路保护电路的结构示意图。参见图1，本实用新型实施例提供的短路保护电路包括开关模块10，连接于短路保护电路的电源输入端VCC与电源输出端Vout之间，能够控制电源输入端VCC与电源输出端Vout之间的导通状态；分压模块20，分压模块20的第一端与电源输入端VCC电连接，分压模块20的第二端接地，分压模块20的分压输出端与开关模块10的控制端电连接；短路模块30，与分压模块20的第一端及分压输出端电连接，能够为在电源输入端VCC的电压高于预设值时，短路分压模块20的第一端与分压输出端。

具体的，开关模块10，连接于短路保护电路的电源输入端VCC与电源输出端Vout之间。开关模块10导通时，电流可以从电源输入端VCC与电源输出端Vout之间通过，电源输出端Vout可以输出电压。开关模块10不导通时，电流不能从电源输入端VCC与电源输出端Vout之间通过，电源输出端Vout无法输出电压。分压模块20连接于电源输入端VCC与开关模块10之间，并与接地端连接。分压模块20用于分压并控制开关模块10是否导通，进而控制电源输出端Vout是否能够输出电压。短路模块30连接于电源输入端VCC与接地端之间，并与分压模块20连接。短路模块30用于当电源输入端VCC的电压高于预设值时使分压模块20的第一端与分压输出端被短路，此时开关模块10靠近电源输入端的一端与开关模块10的控制端处的电压大小相同，所以开关模块10无法导通，进而实现阻止大电压从电源输出端Vout输出破坏小电压器件。

示例性的，电源输入端VCC输入短路保护电路的电压小于预设值时，分压模块20对输入的电压信号分压，并控制开关模块10导通，开关模块10导通后电压信号从电源输出端Vout输出到后续器件。电源输入端VCC输入短路保护电路的电压大于预设值时，短路模块30使分压模块20的第一端与分压输出端被短路，此时开关模块10靠近电源输入端的一端与开关模块10的控制端处的电压大小相同，开关模块10无法导通，电源输入端VCC与电源输出端Vout之间断路，进而实现阻止大电压从电源输出端Vout输出破坏后端小电压器件。

本实用新型实施例提供的短路保护电路，通过设置开关模块10、分压模块20和短路模块30，开关模块10连接于短路保护电路的电源输入端VCC与电源输出端Vout之间，分压模块20的第一端与电源输入端VCC电连接，分压模块20的第二端接地，分压模块20的分压输出端与开关模块10的控制端电连接，短路模块30与分压模块20的第一端及分压输出端电连接。实现了电源输入端VCC的电压高于预设值时，电源输出端Vout不会输出高电压。解决了电源输出端Vout输出的电压过大，导致小电压器件被烧毁的问题，实现了对电源输出端Vout后续器件的保护。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图1，短路模块30包括三极管32和稳压二极管31，三极管32的发射极与分压模块20的第一端电连接，三极管32的集电极与分压模块20的分压输出端电连接，三极管32的基极与稳压二极管31的阴极电连接，稳压二极管31的阳极接地。

具体的，由于稳压二极管31反接，当电源输入端VCC的电压低于稳压二极管31的反向击穿电压时，稳压二极管31不能导通，此时短路模块30不导通，三极管32的基极与三极管32的集电极均没有电流通过。当电源输入端VCC的电压高于稳压二极管31的反向击穿电压时，由于稳压二极管31被击穿，三极管32的发射极与三极管32的基极之间有电流通过，短路模块30导通，电流从电源输入端VCC经过三极管32的发射极、三极管32的基极和稳压二极管31后从接地端输出。此时三极管32的集电极也有电流通过，电流从电源输入端VCC经过三极管32的发射极、三极管32的集电极后从接地端输出，分压模块20的第一端与分压输出端被短路。预设值受到稳压二极管31的反向击穿电压的影响，根据选择的稳压二极管31的反向击穿电压不同，可以控制预设值的大小，示例性的，稳压二极管31的反向击穿电压可以为8.2V。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图1，短路模块30还包括第一电阻R1，三极管32的基极通过第一电阻R1与稳压二极管31的阴极电连接。

具体的，第一电阻连接在三极管的基极与稳压二极管的阴极之间，用于保护短路模块，当稳压二极管导通时，电流从电源输入端经过三极管的发射极、三极管的基极、第一电阻和稳压二极管后从接地端输出。

可选的，第一电阻的阻值可调。

具体的，将第一电阻的阻值设置为可调状态，可以调节输入稳压二极管的电压大小，由于稳压二极管的反向击穿电压为固定值，可以通过调节第一电阻的阻值控制稳压二极管被击穿时输入短路模块的电压的最小值。这样设置使得短路保护电路可以调节输入电压的保护阈值。

可选的，三极管为PNP型三极管。

具体的，当短路模块导通时，电流从PNP型三极管的发射极输入，从PNP型三极管的基极输出。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图1，分压模块20包括第二电阻R2和第三电阻R3，第二电阻R2的第一端作为分压模块20的第一端，第二电阻R2的第二端作为分压模块20的分压输出端，第三电阻R3的第一端与第二电阻R2的第二端电连接，第三电阻R3的第二端作为分压模块20的第二端。

具体的，第二电阻R2连接于电源输入端VCC与开关模块10的控制端之间，第三电阻R3连接于第二电阻R2与接地端之间。分压模块20用于分压并控制开关模块10是否导通，进而控制电源输出端Vout是否能够输出电压。当电源输入端VCC的电压小于预设值，稳压二极管31没有被击穿时，经过第二电阻R2和第三电阻R3的分压，由于第二电阻R2与开关模块10的控制端连接，开关模块10导通。此时电流从电源输入端VCC与电源输出端Vout之间通过，输出到后续器件。

可选的，第二电阻和第三电阻中的至少一个的阻值可调。

具体的，将第二电阻和第三电阻中的至少一个设置为阻值可调的状态，这样可以对开关模块的导通条件进行控制。使短路保护电路可以根据需求调节开关模块导通的电压阈值。

可选的，开关模块为P型场效应晶体管。

具体的，P型场效应晶体管的第一端与电源输入端连接，P型场效应晶体管的第二端与电源输出端连接，P型场效应晶体管的控制端与第二电阻的第二端连接，由分压模块控制P型场效应晶体管。P型场效应晶体管导通时，电压从电源输入端经过P型场效应晶体管输出到电源输出端最后进入后续器件。

示例性的，电源输入端VCC输入短路保护电路的电压小于稳压二极管31的反向击穿电压时，稳压二极管31不导通，第二电阻R2和第三电阻R3对输入的电压信号分压，第二电阻R2的第二端输出控制信号控制P型场效应晶体管导通，P型场效应晶体管导通后电压信号从电压输出端输出到后续器件。

电源输入端VCC输入短路保护电路的电压大于稳压二极管31的反向击穿电压时，稳压二极管31导通，第一路电流从电源输入端VCC经过三极管32的发射极、三极管32的基极、第一电阻R1和稳压二极管31后从接地端输出，第二路电流从电源输入端VCC经过三极管32的发射极、三极管32的集电极极、第三电阻R3后从接地端输出。此时第二电阻R2被短路，无法控制P型场效应晶体管导通，使电源输入端VCC与电源输出端之间Vout断路，进而实现阻止大电压从电源输出端Vout输出破坏后续小电压器件。

本实用新型提供的短路保护电路，通过设置开关模块、分压模块和短路模块，开关模块为P型场效应晶体管，分压模块包括第二电阻和第三电阻，短路模块包括第一电阻、三极管和稳压二极管。实现了电源输入端的电压高于稳压二极管的反向击穿电压时，电源输出端不会输出高电压。解决了电源输出端输出的电压过大，导致小电压器件被烧毁的问题，实现了对电源输出端后续器件的保护。

可选的，图2是本实用新型实施例提供的一种端口电源的结构示意图。本实用新型实施例提供一种端口电源200，包括上述任意实施例提出的短路保护电路100，具有上述任意实施例提出的短路保护电路的有益效果，在此不再赘述。

可选的，图3是本实用新型实施例提供的一种电子设备的结构示意图。本实用新型实施例提供一种电子设备300，包括上述任意实施例提出的短路保护电路100和控制器40，控制器40与短路保护电路100的电源输出端电连接。具有上述任意实施例提出的短路保护电路的有益效果，在此不再赘述。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本实用新型中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本实用新型的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种短路保护电路，其特征在于，包括：

开关模块，连接于所述短路保护电路的电源输入端与电源输出端之间，能够控制所述电源输入端与所述电源输出端之间的导通状态；

分压模块，所述分压模块的第一端与所述电源输入端电连接，所述分压模块的第二端接地，所述分压模块的分压输出端与所述开关模块的控制端电连接；

短路模块，与所述分压模块的第一端及所述分压输出端电连接，能够在所述电源输入端的电压高于预设值时，短路所述分压模块的第一端与所述分压输出端。

2.根据权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述短路模块包括：

三极管和稳压二极管；

所述三极管的发射极与所述分压模块的第一端电连接，所述三极管的集电极与所述分压模块的分压输出端电连接，所述三极管的基极与所述稳压二极管的阴极电连接，所述稳压二极管的阳极接地。

3.根据权利要求2所述的短路保护电路，其特征在于，所述短路模块还包括：

第一电阻，所述三极管的基极通过所述第一电阻与所述稳压二极管的阴极电连接。

4.根据权利要求3所述的短路保护电路，其特征在于，所述第一电阻的阻值可调。

5.根据权利要求2所述的短路保护电路，其特征在于，所述三极管为PNP型三极管。

6.根据权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述分压模块包括：

第二电阻和第三电阻；

所述第二电阻的第一端作为所述分压模块的第一端，所述第二电阻的第二端作为所述分压模块的分压输出端，所述第三电阻的第一端与所述第二电阻的第二端电连接，所述第三电阻的第二端作为所述分压模块的第二端。

7.根据权利要求6所述的短路保护电路，其特征在于，所述第二电阻和所述第三电阻中的至少一个的阻值可调。

8.根据权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述开关模块为P型场效应晶体管。

9.一种端口电源，其特征在于，所述端口电源包括权利要求1-8任一项所述的短路保护电路，所述端口电源与所述短路保护电路的电源输入端电连接。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1-8任一项所述的短路保护电路和控制器，所述控制器与所述短路保护电路的电源输出端电连接。

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