CN219420292U - 保护电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种保护电路及电子设备，该保护电路包括：充电端口和浪涌吸收模块，浪涌吸收模块一端连接所述充电端口，另一端连接充电组件，浪涌吸收模块包括第一开关管、第二开关管和电阻，用于在接收到浪涌信号的情况下，所述第一开关管和/或所述第二开关管截止，在接收到稳定的电流信号的情况下，所述第一开关管和所述第二开关管导通，以使所述浪涌吸收模块向所述充电组件充电；所述电阻，用于在接收到浪涌信号的情况下，消耗所述浪涌信号。这样，在目标电子设备处于非充电状态或充电状态时，对充电组件起到有效的防护作用，有利于提升电子设备的可靠性。

Description

保护电路及电子设备

技术领域

本公开涉及可穿戴类电子设备技术领域，尤其涉及一种保护电路及电子设备。

背景技术

随着IOT(Internet of Things，物联网)行业的发展，可穿戴类的电子设备(例如，TWS(True Wireless Stereo，真正无线立体声)，智能眼镜，手环、手表等)逐渐成为众多消费者的标配产品。目前的可穿戴类的电子设备在充电过程中，经常会因为热插拔，静电放电等原因，而导致电子设备损坏。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种保护电路及电子设备。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种保护电路，应用于目标电子设备，所述保护电路包括：充电端口和浪涌吸收模块，所述浪涌吸收模块一端连接所述充电端口，另一端连接充电组件，所述浪涌吸收模块包括第一开关管、第二开关管和电阻；

所述浪涌吸收模块，用于在接收到浪涌信号的情况下，所述第一开关管和/或所述第二开关管截止，在接收到稳定的电流信号的情况下，所述第一开关管和所述第二开关管导通，以使所述浪涌吸收模块向所述充电组件充电；

所述电阻，用于在接收到浪涌信号的情况下，消耗所述浪涌信号。

可选地，所述第一开关管为PMOS管、所述第二开关管为NMOS管、所述电阻包括第一电阻和第二电阻，

所述充电端口的正极连接所述PMOS管的源极，所述充电端口的负极连接第一电阻的第一端和所述NMOS管的漏极，所述充电端口用于在目标电子设备处于充电状态时，与充电底座连接，以接收所述充电底座输出的电压信号；

所述NMOS管的栅极与所述PMOS管的漏极和所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述NMOS管的源极连接，所述NMOS管的源极用于接地；

所述PMOS管的栅极连接第一电阻的第二端，所述PMOS管的漏极作为信号输出端，用于连接所述目标电子设备中的充电组件，为所述充电组件提供输入电压。

可选地，所述充电端口包括弹簧针，所述充电底座包括弹簧针套管，在所述目标电子设备处于充电状态时，所述弹簧针的正极用于连接所述充电底座中弹簧针套管的正极输出端，所述弹簧针的负极用于连接所述充电底座中弹簧针套管的负极输出端。

可选地，所述PMOS管和所述NMOS管封装为第一封装件，所述第一封装件与所述弹簧针，所述第一电阻，所述第二电阻和所述充电组件连接。

可选地，所述PMOS管，所述NMOS管，所述第一电阻，以及所述第二电阻封装为第二封装件，所述第二封装件与所述弹簧针和所述目标电子设备中的所述充电组件连接。

可选地，在所述目标电子设备处于充电状态时，所述NMOS管导通，所述充电底座的负极和所述弹簧针的负极通过所述NMOS管与所述目标电子设备的接地端接通，形成充电回路。

可选地，在所述目标电子设备处于充电状态时，所述PMOS管导通，所述PMOS管的源极电压通过所述PMOS管的漏极输入所述充电组件。

可选地，所述第一开关管和所述第二开关管的导通电阻小于或者等于100mΩ。

可选地，在所述目标电子设备与所述充电底座分离时，所述PMOS管的源极和漏极均为高阻状态，所述NMOS管的漏极为高阻状态，所述PMOS管和所述NMOS管均处于截止状态。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种电子设备，该电子设备包括以上第一方面所述的保护电路。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

通过提供一种保护电路，该保护电路包括：充电端口和浪涌吸收模块，所述浪涌吸收模块一端连接所述充电端口，另一端连接所述充电组件，所述浪涌吸收模块包括第一开关管、第二开关管和电阻；所述浪涌吸收模块，用于在接收到浪涌信号的情况下，所述第一开关管和/或所述第二开关管截止，在接收到稳定的电流信号的情况下，所述第一开关管和所述第二开关管导通，以使所述浪涌吸收模块向所述充电组件充电；所述电阻，用于在接收到浪涌信号的情况下，消耗所述浪涌信号。这样，在目标电子设备处于非充电状态时，所述第一开关管和/或所述第二开关管截止，能够避免干扰信号传输至该充电组件，即对干扰信号起到隔离作用；在目标电子设备处于充电状态时，所述第一开关管和所述第二开关管导通，干扰信号需要经过电阻，才能到达充电组件，从而实现对干扰信号的消耗，能够有效避免干扰信号直接进入该充电组件，从而能够对充电组件起到有效的防护作用。

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，并不能限制本公开。

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，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本公开一示例性实施例示出的一种保护电路的框图；

图2是根据本公开图1所示实施例示出的一种保护电路的示意图；

图3是本公开一示例性实施例示出的一种封装件示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。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。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在详细介绍本公开的具体实施方式之前，首先对本公开的应用场景进行以下说明，本公开可以应用于可穿戴类电子设备中，该可穿戴类电子设备可以是，TWS，智能眼镜，手环、手表，AR/VR(AugmentedReality/Virtual Reality,增强现实/虚拟现实)产品等。可穿戴类电子设备一般都有需要充电，目前相关技术中，可穿戴类的电子设备通常均是采用POGO PIN(弹簧针)或顶针进行接触式充电，金属POGO PIN裸露在外，容易因为ESD(Electro-Static discharge，静电释放)放电，或者热插拔等原因，而导致电子设备损坏。

为了解决以上技术问题，提升电子设备的可靠性，本公开提供了一种保护电路和电子设备，该保护电路包括：充电端口和浪涌吸收模块，所述浪涌吸收模块一端连接所述充电端口，另一端连接所述充电组件，所述浪涌吸收模块包括第一开关管、第二开关管和电阻；所述浪涌吸收模块，用于在接收到浪涌信号的情况下，所述第一开关管和/或所述第二开关管截止，在接收到稳定的电流信号的情况下，所述第一开关管和所述第二开关管导通，以使所述浪涌吸收模块向所述充电组件充电；所述电阻，用于在接收到浪涌信号的情况下，消耗所述浪涌信号。这样，在目标电子设备处于非充电状态时，所述第一开关管和/或所述第二开关管截止，能够避免干扰信号传输至该充电组件，即对干扰信号起到隔离作用；在目标电子设备处于充电状态时，所述第一开关管和所述第二开关管导通，干扰信号需要经过电阻，才能到达充电组件，从而实现对干扰信号的消耗，能够有效避免干扰信号直接进入该充电组件，从而能够对充电组件起到有效的防护作用。

下面结合具体实施例对本公开的技术方案进行详细阐述。

图1是本公开一示例性实施例示出的一种保护电路的框图，如图1所示，该保护电路包括：充电端口(V和G)和浪涌吸收模块101，所述浪涌吸收模块101一端连接所述充电端口(V和G)，另一端连接所述充电组件102，所述浪涌吸收模块101包括第一开关管、第二开关管和电阻；

所述浪涌吸收模块101，用于在接收到浪涌信号的情况下，所述第一开关管和/或所述第二开关管截止，在接收到稳定的电流信号的情况下，所述第一开关管和所述第二开关管导通，以使所述浪涌吸收模块向所述充电组件充电；所述电阻，用于在接收到浪涌信号的情况下，消耗所述浪涌信号。

其中，所述第一开关管和第二开关管可以是三极管、MOS管或者其他具有开关功能的电路模块，该充电组件可以是充电芯片和/或待充电电池。所述充电端口用于在目标电子设备处于充电状态时，与充电底座103连接，以接收所述充电底座输出的电压信号，该浪涌信号可以是脉冲信号，也可以是其他形式的干扰信号。

以上技术方案，能够在目标电子设备处于非充电状态时，所述第一开关管和/或所述第二开关管截止，能够避免干扰信号传输至该充电组件，即对干扰信号起到隔离作用；在目标电子设备处于充电状态时，所述第一开关管和所述第二开关管导通，干扰信号需要经过电阻，才能到达充电组件，从而实现对干扰信号的消耗，能够有效避免干扰信号直接进入该充电组件，从而能够对充电组件起到有效的防护作用。

图2是根据本公开图1所示实施例示出的一种保护电路的示意图；如图2所示，该保护电路应用于目标电子设备，可以包括：充电端口(正极为V，负极为G)、PMOS管Q1、NMOS管Q2、第一电阻R1和第二电阻R2，

所述充电端口的正极(V)连接所述PMOS管Q1的源极(PMOS管的引脚2)，所述充电端口的负极(G)连接第一电阻R1的第一端和所述NMOS管Q2的漏极(Q2的引脚3)，所述充电端口用于在目标电子设备处于充电状态时，与充电底座连接，以接收所述充电底座输出的电压信号；

所述NMOS管Q2的栅极(Q2的引脚1)与所述PMOS管Q1的漏极(Q1的引脚3)和所述第二电阻R2的第一端连接，所述第二电阻R2的第二端与所述NMOS管Q2的源极(Q2的引脚2)连接，所述NMOS管Q2的源(Q2的引脚2)极用于接地；

所述PMOS管Q1的栅极(Q1的引脚1)连接第一电阻R1的第二端，所述PMOS管Q1的漏极(Q1的引脚3)作为信号输出端，用于连接所述目标电子设备中的充电组件，为所述充电组件提供输入电压。

其中，该目标电子设备可以是TWS耳机，智能眼镜，手环、手表，AR/VR设备等，所述充电端口可以包括弹簧针，所述充电底座包括弹簧针套管，在所述目标电子设备处于充电状态时，所述弹簧针的正极用于连接所述充电底座中弹簧针套管的正极输出端，所述弹簧针的负极用于连接所述充电底座中弹簧针套管的负极输出端。所述PMOS管和所述NMOS管的导通电阻小于或者等于100mΩ，该第一电阻R1和第二电阻R2的阻值可以大于或者等于5KΩ。

需要说明的是，当目标电子设备被放入充电底座内充电时，POGO PIN(弹簧针)的正极V与充电底座中POGO PIN正极V_BUS(即弹簧针套管的正极)接触，POGO PIN负极G与充电底座POGO PIN负极GND(即弹簧针套管的负极)接触，此时PMOS管Q1的S极(源极)电压为充电底座输出的电压(例如，充电底座默认输出5V电压给目标电子设备充电)，PMOS管Q1的G极(栅极)在第一电阻R1的下拉作用下，电压为0V，PMOS管Q1的栅源极的电压VGS为-5V，小于0，因此该PMOS管Q1饱和导通，从而使PMOS管Q1的源极上的5V直通到PMOS管Q1的漏极，进而被送入充电组件。与此同时，NMOS管Q2的栅极在第二电阻R2的下拉作用下稳定为5V，NMOS管Q2的栅源极的电压VGS为5V大于0，因此，使NMOS管Q2也饱和导通，在该NMOS管Q2导通的情况下，该目标电子设备的接地端与充电底座的GND连通，进而整个充电系统(充电底座与目标电子设备)构成一个完整的充电回路。

另外，由于所选PMOS管Q1和NMOS管Q2的导通电阻在100mΩ以内，因此在该PMOS管Q1和NMOS管Q2导通时，该PMOS管Q1和NMOS管Q2导通相当于导线，所以可以忽略PMOS管Q1和NMOS管Q2的导通内阻对充电性能所带来的能量消耗。

当目标电子设备在充电过程出现热插拔时，若存在干扰信号，且干扰信号要传递至该充电组件，不仅需要PMOS管Q1和NMOS管Q2均导通，还需要该干扰信号的能量足够大，才能保证不会被该第一电阻和第二电阻消耗掉，而通常的干扰信号(例如，浪涌所产生的干扰)都是脉冲信号，该脉冲信号不足以使PMOS管Q1和NMOS管Q2导通，该干扰信号的能量也相对较小，即使干扰信号使PMOS管Q1和/或NMOS管Q2导通，也会被该第一电阻R1和第二电阻R2消耗吸收，因此可以大大削弱干扰信号对充电组件所带来的影响。

在目标电子设备在非充电状态时，一般会与充电底座分离(例如耳机在使用时需要从充电仓中拿出)，因此，POGO PIN的正极V因为脱离充电底座中弹簧针套管的V_BUS而失去充电底座的输出电压(例如5V、12V等)，PMOS管Q1的源极和栅极呈现悬空状态，因此表现为高阻状态，在第一电阻R1的作用下PMOS管Q1的V_GS为0，使得PMOS管Q1恒定截止，同时，NMOS管Q2也因为栅极悬空呈现高阻态，进而呈现恒定截止；当POGO PIN上有静电干扰到来时PMOS管Q1和NMOS管Q2会将干扰隔离在POGO PIN上，即使干扰信号使PMOS管Q1和/或NMOS管Q2导通，也可以利用第一电阻R1和第二电阻R2的耗能特性将干扰产生的能量消耗掉，避免干扰直接进入充电组件，进而起到有效的干扰防护作用。

以上技术方案，能够在目标电子设备处于非充电状态时，所述PMOS管Q1和所述NMOS管Q2截止，从而能够避免干扰信号直接传输至该充电组件，即对干扰信号起到隔离作用；在目标电子设备处于充电状态时，所述PMOS管Q1和所述NMOS管Q2导通，干扰信号经过第一电阻R1和第二电阻R2后，才能到达充电组件，通过第一电阻和第二电阻对干扰信号的消耗，能够有效避免干扰信号直接进入到该充电组件，从而能够对充电组件起到有效的防护作用。

可选地，所述充电组件包括充电芯片和/或待充电电池。

其中，该充电芯片可以是电压变换芯片，也可以是现有技术中的其他用于控制电池充电的芯片，该待充电电池可以是目标电子设备中的电池。

可选地，所述PMOS管Q1和所述NMOS管Q2封装为第一封装件，所述第一封装件与所述弹簧针，所述第一电阻R1，所述第二电阻R2和所述充电组件连接。

示例地，如图3所示，图3是本公开一示例性实施例示出的一种封装件示意图，该PMOS管Q1和所述NMOS管Q2可以封装为第一封装件，为了提高在目标电子设备中摆件的灵活性，PMOS管Q1和NMOS管Q2也可以不封装在一起，并可以对该PMOS管Q1和NMOS管Q2分别选型。

可选地，所述PMOS管Q1，所述NMOS管Q2，所述第一电阻R1，以及所述第二电阻R2封装为第二封装件，所述第二封装件与所述弹簧针和所述目标电子设备中的所述充电组件连接。

需要说明的是，为了提高目标电子设备的生产效率，可以预先将PMOS管Q1，所述NMOS管Q2，所述第一电阻R1，以及所述第二电阻R2封装为第二封装件，然后通过将第二封装件与所述弹簧针和所述目标电子设备中的所述充电组件连接。

这样，通过将PMOS管Q1，所述NMOS管Q2，所述第一电阻R1，以及所述第二电阻R2封装为第二封装件，不仅能够有效防护目标电子设备的充电端口，提升该目标电子设备的可靠性，还能够有效提高目标电子设备的生产效率。

可选地，在所述目标电子设备处于充电状态时，所述PMOS管Q1导通，所述PMOS管Q1的源极电压通过所述PMOS管Q1的漏极输入所述充电组件。

可选地，在所述目标电子设备处于充电状态时，所述NMOS管导通，所述充电底座的负极和所述弹簧针的负极通过所述NMOS管与所述目标电子设备的接地端接通，形成充电回路。

示例地，以该目标电子设备为耳机为例，当耳机放入充电仓(充电底座)里面充电时，耳机POGO PIN正极V与充电仓POGO PIN正极V_BUS接触，耳机POGO PIN负极G与充电仓POGO PIN负极GND接触形成回路。此时耳机的PMOS管Q1的S极电压为5V(充电仓默认输出5V给耳机充电)，PMOS管Q1的G极在第一电阻R1的作用下，电压为0V，PMOS管Q1的VGS＝-5V<0，因此该PMOS管Q1饱和导通，从而使Q1的S极上的5V直通到D极进入系统。与此同时，耳机的NMOS管Q2的G极在第二电阻R2的作用下稳定为5V，NMOS管Q2的VGS＝5V>0，因此NMOS管Q2也饱和导通，进而使得耳机的地跟充电仓的GND连同，从而形成一个完整的充电回路。

可选地，在所述目标电子设备与所述充电底座分离时，所述PMOS管Q1的源极和漏极均为高阻状态，所述NMOS管Q2的漏极为高阻状态，所述PMOS管Q1和所述NMOS管Q2均处于截止状态。

示例地，这里仍以目标电子设备为TWS耳机为例，TWS耳机在正常使用时，往往需要从充电仓中拿出来，此时耳机POGO PIN的正极V因为脱离充电仓的V_BUS而失去5V电压，PMOS管Q1的S极和G极均为高阻(悬空)状态，在第一电阻R1的作用下PMOS管Q1的VGS＝0使得PMOS管Q1恒定截止，NMOS管Q2的栅极也处于高阻(悬空)状态，因此NMOS管Q2也截止，当充电端口的POGO PIN上有静电干扰到来时，PMOS管Q1和NMOS管Q2会将干扰隔离在POGO PIN上，同时利用第一电阻R1的耗能特性将干扰产生的能量消耗掉，避免干扰直接进入系统中，进而起到有效的防护作用。

以上技术方案，在目标电子设备处于非充电状态时，所述PMOS管Q1和所述NMOS管Q2截止，从而能够避免干扰信号传输至该充电组件，即对干扰信号起到隔离作用；在目标电子设备处于充电状态时，所述PMOS管Q1和所述NMOS管Q2导通，干扰信号经过第一电阻R1和第二电阻R2后，才能到达充电组件，通过第一电阻R1和第二电阻R2对干扰信号的消耗，能够有效避免干扰信号直接进入到该充电组件，从而能够对充电端口起到有效的防护作用，有利于提升电子设备的可靠性。

本公开另一示例性实施例中提供一种电子设备，该电子设备包括以上图1至图3任一项所述的保护电路。

本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种保护电路，其特征在于，应用于目标电子设备，所述保护电路包括：充电端口和浪涌吸收模块，所述浪涌吸收模块一端连接所述充电端口，另一端连接充电组件，所述浪涌吸收模块包括第一开关管、第二开关管和电阻；

所述浪涌吸收模块，用于在接收到浪涌信号的情况下，所述第一开关管和/或所述第二开关管截止，在接收到稳定的电流信号的情况下，所述第一开关管和所述第二开关管导通，以使所述浪涌吸收模块向所述充电组件充电；

所述电阻，用于在接收到浪涌信号的情况下，消耗所述浪涌信号；

所述第一开关管为PMOS管、所述第二开关管为NMOS管、所述电阻包括第一电阻和第二电阻，

所述充电端口的正极连接所述PMOS管的源极，所述充电端口的负极连接第一电阻的第一端和所述NMOS管的漏极，所述充电端口用于在目标电子设备处于充电状态时，与充电底座连接，以接收所述充电底座输出的电压信号；

所述NMOS管的栅极与所述PMOS管的漏极和所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述NMOS管的源极连接，所述NMOS管的源极用于接地；

所述PMOS管的栅极连接第一电阻的第二端，所述PMOS管的漏极作为信号输出端，用于连接所述目标电子设备中的充电组件，为所述充电组件提供输入电压。

2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述充电端口包括弹簧针，所述充电底座包括弹簧针套管，在所述目标电子设备处于充电状态时，所述弹簧针的正极用于连接所述充电底座中弹簧针套管的正极输出端，所述弹簧针的负极用于连接所述充电底座中弹簧针套管的负极输出端。

3.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述PMOS管和所述NMOS管封装为第一封装件，所述第一封装件与所述弹簧针，所述第一电阻，所述第二电阻和所述充电组件连接。

4.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述PMOS管，所述NMOS管，所述第一电阻，以及所述第二电阻封装为第二封装件，所述第二封装件与所述弹簧针和所述目标电子设备中的所述充电组件连接。

5.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，在所述目标电子设备处于充电状态时，所述NMOS管导通，所述充电底座的负极和所述弹簧针的负极通过所述NMOS管与所述目标电子设备的接地端接通，形成充电回路。

6.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，在所述目标电子设备处于充电状态时，所述PMOS管导通，所述PMOS管的源极电压通过所述PMOS管的漏极输入所述充电组件。

7.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管的导通电阻小于或者等于100mΩ。

8.根据权利要求2-7任一项所述的保护电路，其特征在于，在所述目标电子设备与所述充电底座分离时，所述PMOS管的源极和漏极均为高阻状态，所述NMOS管的漏极为高阻状态，所述PMOS管和所述NMOS管均处于截止状态。

9.一种电子设备，其特征在于，包括以上权利要求1-8任一项所述的保护电路。