CN219833772U - 一种基于mos管的过压欠压保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于MOS管的过压欠压保护电路，包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一三极管、第二三极管、电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻、NMOS管和光耦器件。在本实用新型的保护电路中，当电源输入电压过低，第二二极管未反向导通，使得光耦器件的第三和第四引脚不能连通，从而第二三极管不导通，使得NMOS管关闭，导致电压不能进入从而保护内部电路；当电源输入电压达到第二二极管反向导通电压，同时未达到第一二极管最大反向工作电压时，内部电路能够正常工作；当电源输入电压继续增加大于第一二极管最大反向工作电压时，第一二极管反向导通，导致第一三极管开启，使得NMOS管关闭，此时电压也不能进入从而保护内部电路。

Description

一种基于MOS管的过压欠压保护电路

技术领域

本实用新型属于过压和欠压保护技术领域，具体涉及一种基于MOS管的过压欠压保护电路。

背景技术

通常在电子应用领域中，鉴于外部供电电源及使用过程中的一些不稳定因素，所以需要设计一些电路来保护内部电路，防止因外部干扰对内部电路造成损坏。有些设备的电压一般工作在特定电压以内，例如36V以内，但很多时候由于外部电压会有超压或欠压的情况出现，导致内部电路损坏。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供一种基于MOS管的过压欠压保护电路，解决外部电压超压或欠压而导致内部电路损坏的问题。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种基于MOS管的过压欠压保护电路，包括第一二极管D101、第二二极管D201、第三二极管D301、第一三极管Q101、第二三极管Q201、电阻R101、第一电阻R201、第二电阻R202、第三电阻R203、NMOS管Q301和光耦器件U101；

第一二极管D101为瞬态抑制二极管，负极与输入正极相连接，正极与电阻R101的一端相连接；第二二极管D201为瞬态抑制二极管，负极与输入正极相连接，正极与第一电阻R201的一端相连接；光耦器件U101的第一控制端引脚与第一电阻R201的另一端相连接，第二引脚与电源输入负极相连接，第四引脚与第二电阻R202的一端相连接，第二电阻R202的另一端与输入正极相连接；第二三极管Q201为NPN型三极管，基极与光耦器件U101的第三引脚相连接，集电极通过第三电阻R203与输入正极相连接，发射集与NMOS管Q301栅极相连接；第三二极管D301为稳压二极管，正极与NMOS管Q301源极相连接，负极与NMOS管Q301栅极相连接；第一三极管Q101为NPN型三极管，基极与电阻R101的另一端相连接，集电极与NMOS管Q301栅极相连接，发射集与输入负极相连接；NMOS管Q301源极与输入负极相连接，NMOS管Q301漏极与输出负极相连接；输入正极与输出正极直接相连接。

进一步的，第一二极管D101和第二二极管D201型号分别为1SMB30AT3G和1SMB5.0AT3G。

进一步的，第三二极管D301型号为SMB3Z12A。

进一步的，第一三极管Q101和第二三极管Q201型号均为2N910。

进一步的，光耦器件U101型号为TLP281。

进一步的，NMOS管Q301型号为2SK2553L。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

在本实用新型的基于MOS管的过压欠压保护电路中，当电源输入电压过低，第二二极管D201未导通，使得光耦器件U101的第三和第四引脚不能连通，从而第二三极管Q201不导通，使得NMOS管Q301关闭，导致电压不能进入从而保护内部电路；当电源输入电压达到第二二极管D201反向导通电压，同时未达到第一二极管D101最大反向工作电压时，光耦器件U101的第三和第四引脚连通，第二三极管Q201导通，此时输入电压达到一定限度，使得MOS管Q301满足开启条件，从而内部电路能够正常工作；当电源输入电压继续增加大于第一二极管D101最大反向工作电压时，第一二极管D101反向导通，导致第一三极管Q101开启，使得NMOS管Q301关闭，此时电压也不能进入从而保护内部电路。

附图说明

图1为本实用新型的基于MOS管的过压欠压保护电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型提供一种安全性好、实现简单的MOS管过压和欠压的保护电路，包括第一二极管D101、第二二极管D201、第三二极管D301、第一三极管Q101、第二三极管Q201、电阻R101、第一电阻R201、第二电阻R202、第三电阻R203、NMOS管Q301和光耦器件U101；

第一二极管D101为瞬态抑制二极管，负极与输入正极相连接，正极与电阻R101的一端相连接；第二二极管D201为瞬态抑制二极管，负极与输入正极相连接，正极与第一电阻R201的一端相连接；光耦器件U101的第一控制端引脚与第一电阻R201的另一端相连接，第二引脚与电源输入负极相连接，第四引脚与第二电阻R202的一端相连接，第二电阻R202的另一端与输入正极相连接；第二三极管Q201为NPN型三极管，基极与光耦器件U101的第三引脚相连接，集电极通过第三电阻R203与输入正极相连接，发射集与NMOS管Q301栅极相连接；第三二极管D301为稳压二极管，正极与NMOS管Q301源极相连接，负极与NMOS管Q301栅极相连接；第一三极管Q101为NPN型三极管，基极与电阻R101的另一端相连接，集电极与NMOS管Q301栅极相连接，发射集与输入负极相连接；NMOS管Q301源极与输入负极相连接，NMOS管Q301漏极与输出负极相连接；输入正极与输出正极直接相连接。

本实用新型用于保护内部电路在合适的输入电压范围内工作。当电源输入电压过低，第二二极管D201未反向导通，使得光耦器件U101的第三和第四引脚不能连通，从而第二三极管Q201不导通，使得NMOS管Q301关闭，导致电压不能进入从而保护内部电路；当电源输入电压达到第二二极管D201反向导通电压，同时未达到第一二极管D101最大反向工作电压时，光耦器件U101的第三和第四引脚连通，第二三极管Q201导通，此时输入电压达到一定限度，使得MOS管Q301满足开启条件，从而内部电路能够正常工作；当电源输入电压继续增加大于第一二极管D101最大反向工作电压时，第一二极管D101反向导通，导致第一三极管Q101开启，使得NMOS管Q301关闭，此时电压也不能进入从而保护内部电路。输入电压重新恢复正常电压范围后，电路可以正常稳定工作，适应性强。

具体的，如图1所示，本实用新型实施例的基于MOS管的过压欠压保护电路，包括二极管D101、二极管D201、二极管D301、三极管Q101、三极管Q201、电阻R101、电阻R201、电阻R202、电阻R203、NMOS管Q301和光耦器件U101；二极管D101为瞬态抑制二极管，负极与电源输入正极相连接，二极管D101正极与电阻R101相连接；二极管D201为瞬态抑制二极管，二极管D201负极与电源输入正极相连接，二极管D201正极与电阻R201相连接；光耦U101的控制端引脚1与电阻R201相连接，引脚2与电源输入负极相连接，引脚4与电阻R202相连接，引脚3与三极管Q201基极相连接；三极管Q201为NPN型三极管，集电极与电阻R203相连接，发射集与NMOS管Q301栅极相连接；电阻R202和电阻R203均与输入正极相连接；二极管D301为稳压二极管，正极与NMOS管Q301源极相连接，负极与NMOS管Q301栅极相连接；三极管Q101为NPN型三极管，基极与电阻R101相连接，集电极与NMOS管Q301栅极相连接，发射集与电源输入负极相连接；NMOS管Q301源极与电源输入负极相连接，NMOS管Q301漏极与输出负极相连接；电源输入正极与电源输出正极直接相连接。

在其中一个实施例中，二极管D301为一稳压二极管，保证NMOS管Q301正常连接下的开启和过压下对NMOS管Q301的保护，二极管D301型号为SMB3Z12A；

在其中一个实施例中，电阻R101、电阻R201实现对二极管反向导通时的限流作用；

在其中一个实施例中，三极管Q101、三极管Q201的类型为NPN型三极管，型号均为2N910；

在其中一个实施例中，二极管D101和二极管D201均为瞬态抑制二极管，型号分别为1SMB30AT3G和1SMB5.0AT3G；

在其中一个实施例中，光耦U101的导通与截止，控制三极管Q201的开启和关断，光耦U101的型号为TLP281；

在其中一个实施例中，所述NMOS管Q301的型号为2SK2553L。

在这种MOS管过压、欠压保护电路中，当外部输入电压过低，二极管D201未反向导通；由于二极管D201的不导通，使得光耦U101的控制端1、2引脚不能点亮内部二极管，从而使得3、4引脚不能连通；由于光耦U101的3、4引脚不导通，使得三极管Q201的基极与发射集之间不导通，从而三极管Q201的集电极与发射集不导通；由于三极管Q201的集电极和发射集不导通，使得NMOS管Q301栅极与源极之间没有电压，导致NMOS管Q301处于关闭状态，导致电压不能进入内部从而保护内部电路。

当外部输入电压达到二极管D201反向导通电压后，但未达到二极管D101开启电压时，二极管D201反向导通，使得光耦U101的1、2引脚存在电流，控制光耦U101的3、4引脚连通；当光耦U101的3、4引脚连通后，三极管Q201基极发射集导通，从而使得三极管Q201的集电极和发射集导通，此时电源输入电压已经达到一定限度，二极管D301两端存在一定电压，从而控制MOS管Q301源极与漏极开启，使得内部电路能够正常工作；当输入电压超过二极管D301的稳定电压后，D301可以将电压稳定在一个固定范围，保护NOMS管始终正常工作。

当输入电压继续增加大于二极管D101反向最大工作电压时，二极管D101反向导通，此时会有电流流过三极管Q101的基极和发射集，使得三极管Q101的集电极和发射集导通，此时就会造成MOS管Q301的栅极与源极之间电压为零，导致NMOS管Q301关闭，此时电压也不能进入内部从而保护内部电路。

输入电压重新恢复正常电压范围后，电路可以正常稳定工作，适应性强。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于MOS管的过压欠压保护电路，其特征在于，包括第一二极管D101、第二二极管D201、第三二极管D301、第一三极管Q101、第二三极管Q201、电阻R101、第一电阻R201、第二电阻R202、第三电阻R203、NMOS管Q301和光耦器件U101；

第一二极管D101为瞬态抑制二极管，负极与输入正极相连接，正极与电阻R101的一端相连接；第二二极管D201为瞬态抑制二极管，负极与输入正极相连接，正极与第一电阻R201的一端相连接；光耦器件U101的第一控制端引脚与第一电阻R201的另一端相连接，第二引脚与电源输入负极相连接，第四引脚与第二电阻R202的一端相连接，第二电阻R202的另一端与输入正极相连接；第二三极管Q201为NPN型三极管，基极与光耦器件U101的第三引脚相连接，集电极通过第三电阻R203与输入正极相连接，发射集与NMOS管Q301栅极相连接；第三二极管D301为稳压二极管，正极与NMOS管Q301源极相连接，负极与NMOS管Q301栅极相连接；第一三极管Q101为NPN型三极管，基极与电阻R101的另一端相连接，集电极与NMOS管Q301栅极相连接，发射集与输入负极相连接；NMOS管Q301源极与输入负极相连接，NMOS管Q301漏极与输出负极相连接；输入正极与输出正极直接相连接。

2.根据权利要求1所述的基于MOS管的过压欠压保护电路，其特征在于，第一二极管D101和第二二极管D201型号分别为1SMB30AT3G和1SMB5.0AT3G。

3.根据权利要求1所述的基于MOS管的过压欠压保护电路，其特征在于，第三二极管D301型号为SMB3Z12A。

4.根据权利要求1所述的基于MOS管的过压欠压保护电路，其特征在于，第一三极管Q101和第二三极管Q201型号均为2N910。

5.根据权利要求1所述的基于MOS管的过压欠压保护电路，其特征在于，光耦器件U101型号为TLP281。

6.根据权利要求1所述的基于MOS管的过压欠压保护电路，其特征在于，NMOS管Q301型号为2SK2553L。