CN219980431U - 过压保护电路、控制器及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种过压保护电路、控制器及车辆，属于电子技术领域。过压保护电路，包括：续流电路，续流电路的输入端与电源电连接，续流电路的输出端与负载电连接，且配置为将电源的电能传输至负载；钳位电路，与续流电路电连接，且配置为将续流电路的最大输出电压钳位至目标电压。根据本申请的过压保护电路，通过设置钳位电路将续流电路的输出电压钳位于目标电压，该目标电压为负载允许的接入电压；由此在出现过压时，保证负载的输入电压为目标电压，从而可以继续正常运行。

Description

过压保护电路、控制器及车辆

技术领域

本申请属于电子技术领域，尤其涉及一种过压保护电路、控制器及车辆。

背景技术

控制器上的芯片的电源电路上通常设有过压保护电路。目前，大多数过压保护电路采用过压关断技术，当检测到持续过压时关闭电源，保护后级芯片，该方案无法保证芯片过压时仍能保持正常工作，而且需要加入电压检测或电压反馈才能关断，实现成本高。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种过压保护电路、控制器及车辆，电源过压时，可以保证负载继续正常运行。

第一方面，本申请提供了一种过压保护电路，包括：续流电路，续流电路的输入端与电源电连接，续流电路的输出端与负载电连接，且配置为将电源的电能传输至负载；钳位电路，与续流电路电连接，且配置为将续流电路的最大输出电压钳位至目标电压。

根据本申请的过压保护电路，通过设置钳位电路将续流电路的输出电压钳位于目标电压，该目标电压为负载允许的接入电压；由此在过压时，保证负载的输入电压为目标电压，从而可以继续正常运行。

根据本申请的一个实施例，续流电路包括三极管和第一电阻，三极管的集电极分别与电源和第一电阻的第一端电连接，三极管的发射极与负载电连接，三极管的基极与第一电阻的第二端电连接。

根据本申请的一个实施例，三极管的饱和导通压降小于或等于0.2V。

根据本申请的一个实施例，钳位电路包括钳位二极管，钳位二极管的阳极与三极管的基极电连接，钳位二极管的阴极接地。

根据本申请的一个实施例，续流电路还包括电容，电容的第一端与三极管的发射极电连接，电容的第二端接地。

根据本申请的一个实施例，电源包括电池，电池的正极与续流电路的输入端电连接，电池的负极接地。

根据本申请的一个实施例，负载包括芯片，芯片的供电引脚与续流电路的输出端电连接。

根据本申请的一个实施例，过压保护电路还包括：防反电路，设置于续流电路的输入端与电源之间，且配置为在电源正接时导通，在电源反接时截止。

第二方面，本申请提供了一种控制器，控制器包括控制芯片和根据前述的过压保护电路，过压保护电路用于利用电源为控制芯片供电。

根据本申请的控制器，过压保护电路可以在电源过压时为控制芯片提供符合需要的供电电压，使控制芯片继续运行，保证了控制器的正常运行。

第三方面，本申请提供了一种车辆，车辆包括根据前述的控制器。

根据本申请的车辆，控制器在电源过压时继续运行，保证了车辆的正常运行。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施例提供的过压保护电路的结构框图之一；

图2是本申请实施例提供的过压保护电路的电路原理图；

图3是本申请实施例提供的过压保护电路的结构框图之二。

附图标记：

过压保护电路100，续流电路110，钳位电路120，防反电路130，电源200，负载300；

三极管Q，第一电阻R1，钳位二极管D，电容C，电池BAT，芯片U。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

参照图1，本申请的一个实施例提供了一种过压保护电路100。

在本实施方式中，过压保护电路100包括续流电路110和钳位电路120，续流电路110的输入端与电源200电连接，续流电路110的输出端与负载300电连接，且配置为将电源200的电能传输至负载300；钳位电路120与续流电路110电连接，且配置为将续流电路110的最大输出电压钳位至目标电压。

需要说明的是，目标电压可以为负载300所允许接入的电压。例如，负载300的工作电压为28V时，该目标电压可以为28V；或者该目标电压也可以为25V。

在一些实施例中，续流电路110可以包括电阻等元件，第一电阻主要起到电流传输及限流的作用。例如，续流电路110包括一个电阻，该电阻的第一端与电源200电连接，电阻的第二端与负载300电连接，电源200通过该电阻为负载300供电。

在另一些实施例中，续流电路110还可以包括滤波、稳压等电路，以为负载300提供更理想的供电电压。续流电路110的具体结构可以根据需求进行设置，本实施方式对此不加以限制。

在本实施方式中，若续流电路110发生过压，则钳位电路120对续流电路110的输出电压进行钳位，负载300所接入的电压等于该目标电压。若续流电路110未发生过压，则钳位电路120不对续流电路110的输出电压进行钳位，负载300所接入的电压等于该输出电压。其中，续流电路110发生过压可能由于电源200的输出电压升高超过，或者钳位电路120内部发生短路，导致续流电路110的输出电压可能大于目标电压。钳位电路120在过压时，可以不切断续流电路110，使电源200继续为负载300供电，使负载300继续运行。

根据本申请的过压保护电路100，通过设置钳位电路110将续流电路110的输出电压钳位于目标电压，该目标电压为负载允许的接入电压；由此在出现过压时，保证负载200的输入电压为目标电压，从而可以继续正常运行。

参照图2，在一些实施例中，续流电路110包括三极管Q和第一电阻R1，三极管Q的集电极分别与电源200和第一电阻R1的第一端电连接，三极管Q的发射极与负载300电连接，三极管Q的基极与第一电阻R1的第二端电连接。

可以理解的是，第一电阻R1可以保证三极管Q的集电极和基极之间处于反偏状态。在电源200的输出电压较低，三极管Q的集电极和基极之间的压降小于导通压降，而发射极和基极之间的压降大于导通压降时，三极管Q处于饱和导通状态。在电源200的输出电压较高，三极管Q的集电极和基极之间的压降大于导通压降，而发射极和基极之间的压降大于导通压降时，三极管Q处于放大状态。

在本实施方式中，钳位电路120可以连接于三极管Q的基极，钳位电路120将三极管Q的基极的电压VB钳位至第一电压V1，即VB＝V1。在三极管Q导通时，负载300的输入电压等于三极管Q的发射极的电压VE，VE＝V1-VBE，VBE为三极管Q的发射极和基极之间的导通压降，该电压VE即为目标电压。

在三极管Q处于导通时，电源200通过三极管Q为负载300供电。由于三极管Q在饱和导通状态下的导通压降(三极管Q的集电极和发射极之间的压降)较低，从而可以使得三极管Q的功耗较低。

在一些实施例中，三极管Q的饱和导通压降小于或等于0.2V。

饱和导通压降是指三极管Q处于饱和导通状态下，集电极和发射极之间的压降。三极管Q可以为锗管，采用锗材料可以降低三极管Q的饱和导通压降，降低三极管Q的功耗。

在一些实施例中，钳位电路120包括钳位二极管D，钳位二极管D的阳极与三极管Q的基极电连接，钳位二极管D的阴极接地。

在本实施方式中，三极管Q的基极大于钳位二极管D反向击穿电压VD时，钳位二极管D导通，三极管Q的基极电压钳位在VD。因此，负载300的输入电压被钳位于VD-VBE。

在一些实施例中，续流电路110还包括电容C，电容C的第一端与三极管Q的发射极电连接，电容C的第二端接地。

电容C可以吸收三极管Q的发射极的电流尖峰，从而平滑电流波形。在电源200接入或断开时会产生瞬时脉冲，三极管Q可以吸收该脉冲，保护负载300。在三极管Q的发射极输出为直流电时，电容C还可以起到稳压作用，使得负载300接入更稳定的电流。

在本实施方式中，通过对钳位二极管D和电容C的选型可以适用不同等级的电源200和负载300。其中，通过旋转不同饱和导通压降的钳位二极管D，可以使负载300的接入电压钳位于不同的电压。通过选择不同规格的电容C，可以使电容C能够吸收不同程度的电流尖峰。

在一些实施例中，电源200包括电池BAT，电池BAT的正极V+与续流电路110的输入端电连接，电池BAT的负极V-接地。

通常利用电池BAT作为储能元件为负载300进行供电，可以不依赖外接电源。以车辆为例，电池BAT低压电池，其输出电压为24V～36V。

在一些实施例中，电池BAT的正极V+与三极管Q的集电极电连接，电池BAT的负极V-接地，且与钳位二极管D的阴极连接。电池BAT的正极V+通过三极管Q为负载300供电。

在一些实施例中，负载包括芯片U，芯片U的供电引脚VCC与续流电路100的输出端电连接。

在本实施方式中，芯片U作为负载300，在电源200的供电下运行。由于芯片U需要保持运行，因此即使在电源200过压的情况下，钳位电路200将芯片U的供电引脚VCC的电压进行钳位，保持了芯片U的运行。

在一些实施例中，芯片U的供电引脚VCC分别与三极管Q的发射极和电容C的第一端电连接，芯片U的接地引脚GND接地。

参照图3，在一些实施例中，过压保护电路100还包括防反电路130，设置于续流电路110的输入端与电源200之间，且配置为在电源200正接时导通，在电源200反接时截止。

需要说明的是，正接指电源200的正极与防反电路130的正极连接，电源200的负极与防反电路130的负极连接；反接是指电源200的正极与防反电路130的负极连接，电源200的负极与防反电路130的正极连接。防反电路130在电源200反接时截止，从而防止导致后端电路损坏。

在一些实施例中，防反电路130可以包括二极管。二极管的阴极与三极管Q的集电极电连接，二极管的阳极作为防反电路130的正极；和/或，二极管的阳极与钳位二极管D的阴极电连接，二极管的阳极作为防反电路130的负极。

在另一些实施例中，防反电路130包括N型MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)管。N型MOSFET管的漏极与钳位二极管D的阴极电连接，N型MOSFET管的源极作为防反电路130的负极，N型MOSFET管的栅极作为防反电路130的正极。

本申请的一个实施例还提供了一种控制器，控制器包括控制芯片和根据前述的过压保护电路100，过压保护电路100用于利用电源200为控制芯片供电。控制芯片作为负载300通过过压保护电路100接收电源200输出的电能，过压保护电路100的具体结构和原理可以参照前述实施例，本实施方式在此不再赘述。

根据本申请的控制器，过压保护电路可以在电源过压时为控制芯片提供符合需要的供电电压，使控制芯片继续运行，保证了控制器的正常运行。当然，控制器还可以应用上述各实施例中的技术方案，其也具有相应的技术效果。

本申请的一个实施例还提供了一种车辆，车辆包括根据前述的控制器。控制器的具体结构和原理可以参照前述实施例，本实施方式在此不再赘述。

根据本申请的车辆，控制器在电源过压时继续运行，保证了车辆的正常运行。当然，车辆还可以应用上述各实施例中的技术方案，其也具有相应的技术效果。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不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，以便本申请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，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨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，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种过压保护电路，其特征在于，包括：

续流电路，所述续流电路的输入端与电源电连接，所述续流电路的输出端与负载电连接，且配置为将所述电源的电能传输至所述负载；

钳位电路，与所述续流电路的输入端电连接，且配置为将所述续流电路的最大输出电压钳位至目标电压。

2.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述续流电路包括三极管和第一电阻，所述三极管的集电极分别与所述电源和所述第一电阻的第一端电连接，所述三极管的发射极与所述负载电连接，所述三极管的基极与所述第一电阻的第二端电连接。

3.根据权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于，所述三极管的饱和导通压降小于或等于0.2V。

4.根据权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于，所述钳位电路包括钳位二极管，所述钳位二极管的阳极与所述三极管的基极电连接，所述钳位二极管的阴极接地。

5.根据权利要求3所述的过压保护电路，其特征在于，所述续流电路还包括电容，所述电容的第一端与所述三极管的发射极电连接，所述电容的第二端接地。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的过压保护电路，其特征在于，所述电源包括电池，所述电池的正极与所述续流电路的输入端电连接，所述电池的负极接地。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的过压保护电路，其特征在于，所述负载包括芯片，所述芯片的供电引脚与所述续流电路的输出端电连接。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的过压保护电路，其特征在于，所述过压保护电路还包括：

防反电路，设置于所述续流电路的输入端与电源之间，且配置为在所述电源正接时导通，在所述电源反接时截止。

9.一种控制器，其特征在于，所述控制器包括控制芯片和根据权利要求1-8中任一项所述的过压保护电路，所述过压保护电路用于利用电源为所述控制芯片供电。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求9所述的控制器。