CN220107573U - 防反接电路及电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种防反接电路及电子装置，该防反接电路包括：升压电路；切换电路，与升压电路的抬升电压输出端连接；整流桥电路，分别与切换电路和升压电路连接；负载，负载的一端连接接地端，负载的另一端连接整流桥电路；其中，整流桥电路连接接地端，在抬升电压的控制下，整流桥电路、负载、接地端及直流电源形成回路，且负载的另一端通过整流桥电路耦接直流电源的正极。通过上述的方式，防反接电路能够保证负载的另一端始终连接直流电源的正极，从而实现防电源反接的功能，避免使用专用电源保护芯片带来的成本高、供货周期不稳定的问题。

Description

防反接电路及电子装置

技术领域

本申请涉及电源保护技术领域，具体是涉及防反接电路及电子装置。

背景技术

目前很多电子装置为了避免电源反接造成短路，会用专用电源保护芯片设计防电源反接电路，以保护电子装置。但是，利用专用电源保护芯片实现防电源反接的方案存在成本高、芯片供货周期不稳定的问题。

实用新型内容

为解决现有技术的上述问题，本申请提供一种防反接电路及电子装置，能够在实现防止电源反接的基础上解决专用电源保护芯片成本高、芯片供货周期不稳定的问题。

本申请提供一种防反接电路，所述防反接电路包括：升压电路，用于产生抬升电压；切换电路，与所述升压电路的抬升电压输出端连接，以接收所述抬升电压；整流桥电路，用于接入直流电源，所述整流桥电路与所述切换电路连接，以切换性接收所述抬升电压；所述整流桥电路与所述升压电路连接，以给所述升压电路提供工作电源；负载，所述负载的一端连接接地端，所述负载的另一端连接所述整流桥电路；其中，所述整流桥电路连接所述接地端，在所述抬升电压的控制下，所述整流桥电路、所述负载、所述接地端及所述直流电源形成回路，且所述负载的另一端通过所述整流桥电路耦接所述直流电源的正极。

在一实施例中，所述整流桥电路包括：第一开关组件，所述第一开关组件的一端连接所述负载的另一端，所述第一开关组件的控制端连接所述切换电路；第二开关组件，所述第二开关组件的一端连接所述第一开关组件的另一端，所述第二开关组件的另一端连接所述接地端，所述第二开关组件的控制端连接直流电源输入端；钳位组件，所述钳位组件的一端连接所述第二开关组件的控制端，所述钳位组件的另一端连接所述接地端。

在一实施例中，所述第一开关组件包括：第一开关元件，所述第一开关元件的第一通路端连接所述负载的另一端，所述第一开关元件的控制端连接所述切换电路的第一输出端；第二开关元件，所述第二开关元件的第一通路端连接所述负载的另一端，所述第二开关元件的控制端连接所述切换电路的第二输出端。

在一实施例中，所述直流电源输入端包括第一电源输入端和第二电源输入端，所述第二开关组件包括：第三开关元件，所述第三开关元件的第一通路端连接所述第一开关元件的第二通路端，所述第三开关元件的第二通路端连接所述接地端，所述第三开关元件的控制端连接所述第一电源输入端，所述第二电源输入端连接于所述第三开关元件的第一通路端与所述第一开关元件的第二通路端之间的节点；第四开关元件，所述第四开关元件的第一通路端连接所述第二开关元件的第二通路端，所述第四开关元件的第二通路端连接所述接地端，所述第四开关元件的控制端连接所述第二电源输入端，所述第一电源输入端连接于所述第四开关元件的第一通路端与所述第二开关元件的第二通路端之间的节点。

在一实施例中，所述钳位组件包括：第一二极管，所述第一二极管的阳极连接所述接地端，所述第一二极管的阴极连接所述第三开关元件的控制端且连接所述切换电路的第一输入端；第二二极管，所述第二二极管的阳极连接所述接地端，所述第二二极管的阴极连接所述第四开关元件的控制端，且连接所述切换电路的第二输入端。

在一实施例中，所述第二开关组件还包括：第一电阻，连接于所述第三开关元件的控制端与所述第一电源输入端之间，且所述第一二极管的阴极连接于所述第三开关元件的控制端与所述第一电阻之间的节点；第二电阻，连接于所述第四开关元件的控制端与所述第二电源输入端之间，且所述第二二极管的阴极连接于所述第四开关元件的控制端与所述第二电阻之间的节点。

在一实施例中，所述第一二极管和所述第二二极管为稳压二极管。

在一实施例中，所述第一开关元件、所述第二开关元件、所述第三开关元件和所述第四开关元件为N型MOS管。

在一实施例中，所述第一开关组件还包括第三电阻及第四电阻，所述第三电阻连接于所述第一开关元件的控制端与所述切换电路的第一输出端之间，所述第四电阻连接于所述第二开关元件的控制端与所述切换电路的第二输出端之间。

在一实施例中，所述第一开关组件还包括第五电阻及第六电阻，所述第五电阻连接于所述第一开关元件的控制端与所述接地端之间，所述第六电阻连接于所述第二开关元件的控制端与所述接地端之间。

在一实施例中，所述切换电路包括：第一互反选通电路，所述第一互反选通电路的输入端连接所述整流桥电路的第一输出端，所述第一互反选通电路的输出端连接所述整流桥电路的第二输入端；第二互反选通电路，所述第二互反选通电路的输入端连接所述整流桥电路的第二输出端，所述第二互反选通电路的输出端连接所述整流桥电路的第一输入端。

在一实施例中，所述第一互反选通电路包括：第五开关元件，所述第五开关元件的第一通路端连接所述升压电路的抬升电压输出端，所述第五开关元件的第二通路端连接所述整流桥电路的第二输入端；第六开关元件，所述第六开关元件的第一通路端连接所述第五开关元件的控制端，所述第六开关元件的第二通路端连接所述接地端，所述六开关元件的控制端连接所述整流桥电路的第一输出端；第七电阻，所述第七电阻的一端连接所述升压电路的抬升电压输出端，所述第七电阻的另一端连接于所述第五开关元件的控制端与所述第六开关元件的第一通路端之间的节点。

在一实施例中，所述第一互反选通电路还包括：第八电阻，所述第八电阻连接于所述整流桥电路的第一输出端与所述第六开关元件的控制端之间；第九电阻，所述第九电阻连接于所述升压电路的抬升电压输出端与所述第五开关元件的第一通路端之间。

在一实施例中，所述第五开关元件为P型MOS管，所述第六开关元件为N型MOS管。

在一实施例中，所述第二互反选通电路包括：第七开关元件，所述第七开关元件的第一通路端连接所述升压电路的抬升电压输出端，所述第七开关元件的第二通路端连接所述整流桥电路的第一输入端；第八开关元件，所述第八开关元件的第一通路端连接所述第七开关元件的控制端，所述第八开关元件的第二通路端连接所述接地端，所述八开关元件的控制端连接所述整流桥电路的第二输出端；第十电阻，所述第十电阻的一端连接所述升压电路的抬升电压输出端，所述第十电阻的另一端连接于所述第七开关元件的控制端与所述第八开关元件的第一通路端之间的节点。

在一实施例中，所述第二互反选通电路还包括：第十一电阻，所述第十一电阻连接于所述整流桥电路的第二输出端与所述第八开关元件的控制端之间；第十二电阻，所述第十二电阻连接于所述升压电路的抬升电压输出端与所述第七开关元件的第一通路端之间。

在一实施例中，所述第七开关元件为P型MOS管，所述第八开关元件为N型MOS管。

在一实施例中，所述整流桥电路与所述负载之间的节点引出工作电压端，所述升压电路包括：稳压电路，所述稳压电路的输入端连接所述工作电压端，所述稳压电路的输出端用于稳定提供供电电压；控制信号发生电路，所述控制信号发生电路的输入端连接所述稳压电路的输出端，所述控制信号发生电路的输出端用于输出控制信号；悬浮电路，所述悬浮电路的第一输入端连接所述工作电压端，所述悬浮电路的第二输入端连接所述稳压电路的输出端，所述悬浮电路的第三输入端连接所述控制信号发生电路的输出端。

在一实施例中，所述悬浮电路包括：第三二极管，所述第三二极管的阳极连接所述工作电压端；第四二极管，所述第四二极管的阳极连接所述第三二极管的阴极，所述第四二极管的阴极连接所述抬升电压输出端；第一电容，所述第一电容的一端连接于所述第三二极管的阴极与所述第四二极管的阳极之间的节点；第二电容，所述第二电容的一端连接于所述第四二极管的阴极与所述抬升电压输出端之间的节点，所述第二电容的另一端连接所述接地端；第九开关元件，所述第九开关元件的第一通路端连接所述稳压电路的输出端，所述第九开关元件的第二通路端连接所述第一电容的另一端，所述第九开关元件的控制端连接所述控制信号发生电路的输出端；第十开关元件，所述第十开关元件的第一通路端连接所述接地端，所述第十开关元件的第二通路端连接所述第一电容的另一端，所述第十开关元件的控制端连接所述控制信号发生电路的输出端。

在一实施例中，所述悬浮电路还包括：第十三电阻，连接于所述第九开关元件的控制端与所述控制信号发生电路的输出端之间；第十四电阻，连接于所述第十开关元件的控制端与所述控制信号发生电路的输出端之间；第十五电阻，连接于所述第九开关元件的第二通路端与所述第一电容的另一端之间；第十六电阻，连接于所述第十开关元件的第二通路端与所述第一电容的另一端之间。

在一实施例中，所述第九开关元件为P型MOS管，所述第十开关元件为N型MOS管。

本申请还提供一种电子装置，所述电子装置包括上述任一所述的防反接电路。

本申请实施例的有益效果是：区别于现有技术，本申请提供的防反接电路包括：升压电路，用于产生抬升电压；切换电路，与所述升压电路的抬升电压输出端连接，以接收所述抬升电压；整流桥电路，用于接入直流电源，所述整流桥电路与所述切换电路连接，以切换性接收所述抬升电压；所述整流桥电路与所述升压电路连接，以给所述升压电路提供工作电源；负载，所述负载的一端连接接地端，所述负载的另一端连接所述整流桥电路；其中，所述整流桥电路连接所述接地端，在所述抬升电压的控制下，所述整流桥电路、所述负载、所述接地端及所述直流电源形成回路，且所述负载的另一端通过所述整流桥电路耦接所述直流电源的正极。通过这样的方式，所述防反接电路能够保证负载的另一端始终连接所述直流电源的正极，从而实现防电源反接的功能，避免使用专用电源保护芯片带来的成本高、供货周期不稳定的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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是本申请提供的防反接电路一实施例的结构示意图；

图2是图1的整流桥电路一实施例的结构示意图；

图3是图1的切换电路一实施例的结构示意图；

图4是图1的升压电路一实施例的结构示意图；

图5是图4的悬浮电路一实施例的结构示意图；

图6是本申请提供的电子装置一实施例的结构示意图；

图7是图6的电子装置一实施例的结构组成框图示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。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他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，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、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请提供的防反接电路包括：升压电路，用于产生抬升电压；切换电路，与所述升压电路的抬升电压输出端连接，以接收所述抬升电压；整流桥电路，用于接入直流电源，所述整流桥电路与所述切换电路连接，以切换性接收所述抬升电压；所述整流桥电路与所述升压电路连接，以给所述升压电路提供工作电源；负载，所述负载的一端连接接地端，所述负载的另一端连接所述整流桥电路；其中，所述整流桥电路连接所述接地端，在所述抬升电压的控制下，所述整流桥电路、所述负载、所述接地端及所述直流电源形成回路，且所述负载的另一端通过所述整流桥电路耦接所述直流电源的正极。通过这样的方式，所述防反接电路能够保证负载的另一端始终连接所述直流电源的正极，从而实现防电源反接的功能，避免使用专用电源保护芯片带来的成本高、供货周期不稳定的问题。

请参阅图1，图1是本申请提供的防反接电路一实施例的结构示意图。防反接电路100用于防止直流电源接入电子装置中由于反接造成电子装置损坏。防反接电路100由通用器件组成，相对于采用专用电源保护芯片实现防电源反接，存在成本低的优点，且解决了芯片供货周期不稳定的问题。

防反接电路100可包括但不限于升压电路110、切换电路120、整流桥电路130及负载RL。升压电路110包括抬升电压输出端V_UP，用于产生抬升电压Vboost。切换电路120与升压电路110的抬升电压输出端V_UP连接，以接收抬升电压Vboost。整流桥电路130可以接入直流电源。直流电源通过第一电源输入端POWER_IN1和第二电源输入端POWER_IN2接入整流桥电路130。整流桥电路130与切换电路120连接，以切换性接收抬升电压Vboost。整流桥电路130与升压电路110连接，以给升压电路110提供工作电源。负载RL一端连接接地端GND，负载RL的另一端连接整流桥电路130。整流桥电路130还连接接地端GND。在抬升电压Vboost的控制下，整流桥电路130、负载RL、接地端GND及直流电源形成回路，且负载RL的另一端通过整流桥电路130耦接直流电源的正极，使得无论直流电源如何接入整流桥电路130、负载RL的另一端始终连接直流电源的正极，从而实现防反接的功能、避免直流电源反接烧坏电路或者电子装置。具体地，当第一电源输入端POWER_IN1接入直流电源的正极时，则负载RL的另一端通过第一电源输入端POWER_IN1与直流电源的正极连接。当第二电源输入端POWER_IN2接入直流电源的正极时，则负载RL的另一端通过第二电源输入端POWER_IN2与直流电源的正极连接。

请结合参阅图1和图2，图2是图1的整流桥电路一实施例的结构示意图。整流桥电路130用于控制切换电路120通过抬升电压Vboost选通开关元件，使得负载RL的另一端切换性耦接直流电源的正极。

整流桥电路130可包括但不限于第一开关组件131、第二开关组件132及钳位组件133。第一开关组件131的一端连接负载RL的另一端。第一开关组件131的控制端连接切换电路120。第二开关组件132的一端连接第一开关组件131的另一端。第二开关组件132的另一端连接接地端GND。第二开关组件132的控制端连接直流电源输入端。直流电源输入端包括第一电源输入端POWER_IN1和第二电源输入端POWER_IN2。钳位组件133的一端连接第二开关组件132的控制端。钳位组件133的另一端连接接地端GND。

进一步地，第一开关组件131可包括但不限于第一开关元件Q1、第二开关元件Q2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5及第六电阻R6。第一开关元件Q1的第一通路端连接负载RL的另一端。第一开关元件Q1的控制端连接切换电路120的第一输出端(VGS2)，以切换性接收抬升电压Vboost，从而在抬升电压Vboost的控制下导通第一开关元件Q1，使得负载RL的另一端耦接接入整流桥电路130的直流电源的正极，进而实现防电源反接。第二开关元件Q2的第一通路端连接负载RL的另一端。第二开关元件Q2的控制端连接切换电路120的第二输出端(VGS1)，以切换性接收抬升电压Vboost，从而在抬升电压Vboost的控制下导通第二开关元件Q2，使得负载RL的另一端耦接接入整流桥电路130的直流电源的正极，进而实现防电源反接。第三电阻R3连接于第一开关元件Q1的控制端与切换电路120的第一输出端之间，以保护第一开关元件Q1。第四电阻R4连接于第二开关元件Q2的控制端与切换电路120的第二输出端之间，以保护第二开关元件Q2。第五电阻R5连接于第一开关元件Q1的控制端与接地端GND之间，以拉低第一开关元件Q1的控制端的电位、避免悬空。第六电阻R6连接于第二开关元件Q2的控制端与接地端GND之间，以拉低第二开关元件Q2的控制端的电位、避免悬空。

进一步地，第二开关组件132可包括但不限于第三开关元件Q3、第四开关元件Q4、第一电阻R1及第二电阻R2。第三开关元件Q3的第一通路端连接第一开关元件Q1的第二通路端。第三开关元件Q3的第二通路端连接接地端GND。第三开关元件Q3的控制端连接第一电源输入端POWER_IN1。第一电阻R1连接于第三开关元件Q3的控制端与第一电源输入端POWER_IN1之间。第二电源输入端POWER_IN2连接于第三开关元件Q3的第一通路端与第一开关元件Q1的第二通路端之间的节点。第四开关元件Q4的第一通路端连接第二开关元件Q2的第二通路端。第四开关元件Q4的第二通路端连接接地端GND。第四开关元件Q4的控制端连接第二电源输入端POWER_IN2。第二电阻R2连接于第四开关元件Q4的控制端与第二电源输入端POWER_IN2之间。第一电源输入端POWER_IN1连接于第四开关元件Q4的第一通路端与第二开关元件Q2的第二通路端之间的节点。

可选地，第一开关元件Q1、第二开关元件Q2、第三开关元件Q3和第四开关元件Q4可以为N型MOS管。

进一步地，钳位组件133可包括但不限于第一二极管D1及第二二极管D2。第一二极管D1的阳极连接接地端GND。第一二极管D1的阴极连接第三开关元件Q3的控制端且连接切换电路120的第一输入端，以在反向导通时输出第一钳位电压VREF1至第三开关元件Q3的控制端和切换电路120的第一输入端。其中，第一二极管D1的阴极为整流桥电路130的第一输出端。第一钳位电压VREF1用于充分导通第三开关元件Q3，且使得切换电路120的第二输出端输出第一导通电压VGS1至第二开关元件Q2的控制端。具体地，第一二极管D1的阴极连接于第三开关元件Q3的控制端与第一电阻R1之间的节点。第二二极管D2的阳极连接接地端GND。第二二极管D2的阴极连接第四开关元件Q4的控制端，且连接切换电路120的第二输入端，以在反向导通时输出第二钳位电压VREF2至第四开关元件Q4的控制端和切换电路120的第二输入端。其中，第二二极管D2的阴极为整流桥电路130的第二输出端。第二钳位电压VREF2用于充分导通第四开关元件Q4，且使得切换电路120的第一输出端输出第二导通电压VGS2至第一开关元件Q1的控制端。具体地，第二二极管D2的阴极连接于第四开关元件Q4的控制端与第二电阻R2之间的节点。

可选地，第一二极管D1和第二二极管D2可以为稳压二极管。

请结合参阅图1和图3，图3是是图1的切换电路一实施例的结构示意图。切换电路120用于切换导通整流桥电路130中的第一开关组件131，使得负载RL的另一端切换性耦接接入整流桥电路130的直流电源的正极。

切换电路120可包括但不限于第一互反选通电路121和第二互反选通电路122。第一互反选通电路121的输入端(VREF1)连接整流桥电路130的第一输出端(VREF1)。其中，第一互反选通电路121的输入端为切换电路120的第一输入端。第一互反选通电路121的输出端(VGS1)连接整流桥电路130的第二输入端(VGS1)。其中，第一互反选通电路121的输出端为切换电路120的第二输出端。整流桥电路130的第二输入端为第二开关元件Q2的控制端。第二互反选通电路122的输入端(VREF2)连接整流桥电路130的第二输出端(VREF2)。其中，第二互反选通电路122的输入端为切换电路120的第二输入端。第二互反选通电路122的输出端(VGS2)连接整流桥电路130的第一输入端(VGS2)。其中，第二互反选通电路122的输出端为切换电路120的第一输出端。整流桥电路130的第一输入端为第一开关元件Q1的控制端。

进一步地，第一互反选通电路121可包括但不限于第五开关元件Q5、第六开关元件Q6、第七电阻R7、第八电阻R8及第九电阻R9。第五开关元件Q5的第一通路端连接升压电路110的抬升电压输出端V_UP，以接收抬升电压Vboost。第五开关元件Q5的第二通路端连接整流桥电路130的第二输入端(第二开关元件Q2的控制端)，以在导通时控制第二开关元件Q2导通，使得负载RL的另一端连接接入直流电源的正极。第六开关元件Q6的第一通路端连接第五开关元件Q5的控制端。第六开关元件Q6的第二通路端连接接地端GND。第六开关元件Q6的控制端连接整流桥电路130的第一输出端(第一二极管D1的阴极)，以在第一钳位电压VREF1的控制下导通，从而使得第五开关元件Q5导通。第七电阻R7的一端连接升压电路110的抬升电压输出端V_UP，第七电阻R7的另一端连接于第五开关元件Q5的控制端与第六开关元件Q6的第一通路端之间的节点。其中，第六开关元件Q6导通时第五开关元件Q5才能导通、第七电阻R7限制第六开关元件Q6导通时流经第六开关元件Q6的电流。第八电阻R8连接于整流桥电路130的第一输出端(第一二极管D1的阴极)与第六开关元件Q6的控制端之间，以保护第六开关元件Q6。第九电阻R9连接于升压电路110的抬升电压输出端V_UP与第五开关元件Q5的第一通路端之间，以保护第五开关元件Q5。

可选地，第五开关元件Q5可以为P型MOS管。第六开关元件Q6可以为N型MOS管。

进一步地，第二互反选通电路122可包括但不限于第七开关元件Q7、第八开关元件Q8、第十电阻R10、第十一电阻R11及第十二电阻R12。第七开关元件Q7的第一通路端连接升压电路110的抬升电压输出端V_UP。第七开关元件Q7的第二通路端连接整流桥电路130的第一输入端(第一开关元件Q1的控制端)，以在导通时控制第一开关元件Q1导通，使得负载RL的另一端连接接入直流电源的正极。第八开关元件Q8的第一通路端连接第七开关元件Q7的控制端。第八开关元件Q8的第二通路端连接接地端GND。第八开关元件Q8的控制端连接整流桥电路130的第二输出端(第二二极管D2的阴极)，以在第二钳位电压VREF2的控制下导通，从而使得第七开关元件Q7导通。第十电阻R10的一端连接升压电路110的抬升电压输出端V_UP。第十电阻R10的另一端连接于第七开关元件Q7的控制端与第八开关元件Q8的第一通路端之间的节点。其中，第八开关元件Q8导通时第七开关元件Q7才能导通、第十电阻R10限制第八开关元件Q8导通时流经第八开关元件Q8的电流。第十一电阻R11连接于整流桥电路130的第二输出端(第二二极管D2的阴极)与第八开关元件Q8的控制端之间，以保护第八开关元件Q8。第十二电阻R12连接于升压电路110的抬升电压输出端V_UP与第七开关元件Q7的第一通路端之间，以保护第七开关元件Q7。

可选地，第七开关元件Q7可以为P型MOS管。第八开关元件Q8可以为N型MOS管。

请结合参阅图2和图3，整流桥电路130和切换电路120的工作原理如下：

当第一电源输入端POWER_IN1接直流电源的正极，第二电源输入端POWER_IN2接直流电源的负极时，第一二极管D1反向导通使得第三开关元件Q3的控制端的电位被钳制至第一钳位电压VREF1≥4V、充分导通第三开关元件Q3。第一钳位电压VREF1≥4V使得第六开关元件Q6导通，进而使得第五开关元件Q5导通、输出第一导通电压VGS1＝Vboost(大于直流电源的电压)至第二开关元件Q2的控制端，最终使得第二开关元件Q2导通、负载RL的另一端耦接至直流电源的正极。由于第二钳位电压VREF2＝0，使得第一开关元件Q1和第四开关元件Q4完全截止。

当第一电源输入端POWER_IN1接直流电源的负极，第二电源输入端POWER_IN2接直流电源的正极时，第二二极管D2反向导通使得第四开关元件Q4的控制端的电位被钳制至第二钳位电压VREF2≥4V、充分导通第四开关元件Q4。第二钳位电压VREF2≥4V使得第八开关元件Q8导通，进而使得第七开关元件Q7导通、输出第二导通电压VGS2＝Vboost(大于直流电源的电压)至第一开关元件Q1的控制端，最终使得第一开关元件Q1导通、负载RL的另一端耦接至直流电源的正极。由于第一钳位电压VREF1＝0，使得第二开关元件Q2和第三开关元件Q3完全截止。

请结合参阅图1和图4，图4是图1的升压电路一实施例的结构示意图。升压电路110用于产生抬升电压Vboost以导通整流桥电路130的第一开关组件131，使得负载RL的另一端切换性耦接接入整流桥电路130的直流电源的正极。

整流桥电路130与负载RL之间的节点引出工作电压端V_IN。升压电路110可包括但不限于稳压电路111、控制信号发生电路112及悬浮电路113。稳压电路111的输入端连接工作电压端V_IN。稳压电路111的输出端用于稳定提供供电电压Vcc。控制信号发生电路112的输入端连接稳压电路111的输出端。控制信号发生电路112的输出端用于输出控制信号PWM。悬浮电路113的第一输入端连接工作电压端V_IN，以在直流电源接入整流桥电路130时实现充电。悬浮电路113的第二输入端连接稳压电路111的输出端，以获得供电电压Vcc。悬浮电路113的第三输入端连接控制信号发生电路112的输出端，以接收控制信号PWM。

进一步地，请结合参阅图4和图5，图5是图4的悬浮电路一实施例的结构示意图。悬浮电路113可包括但不限于第三二极管D3、第四二极管D4、第一电容C1、第二电容C2、第九开关元件Q9、第十开关元件Q10、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15及第十六电阻R16。第三二极管D3的阳极连接工作电压端V_IN。第四二极管D4的阳极连接第三二极管D3的阴极。第四二极管D4的阴极连接抬升电压输出端V_UP。第一电容C1的一端连接于第三二极管D3的阴极与第四二极管D4的阳极之间的节点，以实现单向冲放电。第二电容C2的一端连接于第四二极管D4的阴极与抬升电压输出端V_UP之间的节点，以实现单向充电、产生抬升电压Vboost。第二电容C2的另一端连接接地端GND。第九开关元件Q9的第一通路端连接稳压电路111的输出端V_CC。第九开关元件Q9的第二通路端连接第一电容C1的另一端，以在导通时抬升第一电容C1一端的电位、从而给第二电容C2充电。第十五电阻R15连接于第九开关元件Q9的第二通路端与第一电容C1的另一端之间，以保护第九开关元件Q9。第九开关元件Q9的控制端连接控制信号发生电路112的输出端，以接收控制信号PWM。第十开关元件Q10的第一通路端连接接地端GND。第十开关元件Q10的第二通路端连接第一电容C1的另一端，以在直流电源接入整流桥电路130时给第一电容C1预充电。第十六电阻R16连接于第十开关元件Q10的第二通路端与第一电容C1的另一端之间，以保护第十开关元件Q10。第十开关元件Q10的控制端连接控制信号发生电路112的输出端(PWM)，以接收控制信号PWM。其中，控制第九开关元件Q9和第十开关元件Q10导通的逻辑电平相反。第十三电阻R13连接于第九开关元件Q9的控制端与控制信号发生电路112的输出端之间，以保护第九开关元件Q9。第十四电阻R14连接于第十开关元件Q10的控制端与控制信号发生电路的输出端之间，以保护第十开关元件Q10。

可选地，第九开关元件Q9可以为P型MOS管，第十开关元件Q10可以为N型MOS管。

请继续参阅图4和图5，升压电路110的工作原理如下：

当控制信号发生电路112输出的控制信号PWM为高电平时，第十开关元件Q10导通，第九开关元件Q9截止，接入整流桥电路130的直流电源通过工作电压端V_IN和第三二极管D3(压降为VD)给第一电容C1预充电，此时，第一电容C1两端的电压为V_IN-VD。

当控制信号发生电路112输出的控制信号PWM为低电平时，第十开关元件Q10截止，第九开关元件Q9导通，此时，第一电容C1另一端的电位为Vcc。由于电容电压不能突变的特性，第一电容C1一端的电位被抬高至V_IN-VD+Vcc，此时，第三二极管D3反向截止，第四二极管D4导通，第一电容C1通过第四二极管D4向第二电容充电，抬升电压输出端V_UP的电位上升。

在控制信号PWM多个周期的控制下，抬升电压输出端V_UP的电位逐渐上升至一稳定值，得到抬升电压Vboost＝V_IN+Vcc-2VD。

其中，第十五电阻R15和第十六电阻R16起到限流的作用，通过调节第十五电阻R15和第十六电阻R16的阻值可以调节第一电容C1的充电速度。

由上可知，通过稳压电路111改变供电电压Vcc的大小可以使得抬升电压Vboost保持高于V_IN一个恒定值。由于第一开关元件Q1和第二开关元件Q2的导通电压一般大于2V，且最大值一般小于20V，因此，供电电压Vcc的取值范围可取4V至20V。

本申请提供的防反接电路100通过升压电路110和切换电路120切换性驱动整流桥电路130中的第一开关组件131，使得负载RL的另一端始终耦接直流电源的正极，以实现防电源反接，从而避免电源反接损坏电子装置、提高产品的可靠性和用户的体验感及降低产品返厂维修的成本。

本申请提供的防反接电路100采用的全N型MOS管的整流桥电路130，相对P型MOS管+N型MOS管的整流桥电路方案，可以降低成本(同规格的P型MOS管价格高于N型MOS管)，且损耗低、导通电流大。可以适用于更多的产品。

本本申请提供的防反接电路100采用的全N型MOS管的整流桥电路130，相对二极管的整流桥电路，导通损耗低、不需要另设散热器，从而提高工作性能和降低成本。

本申请提供的防反接电路100包括：升压电路110，用于产生抬升电压；切换电路120，与升压电路110的抬升电压输出端V_UP连接，以接收抬升电压Vboost；整流桥电路130，用于接入直流电源，整流桥电路130与切换电路120连接，以切换性接收抬升电压Vboost；整流桥电路130与升压电路110连接，以给升压电路110提供工作电源；负载RL，负载RL的一端连接接地端GND，负载RL的另一端连接整流桥电路130；其中，整流桥电路130连接接地端GND，在抬升电压Vboost的控制下，整流桥电路130、负载RL、接地端GND及直流电源形成回路，且负载RL的另一端通过整流桥电路130耦接直流电源的正极。通过这样的方式，防反接电路100能够保证负载RL的另一端始终连接直流电源的正极，从而实现防电源反接的功能，避免使用专用电源保护芯片带来的成本高、供货周期不稳定的问题。

本申请提供的防反接电路100成本小、损耗低、电路的最大工作电路和效率高，可以应用在很多需要进行防电源反接的电子装置上。

请参阅图6，图6是本申请提供的电子装置一实施例的结构示意图。具体地，电子装置1000可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、可穿戴设备、对讲机、手台、车台及背台等。电子装置1000可包括但不限于防反接电路100，使得电子装置1000在接入直流电源时可以有效防止电源反接引起电路烧坏、损坏电子装置1000。同时，相对应用专用电源保护芯片的电子装置，电子装置1000的成本更低。

请参阅图7，图7是图6的电子装置一实施例的结构组成框图示意图。电子装置1000的结构组成可包括但不限于RF电路910、存储器920、输入单元930、显示单元940、传感器950、音频电路960、wifi模块970、处理器980以及电源990等。其中，RF电路910、存储器920、输入单元930、显示单元940、传感器950、音频电路960以及wifi模块970分别与处理器980耦接；电源990用于为整个电子装置1000提供电能。

具体地，RF电路910用于接发信号；存储器920用于存储数据指令信息；输入单元930用于输入信息，具体可以包括触控面板931以及操作按键等其他输入设备932；显示单元940则可以包括显示面板941等；传感器950包括红外传感器、激光传感器等，用于检测用户接近信号、距离信号等；扬声器961以及传声器(或者麦克风)962通过音频电路960与处理器980连接，用于接发声音信号；wifi模块970则用于接收和发射wifi信号，处理器980用于处理电子装置的数据信息。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (22)

1.一种防反接电路，其特征在于，包括：

升压电路，用于产生抬升电压；

切换电路，与所述升压电路的抬升电压输出端连接，以接收所述抬升电压；

整流桥电路，用于接入直流电源，所述整流桥电路与所述切换电路连接，以切换性接收所述抬升电压；所述整流桥电路与所述升压电路连接，以给所述升压电路提供工作电源；

负载，所述负载的一端连接接地端，所述负载的另一端连接所述整流桥电路；

其中，所述整流桥电路连接所述接地端，在所述抬升电压的控制下，所述整流桥电路、所述负载、所述接地端及所述直流电源形成回路，且所述负载的另一端通过所述整流桥电路耦接所述直流电源的正极。

2.根据权利要求1所述的防反接电路，其特征在于，所述整流桥电路包括：

第一开关组件，所述第一开关组件的一端连接所述负载的另一端，所述第一开关组件的控制端连接所述切换电路；

第二开关组件，所述第二开关组件的一端连接所述第一开关组件的另一端，所述第二开关组件的另一端连接所述接地端，所述第二开关组件的控制端连接直流电源输入端；

钳位组件，所述钳位组件的一端连接所述第二开关组件的控制端，所述钳位组件的另一端连接所述接地端。

3.根据权利要求2所述的防反接电路，其特征在于，所述第一开关组件包括：

第一开关元件，所述第一开关元件的第一通路端连接所述负载的另一端，所述第一开关元件的控制端连接所述切换电路的第一输出端；

第二开关元件，所述第二开关元件的第一通路端连接所述负载的另一端，所述第二开关元件的控制端连接所述切换电路的第二输出端。

4.根据权利要求3所述的防反接电路，其特征在于，所述直流电源输入端包括第一电源输入端和第二电源输入端，所述第二开关组件包括：

第三开关元件，所述第三开关元件的第一通路端连接所述第一开关元件的第二通路端，所述第三开关元件的第二通路端连接所述接地端，所述第三开关元件的控制端连接所述第一电源输入端，所述第二电源输入端连接于所述第三开关元件的第一通路端与所述第一开关元件的第二通路端之间的节点；

第四开关元件，所述第四开关元件的第一通路端连接所述第二开关元件的第二通路端，所述第四开关元件的第二通路端连接所述接地端，所述第四开关元件的控制端连接所述第二电源输入端，所述第一电源输入端连接于所述第四开关元件的第一通路端与所述第二开关元件的第二通路端之间的节点。

5.根据权利要求4所述的防反接电路，其特征在于，所述钳位组件包括：

第一二极管，所述第一二极管的阳极连接所述接地端，所述第一二极管的阴极连接所述第三开关元件的控制端且连接所述切换电路的第一输入端；

第二二极管，所述第二二极管的阳极连接所述接地端，所述第二二极管的阴极连接所述第四开关元件的控制端，且连接所述切换电路的第二输入端。

6.根据权利要求5所述的防反接电路，其特征在于，所述第二开关组件还包括：

第一电阻，连接于所述第三开关元件的控制端与所述第一电源输入端之间，且所述第一二极管的阴极连接于所述第三开关元件的控制端与所述第一电阻之间的节点；

第二电阻，连接于所述第四开关元件的控制端与所述第二电源输入端之间，且所述第二二极管的阴极连接于所述第四开关元件的控制端与所述第二电阻之间的节点。

7.根据权利要求5所述的防反接电路，其特征在于，所述第一二极管和所述第二二极管为稳压二极管。

8.根据权利要求4所述的防反接电路，其特征在于，所述第一开关元件、所述第二开关元件、所述第三开关元件和所述第四开关元件为N型MOS管。

9.根据权利要求4所述的防反接电路，其特征在于，

所述第一开关组件还包括第三电阻及第四电阻，所述第三电阻连接于所述第一开关元件的控制端与所述切换电路的第一输出端之间，所述第四电阻连接于所述第二开关元件的控制端与所述切换电路的第二输出端之间。

10.根据权利要求4所述的防反接电路，其特征在于，所述第一开关组件还包括第五电阻及第六电阻，所述第五电阻连接于所述第一开关元件的控制端与所述接地端之间，所述第六电阻连接于所述第二开关元件的控制端与所述接地端之间。

11.根据权利要求1所述的防反接电路，其特征在于，所述切换电路包括：

第一互反选通电路，所述第一互反选通电路的输入端连接所述整流桥电路的第一输出端，所述第一互反选通电路的输出端连接所述整流桥电路的第二输入端；

第二互反选通电路，所述第二互反选通电路的输入端连接所述整流桥电路的第二输出端，所述第二互反选通电路的输出端连接所述整流桥电路的第一输入端。

12.根据权利要求11所述的防反接电路，其特征在于，所述第一互反选通电路包括：

第五开关元件，所述第五开关元件的第一通路端连接所述升压电路的抬升电压输出端，所述第五开关元件的第二通路端连接所述整流桥电路的第二输入端；

第六开关元件，所述第六开关元件的第一通路端连接所述第五开关元件的控制端，所述第六开关元件的第二通路端连接所述接地端，所述第六开关元件的控制端连接所述整流桥电路的第一输出端；

第七电阻，所述第七电阻的一端连接所述升压电路的抬升电压输出端，所述第七电阻的另一端连接于所述第五开关元件的控制端与所述第六开关元件的第一通路端之间的节点。

13.根据权利要求12所述的防反接电路，其特征在于，所述第一互反选通电路还包括：

第八电阻，所述第八电阻连接于所述整流桥电路的第一输出端与所述第六开关元件的控制端之间；

第九电阻，所述第九电阻连接于所述升压电路的抬升电压输出端与所述第五开关元件的第一通路端之间。

14.根据权利要求12所述的防反接电路，其特征在于，所述第五开关元件为P型MOS管，所述第六开关元件为N型MOS管。

15.根据权利要求11所述的防反接电路，其特征在于，所述第二互反选通电路包括：

第七开关元件，所述第七开关元件的第一通路端连接所述升压电路的抬升电压输出端，所述第七开关元件的第二通路端连接所述整流桥电路的第一输入端；

第八开关元件，所述第八开关元件的第一通路端连接所述第七开关元件的控制端，所述第八开关元件的第二通路端连接所述接地端，所述第八开关元件的控制端连接所述整流桥电路的第二输出端；

第十电阻，所述第十电阻的一端连接所述升压电路的抬升电压输出端，所述第十电阻的另一端连接于所述第七开关元件的控制端与所述第八开关元件的第一通路端之间的节点。

16.根据权利要求15所述的防反接电路，其特征在于，所述第二互反选通电路还包括：

第十一电阻，所述第十一电阻连接于所述整流桥电路的第二输出端与所述第八开关元件的控制端之间；

第十二电阻，所述第十二电阻连接于所述升压电路的抬升电压输出端与所述第七开关元件的第一通路端之间。

17.根据权利要求15所述的防反接电路，其特征在于，所述第七开关元件为P型MOS管，所述第八开关元件为N型MOS管。

18.根据权利要求1所述的防反接电路，其特征在于，所述整流桥电路与所述负载之间的节点引出工作电压端，所述升压电路包括：

稳压电路，所述稳压电路的输入端连接所述工作电压端，所述稳压电路的输出端用于稳定提供供电电压；

控制信号发生电路，所述控制信号发生电路的输入端连接所述稳压电路的输出端，所述控制信号发生电路的输出端用于输出控制信号；

悬浮电路，所述悬浮电路的第一输入端连接所述工作电压端，所述悬浮电路的第二输入端连接所述稳压电路的输出端，所述悬浮电路的第三输入端连接所述控制信号发生电路的输出端。

19.根据权利要求18所述的防反接电路，其特征在于，所述悬浮电路包括：

第三二极管，所述第三二极管的阳极连接所述工作电压端；

第四二极管，所述第四二极管的阳极连接所述第三二极管的阴极，所述第四二极管的阴极连接所述抬升电压输出端；

第一电容，所述第一电容的一端连接于所述第三二极管的阴极与所述第四二极管的阳极之间的节点；

第二电容，所述第二电容的一端连接于所述第四二极管的阴极与所述抬升电压输出端之间的节点，所述第二电容的另一端连接所述接地端；

第九开关元件，所述第九开关元件的第一通路端连接所述稳压电路的输出端，所述第九开关元件的第二通路端连接所述第一电容的另一端，所述第九开关元件的控制端连接所述控制信号发生电路的输出端；

第十开关元件，所述第十开关元件的第一通路端连接所述接地端，所述第十开关元件的第二通路端连接所述第一电容的另一端，所述第十开关元件的控制端连接所述控制信号发生电路的输出端。

20.根据权利要求19所述的防反接电路，其特征在于，所述悬浮电路还包括：

第十三电阻，连接于所述第九开关元件的控制端与所述控制信号发生电路的输出端之间；

第十四电阻，连接于所述第十开关元件的控制端与所述控制信号发生电路的输出端之间；

第十五电阻，连接于所述第九开关元件的第二通路端与所述第一电容的另一端之间；

第十六电阻，连接于所述第十开关元件的第二通路端与所述第一电容的另一端之间。

21.根据权利要求19所述的防反接电路，其特征在于，所述第九开关元件为P型MOS管，所述第十开关元件为N型MOS管。

22.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括如权利要求1-21任一项所述的防反接电路。