CN220209948U - 一种带有过压欠压保护的多电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种带有过压欠压保护的多电源电路，所述带有过压欠压保护的多电源电路包括：继电器电路、多电源切换电路、发光二极管显示电路、电源分压电路、比较器判断电路、逻辑电路、三极管电路、MCU芯片电路与内置分压电路。本实用新型不但结构简单，应用广泛，而且在使用过程中，可以在任意一个电路出现过压时进行过压欠压保护，及时切断异常电源的输入，并保留非异常电源，能让产品持续工作，避免产品断电的情况，保护更多的电子器件的安全，也避免影响用户正常使用，提升用户的使用体验。

Description

一种带有过压欠压保护的多电源电路

技术领域

本实用新型涉及电源保护电路的技术领域，具体涉及一种带有过压欠压保护的多电源电路。

背景技术

随着电子产品的应用需求不断增加，越来越多的电子产品从单电源供电变成多电源供电，当其中一个电源在处于供电异常或者无电压输入时，能够通过其他的电源进行供电，提升电子产品续航能力，以满足用户的应用需求。

为了确保多个电源能够安全稳定的运行，需要在电源处设置保护电路。目前常用的保护电路是检查各个电源电压和电路电压，当电压异常时，会切断各个电源的供电线路，避免电路烧毁。

但目前常用的保护电路有如下技术问题：在使用过程中，若切断各个电源的供电线路，会导致产品突然断电，进而无法使用产品，影响用户正常使用，降低用户的使用体验。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型实施例提供了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种带有过压欠压保护的多电源电路。

在本实施例中提供了一种带有过压欠压保护的多电源电路，所述带有过压欠压保护的多电源电路，所述带有过压欠压保护的多电源电路包括：继电器电路、多电源切换电路、发光二极管显示电路、电源分压电路、比较器判断电路、逻辑电路、三极管电路、MCU芯片电路与内置分压电路；

所述继电器电路、多电源切换电路、发光二极管显示电路、电源分压电路、比较器判断电路、逻辑电路、三极管电路和MCU芯片电路依次连接，所述继电器电路分别与所述三极管电路与所述MCU芯片电路连接，所述三极管电路与负载连接，所述比较器判断电路与所述内置分压电路连接；

所述继电器电路，用于在输入电压处于过压欠压工作状态时，切断输入电压以保护电路供电；

所述多电源切换电路，用于在其中一个输入电源无输入时进行电源切换，以保障负载供电；

所述发光二极管显示电路，用于显示当前输入电源是否有电输入，以及显示所述继电器电路的继电器是否处于工作状态；

所述电源分压电路，用于将输入电源进行分压，并将分压后的电压传输到所述比较器判断电路；

所述内置分压电路，用于将电路板内电压进行分压，并将分压后的电压传输到所述比较器判断电路；

所述比较器判断电路，用于比较分压后的输入电源以及电路板内电压，以确定输入电源是否处于过压或欠压的工作状态；

所述逻辑电路，用于在输入电源处于正常电压范围时输出高电平，或者，在输入电源处于过压或者欠压时输出低电平；

所述三极管电路，用于在所述逻辑电路输出高电平时，以输入电源为负载供电，或者，在所述逻辑电路输出低电平时，切断输入电源为负载供电；

所述MCU芯片电路，用于检测输入电源是否有存在过压或欠压。

可选地，所述继电器电路设有两个，所述发光二极管显示电路设有两个、所述电源分压电路设有两个、所述内置分压电路设有若干个、所述比较器判断电路设有两个、所述逻辑电路设有两个、所述三极管电路设有两个，且所述带有过压欠压保护的多电源电路还包括：过压二极管；

一个所述发光二极管显示电路、一个所述电源分压电路、一个所述比较器判断电路、一个所述逻辑电路和一个所述三极管电路依次连接，且一个所述比较器判断电路与若干个所述内置分压电路连接，以形成关于一个输入电源的检测回路，所述MCU芯片电路分别与两个所述检测回路连接；

第一个所述继电器电路与第一个所述检测回路的所述发光二极管显示电路连接，第一个所述继电器电路通过所述过压二极管与三极管电路连接；

所述连接多电源切换电路分别与第一个所述继电器电路和第二个所述继电器电路连接，所述多电源切换电路与第二个所述检测回路的所述发光二极管显示电路连接。

可选地，所述继电器回路包括：继电器、继电稳压二极管、继电发光二极管、继电电阻和继电电容；

所述继电器与所述继电稳压二极管并联，所述继电电阻的一端与所述继电稳压二极管的正极端连接，所述继电电阻的另一端分别与所述继电电容的一端和所述继电发光二极管的负极端连接，所述继电稳压二极管的负极端分别与所述继电电容的另一端和所述继电发光二极管的正极端连接。

可选地，所述多电源切换电路，包括：第一切换电阻、第二切换电阻、第三切换电阻、第四切换电阻、第五切换电阻、第六切换电阻、第七切换电阻、第一切换电容、第二切换电容、第一切换三极管、第二切换三极管、第一PMOS管和第二PMOS管；

所述第一切换电阻的一端分别与所述第一切换电容的一端、所述第二切换电阻的一端和所述第一切换三极管的基极端连接，所述第一切换电容的另一端、所述第二切换电阻的另一端和所述第一切换三极管的发射极端与接地端连接，所述第一切换三极管的集电极端分别与所述第三切换电阻的一端和所述第四切换电阻的一端连接，所述第四切换电阻的另一端分别与所述第二切换电容的一端、所述第五切换电阻的一端和所述第二切换三极管的基极端连接，所述第二切换电容的另一端、所述第五切换电阻的另一端和所述第二切换三极管的发射极端与接地端连接，所述第二切换三极管的集电极端分别与所述第六切换电阻的一端、所述第七切换电阻的一端、所述第一PMOS管的栅极端和所述第二PMOS管的栅极端连接，所述第六切换电阻的另一端与所述第一PMOS管的源极端连接，所述第七切换电阻的另一端与所述第二PMOS管的源极端连接，所述第一PMOS管的漏极端和所述第二PMOS管的漏极端连接；

所述第一切换电阻的另一端与所述多电源切换电路的第一个输入端连接，所述第三切换电阻的另一端与所述多电源切换电路的第二个输入端连接，所述第七切换电阻和所述第二PMOS管的连接端与所述多电源切换电路的输出端连接。

可选地，所述发光二极管显示电路，包括：显示电阻和显示发光二极管；

所述显示电阻的一端和所述显示发光二极管的正极端连接，所述显示发光二极管的负极端与接地端连接。

可选地，所述电源分压电路，包括：第一电源分压电阻和第二电源分压电阻；

所述第一电源分压电阻的一端和所述第二电源分压电阻的一端连接，且所述第一电源分压电阻和所述第二电源分压电阻的连接端与所述电源分压电路的输出端连接，所述第一电源分压电阻的另一端与所述电源分压电路的输入端连接，所述第二电源分压电阻的另一端与接地端连接。

可选地，所述内置分压电路，包括：第一内置分压电阻和第二内置分压电阻；

所述第一内置分压电阻的一端和所述第二内置分压电阻的一端连接，且所述第一内置分压电阻和所述第二内置分压电阻的连接端与所述内置分压电路的输出端连接，所述第一内置分压电阻的另一端与电路内置电源端连接，所述第二内置分压电阻的另一端与接地端连接。

可选地，所述比较器判断电路，包括：第一比较器芯片、第二比较器芯片、第一比较电阻、第二比较电阻和第一比较电容；

所述第一比较器芯片的输入端和所述第二比较器芯片的输入端与所述比较器判断电路的输入端连接，所述第一比较器芯片的电源端和所述第一比较电容的一端分别与电路内置电源端连接，所述第一比较器芯片的输出端与所述第一比较电阻的一端连接，所述第二比较器芯片的输出端与所述第二比较电阻的一端连接，所述第一比较电阻的另一端和所述第二比较电阻的另一端分别与电路内置电源端连接。

可选地，所述逻辑电路，包括：第一逻辑二极管和第二逻辑二极管；

所述第一逻辑二极管的负极端和所述第二逻辑二极管的负极端分别与所述逻辑电路的输入端连接，所述第一逻辑二极管的正极端和所述第二逻辑二极管的正极端连接。

可选地，所述三极管电路，包括：第一三极电阻、第二三极电阻和电路三极管；

所述第一三极电阻的一端和所述第二三极电阻的一端分别与所述三极管电路的输入端连接，所述第一三极电阻的另一端与电路内置电源端连接，所述第二三极电阻的另一端与所述电路三极管的基极端连接。

在本实用新型实施例公开了一种带有过压欠压保护的多电源电路，本实用新型不但结构简单，应用广泛，而且在使用过程中，可以在任意一个电路出现过压时进行过压欠压保护，及时切断异常电源的输入，并保留非异常电源，能让产品持续工作，避免产品断电的情况，保护更多的电子器件的安全，也避免影响用户正常使用，提升用户的使用体验。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的一种带有过压欠压保护的多电源电路的电路原理图。

具体实施方式

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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1，示出了本实用新型一实施例提供的一种带有过压欠压保护的多电源电路的电路原理图。具体地，所述带有过压欠压保护的多电源电路包括：继电器电路、多电源切换电路、发光二极管显示电路、电源分压电路、比较器判断电路、逻辑电路、三极管电路、MCU芯片电路与内置分压电路；

所述继电器电路、多电源切换电路、发光二极管显示电路、电源分压电路、比较器判断电路、逻辑电路、三极管电路和MCU芯片电路依次连接，所述继电器电路分别与所述三极管电路与所述MCU芯片电路连接，所述三极管电路与负载连接，所述比较器判断电路与所述内置分压电路连接；

所述继电器电路，用于在输入电压处于过压欠压工作状态时，切断输入电压以保护电路供电；

所述多电源切换电路，用于在其中一个输入电源无输入时进行电源切换，以保障负载供电；

所述发光二极管显示电路，用于显示当前输入电源是否有电输入，以及显示所述继电器电路的继电器是否处于工作状态；

所述电源分压电路，用于将输入电源进行分压，并将分压后的电压传输到所述比较器判断电路；

所述内置分压电路，用于将电路板内电压进行分压，并将分压后的电压传输到所述比较器判断电路；

所述比较器判断电路，用于比较分压后的输入电源以及电路板内电压，以确定输入电源是否处于过压或欠压的工作状态；

所述逻辑电路，用于在输入电源处于正常电压范围时输出高电平，或者，在输入电源处于过压或者欠压时输出低电平；

所述三极管电路，用于在所述逻辑电路输出高电平时，以输入电源为负载供电，或者，在所述逻辑电路输出低电平时，切断输入电源为负载供电；

所述MCU芯片电路，用于检测输入电源是否有存在过压或欠压。

参照图1，在其中一种实施例中，供电电源可以有两个，分别为Vin1和Vin2。其中，5V电源是Vin1和Vin2其中经过电子板上的电源转换电路后输出的电压。

整个电路的整体工作原理以及各个电路之间的作用如下：

整个电路的工作原理为当Vin1和Vin2同时存在时，经过多电源切换电路里面的逻辑电路进行判断，只有一个电源能给电子板上的负载供电，同时输入电源Vin1和Vin2会进行过压欠压检测，当输入电源Vin1或Vin2存在过压或者欠压时，比较器判断电路会输出相应的高低电平，再经过与逻辑电路则输出低电平，此时无法驱动三极管电路工作，及时切断电源为后续负载电路供电，MCU芯片电路同时也能检测到与逻辑电路输出的电平，及时输出低电平信号驱动继电器电路工作，切断外部电源为过压欠压保护电路供电。当多电源的其中一个电源无输入时，通过多电源切换电路，及时切换成第二个电源为后续电子板的负载供电，保证电子板能正常工作。只有当输入电源Vin1和Vin2处于正常的工作电压范围内时，比较器电路才会输出高电平，驱动三极管电路工作，为后续负载供电。此电路能对任意一路电源输入电路进行检测，需要存在于有一路电源正常供电的情况下进行工作。

在一实施例中，发光二极管显示电路主要是用于显示当前输入电源Vin1和Vin2是否有电输入，以及继电器K1、K2是否处于工作状态；

在一实施例中，分压电主要是用于将输入电源Vin1和Vin2以及板内5V电压进行分压，分压后的电压会传输到比较器的输入端中；

在一实施例中，比较器判断电路的主要作用是将输入电源Vin1和Vin2以及板内5V电压进分压后的电压进行比较，从而判断当前电源是否处于过压，欠压的工作状态；

在一实施例中，逻辑电路则是相当于一个逻辑判断试，只有当输入电源Vin1和Vin2处于正常电压范围时，经过与逻辑电路才会输出1(高电平)，只有当发生过压或者欠压时，与逻辑电路都会低电平；

在一实施例中，三极管电路的作用是当与逻辑电路输出高电平时，驱动三极管电路工作，输入电源为负载供电，当与逻辑电路输出低电平时，三极管处于截止状态，切断输入电源为负载供电；

在一实施例中，继电器电路则是在输入电压Vin1和Vin2处于过压欠压工作状态时，MCU相关引脚发出低电平信号，驱动继电器工作，切断Vin1和Vin2为过压欠压保护电路供电；

在一实施例中，多电源切换电路的作用是，当其中一个输入电源无输入时，能够及时进行电源切换，保障后续负载有输入电源供电；

在一实施例中，MCU芯片电路是用于检测输入电源是否有存在过压欠压的情况，以及控制继电器的工作，切断异常电源输入。

参照图1，在其中一种实施例中，所述继电器电路设有两个，所述发光二极管显示电路设有两个、所述电源分压电路设有两个、所述内置分压电路设有若干个、所述比较器判断电路设有两个、所述逻辑电路设有两个、所述三极管电路设有两个，且所述带有过压欠压保护的多电源电路还包括：过压二极管D6；

一个所述发光二极管显示电路、一个所述电源分压电路、一个所述比较器判断电路、一个所述逻辑电路和一个所述三极管电路依次连接，且一个所述比较器判断电路与若干个所述内置分压电路连接，以形成关于一个输入电源的检测回路，所述MCU芯片电路分别与两个所述检测回路连接；

第一个所述继电器电路与第一个所述检测回路的所述发光二极管显示电路连接，第一个所述继电器电路通过所述过压二极管与三极管电路连接。

所述连接多电源切换电路分别与第一个所述继电器电路和第二个所述继电器电路连接，所述多电源切换电路与第二个所述检测回路的所述发光二极管显示电路连接。

参照图1，在其中一种实施例中，所述继电器回路设有两个。

第一个继电器回路包括：继电器K1、继电稳压二极管D2、继电发光二极管D4、继电电阻R4和继电电容C1；

所述继电器K1与所述继电稳压二极管D2并联，所述继电电阻R4的一端与所述继电稳压二极管D2的正极端连接，所述继电电阻R4的另一端分别与所述继电电容C1的一端和所述继电发光二极管D4的负极端连接，所述继电稳压二极管D2的负极端分别与所述继电电容C1的另一端和所述继电发光二极管D4的正极端连接。

第二个继电器回路包括：继电器K2、继电稳压二极管D7、继电发光二极管D8、继电电阻R11和继电电容C3；

所述继电器K2与所述继电稳压二极管D7并联，所述继电电阻R11的一端与所述继电稳压二极管D7的正极端连接，所述继电电阻R11的另一端分别与所述继电电容C3的一端和所述继电发光二极管D8的负极端连接，所述继电稳压二极管D7的负极端分别与所述继电电容C3的另一端和所述继电发光二极管D8的正极端连接。

参照图1，在其中一种实施例中，所述多电源切换电路，包括：第一切换电阻R16、第二切换电阻R20、第三切换电阻R14、第四切换电阻R15、第五切换电阻R19、第六切换电阻R12、第七切换电阻R13、第一切换电容C5、第二切换电容C4、第一切换三极管Q5、第二切换三极管Q4、第一PMOS管Q2和第二PMOS管Q3；

所述第一切换电阻R16的一端分别与所述第一切换电容C5的一端、所述第二切换电阻R20的一端和所述第一切换三极管Q5的基极端连接，所述第一切换电容C5的另一端、所述第二切换电阻R20的另一端和所述第一切换三极管Q5的发射极端与接地端连接，所述第一切换三极管Q5的集电极端分别与所述第三切换电阻R14的一端和所述第四切换电阻R15的一端连接，所述第四切换电阻R15的另一端分别与所述第二切换电容C4的一端、所述第五切换电阻R19的一端和所述第二切换三极管Q4的基极端连接，所述第二切换电容C4的另一端、所述第五切换电阻R19的另一端和所述第二切换三极管Q4的发射极端与接地端连接，所述第二切换三极管Q4的集电极端分别与所述第六切换电阻R12的一端、所述第七切换电阻R13的一端、所述第一PMOS管Q2的栅极端和所述第二PMOS管Q3的栅极端连接，所述第六切换电阻R12的另一端与所述第一PMOS管Q2的源极端连接，所述第七切换电阻R13的另一端与所述第二PMOS管Q3的源极端连接，所述第一PMOS管Q2的漏极端和所述第二PMOS管Q3的漏极端连接；

所述第一切换电阻R16的另一端与所述多电源切换电路的第一个输入端连接，所述第三切换电阻R14的另一端与所述多电源切换电路的第二个输入端连接，所述第七切换电阻R13和所述第二PMOS管Q3的连接端与所述多电源切换电路的输出端连接。

参照图1，在其中一种实施例中，所述发光二极管显示电路设有两个。

第一个所述发光二极管显示电路，包括：显示电阻R1和显示发光二极管D1；

所述显示电阻R1的一端和所述显示发光二极管D1的正极端连接，所述显示发光二极管D1的负极端与接地端连接。

第二个所述发光二极管显示电路，包括：显示电阻R17和显示发光二极管D9；

所述显示电阻R17的一端和所述显示发光二极管D9的正极端连接，所述显示发光二极管D9的负极端与接地端连接。

参照图1，在其中一种实施例中，所述电源分压电路设有两个。

第一个所述电源分压电路，包括：第一电源分压电阻R2和第二电源分压电阻R3；

所述第一电源分压电阻R2的一端和所述第二电源分压电阻R3的一端连接，且所述第一电源分压电阻R2和所述第二电源分压电阻R3的连接端与所述电源分压电路的输出端连接，所述第一电源分压电阻R2的另一端与所述电源分压电路的输入端连接，所述第二电源分压电阻R3的另一端与接地端连接。

第二个所述电源分压电路，包括：第一电源分压电阻R18和第二电源分压电阻R21；

所述第一电源分压电阻R18的一端和所述第二电源分压电阻R21的一端连接，且所述第一电源分压电阻R18和所述第二电源分压电阻R21的连接端与所述电源分压电路的输出端连接，所述第一电源分压电阻R18的另一端与所述电源分压电路的输入端连接，所述第二电源分压电阻R21的另一端与接地端连接。

参照图1，在其中一种实施例中，所述内置分压电路设有四个。

第一个所述内置分压电路，包括：第一内置分压电阻R6和第二内置分压电阻R7；

所述第一内置分压电阻R6的一端和所述第二内置分压电阻R7的一端连接，且所述第一内置分压电阻R6和所述第二内置分压电阻R7的连接端与所述内置分压电路的输出端连接，所述第一内置分压电阻R6的另一端与电路内置电源端连接，所述第二内置分压电阻R7的另一端与接地端连接。

第二个所述内置分压电路，包括：第一内置分压电阻R9和第二内置分压电阻R10；

所述第一内置分压电阻R9的一端和所述第二内置分压电阻R10的一端连接，且所述第一内置分压电阻R9和所述第二内置分压电阻R10的连接端与所述内置分压电路的输出端连接，所述第一内置分压电阻R9的另一端与电路内置电源端连接，所述第二内置分压电阻R10的另一端与接地端连接。

第三个所述内置分压电路，包括：第一内置分压电阻R22和第二内置分压电阻R24；

所述第一内置分压电阻R22的一端和所述第二内置分压电阻R24的一端连接，且所述第一内置分压电阻R22和所述第二内置分压电阻R24的连接端与所述内置分压电路的输出端连接，所述第一内置分压电阻R22的另一端与电路内置电源端连接，所述第二内置分压电阻R24的另一端与接地端连接。

第四个所述内置分压电路，包括：第一内置分压电阻R26和第二内置分压电阻R27；

所述第一内置分压电阻R26的一端和所述第二内置分压电阻R27的一端连接，且所述第一内置分压电阻R26和所述第二内置分压电阻R27的连接端与所述内置分压电路的输出端连接，所述第一内置分压电阻R26的另一端与电路内置电源端连接，所述第二内置分压电阻R27的另一端与接地端连接。

参照图1，在其中一种实施例中，所述比较器判断电路设有两个。

第一个所述比较器判断电路，包括：第一比较器芯片U1A、第二比较器芯片U1B、第一比较电阻R28、第二比较电阻R29和第一比较电容C2；

所述第一比较器芯片U1A的输入端和所述第二比较器芯片U1B的输入端与所述比较器判断电路的输入端连接，所述第一比较器芯片U1A的电源端和所述第一比较电容C2的一端分别与电路内置电源端连接，所述第一比较器芯片U1A的输出端与所述第一比较电阻R28的一端连接，所述第二比较器芯片U1B的输出端与所述第二比较电阻R29的一端连接，所述第一比较电阻R28的另一端和所述第二比较电阻R29的另一端分别与电路内置电源端连接。

第二个所述比较器判断电路，包括：第一比较器芯片U1C、第二比较器芯片U1D、第一比较电阻R30和第二比较电阻R31；

所述第一比较器芯片U1C的输入端和所述第二比较器芯片U1D的输入端与所述比较器判断电路的输入端连接，所述第一比较器芯片U1A的输出端与所述第一比较电阻R30的一端连接，所述第二比较器芯片U1B的输出端与所述第二比较电阻R31的一端连接，所述第一比较电阻R30的另一端和所述第二比较电阻R31的另一端分别与电路内置电源端连接。

参照图1，在其中一种实施例中，所述逻辑电路设有两个。

第一个所述逻辑电路，包括：第一逻辑二极管D3和第二逻辑二极管D5；

所述第一逻辑二极管D3的负极端和所述第二逻辑二极管D5的负极端分别与所述逻辑电路的输入端连接，所述第一逻辑二极管D3的正极端和所述第二逻辑二极管D5的正极端连接。

第二个所述逻辑电路，包括：第一逻辑二极管D10和第二逻辑二极管D11；

所述第一逻辑二极管D10的负极端和所述第二逻辑二极管D11的负极端分别与所述逻辑电路的输入端连接，所述第一逻辑二极管D10的正极端和所述第二逻辑二极管D11的正极端连接。

参照图1，在其中一种实施例中，所述三极管电路设有两个。

第一个所述三极管电路，包括：第一三极电阻R5、第二三极电阻R8和电路三极管Q1；

所述第一三极电阻R5的一端和所述第二三极电阻R8的一端分别与所述三极管电路Q1的输入端连接，所述第一三极电阻R5的另一端与电路内置电源端连接，所述第二三极电阻R8的另一端与所述电路三极管Q1的基极端连接。

第二个所述三极管电路，包括：第一三极电阻R23、第二三极电阻R25和电路三极管Q6；

所述第一三极电阻R23的一端和所述第二三极电阻R25的一端分别与所述三极管电路Q6的输入端连接，所述第一三极电阻R23的另一端与电路内置电源端连接，所述第二三极电阻R25的另一端与所述电路三极管Q6的基极端连接。

本实用新型能够检测出多电源电路任一一路存在过压欠压的状态，并且及时切断过压欠压的那一路供电电路为后续负载供电以及为过压欠压保护电路供电，能够快速切换另一路正常的电源为负载供电，保障后续负载电路的正常工作；

其工作原理如下：

当输入电压Vin1正常输入时，Vin1与电阻R1，发光二极管D1以及DGND形成回路，此时流经发光二极管D1的电流满足其正常工作所需的电流，D1发亮。Vin1经过分压电阻R2和R3进行分压后的电压V1与5V经过分压电阻R6，R7分压后的电压V2(该分压后的电压用于检测Vin1是否存在过压，因此，在电阻阻值选择的时候，应当选择合适的电阻，使得分压后的电压能够处于输入电压Vin1在最大输入分压后的电压V1的临界点，此时电压是正常输入的，因此V1小于V2)，通过比较器芯片U1A进行对比，则输出高电平。同理5V经过分压电阻R9和R10分压后的电压V3(该分压后的电压用于检测Vin1是否存在欠压，因此，在电阻阻值选择的时候，应当选择合适的电阻，使得分压后的电压能够处于输入电压Vin1在最小输入分压后的电压V1的临界点，此时电压是正常输入的，因此V1大于V2)。

通过比较器芯片U1B进行对比，则输出高电平。此时经过与逻辑电路(二极管D3和D5组成)也是输出高电平。此时三极管Q1的电压Ube电压大于其导通电压Ube(th)，三极管Q1导通，输入电压Vin1为负载供电。电阻R28和R29为上拉电阻，为比较器U1A和U1B输出上拉高电平，若无这两个电阻，比较器输出为高阻态，无法判断其处于的电平状态；电阻R5为上拉电阻，为与逻辑电路输出上拉高电平，若无该电阻，与逻辑电路输出为高阻态，无法判断其处于的电平状态；电阻R8为电流电阻，其限流保护作用。

当输入电压Vin1输入过压时，Vin1与电阻R1，发光二极管D1以及DGND形成回路，此时流经发光二极管D1的电流大于其正常工作所需的电流，D1会更亮。此时V1大于V2，通过比较器芯片U1A进行对比，则输出,低电平。V1大于V3，通过比较器芯片U1B进行对比，则输出高电平。此时经过与逻辑电路也是输出低电平。此时三极管Q1的电压Ube电压小于其导通电压Ube(th)，三极管Q1截止，切断输入电压Vin1为负载供电。同时MCU的PA1引脚检测到电压为低电平，PA4则输出低电平信号给到继电器K1，此时继电器K1线圈得电后工作，将继电器内部的开关打到另一端(悬空)，切断Vin1电源供电输入；此时发光二极管D4亮，表示继电器处于工作状态，在继电器电路中稳压二极管D2防止在继电器K1工作异常时，电压过高，对继电器线圈造成损坏，起保护作用，电阻R4和电容C1起滤波作用；

当输入电压Vin1输入欠压时，Vin1与电阻R1，发光二极管D1以及DGND形成回路，此时流经发光二极管D1的电流小于其正常工作所需的电流，D1会比正常亮度暗。此时V1小于V2，通过比较器芯片U1A进行对比，则输出,高电平。V1小于V3，通过比较器芯片U1B进行对比，则输出低电平。此时经过与逻辑电路也是输出低电平。此时三极管Q1的电压Ube电压小于其导通电压Ube(th)，三极管Q1截止，切断输入电压Vin1为负载供电。同时MCU的PA1引脚检测到电压为低电平，PA4则输出电平信号给到继电器K1，此时继电器K1线圈得电后工作，将继电器内部的开关打到另一端(悬空)，切断Vin1电源供电输入；

同理，对于输入电压Vin2，当输入电压正常时，发光二极管D9正常发亮，Vin2经过分压电阻R18和R21分压后的电压V4小于5V经过分压电阻R22和R24分压后的电阻V5，此时经过比较器输出U1C电压为高电平，同时V4大于5V经过分压电阻R26和R27分压后的电压V6，此时经过比较器输出U1D电压为高电平，与逻辑电路(二极管D10和D11组成与逻辑电路)输出高电平，此时三极管Q6的电压Ube电压大于其导通电压Ube(th)，三极管Q6导通，输入电压Vin2为负载供电。电阻R30和R31为上拉电阻，为比较器U1C和U1D输出上拉高电平，若无这两个电阻，比较器输出为高阻态，无法判断其处于的电平状态；电阻R23为上拉电阻，为与逻辑电路输出上拉高电平，若无该电阻，与逻辑电路输出为高阻态，无法判断其处于的电平状态；电阻R25为限流电阻，其限流保护作用。

当输入电压Vin2输入过压时，Vin2与电阻R17，发光二极管D1以及DGND形成回路，此时流经发光二极管D1的电流大于其正常工作所需的电流，D9会更亮。此时V4大于V5，通过比较器芯片U1C进行对比，则输出,低电平。V4大于V6，通过比较器芯片U1D进行对比，则输出高电平。此时经过与逻辑电路输出低电平。此时三极管Q6的电压Ube电压小于其导通电压Ube(th)，三极管Q6截止，切断输入电压Vin2为负载供电。同时MCU的PA2引脚检测到电压为低电平，PA3则输出低电平信号给到继电器K2，此时继电器K2线圈得电后工作，将继电器内部的开关打到另一端(悬空)，切断Vin2电源供电输入；此时发光二极管D8亮，表示继电器处于工作状态，在继电器电路中稳压二极管D7防止在继电器K2工作异常时，电压过高，对继电器线圈造成损坏，起保护作用，电阻R11和电容C3起滤波作用；

当输入电压Vin2输入欠压时，Vin2与电阻R17，发光二极管D9以及DGND形成回路，此时流经发光二极管D9的电流小于其正常工作所需的电流，D9会比正常亮度暗。此时V4小于V5，通过比较器芯片U1C进行对比，则输出,高电平。V4小于V6，通过比较器芯片U1D进行对比，则输出低电平。此时经过与逻辑电路也是输出低电平。此时三极管Q6的电压Ube电压小于其导通电压Ube(th)，三极管Q6截止，切断输入电压Vin2为负载供电。同时MCU的PA2引脚检测到电压为低电平，PA3则输出低电平信号给到继电器K2，此时继电器K2线圈得电后工作，将继电器内部的开关打到另一端(悬空)，切断Vin2电源供电输入；

在多电源切换电路中，当输入电压Vin1和Vin2同时输入时，Vin1经过分压电阻R16和R20分压后的电压为高电平，此时三极管Q5的电压Ube电压大于其导通电压Ube(th)，三极管Q5导通，R15一端V7点的电压为低电平(DGND)，V7经过分压电阻R15和R19分压后的电压为低电平，此时三极管Q4的电压Ube电压小于其导通电压Ube(th)，三极管Q4截止，PMOS管Q2和Q3的栅极电平为高电平(连接到Vin2输入)大于其导通电压VGS(th)，PMOS管Q2和Q3处于截止状态，Vin2无法为负载供电；此时Vin1电压在正常输入范围内时，则经过过压欠压保护电路使得三极管Q1导通，Vin1为后续负载供电。当Vin1输入处于过压或者欠压的状态时，此时三极管Q1截止，继电器K1工作，切断Vin1输入，此时Vin1电压为0V，Vin1经过分压电阻R16和R20分压后的电压为低电平，此时三极管Q5的电压Ube电压小于其导通电压Ube(th)，三极管Q5截止，R15一端V7点的电压为高电平(Vin2)，V7经过分压电阻R15和R19分压后的电压为高电平，此时三极管Q4的电压Ube电压大于其导通电压Ube(th)，三极管Q4导通，PMOS管Q2和Q3的栅极电平为低电平(连接到Q4导通后的DGND)小于其导通电压VGS(th)，PMOS管Q2和Q3处于导通状态，Vin2经过导通后的Q2，Q3为负载供电。其中电阻R12,R13,R14为上拉电阻，电阻R20和电容C5，电阻R19和电容C4组成RC滤波电路，起滤波作用，肖特基二极管D6是当外部输入电压过高时，会损坏D6，导致断路，起过压保护的作用。

为了简化说明，可以参照下表内容，以确定各个器件的使用状态，表格如下：

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为了进一步简化说明，输入电源的输入状态与继电器的工作状态关系如下表所示：

需要说明的是，上述逻辑表的电源输入Vin1和Vin2需要在任意一路电源输入正常的情况下去对另一路电源输入进行检测。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

第一、本实用新型能够弥补在多电源保护电路中所缺少的过压欠压保护，以及在切断输入电源为负载供电的同时，及时切断异常电源的输入，保护其过压欠压检测电路(分压电路和比较器电路)；保护更多的电子器件的安全；

第二、本实用新型的输入电源切换原理，能够应用于多电源输入的情况下，使用场景更广泛；

第三、本实用新型采用分压电路，三极管、比较器、以及继电器电路的设计，设计思维简单，器件少，结构简单，能够节约研发生产成本。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本实用新型实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种带有过压欠压保护的多电源电路，其特征在于，所述带有过压欠压保护的多电源电路包括：继电器电路、多电源切换电路、发光二极管显示电路、电源分压电路、比较器判断电路、逻辑电路、三极管电路、MCU芯片电路与内置分压电路；

所述继电器电路、多电源切换电路、发光二极管显示电路、电源分压电路、比较器判断电路、逻辑电路、三极管电路和MCU芯片电路依次连接，所述继电器电路分别与所述三极管电路与所述MCU芯片电路连接，所述三极管电路与负载连接，所述比较器判断电路与所述内置分压电路连接；

所述继电器电路，用于在输入电压处于过压欠压工作状态时，切断输入电压以保护电路供电；

所述多电源切换电路，用于在其中一个输入电源无输入时进行电源切换，以保障负载供电；

所述发光二极管显示电路，用于显示当前输入电源是否有电输入，以及显示所述继电器电路的继电器是否处于工作状态；

所述电源分压电路，用于将输入电源进行分压，并将分压后的电压传输到所述比较器判断电路；

所述内置分压电路，用于将电路板内电压进行分压，并将分压后的电压传输到所述比较器判断电路；

所述比较器判断电路，用于比较分压后的输入电源以及电路板内电压，以确定输入电源是否处于过压或欠压的工作状态；

所述逻辑电路，用于在输入电源处于正常电压范围时输出高电平，或者，在输入电源处于过压或者欠压时输出低电平；

所述三极管电路，用于在所述逻辑电路输出高电平时，以输入电源为负载供电，或者，在所述逻辑电路输出低电平时，切断输入电源为负载供电；

所述MCU芯片电路，用于检测输入电源是否有存在过压或欠压。

2.根据权利要求1所述的带有过压欠压保护的多电源电路，其特征在于，所述继电器电路设有两个，所述发光二极管显示电路设有两个、所述电源分压电路设有两个、所述内置分压电路设有若干个、所述比较器判断电路设有两个、所述逻辑电路设有两个、所述三极管电路设有两个，且所述带有过压欠压保护的多电源电路还包括：过压二极管；

一个所述发光二极管显示电路、一个所述电源分压电路、一个所述比较器判断电路、一个所述逻辑电路和一个所述三极管电路依次连接，且一个所述比较器判断电路与若干个所述内置分压电路连接，以形成关于一个输入电源的检测回路，所述MCU芯片电路分别与两个所述检测回路连接；

第一个所述继电器电路与第一个所述检测回路的所述发光二极管显示电路连接，第一个所述继电器电路通过所述过压二极管与三极管电路连接；

所述连接多电源切换电路分别与第一个所述继电器电路和第二个所述继电器电路连接，所述多电源切换电路与第二个所述检测回路的所述发光二极管显示电路连接。

3.根据权利要求1或2任意一项所述的带有过压欠压保护的多电源电路，其特征在于，所述继电器回路包括：继电器、继电稳压二极管、继电发光二极管、继电电阻和继电电容；

所述继电器与所述继电稳压二极管并联，所述继电电阻的一端与所述继电稳压二极管的正极端连接，所述继电电阻的另一端分别与所述继电电容的一端和所述继电发光二极管的负极端连接，所述继电稳压二极管的负极端分别与所述继电电容的另一端和所述继电发光二极管的正极端连接。

4.根据权利要求1或2任意一项所述的带有过压欠压保护的多电源电路，其特征在于，所述多电源切换电路，包括：第一切换电阻、第二切换电阻、第三切换电阻、第四切换电阻、第五切换电阻、第六切换电阻、第七切换电阻、第一切换电容、第二切换电容、第一切换三极管、第二切换三极管、第一PMOS管和第二PMOS管；

所述第一切换电阻的一端分别与所述第一切换电容的一端、所述第二切换电阻的一端和所述第一切换三极管的基极端连接，所述第一切换电容的另一端、所述第二切换电阻的另一端和所述第一切换三极管的发射极端与接地端连接，所述第一切换三极管的集电极端分别与所述第三切换电阻的一端和所述第四切换电阻的一端连接，所述第四切换电阻的另一端分别与所述第二切换电容的一端、所述第五切换电阻的一端和所述第二切换三极管的基极端连接，所述第二切换电容的另一端、所述第五切换电阻的另一端和所述第二切换三极管的发射极端与接地端连接，所述第二切换三极管的集电极端分别与所述第六切换电阻的一端、所述第七切换电阻的一端、所述第一PMOS管的栅极端和所述第二PMOS管的栅极端连接，所述第六切换电阻的另一端与所述第一PMOS管的源极端连接，所述第七切换电阻的另一端与所述第二PMOS管的源极端连接，所述第一PMOS管的漏极端和所述第二PMOS管的漏极端连接；

所述第一切换电阻的另一端与所述多电源切换电路的第一个输入端连接，所述第三切换电阻的另一端与所述多电源切换电路的第二个输入端连接，所述第七切换电阻和所述第二PMOS管的连接端与所述多电源切换电路的输出端连接。

5.根据权利要求1或2任意一项所述的带有过压欠压保护的多电源电路，其特征在于，所述发光二极管显示电路，包括：显示电阻和显示发光二极管；

所述显示电阻的一端和所述显示发光二极管的正极端连接，所述显示发光二极管的负极端与接地端连接。

6.根据权利要求1或2任意一项所述的带有过压欠压保护的多电源电路，其特征在于，所述电源分压电路，包括：第一电源分压电阻和第二电源分压电阻；

所述第一电源分压电阻的一端和所述第二电源分压电阻的一端连接，且所述第一电源分压电阻和所述第二电源分压电阻的连接端与所述电源分压电路的输出端连接，所述第一电源分压电阻的另一端与所述电源分压电路的输入端连接，所述第二电源分压电阻的另一端与接地端连接。

7.根据权利要求1或2任意一项所述的带有过压欠压保护的多电源电路，其特征在于，所述内置分压电路，包括：第一内置分压电阻和第二内置分压电阻；

所述第一内置分压电阻的一端和所述第二内置分压电阻的一端连接，且所述第一内置分压电阻和所述第二内置分压电阻的连接端与所述内置分压电路的输出端连接，所述第一内置分压电阻的另一端与电路内置电源端连接，所述第二内置分压电阻的另一端与接地端连接。

8.根据权利要求1或2任意一项所述的带有过压欠压保护的多电源电路，其特征在于，所述比较器判断电路，包括：第一比较器芯片、第二比较器芯片、第一比较电阻、第二比较电阻和第一比较电容；

所述第一比较器芯片的输入端和所述第二比较器芯片的输入端与所述比较器判断电路的输入端连接，所述第一比较器芯片的电源端和所述第一比较电容的一端分别与电路内置电源端连接，所述第一比较器芯片的输出端与所述第一比较电阻的一端连接，所述第二比较器芯片的输出端与所述第二比较电阻的一端连接，所述第一比较电阻的另一端和所述第二比较电阻的另一端分别与电路内置电源端连接。

9.根据权利要求1或2任意一项所述的带有过压欠压保护的多电源电路，其特征在于，所述逻辑电路，包括：第一逻辑二极管和第二逻辑二极管；

所述第一逻辑二极管的负极端和所述第二逻辑二极管的负极端分别与所述逻辑电路的输入端连接，所述第一逻辑二极管的正极端和所述第二逻辑二极管的正极端连接。

10.根据权利要求1或2任意一项所述的带有过压欠压保护的多电源电路，其特征在于，所述三极管电路，包括：第一三极电阻、第二三极电阻和电路三极管；

所述第一三极电阻的一端和所述第二三极电阻的一端分别与所述三极管电路的输入端连接，所述第一三极电阻的另一端与电路内置电源端连接，所述第二三极电阻的另一端与所述电路三极管的基极端连接。