CN220358808U - 一种过压欠压保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种过压欠压保护电路，包括二极管TVS1、MOSFET场效应管Q1、NPN型晶体管Q3、PNP型晶体管Q4和NPN型晶体管Q2，二极管TVS1为瞬态抑制二极管，所述二极管TVS1的一端电性连接有输入端口VIN、电容EC1的正极和二极管D1的正极，二极管D1的负极电性连接有二极管D4的负极、电阻R5的一端、电阻R3的一端、PNP型晶体管Q4的发射极、二极管D2的负极和MOSFET场效应管Q1的源极S。本实用新型提供了一种全方位的过压欠压保护解决方案，实现了更加精度和快速的电路保护，并增加保护措施的多样性，极大的满足了不同电路的保护需求。

Description

一种过压欠压保护电路

技术领域

本实用新型涉及过压欠压保护技术领域，具体为一种过压欠压保护电路。

背景技术

目前电子产品的使用越来越普遍，电源电压波动以及电路元器件的品质问题等都给电子产品的稳定运行带来了很大的负面影响，甚至可能使电子产品受到永久性损害。因此电路保护技术中，过压或欠压保护都是非常重要的，现实生活中，电器设备很容易受到过高或者过低的电压冲击，从而导致电路损坏，而目前市场上存在的电压保护电路大多存在以下问题：一是保护精度差，反应迟缓，无法捕捉到电压变化的瞬间波动；二是保护速度慢，无法及时对电路进行保护，从而使电路受到较大的损害；三是保护措施单一，无法满足不同电路的保护需求，基于上述所存在的问题，我们提出了一种过压欠压保护电路。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种过压欠压保护电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种过压欠压保护电路，包括二极管TVS1、MOSFET场效应管Q1、NPN型晶体管Q3、PNP型晶体管Q4和NPN型晶体管Q2，二极管TVS1为瞬态抑制二极管，所述二极管TVS1的一端电性连接有输入端口VIN、电容EC1的正极和二极管D1的正极，二极管D1的负极电性连接有二极管D4的负极、电阻R5的一端、电阻R3的一端、PNP型晶体管Q4的发射极、二极管D2的负极和MOSFET场效应管Q1的源极S，二极管D4的正极电性连接有电阻R4的一端，电阻R4的另一端电性连接有电容C1的一端和NPN型晶体管Q3的基极，NPN型晶体管Q3的集电极电性连接有电容C3的一端、电阻R5的另一端、电阻R6的一端和NPN型晶体管Q2的基极，NPN型晶体管Q2的集电极电性连接有电容C2的一端、电阻R3的另一端、二极管D3的负极和PNP型晶体管Q4的基极，PNP型晶体管Q4的集电极电性连接有电阻R1的一端和电阻R2的一端，电阻R1的另一端分别与二极管D2的正极和MOSFET场效应管Q1的栅极G电性连接，MOSFET场效应管Q1的漏极D电性连接有输出端口VOUT和受电负载的正极输入端，二极管TVS1的另一端分别与电容EC1的负极、电容C1的另一端、NPN型晶体管Q3的发射极、电容C3的另一端、电阻R6的另一端、NPN型晶体管Q2的发射极、电容C2的另一端、二极管D3的正极、电阻R2的另一端和受电负载的负极输入端电性连接，并接地。

优选的，所述二极管D4是一种用于对欠压阈值进行稳压的稳压二极管。

优选的，所述二极管D3是一种用于对过压阈值进行稳压的稳压二极管。

优选的，所述MOSFET场效应管Q1用于将输入电压与受电负载连接起来，PNP型晶体管Q4用于切断MOSFET场效应管Q1的控制。

优选的，所述电阻R1和电阻R2构成一个电压分压器。

优选的，所述NPN型晶体管Q3用于欠压保护时参与电路运算，以实现电压的检测，二极管D1和二极管D2构成一个二极管级联电路。

优选的，所述电阻R5和电阻R6构成一个用于给NPN型晶体管Q2提供偏置电压的电阻网络，NPN型晶体管Q2用于在欠压保护时参与电路运算，以实现电压的检测。

与现有技术相比，

通过使用了PNP型晶体管、NPN型晶体管和稳压二极管，可以对电路内部电压进行有效的监测和保护，从而可实现更精确的保护；

通过使用了瞬态抑制二极管，使得保护措施可在瞬间执行，能够及时对电路进行保护，从而减少电路的损坏风险；

通过由NPN型晶体管Q3、NPN型晶体管Q2、二极管D4、电阻R2、电阻R5和电阻R6构成的欠压保护电路，使得该电路具有欠压保护功能；

通过由PNP型晶体管Q4、NPN型晶体管Q2、二极管D3、电阻R3、电阻R5和电阻R6构成的过压保护电路，使得该电路具有过压保护功能；

本实用新型提供了一种全方位的过压欠压保护解决方案，实现了更加精度和快速的电路保护，并增加保护措施的多样性，极大的满足了不同电路的保护需求。

附图说明

图1为本实用新型的电路图。

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，所描述的实施例仅仅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做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。

如图1所示，本实施例提出的一种过压欠压保护电路，包括二极管TVS1、MOSFET场效应管Q1、NPN型晶体管Q3、PNP型晶体管Q4和NPN型晶体管Q2，二极管TVS1为瞬态抑制二极管，二极管TVS1的一端电性连接有输入端口VIN、电容EC1的正极和二极管D1的正极，二极管D1的负极电性连接有二极管D4的负极、电阻R5的一端、电阻R3的一端、PNP型晶体管Q4的发射极、二极管D2的负极和MOSFET场效应管Q1的源极S，二极管D4的正极电性连接有电阻R4的一端，二极管D4是一种用于对欠压阈值进行稳压的稳压二极管，电阻R4的另一端电性连接有电容C1的一端和NPN型晶体管Q3的基极，NPN型晶体管Q3的集电极电性连接有电容C3的一端、电阻R5的另一端、电阻R6的一端和NPN型晶体管Q2的基极，NPN型晶体管Q2的集电极电性连接有电容C2的一端、电阻R3的另一端、二极管D3的负极和PNP型晶体管Q4的基极，二极管D3是一种用于对过压阈值进行稳压的稳压二极管，PNP型晶体管Q4的集电极电性连接有电阻R1的一端和电阻R2的一端，电阻R1的另一端分别与二极管D2的正极和MOSFET场效应管Q1的栅极G电性连接，MOSFET场效应管Q1的漏极D电性连接有输出端口VOUT和受电负载的正极输入端，二极管TVS1的另一端分别与电容EC1的负极、电容C1的另一端、NPN型晶体管Q3的发射极、电容C3的另一端、电阻R6的另一端、NPN型晶体管Q2的发射极、电容C2的另一端、二极管D3的正极、电阻R2的另一端和受电负载的负极输入端电性连接，并接地；

MOSFET场效应管Q1用于将输入电压与受电负载连接起来，以提供电源输出，PNP型晶体管Q4用于切断MOSFET场效应管Q1的控制，以实现欠压/过压保护，本实用新型提供了一种全方位的过压欠压保护解决方案，实现了更加精度和快速的电路保护，并增加保护措施的多样性，极大的满足了不同电路的保护需求。

具体的，电阻R1和电阻R2构成一个电压分压器，电压分压器用于将输入电压分压到受电负载可以接受的范围。

进一步的，NPN型晶体管Q3用于欠压保护时参与电路运算，以实现电压的检测，二极管D1和二极管D2构成一个二极管级联电路，直接连接到受电负载，在欠压保护时可以保证电路能够正常工作。

进一步的，电阻R5和电阻R6构成一个用于给NPN型晶体管Q2提供偏置电压的电阻网络，NPN型晶体管Q2用于在欠压保护时参与电路运算，以实现电压的检测。

本实施例的使用方法为：当在输入端口VIN的输入电压低于预设的阈值时，欠压保护电路将被激活，在这种情况下，电路中的二极管D4在不同程度上被极化，通过二极管D4的压降来激活NPN型晶体管Q3，NPN型晶体管Q3的发射极电压将随着二极管D4的极化而变低，NPN型晶体管Q3将会被截止，从而停止输出电流，此时MOSFET场效应管Q1的栅极G电压随之变低，使其从导通状态切换到截止状态，输出电压变为失效电平；

当电压略高于正常电压时，二极管D2会工作并将电压维持在正常电压范围内，此时MOSFET场效应管Q1处于导通状态，输出为有效电平，PNP型晶体管Q4则处于截止状态，当输入电压超过二极管D2的限制时，PNP型晶体管Q4处于导通状态，同时使得MOSFET场效应管Q1从导通状态切换到截止状态，输出为失效电平，这样保护了受电负载免受过高电压的影响，当输入电压在正常范围内且没有欠压情况发生时，PNP型晶体管Q4的工作是未被触发的；

在正常情况下，MOSFET场效应管Q1处于导通状态，输出电压为有效电平，NPN型晶体管Q3和二极管D3协同工作，将负载电源电压调整为一个合适的值，以保证负载正常工作，二极管D3可以防止负载电源反向电压的作用，以保护负载不受反向电压的影响；

由上可知本电路提供了一种全方位的过压欠压保护解决方案，实现了更加精度和快速的电路保护，并增加保护措施的多样性，极大的满足了不同电路的保护需求。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种过压欠压保护电路，包括二极管TVS1、MOSFET场效应管Q1、NPN型晶体管Q3、PNP型晶体管Q4和NPN型晶体管Q2，其特征在于：所述二极管TVS1为瞬态抑制二极管，所述二极管TVS1的一端电性连接有输入端口VIN、电容EC1的正极和二极管D1的正极，二极管D1的负极电性连接有二极管D4的负极、电阻R5的一端、电阻R3的一端、PNP型晶体管Q4的发射极、二极管D2的负极和MOSFET场效应管Q1的源极S，二极管D4的正极电性连接有电阻R4的一端，电阻R4的另一端电性连接有电容C1的一端和NPN型晶体管Q3的基极，NPN型晶体管Q3的集电极电性连接有电容C3的一端、电阻R5的另一端、电阻R6的一端和NPN型晶体管Q2的基极，NPN型晶体管Q2的集电极电性连接有电容C2的一端、电阻R3的另一端、二极管D3的负极和PNP型晶体管Q4的基极，PNP型晶体管Q4的集电极电性连接有电阻R1的一端和电阻R2的一端，电阻R1的另一端分别与二极管D2的正极和MOSFET场效应管Q1的栅极G电性连接，MOSFET场效应管Q1的漏极D电性连接有输出端口VOUT和受电负载的正极输入端，二极管TVS1的另一端分别与电容EC1的负极、电容C1的另一端、NPN型晶体管Q3的发射极、电容C3的另一端、电阻R6的另一端、NPN型晶体管Q2的发射极、电容C2的另一端、二极管D3的正极、电阻R2的另一端和受电负载的负极输入端电性连接，并接地。

2.根据权利要求1所述的一种过压欠压保护电路，其特征在于：所述二极管D4是一种用于对欠压阈值进行稳压的稳压二极管。

3.根据权利要求1所述的一种过压欠压保护电路，其特征在于：所述二极管D3是一种用于对过压阈值进行稳压的稳压二极管。

4.根据权利要求1所述的一种过压欠压保护电路，其特征在于：所述MOSFET场效应管Q1用于将输入电压与受电负载连接起来，PNP型晶体管Q4用于切断MOSFET场效应管Q1的控制。

5.根据权利要求1所述的一种过压欠压保护电路，其特征在于：所述电阻R1和电阻R2构成一个电压分压器。

6.根据权利要求1所述的一种过压欠压保护电路，其特征在于：所述NPN型晶体管Q3用于欠压保护时参与电路运算，以实现电压的检测，二极管D1和二极管D2构成一个二极管级联电路。

7.根据权利要求1所述的一种过压欠压保护电路，其特征在于：所述电阻R5和电阻R6构成一个用于给NPN型晶体管Q2提供偏置电压的电阻网络，NPN型晶体管Q2用于在欠压保护时参与电路运算，以实现电压的检测。