CN220822629U - 一种过压防反接电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种过压防反接电路，涉及过压防反领域，包括防反接电路、过压保护电路和开关电路；电源的输入端分别与防反接电路和过压保护电路连接，防反接电路和过压保护电路的输出端与开关电路的输入端连接，开关电路的输出端控制电源接地端和电路板接地端的通断；其中，防反接电路与过压保护电路均输出高电压时，开关电路导通，以使电源接地端和电路板接地端联通，电源正常供电；防反接电路与过压保护电路任意一个触发保护输出高电压或低电压时，开关电路关断，以使电源接地端和电路板接地端断开，阻止电源异常供电；本实用新型实现了低压场景的过压及反接保护，并且还降低了过压防反接电路的所用物料数量和元器件的种类。

Description

一种过压防反接电路

技术领域

本实用新型涉及过压防反领域，更具体地说，它涉及一种过压防反接电路。

背景技术

现有技术的过压防反电路一般有几种思路，对应缺点如下：

1、稳压管+保险丝：依靠过压或反接时烧坏保险丝，缺点是每次损坏需要更换保险丝

2、使用带过压防反保护功能的芯片：成本提高，物料的成本和变数增加

3、电阻、二极管和MOS管组成的过压欠压防反接电路：所用物料数量和元器件种类较多，且欠压功能很多低压场景并不需要，例如针对12V输入的过压和防反接保护，以及在实际应用中容易接错的28V输入过压保护和12V、28V的反接保护。

实用新型内容

为解决现有技术的不足之处，本实用新型提供了一种过压防反接电路，电路仅包含防反接电路、过压保护电路和开关电路三个组成部分，在过压时，过压保护电路的MOS管Q1将高电压VG导通到地，从而实现开关电路关断，在反接时，防反接电路的MOS管Q2、二极管D6和二极管D12阻止电源的输入电压导通到高电压VG，因此高电压VG没有电压，从而实现开关电路关断，以此来实现低压场景的过压及反接保护，并且本实用新型还降低了过压防反接电路的所用物料数量和元器件的种类。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

本实用新型提供了一种过压防反接电路，包括防反接电路、过压保护电路和开关电路；

电源的输入端分别与所述防反接电路和过压保护电路连接，所述防反接电路和过压保护电路的输出端与开关电路的输入端连接，所述开关电路的输出端控制电源接地端和电路板接地端的通断；

其中，所述防反接电路与过压保护电路均输出高电压时，所述开关电路导通，以使电源接地端和电路板接地端联通，电源正常供电；所述防反接电路与过压保护电路任意一个触发保护输出高电压或低电压时，所述开关电路关断，以使电源接地端和电路板接地端断开，阻止电源异常供电。

在一种实现方案中，所述过压保护电路包括二极管D5、MOS管Q1、电阻R102和电阻R103；

电源的输入端分别与二极管D5的阴极和电阻R102连接，二极管D5的阳极与MOS管Q1的栅极和电阻R103连接，MOS管Q1的源极与电阻R103连接，MOS管Q1的漏极与电阻R102连接。

在一种实现方案中，所述MOS管Q1为NMOS管，所述MOS管Q1的最大导通电流为7A，门限电压为1V；所述MOS管Q1的型号为YJL3416A。

在一种实现方案中，所述二极管D5的一个额定电压为15V的稳压二极管，所述二极管D5的型号为SMAZ5929。

在一种实现方案中，所述防反接电路包括MOS管Q2、二极管D6和二极管D12；

所述二极管D12的阳极分别与电阻R103和MOS管Q1的源极连接，所述二极管D6的阳极分别与MOS管Q1的漏极和电阻R102连接；

所述二极管D6的阴极、所述二极管D12的阴极以及所述MOS管Q2的漏极均与所述电路板接地端连接；

所述MOS管Q2的栅极分别与二极管D6的阳极、MOS管Q2的漏极和电阻R102连接。

在一种实现方案中，所述二极管D6和二极管D12均是反向电压为40V、正向电压为0.6V的低导通二极管。

在一种实现方案中，所述二极管D6和二极管D12的型号均为1N5819。

所述开关电路包括MOS管Q3；

所述MOS管Q3的栅极分别与二极管D6的阳极、MOS管Q2的漏极和电阻R102连接；所述MOS管Q3的源极和MOS管Q2的源极连接，所述MOS管Q3的漏极与电源的接地端连接。

在一种实现方案中，所述MOS管Q2和所述MOS管Q3的最大导通电流为7A，门限电压为1V。

在一种实现方案中，所述MOS管Q2和MOS管Q3的型号均为YJL3416A。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种过压防反接电路，仅包含防反接电路、过压保护电路和开关电路三个组成部分，在过压时，过压保护电路的MOS管Q1将高电压VG导通到地，从而实现开关电路关断，在反接时，防反接电路的MOS管Q2、二极管D6和二极管D12阻止电源的输入电压导通到高电压VG，因此高电压VG没有电压，从而实现开关电路关断，以此来实现低压场景的过压及反接保护，并且本实用新型还降低了过压防反接电路的所用物料数量和元器件的种类。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1示出了本实用新型实施例提供的一种过压防反接电路的电路拓扑示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

需说明的是，可在本申请的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所申请的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本申请的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

如背景技术所述，现有技术中以电阻、二极管和MOS管组成的过压欠压防反接电路：所用物料数量和元器件种类较多，且欠压功能很多低压场景并不需要，例如针对12V输入的过压和防反接保护，以及在实际应用中容易接错的28V输入过压保护和12V、28V的反接保护。

因此，本实施例针对在低压场景下的过压防反接电路，提出了少元器件种类的过压防反接保护电路，可以根据需求低成本轻松的扩展应用场景，包括过压保护电压、支持功率、反接保护电压等。

请参考图1，图1示出了本实用新型实施例提供的一种过压防反接电路的电路拓扑示意图，如图1所示，过压防反接电路包括防反接电路、过压保护电路和开关电路；

电源的输入端分别与防反接电路和过压保护电路连接，防反接电路和过压保护电路的输出端与开关电路的输入端连接，开关电路的输出端控制电源接地端和电路板接地端的通断；其中，防反接电路与过压保护电路均输出高电压时，开关电路导通，以使电源接地端和电路板接地端联通，电源正常供电；防反接电路与过压保护电路任意一个触发保护输出高电压或低电压时，开关电路关断，以使电源接地端和电路板接地端断开，阻止电源异常供电。

具体的，从图1中可知，过压防反接电路元器件只包含电阻和一种MOS管以及两种二极管。在图1中，电路元器件所采用的型号具体如下：二极管D5：SMAZ5929；二极管D6：1N5819；二极管D12：1N5819；MOS管Q1：YJL3416A；MOS管Q2：YJL3416A；MOS管Q3：YJL3416A；电阻R102：RM1005MB203J；电阻R103：RM1005MB104J；MOS管R104：RM1005MB203J。

如图1所示，在一个实施例，过压保护电路包括二极管D5、MOS管Q1、电阻R102和电阻R103；电源的输入端分别与二极管D5的阴极和电阻R102连接，二极管D5的阳极与MOS管Q1的栅极和电阻R103连接，MOS管Q1的源极与电阻R103连接，MOS管Q1的漏极与电阻R102连接。MOS管Q1为NMOS管，所述MOS管Q1的最大导通电流为7A，门限电压为1V；MOS管Q1的型号为YJL3416A。二极管D5的一个额定电压为15V的稳压二极管，二极管D5的型号为SMAZ5929。

其中，如图1所示，电源的输入为12V。MOS管Q1为普通NMOS控制功能，根据需要可以更换成更小体积小功率的NMOS，此处根据尽量少物料种类的原则使用大功率的NMOS。

如图1所示，所述防反接电路包括MOS管Q2、二极管D6和二极管D12；二极管D12的阳极分别与电阻R103和MOS管Q1的源极连接，二极管D6的阳极分别与MOS管Q1的漏极和电阻R102连接；所述二极管D6的阴极、二极管D12的阴极以及MOS管Q2的漏极均与所述电路板接地端连接；MOS管Q2的栅极分别与二极管D6的阳极、MOS管Q2的漏极和电阻R102连接。

二极管D6和二极管D12均是反向电压为40V、正向电压为0.6V的低导通二极管。二极管D6和二极管D12的型号均为1N5819。

如图1所示，在一个实施例，开关电路包括MOS管Q3；MOS管Q3的栅极分别与二极管D6的阳极、MOS管Q2的漏极和电阻R102连接；MOS管Q3的源极和MOS管Q2的源极连接，MOS管Q3的漏极与电源的接地端连接。MOS管Q2和所述MOS管Q3的最大导通电流为7A，门限电压为1V。MOS管Q2和MOS管Q3的型号均为YJL3416A。

本实施例中，MOS管Q2、MOS管Q3决定了电路的通流能力。在不超过7A的应用场景里(实际上取决于NMOS管的通流能力，可以通过更换NMOS管或者直接并联两个同样的NMOS电路获得更大的支持功率，或者更小的MOS管以追求小尺寸低功率)，可以在10x8mm的空间内布下(PCB正反双面)，可节约电路在电路板上的空间。

基于上述各个元器件的参数的设置及型号选择，本实施例提供的一种过压防反接电路的工作原理如下：上侧的稳压二极管D5的额定电压主要提供过压保护值，该设计为15V+1V+0.6V＝16.6V左右。下侧二极管D6、D12的反向电压值代表了电路支持的最大防反接电压，该设计为40V。例如，正向电压时，在Vin＝16.6V以上，二极管D5-电阻R103-二极管D12通路导通，电阻R103上有Vin-15.6V左右的压降，MOS管Q1导通，其VG点通过二极管D12被钳位到0.6V左右，MOS管Q2、MOS管Q3不导通，从而电路不连通，保护了后端电路，因此具备过压保护功能。

反向电压时，在0V>Vin>-40V时，二极管D12和二极管D6均未击穿，MOS管Q2的体二极管也未击穿，因此也不导通，从而实现了防反接功能。

综上，本实施例提供的一种过压防反接电路，仅包含防反接电路、过压保护电路和开关电路三个组成部分，在过压时，过压保护电路的MOS管Q1将高电压VG导通到地，从而实现开关电路关断，在反接时，防反接电路的MOS管Q2、二极管D6和二极管D12阻止电源的输入电压导通到高电压VG，因此高电压VG没有电压，从而实现开关电路关断，以此来实现低压场景的过压及反接保护，并且本实用新型还降低了过压防反接电路的所用物料数量和元器件的种类。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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 (10)

1.一种过压防反接电路，其特征在于，包括防反接电路、过压保护电路和开关电路；

电源的输入端分别与所述防反接电路和过压保护电路连接，所述防反接电路和过压保护电路的输出端与开关电路的输入端连接，所述开关电路的输出端控制电源接地端和电路板接地端的通断；

其中，所述防反接电路与过压保护电路均输出高电压时，所述开关电路导通，以使电源接地端和电路板接地端联通，电源正常供电；所述防反接电路与过压保护电路任意一个触发保护输出高电压或低电压时，所述开关电路关断，以使电源接地端和电路板接地端断开，阻止电源异常供电。

2.根据权利要求1所述的一种过压防反接电路，其特征在于，所述过压保护电路包括二极管D5、MOS管Q1、电阻R102和电阻R103；

电源的输入端分别与二极管D5的阴极和电阻R102连接，二极管D5的阳极与MOS管Q1的栅极和电阻R103连接，MOS管Q1的源极与电阻R103连接，MOS管Q1的漏极与电阻R102连接。

3.根据权利要求2所述的一种过压防反接电路，其特征在于，所述MOS管Q1为NMOS管，所述MOS管Q1的最大导通电流为7A，门限电压为1V；所述MOS管Q1的型号为YJL3416A。

4.根据权利要求2所述的一种过压防反接电路，其特征在于，所述二极管D5的一个额定电压为15V的稳压二极管，所述二极管D5的型号为SMAZ5929。

5.根据权利要求2所述的一种过压防反接电路，其特征在于，所述防反接电路包括MOS管Q2、二极管D6和二极管D12；

所述二极管D12的阳极分别与电阻R103和MOS管Q1的源极连接，所述二极管D6的阳极分别与MOS管Q1的漏极和电阻R102连接；

所述二极管D6的阴极、所述二极管D12的阴极以及所述MOS管Q2的漏极均与所述电路板接地端连接；

所述MOS管Q2的栅极分别与二极管D6的阳极、MOS管Q2的漏极和电阻R102连接。

6.根据权利要求5所述的一种过压防反接电路，其特征在于，所述二极管D6和二极管D12均是反向电压为40V、正向电压为0.6V的低导通二极管。

7.根据权利要求6所述的一种过压防反接电路，其特征在于，所述二极管D6和二极管D12的型号均为1N5819。

8.根据权利要求5所述的一种过压防反接电路，其特征在于，所述开关电路包括MOS管Q3；

所述MOS管Q3的栅极分别与二极管D6的阳极、MOS管Q2的漏极和电阻R102连接；所述MOS管Q3的源极和MOS管Q2的源极连接，所述MOS管Q3的漏极与电源的接地端连接。

9.根据权利要求8所述的一种过压防反接电路，其特征在于，所述MOS管Q2和所述MOS管Q3的最大导通电流为7A，门限电压为1V。

10.根据权利要求9所述的一种过压防反接电路，其特征在于，所述MOS管Q2和MOS管Q3的型号均为YJL3416A。