一種過壓保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種過壓保護(hù)電路。一種過壓保護(hù)電路，包括，第一供電電源；第二供電電源；輸出端；接地端；第一開關(guān)器件，連接于第一供電電源、輸出端及接地端之間，于第一控制信號的作用下可選擇地導(dǎo)通或斷開第一供電電源與輸出端之間的連接；第二開關(guān)器件，連接于第二供電電源、輸出端及接地端之間，于第一開關(guān)器件導(dǎo)通或截止時可控制地?cái)嚅_或?qū)ǖ诙╇婋娫磁c輸出端的連接。本實(shí)用新型利用MOS管的開啟與關(guān)閉來控制產(chǎn)品輸入電源的導(dǎo)通與切斷，當(dāng)輸入電源過壓時，切斷輸入電源，同時啟動備用電源，利用簡單電路實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù)功能，而且只需在原有的電路基礎(chǔ)上增加數(shù)量較少的基本器件，占有很小的印制電路板面積。
【專利說明】一種過壓保護(hù)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種過壓保護(hù)電路。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今電子產(chǎn)品種類越來越豐富，在我們的生活中無處不在，這些電子產(chǎn)品正常工作時需要的供電大多通過對輸入電源進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)，如大多使用DC-DC芯片進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換，然而當(dāng)輸入電源輸出電壓異常時或人為原因使用錯誤的輸入電源，會造成DC-DC芯片的損壞，導(dǎo)致產(chǎn)品無法正常工作，嚴(yán)重情況下，還會造成破壞，有很大的安全隱患。現(xiàn)有技術(shù)中一些電子產(chǎn)品設(shè)置過壓保護(hù)機(jī)制，但過壓保護(hù)電路往往比較復(fù)雜，而且價格較貴。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于，提供一種過壓保護(hù)電路，解決以上技術(shù)問題。
[0004]本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0005]一種過壓保護(hù)電路，其中，包括，
[0006]第一供電電源；
[0007]第二供電電源；
[0008]輸出端；
[0009]接地端；
[0010]第一開關(guān)器件，連接于所述第一供電電源、所述輸出端及所述接地端之間，于第一控制信號的作用下可選擇地導(dǎo)通或斷開所述第一供電電源與所述輸出端之間的連接；
[0011]第二開關(guān)器件，連接于所述第二供電電源、所述輸出端及所述接地端之間，于所述第一開關(guān)器件導(dǎo)通或截止時可控制地?cái)嚅_或?qū)ㄋ龅诙╇婋娫磁c所述輸出端的連接。
[0012]本實(shí)用新型的過壓保護(hù)電路，所述第一控制信號由一驅(qū)動電路產(chǎn)生，所述驅(qū)動電路包括一三極管，所述三極管的發(fā)射極連接所述第一供電電源，所述三極管的基極通過一第二電阻連接一偏置電壓，所述三極管的集電極通過一第三電阻連接所述接地端，所述三極管的集電極還連接一信號輸出支路，所述信號輸出支路用于輸出所述第一控制信號。
[0013]本實(shí)用新型的過壓保護(hù)電路，所述第一開關(guān)器件采用P溝道MOS管，所述第一開關(guān)器件的柵極連接所述第一控制信號，所述第一開關(guān)器件的源極連接所述第一供電電源，所述第一開關(guān)器件的漏極通過一第五電阻接地，所述第一開關(guān)器件的漏極與所述第五電阻相串聯(lián)的點(diǎn)連接所述輸出端。
[0014]本實(shí)用新型的過壓保護(hù)電路，所述第二開關(guān)器件采用P溝道MOS管，所述第二開關(guān)器件的柵極連接所述第一開關(guān)器件的漏極，所述第二開關(guān)器件的源極連接所述第二供電電源，所述第二開關(guān)器件的漏極連接所述輸出端。
[0015]本實(shí)用新型的過壓保護(hù)電路，所述信號輸出支路上串聯(lián)一第四電阻。
[0016]本實(shí)用新型的過壓保護(hù)電路，所述偏置電壓由一連接于所述第一供電電源與所述接地端之間的分壓網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生，所述分壓網(wǎng)絡(luò)由一第一電阻和一穩(wěn)壓管串聯(lián)而成，所述第一電阻和所述穩(wěn)壓管的正極連接，所述穩(wěn)壓管的負(fù)極連接所述接地端，所述第一電阻與所述穩(wěn)壓管相串聯(lián)的點(diǎn)輸出所述偏置電壓。
[0017]本實(shí)用新型的過壓保護(hù)電路，所述三極管采用PNP型三極管。
[0018]有益效果:由于采用以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型利用MOS管的開啟與關(guān)閉來控制產(chǎn)品輸入電源的導(dǎo)通與切斷，當(dāng)輸入電源過壓時，切斷輸入電源，同時啟動備用電源，利用簡單電路實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù)功能，而且只需在原有的電路基礎(chǔ)上增加數(shù)量較少的基本器件，占有很小的印制電路板面積。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0021]需要說明的是，在不沖突的情況下，本實(shí)用新型中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但不作為本實(shí)用新型的限定。
[0023]參照圖1，一種過壓保護(hù)電路，其中，包括，
[0024]第一供電電源Vin;
[0025]第二供電電源USB;
[0026]輸出端Vout;
[0027]接地端GND ；
[0028]第一開關(guān)器件Q2，連接于第一供電電源Vin、輸出端Vout及接地端GND之間，于第一控制信號的作用下可選擇地導(dǎo)通或斷開第一供電電源Vin與輸出端Vout之間的連接；
[0029]第二開關(guān)器件Q3，連接于第二供電電源USB、輸出端Vout及接地端GND之間，于第一開關(guān)器件Q2導(dǎo)通或截止時可控制地?cái)嚅_或?qū)ǖ诙╇婋娫碪SB與輸出端Vout的連接。
[0030]本實(shí)用新型可以以第一供電電源Vin作為產(chǎn)品輸入電源，第二供電電源USB作為備用電源，輸出端Vout連接DC-DC芯片的輸入端口。相比于普通DC-DC芯片都不帶有輸入過壓保護(hù)，本實(shí)用新型當(dāng)輸入電源過壓時，切斷輸入電源，同時啟動備用電源，實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù)功能，避免對DC-DC芯片造成損壞。
[0031 ] 本實(shí)用新型的過壓保護(hù)電路，第一控制信號由一驅(qū)動電路產(chǎn)生，驅(qū)動電路可以包括一三極管Ql，三極管Ql的發(fā)射極連接第一供電電源Vin，三極管Ql的基極通過一第二電阻R2連接一偏置電壓，三極管Ql的集電極通過一第三電阻R3連接接地端GND，三極管Ql的集電極還連接一信號輸出支路，信號輸出支路用于輸出第一控制信號。一種優(yōu)選的實(shí)施例中，信號輸出支路上可以串聯(lián)一第四電阻R4，第四電阻R4的一端連接三極管Ql的集電極，另一端作為驅(qū)動電路的信號輸出端，輸出第一控制信號。
[0032]本實(shí)用新型的過壓保護(hù)電路，第一開關(guān)器件Q2可以采用P溝道MOS管，第一開關(guān)器件Q2的柵極接收第一控制信號，第一開關(guān)器件Q2的源極連接第一供電電源Vin，第一開關(guān)器件Q2的漏極通過一第五電阻R5連接接地端GND，第一開關(guān)器件Q2的漏極與第五電阻R5相串聯(lián)的點(diǎn)連接輸出端Vout。
[0033]本實(shí)用新型的過壓保護(hù)電路，第二開關(guān)器件Q3采用P溝道MOS管，第二開關(guān)器件Q3的柵極連接第一開關(guān)器件Q2的漏極，第二開關(guān)器件Q3的源極連接第二供電電源USB，第二開關(guān)器件Q3的漏極連接輸出端Vout。
[0034]上述的P溝道MOS管優(yōu)選采用增強(qiáng)型的MOS管以具有更好的電性能。
[0035]本實(shí)用新型的過壓保護(hù)電路，偏置電壓可以由一連接于第一供電電源Vin與接地端GND之間的分壓網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生，分壓網(wǎng)絡(luò)由一第一電阻Rl和一穩(wěn)壓管Dl串聯(lián)而成，第一電阻Rl和穩(wěn)壓管Dl的正極連接，穩(wěn)壓管Dl的負(fù)極接地，第一電阻Rl與穩(wěn)壓管Dl相串聯(lián)的點(diǎn)輸出偏置電壓。由一第一電阻Rl和一穩(wěn)壓管Dl串聯(lián)而成分壓網(wǎng)絡(luò)可以解決單純由電阻串聯(lián)構(gòu)成的分壓網(wǎng)絡(luò)工作不穩(wěn)定、易于振蕩的缺點(diǎn)，能夠維持偏置電壓穩(wěn)定，保證電路穩(wěn)定工作。
[0036]在電路選型時，本實(shí)用新型的穩(wěn)壓管Dl的穩(wěn)定電壓(Vz)要大于第一供電電源Vin,且留一定的余量，當(dāng)然也不能太大，如果太大，就無法起到過壓保護(hù)作用，一般要小于產(chǎn)品內(nèi)部使用第一供電電源Vin供電的芯片耐壓值；如當(dāng)?shù)谝还╇婋娫碫in= 12V，產(chǎn)品內(nèi)部使用第一供電電源Vin供電的芯片耐壓值為18V，那么Vz —般選14V?17V。
[0037]第二電阻R2和第三電阻R3作為三極管Ql組成的驅(qū)動電路的偏置電阻；第二電阻R2阻值大小的選擇要保證三極管Ql在截止和飽和兩種狀態(tài)之間切換。當(dāng)?shù)谝还╇婋娫碫in小于穩(wěn)壓管Dl的穩(wěn)定電壓時，穩(wěn)壓管Dl處于高阻狀態(tài)，三極管Ql的基極為高電平，三極管Ql處于截止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)?shù)谝还╇婋娫碫in大于穩(wěn)壓管Dl的穩(wěn)定電壓時，這時要保證三極管 Ql 處于飽和狀態(tài)，即(Vin-Vz-Vbe) * β /Rl> (Vin-Vces) /R2,
[0038]其中，Vbe為三極管Ql基極導(dǎo)通電壓，通常為0.7V，Vces為三極管Ql的飽和電壓，通常為0.3V，β為三極管Ql的放大系數(shù)，通常從幾十到幾千。
[0039]同時第四電阻R4的選擇還要保證三極管Ql的集電極電流小于三極管集電極最大承受電流Icm，即(Vin-Vces)/R2〈Icm。通常第二電阻R2和第三電阻R3取KΩ級別的電阻值。一種具體實(shí)施例，電阻值選擇取值為4.7kΩ。
[0040]本實(shí)用新型的過壓保護(hù)電路，三極管Ql當(dāng)成開關(guān)管使用，即處于截止和飽和兩種狀態(tài)，故三極管Ql要選擇PNP型三極管，同時管子的開啟和關(guān)閉時間越短越好，這樣開關(guān)管的響應(yīng)時間就越短，對產(chǎn)品的保護(hù)作用會越好。目前市面上的很多型號的開關(guān)管可以滿足此需求。
[0041]第一開關(guān)器件Q2和第二開關(guān)器件Q3可以選擇P溝道增強(qiáng)型MOS管，當(dāng)滿足第一供電電源Vin正常輸出時，產(chǎn)品能正常工作，第一開關(guān)器件Q2要處于導(dǎo)通狀態(tài)，即Vgs>Vth,Vth為第一開關(guān)器件Q2的開啟電壓，而Vgs由第一供電電源Vin經(jīng)驅(qū)動電路提供，故Vgs〈Vin。第二開關(guān)器件Q3處于截止?fàn)顟B(tài)。
[0042]而當(dāng)?shù)谝还╇婋娫碫in超出設(shè)計(jì)要求，則第一開關(guān)器件Q2要處于截止?fàn)顟B(tài)，第二開關(guān)器件Q3處于導(dǎo)通狀態(tài)，使得備用電源，即第二供電電源USB處于工作狀態(tài)，以使得產(chǎn)品能夠正常工作。
[0043]在選擇第一開關(guān)器件Q2和第二開關(guān)器件Q3時，要滿足MOS管的最大漏源電流Idsm要大于產(chǎn)品第一供電電源Vin上的滿載電流，通常第一供電電源Vin上的滿載電流要〈0.8*Idsm。同時第一開關(guān)器件Q2和第二開關(guān)器件Q3還要滿足導(dǎo)通電阻Ron盡可能小，因?yàn)閷?dǎo)通電阻越小，MOS管的功耗就越小，以使得整個電路具有較小的功耗。目前市面上的P溝道MOS管的導(dǎo)通電阻可以做到幾百毫歐，可以滿足此要求。第一開關(guān)器件Q2和第二開關(guān)器件Q3響應(yīng)時間越短，對產(chǎn)品的保護(hù)效果也越好。
[0044]本實(shí)用新型的電路工作原理:
[0045]當(dāng)?shù)谝还╇婋娫碫in正常時，即產(chǎn)生第一供電電源Vin的輸入電源適配器正常時，由于第一供電電源Vin〈Vz(穩(wěn)壓管Dl的穩(wěn)定電壓)，穩(wěn)壓管Dl處于高阻狀態(tài),三極管Ql的基極為高電平，故三極管Ql截止，此時第一開關(guān)器件Q2采用的P溝道增強(qiáng)型MOS管的柵極為低電平，故第一開關(guān)器件Q2的漏極和源極導(dǎo)通，即Vout = Vin ;而第二開關(guān)器件Q3的柵極為高電平，第二開關(guān)器件Q3的漏極和源極不導(dǎo)通，第二供電電源USB供電不起作用。
[0046]當(dāng)?shù)谝还╇婋娫碫in不正常，輸入過大時，即Vin>Vz(穩(wěn)壓管Dl的穩(wěn)定電壓)，穩(wěn)壓管Dl處于低阻狀態(tài)，此時三極管Ql的基極相比于集電極為高電平，發(fā)射極導(dǎo)通，同時由于加在三極管Ql的集電極的偏置電壓Vin的作用，開關(guān)管Ql處于飽和狀態(tài)，發(fā)射極與集電極導(dǎo)通，故此時三極管Ql的集電極為高電平，從而第一開關(guān)器件Q2的柵極電壓為高電平，第一開關(guān)器件Q2截止，第一開關(guān)器件Q2的漏極與源極斷開，第一供電電源Vin無法傳輸?shù)捷敵龆薞out，同時第二開關(guān)器件Q3的柵極由于下拉電阻，即第一電阻R5接地，為低電平，漏極與源極導(dǎo)通，輸出端Vout由第二供電電源USB供電，產(chǎn)品能夠繼續(xù)正常工作。
[0047]本實(shí)用新型利用MOS管的開啟與關(guān)閉來控制產(chǎn)品輸入電源的導(dǎo)通與切斷，當(dāng)輸入電源過壓時，切斷輸入電源，同時啟動備用電源，利用簡單電路實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù)功能，而且只需在原有的電路基礎(chǔ)上增加數(shù)量較少的基本器件，占有很小的印制電路板面積。
[0048]以上僅為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的實(shí)施方式及保護(hù)范圍，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識到凡運(yùn)用本實(shí)用新型說明書及圖示內(nèi)容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種過壓保護(hù)電路，其特征在于，包括， 第一供電電源； 第二供電電源； 輸出端； 接地端； 第一開關(guān)器件，連接于所述第一供電電源、所述輸出端及所述接地端之間，于第一控制信號的作用下可選擇地導(dǎo)通或斷開所述第一供電電源與所述輸出端之間的連接； 第二開關(guān)器件，連接于所述第二供電電源、所述輸出端及所述接地端之間，于所述第一開關(guān)器件導(dǎo)通或截止時可控制地?cái)嚅_或?qū)ㄋ龅诙╇婋娫磁c所述輸出端的連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過壓保護(hù)電路，其特征在于，所述第一控制信號由一驅(qū)動電路產(chǎn)生，所述驅(qū)動電路包括一三極管，所述三極管的發(fā)射極連接所述第一供電電源，所述三極管的基極通過一第二電阻連接一偏置電壓，所述三極管的集電極通過一第三電阻連接所述接地端，所述三極管的集電極還連接一信號輸出支路，所述信號輸出支路用于輸出所述第一控制信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過壓保護(hù)電路，其特征在于，所述第一開關(guān)器件采用P溝道MOS管，所述第一開關(guān)器件的柵極連接所述第一控制信號，所述第一開關(guān)器件的源極連接所述第一供電電源，所述第一開關(guān)器件的漏極通過一第五電阻連接所述接地端，所述第一開關(guān)器件的漏極與所述第五電阻相串聯(lián)的點(diǎn)連接所述輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的過壓保護(hù)電路，其特征在于，所述第二開關(guān)器件采用P溝道MOS管，所述第二開關(guān)器件的柵極連接所述第一開關(guān)器件的漏極，所述第二開關(guān)器件的源極連接所述第二供電電源，所述第二開關(guān)器件的漏極連接所述輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過壓保護(hù)電路，其特征在于，所述信號輸出支路上串聯(lián)一第四電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過壓保護(hù)電路，其特征在于，所述偏置電壓由一連接于所述第一供電電源與所述接地端之間的分壓網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生，所述分壓網(wǎng)絡(luò)由一第一電阻和一穩(wěn)壓管串聯(lián)而成，所述第一電阻和所述穩(wěn)壓管的正極連接，所述穩(wěn)壓管的負(fù)極連接所述接地端，所述第一電阻與所述穩(wěn)壓管相串聯(lián)的點(diǎn)輸出所述偏置電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過壓保護(hù)電路，其特征在于，所述三極管采用PNP型三極管。
【文檔編號】H02J9/06GK204144917SQ201420569000
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】徐祥 申請人:上海斐訊數(shù)據(jù)通信技術(shù)有限公司