CN219181182U - 一种过压保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种过压保护电路，用于连接在直流电源和负载之间，所述过压保护电路包括有检测调节电路、开关管和开关控制电路；其中，所述开关管连接于直流电源和负载之间；所述检测调节电路与直流电源连接，包括第一可调电阻和第二可调电阻，所述第一可调电阻和第二可调电阻的一端分别连接直流电源和地，该第一可调电阻的另一端和第二可调电阻的另一端连接，并连接开关控制电路，以检测直流电源的输入电压，并输出检测电压至开关控制电路；所述开关控制电路与检测调节电路及开关管相连，用于根据来自检测调节电路的检测电压来控制开关管导通或关断。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路技术领域，更具体地涉及一种过压保护电路。
背景技术
众所周知，在电子设备启动瞬间或在运行中容易出现过高电压，从而导致电路存在安全隐患且容易对电子设备造成损害，针对上述问题，通常会在电源电路中增设一过压保护电路以提高电路的安全性能。目前，通常使用的过压保护电路为利用集成电路设计制造形成的专用的OVP电路，其灵活性较差，且因功率集成电路无法集成过高的电压的能力，则在过压保护点较高的场合，OVP电路基本上无法实现保护。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题提供一种可适用于不同过压保护点的过压保护电路。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种过压保护电路，用于连接在直流电源和负载之间，包括有检测调节电路、开关管和开关控制电路；其中，
所述开关管连接于直流电源和负载之间；
所述检测调节电路与直流电源连接，包括第一可调电阻和第二可调电阻，所述第一可调电阻和第二可调电阻的一端分别连接直流电源和地，该第一可调电阻的另一端和第二可调电阻的另一端连接，并连接开关控制电路，以检测直流电源的输入电压，并输出检测电压至开关控制电路；
所述开关控制电路与检测调节电路及开关管相连，用于根据来自检测调节电路的检测电压来控制开关管导通或关断。
其进一步技术方案为：所述开关控制电路包括NPN开关管和PNP开关管，所述NPN开关管的基极和集电极分别连接检测调节电路和PNP开关管的基极，该NPN开关管的发射极接地，所述PNP开关管的发射极连接直流电源，其集电极通过一第六电阻连接开关管的控制端。
其进一步技术方案：所述NPN开关管的集电极通过一第一电阻连接PNP开关管的基极。
其进一步技术方案：所述开关控制电路还包括有快速响应电路，所述快速响应电路包括并联于第一电阻两端的第二电容。
其进一步技术方案：所述开关控制电路还包括有快速恢复电路，所述快速恢复电路包括第五电阻和第一电容，所述第五电阻和第一电容并联后的一端连接开关管的控制端和第六电阻，另一端接地。
其进一步技术方案：所述开关控制电路还包括一采样电路，所述采样电路包括第二电阻，所述第二电阻连接于直流电源的输出端和PNP开关管的基极之间。
其进一步技术方案：所述PNP开关管的集电极还连接至外部控制器。
其进一步技术方案：所述开关管包括P型MOS管，该P型MOS管的源极作为开关管的输入端，连接直流电源，其漏极作为开关管的输出端，连接负载，其栅极作为开关管的控制端，连接开关控制电路。
与现有技术相比，本实用新型过压保护电路中通过设置一开关管来控制直流电源和负载之间的连接，检测调节电路可检测输入电压，开关控制电路根据来自检测调节电路的检测电压来控制开关管导通或关断，当输入电压为高电压时，开关控制电路控制开关管断开，使得直流电源和负载之间完全断开，从而避免负载承受高电压，实现保护功能，而检测调节电路中的第一调节电阻和第二调节电阻阻值可调，从而可设置不同的过压保护点，可以实现不同过压点的保护，适用于不同的过压保护场景，普适性和灵活性较高。
附图说明
图1是本实用新型过压保护电路一具体实施例的电路结构示意图。
具体实施方式
为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本实用新型的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的阐述。
本实用新型的过压保护电路用于连接在直流电源和负载之间，当直流电源输出高电压时，该过压保护电路将会断开直流电源与负载之间的连接，从而可避免负载承受高电压，很好地保护了负载，且还可设置不同的过压保护点，实现不同过压点的保护，适用于不同的过压保护场景，例如适用于可以充电的气溶胶发生装置内，或者是其他需要过压保护的电子设备。
参照图1，图1为本实用新型过压保护电路10一具体实施例的电路结构示意图。在附图所示的实施例中，所述过压保护电路10包括检测调节电路11、开关管13和开关控制电路12；其中，所述开关管13连接于直流电源20和负载30之间；所述检测调节电路11与直流电源20连接，包括第一可调电阻R3和第二可调电阻R4，所述第一可调电阻R3和第二可调电阻R4的一端分别连接直流电源20和地，该第一可调电阻R3的另一端连接第二可调电阻R4的另一端，并连接开关控制电路12，以检测直流电源20的输入电压，并输出检测电压至开关控制电路12；所述开关控制电路12与检测调节电路11及开关管13相连，用于根据来自检测调节电路11的检测电压来控制开关管13导通或关断。本实施例中，通过第一可调电阻R3和第二可调电阻R4可实现对过压的检测，所述第二可调电阻R4的阻值小于第一可调电阻R3的阻值，优选地，第一可调电阻R3和第二可调电阻R4尽量选择阻值在几十千Ω等级的可调电阻，以减小电路的静态功耗。基于上述设计，第一调节电阻和第二调节电阻的阻值可调，从而可设置不同的过压保护点，可以实现不同过压点的保护，过压保护点较高的场合同样适用。
在某些实施例中，所述开关控制电路12包括NPN开关管Q1和PNP开关管Q2，所述NPN开关管Q1的基极连接第一可调电阻R3和第二可调电阻R4连接的一端，其集电极通过一第一电阻R1连接PNP开关管Q2的基极，该NPN开关管Q1的发射极接地，所述PNP开关管Q2的发射极连接直流电源20，其集电极通过一第六电阻R6连接开关管13的控制端。基于上述设计，当检测调节电路11检测到的检测电压大于NPN开关管Q1的偏置电压时，NPN开关管Q1导通，进而使得PNP开关管Q2导通。
进一步地，在本实施例中，所述开关管13包括P型MOS管Q3，该P型MOS管Q3的源极S作为开关管13的输入端，连接直流电源20，其漏极D作为开关管13的输出端，连接负载30，其栅极G作为开关管13的控制端，连接开关控制电路12。基于上述设计，当有高电压输入时，检测调节电路11可改变开关控制电路12中NPN开关管Q1的输入控制信号，使得NPN开关管Q1改变输出至PNP开关管Q2的信号，从而控制开关管13关断，即当直流电源20输入高电压至过压保护电路10，经检测调节电路11后，使得NPN开关管Q1导通，进而使得PNP开关管Q2导通，此时P型MOS管Q3的栅极接收到高电平，则开关管13处于截止状态，开关管13关断，以断开直流电源20与负载30之间的连接，实现过压保护。
优选地，所述PNP开关管Q2的集电极处还可引出一用于连接外部控制器的输出引脚logic，以使得外部控制器根据来自PNP开关管Q2的信号获得过压情况，且在过压时显示、并发出警报等，以提醒相关的健康值守管理人员进行现场的观察管理，同时还可将过压情况上传至上位机或用户手机，方便远程监控管理和提示。
在本实施例中，所述开关控制电路12还包括有快速响应电路121，所述快速响应电路121包括并联于第一电阻R1两端的第二电容C2。基于该设计，NPN开关管Q1导通时，通过所述第二电容C2可加快PNP开关管Q2的导通，加快电路响应速度，且在过压结束后，第二电容C2可放电使得过压保护电路10恢复到原来的响应能力。
进一步地，在本实施例中，所述开关控制电路12还包括有快速恢复电路122，所述快速恢复电路122包括第五电阻R5和第一电容C1，所述第五电阻R5和第一电容C1并联后的一端连接开关管13的控制端和第六电阻R6，另一端接地。基于上述设计，过压结束后，开关管13恢复导通，第一电容C1放电，使得过压保护电路10恢复到正常快速实施保护状态，且通过改变第五电阻R5和第一电容C1的参数，可以灵活设置过压恢复的时间。
在某些实施例中，所述开关控制电路12还包括一采样电路123，所述采样电路123包括第二电阻R2，所述第二电阻R2连接于直流电源20的输出端和PNP开关管Q2的基极之间。基于上述设计，当有大电流输入时，由采样电路123检测到的电流反馈到PNP开关管Q2，从而控制开关管13关断。
可理解地，下面对本实用新型过压保护电路10的工作原理进行详细说明：
正常输入：当直流电源20输入至过压保护电路10的电压正常，则PNP开关管Q2处于关断状态，开关管13导通，输入电压直接经开关管13的源极和漏极输出至负载30。
过压输入：当直流电源20输入至过压保护电路10的电压为高电压时，高电压经检测调节电路11后，使得NPN开关管Q1导通，进而使得PNP开关管Q2导通，此时P型MOS管Q3的栅极接收到高电平，则开关管13处于截止状态，开关管13关断，以断开直流电源20与负载30之间的连接，实现过压保护。
过流输入：当有大电流输入时，第二电阻R2两端的电压差会相应的升高，使得PNP开关管Q2导通，从而控制开关管13关断，实现过流保护。
综上所述，本实用新型过压保护电路中通过设置一开关管来控制直流电源和负载之间的连接，检测调节电路可检测输入电压，开关控制电路根据来自检测调节电路的检测电压来控制开关管导通或关断，当输入电压为高电压时，开关控制电路控制开关管断开，使得直流电源和负载之间完全断开，从而避免负载承受高电压，实现保护功能，而检测调节电路中的第一调节电阻和第二调节电阻阻值可调，从而可设置不同的过压保护点，可以实现不同过压点的保护，适用于不同的过压保护场景，普适性和灵活性较高，并且通过快速响应电路和快速恢复电路可加快电路响应速度和恢复速度。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，而非对本实用新型做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种过压保护电路，用于连接在直流电源和负载之间，其特征在于：所述过压保护电路包括有检测调节电路、开关管和开关控制电路；其中，
所述开关管连接于直流电源和负载之间；
所述检测调节电路与直流电源连接，包括第一可调电阻和第二可调电阻，所述第一可调电阻和第二可调电阻的一端分别连接直流电源和地，该第一可调电阻的另一端和第二可调电阻的另一端连接，并连接开关控制电路，以检测直流电源的输入电压，并输出检测电压至开关控制电路；
所述开关控制电路与检测调节电路及开关管相连，用于根据来自检测调节电路的检测电压来控制开关管导通或关断。
2.如权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于：所述开关控制电路包括NPN开关管和PNP开关管，所述NPN开关管的基极和集电极分别连接检测调节电路和PNP开关管的基极，该NPN开关管的发射极接地，所述PNP开关管的发射极连接直流电源，其集电极通过一第六电阻连接开关管的控制端。
3.如权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于：所述NPN开关管的集电极通过一第一电阻连接PNP开关管的基极。
4.如权利要求3所述的过压保护电路，其特征在于：所述开关控制电路还包括有快速响应电路，所述快速响应电路包括并联于第一电阻两端的第二电容。
5.如权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于：所述开关控制电路还包括有快速恢复电路，所述快速恢复电路包括第五电阻和第一电容，所述第五电阻和第一电容并联后的一端连接开关管的控制端和第六电阻，另一端接地。
6.如权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于：所述开关控制电路还包括一采样电路，所述采样电路包括第二电阻，所述第二电阻连接于直流电源的输出端和PNP开关管的基极之间。
7.如权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于：所述PNP开关管的集电极还连接至外部控制器。
8.如权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于：所述开关管包括P型MOS管，该P型MOS管的源极作为开关管的输入端，连接直流电源，其漏极作为开关管的输出端，连接负载，其栅极作为开关管的控制端，连接开关控制电路。
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| CN115864304A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-03-28 | 深圳市吉迩科技有限公司 | 一种过压保护电路 |
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