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CN102891466A - 过压过流保护电路 - Google Patents

过压过流保护电路 Download PDF

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Abstract

一种过压过流保护电路，包括：一连接端口用于接入一电源给一负载进行供电；该电路还包括：一过压保护开关及一过流保护开关，用于分别导通或截止该连接端口与该负载的连接；一参考电压模块，用于输出一参考电压值；一过压过流侦测模块，用于实时检测路径电流及负载的负载电压；一比较模块，用于比较该过压过流侦测模块输出的负载电压和该参考电压模块输出的参考电压值，当大于时，控制该过压保护开关断开该连接端口与该负载的连接；当小于时，导通该连接端口与该负载的连接；一电流控制模块，用于根据该过压过流侦测模块侦测的路径电流控制该过流保护开关来断开或导通该连接端口与该负载的连接。从而能够防止在过压过流对负载造成损坏。

Description

过压过流保护电路
技术领域
本发明涉及一种电路，特别涉及一种过压过流保护电路。
背景技术
目前，一般的消费类电子产品在电源启动或运行中容易产生瞬间过压，或者负载短路或过载情况下会产生过大的电流，从而对电子产品电路造成损害，因此有必要在电路中增加一种过压过流保护电路来增加电路的安全性。
发明内容
有鉴于此，提供一种过压过流保护电路，能够防止在过压过流对负载造成损坏。
一种过压过流保护电路，包括：一连接端口用于接入一电源给一负载进行供电；该过压过流保护电路还包括：一过压保护开关，用于导通或截止该连接端口与该负载的连接；一过流保护开关，用于导通或截止该连接端口与该负载的连接；一参考电压模块，用于输出一参考电压值；一过压过流侦测模块，位于该过流保护开关与地之间，用于实时检测输出路径中的路径电流及输出至负载的负载电压；一比较模块，与该参考电压模块、该过压过流侦测模块以及该过压保护开关均相连，用于比较该过压过流侦测模块输出的负载电压和该参考电压模块输出的参考电压值，当该过压过流侦测模块输出的负载电压大于该参考电压值时，输出一限压信号，控制该过压保护开关断开该连接端口与该负载的连接；当该过压过流侦测模块输出的负载电压小于该参考电压值时，输出一平稳信号，导通该连接端口与该负载的连接；一电流控制模块，与该过压过流侦测模块以及该过流保护开关均相连，用于根据该过压过流侦测模块侦测的路径电流控制该过流保护开关来断开或导通该连接端口与该负载的连接。
当过压时，即该过压过流侦测模块输出的负载电压大于该参考电压值时，控制该过压保护开关断开该连接端口与该负载的连接。当过流时，即该过压过流侦测模块输出的路径电流过大时，控制该过流保护开关断开该连接端口与该负载的连接。从而能够防止在过压过流对负载造成损坏。
附图说明
图1是过压过流保护电路较佳实施方式的模块架构图。
图2是过压过流保护电路较佳实施方式的具体电路图。
主要元件符号说明
  过压过流保护电路   1
  连接端口   10
  参考电压模块   20
  过压过流侦测模块   30
  比较模块   40
  过压保护开关   50
  电流控制模块   60
  过流保护开关   70
  负载   80
  电源   90
  正极接入端   101
  负极接入端   102
  比较器   401
  低电平导通开关   501
  高电平导通开关   701
  第一高电平导通开关   601
  第二高电平导通开关   602
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，为过压过流保护电路1较佳实施方式的模块架构图。该过压过流保护电路1包括一连接端口10、一参考电压模块20、一过压过流侦测模块30、一比较模块40、一过压保护开关50、一电流控制模块60、一过流保护开关70及一负载80。该连接端口10用于接入一电源90。该过压保护开关50及该过流保护开关70位于该连接端口10与负载80之间，用于导通或截止连接端口10与负载80的连接。
该参考电压模块20与该比较模块40连接，用于提供一参考电压至该比较模块40。该过压过流侦测模块30与该比较模块40以及该电流控制模块60均连接，用于检测输出路径中的电流(以下称为：路径电流)及输出至负载的电压(以下称为：负载电压)，并将该检测的负载电压输出至比较模块40，将检测的路径电流输出至电流控制模块60。
该比较模块40用于比较该负载电压与该参考电压模块20提供的参考电压，并根据该比较结果输出一限压信号或一平稳信号控制该过压保护开关50的截止或导通，断开或导通连接端口10与负载80的连接，从而断开或导通电源90与负载80的连接。该电流控制模块60还与该过流保护开关70连接，用于根据该路径电流，控制该过流保护开关70的截止或导通，从而断开或导通电源90与负载80的连接。从而，实现过流和过压保护。
请参阅图2，为过压过流保护电路1较佳实施方式的具体电路图。该连接端口10包括正极接入端101以及负极接入端102，用于分别连接电源90的正负极。该参考电压模块20包括一三端稳压器TL431、一电阻R1以及一电阻R2。该三端稳压器TL431的参考极1通过该电阻R1与该连接端口10的正极接入端101及该比较模块40相连，并通过该电阻R2接地，阳极2接地，阴极3与该连接端口10的正极接入端101相连，本实施方式中，参考极1的电压稳定为2.5V，设该电阻R1的电阻值为R1，该电阻R2的电阻值为R2，设该电阻R1远离该TL431的参考极的一端为参考电压提供端REF，设该参考电压提供端REF的电压为VREF，则该参考电压提供端REF的电压VREF的电压值为VT1*(R1+R2)/R2，即为2.5*(R1+R2)/R2。
该过压过流侦测模块30位于地与该过流保护开关70之间。该过压过流侦测模块包括一电阻R3和一电阻R4，该电阻R3与该电阻R4串接于过流保护开关70和地之间，且电阻R4靠近地。该电阻R4与该负载并联。该过压过流侦测模块30侦测的路径电流为流过该电阻R3的电流。该过压过流侦测模块30侦测的负载电压为该电阻R4的电压。其中，设电阻R3远离电阻R4的一端为节点A，电阻R3靠近电阻R4的一端为节点B，则该负载电压为节点B的电压。
该比较模块40为一比较器401，该比较器401的正相输入端与该节点B连接，该比较器401的负相输入端与该参考电压提供端REF连接，该比较器401的输出端与该过压保护开关50相连。
该过压保护开关50为一低电平导通开关501。在本实施方式中，该低电平导通开关501为一PMOS管Q1。该PMOS管Q1的源极与该连接端口10的正极接入端101相连，该PMOS管Q1的漏极与该过流保护开关70相连，该PMOS管Q1的栅极与该比较器401的输出端相连。
该过流保护开关70包括一电阻R5以及一高电平导通开关701。在本实施方式中，该高电平导通开关701为一NMOS管Q2。该电阻R5连接于该NMOS管Q2的栅极与漏极之间。该NMOS管Q2的栅极还与该电流控制模块60连接。该NMOS管Q2的漏极还与该PMOS管Q1的漏极相连，该NMOS管Q2的源极与该节点A连接。
该电流控制模块60包括一第一高电平导通开关601和一第二高电平导通开关602。在本实施方式中，该第一高电平导通开关601为一NMOS管Q3，该第二高电平导通开关602为一NPN三极管Q4。该NMOS管Q3的栅极与该节点B连接，该NMOS管Q3的漏极与该节点A和该NMOS管Q2的源极连接，即电阻R3连接于该NMOS管Q3的漏极与栅极之间。该NMOS管Q3的源极与该NPN三极管Q4的基极连接，并通过一电阻R6接地。该NPN三极管Q4的发射极接地，该NPN三极管Q4的集电极与该NMOS管Q2的栅极连接。
在接通电路时，当电路处于正常工作时，即没有过流或过压时。该比较器401比较该过压过流侦测模块30侦测的负载电压小于该参考电压，从而输出一低电平的平稳信号至该PMOS管Q1的栅极，从而使得该PMOS管Q1导通。同时，在没有过流时，流过电阻R3的电流小于一预定值，从而电阻R3两端的电压不足以使得该NMOS管Q3导通，从而NPN三极管Q4的基极通过该电阻R6接地而获得一低电平，从而该NPN三极管Q4截止。该NMOS管Q2的栅极通过该电阻R5及该导通的PMOS管Q1与连接端口10的正极接入端101连接，从而该NMOS管Q2的栅极为高电位，该NMOS管Q2导通。
当该电路过压时，即，当该比较器401比较该过压过流侦测模块30侦测的负载电压大于该参考电压模块20输出的参考电压VREF时，产生一高电平的限压信号至PMOS管Q1的栅极，从而PMOS管Q1截止，从而断开该电源90与该负载80之间的连接，防止了过压对负载80的损坏。
在电流过流时，流过电阻R3的电流超过一预定值，从而使得该电阻R3两端的电压高于该预定值，而使得转换的电压过大，使得该NMOS管Q3导通，从而，该NPN三极管Q4的基极通过该导通的NMOS管Q3与节点A连接而处于高电位，该NPN三极管Q4导通，该NMOS管Q2的栅极通过该导通的NPN三极管Q4接地，从而获得一低电平，则该NMOS管Q2截止，从而断开该电源90与该负载80之间的连接，防止了过流对负载80的损坏。
从而，本发明通过该过压保护开关50在电压过大时，断开该连接端口10与负载80的连接，从而断开电源90与负载80的连接，该过流保护开关70在电流过大时，断开电源90与负载80的连接，从而防止过流过压对负载80造成的损坏。

Claims (12)

1.一种过压过流保护电路，包括：
一连接端口用于接入一电源给一负载进行供电；
其特征在于，该过压过流保护电路还包括：
一过压保护开关，用于导通或截止该连接端口与该负载的连接；
一过流保护开关，用于导通或截止该连接端口与该负载的连接；
一参考电压模块，用于输出一参考电压值；
一过压过流侦测模块，位于该过流保护开关与地之间，用于实时检测输出路径中的路径电流及输出至负载的负载电压；
一比较模块，与该参考电压模块、该过压过流侦测模块以及该过压保护开关均相连，用于比较该过压过流侦测模块输出的负载电压和该参考电压模块输出的参考电压值，当该过压过流侦测模块输出的负载电压大于该参考电压值时，输出一限压信号，控制该过压保护开关断开该连接端口与该负载的连接；当该过压过流侦测模块输出的负载电压小于该参考电压值时，输出一平稳信号，导通该连接端口与该负载的连接；
一电流控制模块，与该过压过流侦测模块以及该过流保护开关均相连，用于根据该过压过流侦测模块侦测的路径电流控制该过流保护开关来断开或导通该连接端口与该负载的连接。
2.如权利要求1所述的过压过流保护电路，其特征在于：该参考电压模块为一三端稳压器、一第一电阻及一第二电阻，该三端稳压器的参考极通过该第一电阻与该电源正极及该比较模块连接，通过该第二电阻接地，该三端稳压器的阴极与该电源正极连接，该三端稳压器的阳极接地，该参考电压模块输出一参考电压值至该比较器。
3.如权利要求1所述的过压过流保护电路，其特征在于：该过压过流侦测模块包括一第一电阻及一第二电阻，该第一电阻与该第二电阻串接于该过流保护开关和地之间，该第二电阻与地连接，且与负载并联，该过压过流侦测模块检测路径电流为流过该第一电阻的电流，侦测的负载电压为第二电阻的电压，该过压过流侦测模块分别传送该负载电压及该路径电流至比较模块及该过流控制模块。
4.如权利要求1所述的过压过流保护电路，其特征在于：该比较模块为一比较器，该比较器的正相输入端与该过压过流侦测模块连接，该比较器的负相输入端与该参考电压模块连接，该比较器的输出端与该电压控制模块连接。
5.如权利要求4所述的过压过流保护电路，其特征在于：当该过压过流侦测模块输出的负载电压大于该参考电压模块接入的参考电压值时，该比较模块输出一高电平的限压信号至该电压保护开关。
6.如权利要求4所述的过压过流保护电路，其特征在于：当该过压过流侦测模块输出的负载电压小于该参考电压模块接入的参考电压值时，该比较模块输出一低电平的平稳信号至该电压保护开关。
7.如权利要求1所述的过压过流保护电路，其特征在于：该电压保护开关包括一低电平导通开关，该低电平导通开关与该比较模块、负载及电源连接。
8.如权利要求7所述的过压过流保护电路，其特征在于：当该比较模块输出一高电平的限压信号至该电压保护开关时，该低电平导通开关截止，断开电源与该负载的连接。
9.如权利要求1所述的过压过流保护电路，其特征在于：该电流控制模块包括一第一高电平导通开关和一第二高电平导通开关，该第一高电平导通开关分别与该过流保护开关、该过流过压侦测模块及该第二高电平导通开关连接，该第二高电平导通开关分别与该低电平导通开关、该过压保护开关以及地连接。
10.如权利要求9所述的过压过流保护电路，其特征在于：当该过压过流侦测模块侦测的路径电流过大时，该第一高电平导通开关导通，该第二高电平导通开关导通，该电流控制模块输出一低电平至该过流保护开关。
11.如权利要求1所述的过压过流保护电路，其特征在于：该过流保护开关包括一电阻以及一高电平导通开关，该电阻与该高电平导通开关并联，该高电平导通开关与该过压保护开关及该过流过压侦测模块连接。
12.如权利要求11所述的过压过流保护电路，其特征在于：当该电流控制模块输出一低电平给该高电平导通开关时，该高电平导通开关截止，流过该负载的电压为零。
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