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一种过欠压保护电路及系统

申请号 CN202410010026.8 申请日 2024-01-03 公开(公告)号 CN117955051A 公开(公告)日 2024-04-30
申请人 东风电子科技股份有限公司; 东风电驱动系统有限公司; 发明人 薛健; 张登; 解苗苗; 雷莹; 杨桃桃; 黄运伟;
摘要 本 发明 公开了一种过欠压保护 电路 及系统,涉及集成电路技术领域,过欠压保护电路包括过欠压点设定模 块 、 电压 比较检测模块和 开关 模块,过欠压点设定模块与电源输入端连接,过欠压点设定模块设有过电压设定点和欠电压设定点,电压比较检测模块与电源输入端、过电压设定点和欠电压设定点连接,开关模块设于电源输入端与电源输出端之间,开关模块的控制端与电压比较检测模块连接,当电源输入端的电压不小于预设过压值时或当电源输入端的电压不大于预设欠压值时,电压比较检测模块控制开关模块断开回路。本发明采用常规元器件形成过欠压保护电路及系统,特性稳定,相对TVS失效 风 险低,满足后级电路对输入电压上限值及下限值的范围要求。
权利要求

1.一种过欠压保护电路,其特征在于,包括:
过欠压点设定模,所述过欠压点设定模块与电源输入端连接,所述过欠压点设定模块设有过电压设定点和欠电压设定点;
电压比较检测模块,所述电压比较检测模块与所述电源输入端、所述过电压设定点和所述欠电压设定点连接;
开关模块,所述开关模块设于所述电源输入端与电源输出端之间,所述开关模块的控制端与所述电压比较检测模块连接;
当所述电源输入端的电压不小于预设过压值或当所述电源输入端的电压不大于预设欠压值时,所述电压比较检测模块控制所述开关模块断开。
2.根据权利要求1所述的过欠压保护电路,其特征在于,所述电压比较检测模块包括:
第四电阻,其第一端与所述过电压设定点连接;
第一三极管,其第一端与所述第四电阻的第二端连接,所述第一三极管的第二端与所述电源输入端连接;
第七电阻,其第一端与所述电源输入端连接;
第六电阻,其第一端与所述第一三极管的第三端和所述第七电阻的第二端连接,所述第六电阻的第一端作为所述电压比较检测模块的输出端;
第五电阻,其第一端与所述欠电压设定点连接;
第二三极管,其第一端与所述第五电阻的第二端连接,所述第二三极管的第二端与所述第六电阻的第二端连接,所述第二三极管的第三端接地;
当所述电源输入端的电压不小于所述预设过压值时,所述第一三极管和所述第二三极管均导通以控制所述开关模块断开;
当所述电源输入端的电压不大于所述预设欠压值时,所述第一三极管和所述第二三极管均关断以控制所述开关模块断开。
3.根据权利要求2所述的过欠压保护电路,其特征在于,所述过欠压点设定模块包括:
第一电阻、第二电阻和第三电阻;
所述第一电阻、所述第二电阻和所述第三电阻依次串联,所述第一电阻的第一端与所述电源输入端连接,所述第一电阻与所述第二电阻的公共端作为所述过电压设定点,所述第二电阻与所述第三电阻的公共端作为所述欠电压设定点,所述第三电阻的第二端接地;
当所述电源输入端的电压不小于所述预设过压值时,所述第一电阻两端电压不小于所述第一三极管的导通电压;
当所述电源输入端的电压不大于所述预设欠压值时,所述第三电阻两端电压不大于所述第二三极管的导通电压。
4.根据权利要求1所述的过欠压保护电路,其特征在于,所述开关模块包括:
PMOS管,所述PMOS管的第一端与所述电压比较检测模块的输出端连接,所述PMOS管的第二端与所述电源输入端连接,所述PMOS管的第三端与所述电源输出端连接。
5.根据权利要求4所述的过欠压保护电路,其特征在于:
所述PMOS管为增强型PMOS管。
6.根据权利要求2所述的过欠压保护电路,其特征在于:所述第一三极管为PNP三极管。
7.根据权利要求2所述的过欠压保护电路,其特征在于:所述第二三极管为NPN三极管。
8.根据权利要求2所述的过欠压保护电路,其特征在于:所述第六电阻与所述第七电阻均为可调电阻。
9.根据权利要求3所述的过欠压保护电路,其特征在于:所述第一电阻、第二电阻和第三电阻均为精度不低于1%的电阻。
10.一种过欠压保护系统,其特征在于,包括权利要求1‑9任一项所述的过欠压保护电路。

说明书全文

一种过欠压保护电路及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及集成电路技术领域,特别涉及一种过欠压保护电路及系统。

背景技术

[0002] 电压保护电路及系统广泛应用于集成电路中,用于保护电源输出端口的后级电路,从而避免后级电路功能异常。
[0003] 现有的电压保护电路中,一般通过TVS管实现过压保护功能,TVS管在电源端口将瞬时过电压钳制在后级电路可承受的安全平内,TVS管不会关断输出,只会对输出电压进行一定程度的峰值限制。但是现有部分后级电路只能在一定电压范围内工作,采用TVS管难以满足上述后级电路对输入电压上限值及下限值的范围要求。

发明内容

[0004] 本发明实施例提供一种过欠压保护电路及系统,以解决相关技术中采用TVS管难以满足后级电路对输入电压上限值及下限值有要求的技术问题。
[0005] 第一方面,提供了一种过欠压保护电路,包括:
[0006] 过欠压点设定模,所述过欠压点设定模块与电源输入端连接,所述过欠压点设定模块设有过电压设定点和欠电压设定点;
[0007] 电压比较检测模块,所述电压比较检测模块与所述电源输入端、所述过电压设定点和所述欠电压设定点连接;
[0008] 开关模块,所述开关模块设于所述电源输入端与电源输出端之间,所述开关模块的控制端与所述电压比较检测模块连接;
[0009] 当所述电源输入端的电压不小于预设过压值或当所述电源输入端的电压不大于预设欠压值时,所述电压比较检测模块控制所述开关模块断开。
[0010] 一些实施例中,所述电压比较检测模块包括:
[0011] 第四电阻,其第一端与所述过电压设定点连接;
[0012] 第一三极管,其第一端与所述第四电阻的第二端连接,所述第一三极管的第二端与所述电源输入端连接;
[0013] 第七电阻,其第一端与所述电源输入端连接;
[0014] 第六电阻,其第一端与所述第一三极管的第三端和所述第七电阻的第二端连接,所述第六电阻的第一端作为所述电压比较检测模块的输出端;
[0015] 第五电阻,其第一端与所述欠电压设定点连接;
[0016] 第二三极管,其第一端与所述第五电阻的第二端连接,所述第二三极管的第二端与所述第六电阻的第二端连接,所述第二三极管的第三端接地;
[0017] 当所述电源输入端的电压不小于所述预设过压值时,所述第一三极管和所述第二三极管均导通以控制所述开关模块断开;
[0018] 当所述电源输入端的电压不大于所述预设欠压值时,所述第一三极管和所述第二三极管均关断以控制所述开关模块断开。
[0019] 一些实施例中,所述过欠压点设定模块包括:第一电阻、第二电阻和第三电阻;
[0020] 所述第一电阻、所述第二电阻和所述第三电阻依次串联,所述第一电阻的第一端与所述电源输入端连接,所述第一电阻与所述第二电阻的公共端作为所述过电压设定点,所述第二电阻与所述第三电阻的公共端作为所述欠电压设定点,所述第三电阻的第二端接地;
[0021] 当所述电源输入端的电压不小于所述预设过压值时,所述第一电阻两端电压不小于所述第一三极管的导通电压;
[0022] 当所述电源输入端的电压不大于所述预设欠压值时,所述第三电阻两端电压不大于所述第二三极管的导通电压。
[0023] 一些实施例中,所述开关模块包括:
[0024] PMOS管,所述PMOS管的第一端与所述电压比较检测模块的输出端连接,所述PMOS管的第二端与所述电源输入端连接,所述PMOS管的第三端与所述电源输出端连接。
[0025] 一些实施例中,所述PMOS管为增强型PMOS管。
[0026] 一些实施例中,所述第一三极管为PNP三极管。
[0027] 一些实施例中,所述第二三极管为NPN三极管。
[0028] 一些实施例中,所述第六电阻与所述第七电阻均为可调电阻。
[0029] 一些实施例中,所述第一电阻、第二电阻和第三电阻均为精度不低于1%的电阻。
[0030] 第二方面,提供了一种过欠压保护系统,包括前述的过欠压保护电路。
[0031] 本发明实施例提供了一种过欠压保护电路及系统,所述过欠压保护电路包括过欠压点设定模块、电压比较检测模块和开关模块,所述过欠压点设定模块与电源输入端连接,所述过欠压点设定模块设有过电压设定点和欠电压设定点,所述电压比较检测模块与所述电源输入端、所述过电压设定点和所述欠电压设定点连接,所述开关模块设于所述电源输入端与电源输出端之间,所述开关模块的控制端与所述电压比较检测模块连接;当所述电源输入端的电压不小于预设过压值或当所述电源输入端的电压不大于预设欠压值时,所述电压比较检测模块控制所述开关模块断开。本发明采用常规元器件形成过欠压保护电路及系统,特性稳定,相对TVS失效险低,满足后级电路对输入电压上限值及下限值的范围要求。附图说明
[0032] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033] 图1为本发明实施例提供的一种过欠压保护电路原理图;
[0034] 图2为本发明实施例提供的一种过欠压保护电路示意图。

具体实施方式

[0035] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0036] 本发明实施例提供了一种过欠压保护电路,其能解决相关技术中现有后级电路对输入电压上限值及下限值有要求的技术问题。
[0037] 参见图1和图2所示,本发明实施例提供的一种过欠压保护电路,包括过欠压点设定模块、电压比较检测模块和开关模块。
[0038] 所述过欠压点设定模块与电源输入端连接,所述过欠压点设定模块设有过电压设定点和欠电压设定点,所述电压比较检测模块与所述电源输入端、所述过电压设定点和所述欠电压设定点连接,所述开关模块设于所述电源输入端与电源输出端之间,所述开关模块的控制端与所述电压比较检测模块连接;当所述电源输入端的电压不小于预设过压值或当所述电源输入端的电压不大于预设欠压值时,所述电压比较检测模块控制所述开关模块断开;电源输入端的电压为输入电压VIN,过欠压点设定模块设有过电压设定点和欠电压设定点,根据电路实际需求的过欠电压值,设定过电压设定点和欠电压设定点的压降,当输入电压VIN不小于预设过压值OV或当所述输入电压VIN不大于预设欠压值UV时,所述电压比较模块控制所述开关模块断开;通过配置过欠压点设定模块和电压比较检测模块,以控制开关模块在输入电压VIN不在正常范围时断开以保护回路。
[0039] 本发明实施例提供了一种过欠压保护电路及系统,包括过欠压点设定模块、电压比较检测模块和开关模块,过欠压点设定模块根据所需过欠压电压值配置,使得当输入电压VIN不小于预设过压值OV时,所述电压比较检测模块控制所述开关模块关断输出,实现过压保护功能,当输入电压VIN不大于预设欠压值UV时,所述电压比较检测模块控制所述开关模块亦关断输出,实现欠压保护的功能。本发明采用常规元器件形成过欠压保护电路及系统,电路极简化,常规基本电子元器件特性稳定,相对TVS,成本和电路器件失效风险低,满足后级电路对输入电压上限值及下限值的范围要求。
[0040] 作为可选的实施方式,在一个发明实施例中,参见图2所示,所述电压比较检测模块设有第四电阻R4、第一三极管Q1、第七电阻R7、第六电阻R6、第五电阻R5和第二三极管Q2;
[0041] 所述第四电阻R4的第一端与所述过电压设定点连接,所述第一三极管Q1的第一端与所述第四电阻R4的第二端连接,所述第一三极管Q1的第二端与所述电源输入端连接,所述第七电阻R7的第一端与所述电源输入端连接,所述第六电阻R6的第一端与所述第一三极管Q1的第三端和所述第七电阻R7的第二端连接,所述第六电阻R6的第一端作为所述电压比较检测模块的输出端,所述第五电阻R5的第一端与所述欠电压设定点连接,所述第二三极管Q2的第一端与所述第五电阻R5的第二端连接,所述第二三极管Q2的第二端与所述第六电阻R6的第二端连接,所述第二三极管Q2的第三端接地;当所述输入电压VIN不小于预设过压值OV时,所述第二三极管Q2和所述第一三极管Q1均导通;当所述输入电压VIN不大于预设欠压值UV时,所述第二三极管Q2和所述第一三极管Q1均关闭,过压或欠压情况下均控制所述开关模块断开;所述第一三极管Q1和所述第二三极管Q2作为开关管,当输入电压VIN不小于预设过压值OV时第一三极管Q1导通,输入电压VIN小于预设过压值OV时第一三极管Q1关闭,当输入电压VIN不大于预设欠压值UV时,第二三极管Q2关闭,输入电压VIN大于预设欠压值UV时,第二三极管Q2导通,采用常规电阻器件和三极管实现控制逻辑,电路结构简单,运行稳定,提供稳定的电压比较检测功能,实现对电路的过欠压保护。
[0042] 作为可选的实施方式,在一个发明实施例中,参见图2所示,过欠压点设定模块设有:第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3;
[0043] 所述第一电阻R1、所述第二电阻R2和所述第三电阻R3依次串联,所述第一电阻R1的第一端与所述电源输入端连接,所述第一电阻R1与所述第二电阻R2的公共端作为所述过电压设定点,所述第二电阻R2与所述第三电阻R3的公共端作为所述欠电压设定点,所述第三电阻R3的第二端接地;当输入电压VIN不小于所述预设过压值OV时,所述第一电阻R1两端电压不小于所述第一三极管Q1的导通电压;当输入电压VIN不大于所述预设欠压值UV时,所述第三电阻R3两端电压不大于所述第二三极管Q2的导通电压;根据实际所需过欠压电压值,配置合适的第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的阻值,当输入电压VIN不小于预设过压值OV时,第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的阻值满足:VIN*R1/(R1+R2+R3)≥0.7V,第一三极管Q1导通;当输入电压VIN不大于预设欠压值UV时,第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的阻值满足:VIN*R3/(R1+R2+R3)≤0.7V,第二三极管Q2关闭;通过配置合适的R1、R2和R3,满足当输入电压VIN不小于预设过压值OV时,VIN*R1/(R1+R2+R3)≥0.7V,当输入电压VIN不大于预设欠压值UV时,VIN*R3/(R1+R2+R3)≤0.7V;采用贴片电阻以根据实际所需欠压点和过压点设置阻值,成本低,实际应用方便。
[0044] 作为可选的实施方式,在一个发明实施例中,参见图2所示,所述开关模块设有PMOS管Q3,所述PMOS管Q3的第一端栅极G与所述电压比较检测模块的输出端连接,所述PMOS管Q3的第二端源极S与所述电源输入端连接,所述PMOS管Q3的第三端漏极D与所述电源输出端连接;当输入电压VIN不小于预设过压值OV时,VIN*R1/(R1+R2+R3)≥0.7V,第一三极管Q1导通,此时必成立VIN*R3/(R1+R2+R3)≥0.7V,此时第二三极管Q2亦导通,PMOS管Q3的G、S极将基本无压差,PMOS管Q3关断输出,即实现了过压保护的功能;当输入电压VIN不大于预设欠压值UV时,VIN*R3/(R1+R2+R3)≤0.7V,第二三极管Q2关闭,PMOS管Q3的G、S电压将相等,在此状态下,PMOS管Q3D、S不导通,即实现了欠压保护的功能,当输入电压VIN从过压或者欠压状态恢复正常范围时,第一三极管Q1关断,第二三极管Q2打开,开关模块打开,恢复正常电压VOUT输出;仅采用一个MOS管就能实现过压与欠压保护,结构精简,失效率更低。
[0045] 作为可选的实施方式,在一个发明实施例中,参见图2所示,所述PMOS管Q3为增强型PMOS管,选择较低导通内阻的PMOS管,在输出相对较大负载的前提下,PMOS管的内部损耗更低,发热更低,稳定性更好;选择的PMOS管的源极、漏极的最大承受电压尽量选择较高耐受性的电压,防止异常的瞬间过压脉冲导致PMOS管的源极、漏极击穿损坏。
[0046] 作为可选的实施方式,在一个发明实施例中,参见图2所示,所述第一三极管Q1为PNP三极管,当输入电压VIN不小于实际设计的预设过压值OV时,配置合适的第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3,满足VIN*R1/(R1+R2+R3)≥0.7V,达到PNP三极管的导通条件,PNP三极管稳定性好、成本低、可靠性高。
[0047] 作为可选的实施方式,在一个发明实施例中,参见图2所示,所述第二三极管Q2为NPN三极管,当输入电压VIN不大于实际设计的预设欠压值UV时,配置合适的第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3,满足VIN*R3/(R1+R2+R3)≤0.7V,达到NPN三极管的关断条件,NPN三极管作为开关管稳定可靠,保障过欠压保护电路稳定运行。
[0048] 作为可选的实施方式,在一个发明实施例中,参见图2所示,所述第六电阻R6与所述第七电阻R7均为可调电阻,可调电阻可根据需要调节电阻值,更加灵活地控制电路中三极管的工作状态,通过调整电阻值,改变电路的工作状态、电流和电压等,满足不同应用要求。
[0049] 作为可选的实施方式,在一个发明实施例中,参见图2所示,所述第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3均为精度不低于1%的电阻,根据所需过欠压电压值,选取电阻阻值合适的第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3,第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3精度越高,在电路运行中第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的阻值与标称值的误差越小,过欠压点越准确,有效防止电路过欠压,保护电路平稳安全运行。
[0050] 本发明实施例还提供一种过欠压保护系统,包括前述的过欠压保护电路,所述过欠压保护电路包括:过欠压点设定模块、电压比较检测模块和开关模块。
[0051] 所述过欠压点设定模块与电源输入端连接,所述过欠压点设定模块设有过电压设定点和欠电压设定点,所述电压比较检测模块与所述电源输入端、所述过电压设定点和所述欠电压设定点连接,所述开关模块设于所述电源输入端与电源输出端之间,所述开关模块的控制端与所述电压比较检测模块连接;当所述电源输入端的电压不小于预设过压值或当所述电源输入端的电压不大于预设欠压值时,所述电压比较检测模块控制所述开关模块断开;电源输入端的电压为输入电压VIN,过欠压点设定模块设有过电压设定点和欠电压设定点,根据电路实际需求的过欠电压值,设定过电压设定点和欠电压设定点的压降,当输入电压VIN不小于预设过压值OV或当所述输入电压VIN不大于预设欠压值UV时,所述电压比较模块控制所述开关模块断开;通过配置过欠压点设定模块和电压比较检测模块,以控制开关模块在输入电压VIN不在正常范围时断开以保护回路。本发明采用常规元器件形成过欠压保护电路及系统,电路极简化,特性稳定,相对TVS失效风险低,满足后级电路对输入电压上限值及下限值的范围要求。
[0052] 作为可选的实施方式,在一个发明实施例中,参见图2所示,所述电压比较检测模块设有第四电阻R4、第一三极管Q1、第七电阻R7、第六电阻R6、第五电阻R5和第二三极管Q2;
[0053] 所述第四电阻R4的第一端与所述过电压设定点连接,所述第一三极管Q1的第一端与所述第四电阻R4的第二端连接,所述第一三极管Q1的第二端与所述电源输入端连接,所述第七电阻R7的第一端与所述电源输入端连接,所述第六电阻R6的第一端与所述第一三极管Q1的第三端和所述第七电阻R7的第二端连接,所述第六电阻R6的第一端作为所述电压比较检测模块的输出端,所述第五电阻R5的第一端与所述欠电压设定点连接,所述第二三极管Q2的第一端与所述第五电阻R5的第二端连接,所述第二三极管Q2的第二端与所述第六电阻R6的第二端连接,所述第二三极管Q2的第三端接地;当所述输入电压VIN不小于预设过压值OV时,所述第二三极管Q2和所述第一三极管Q1均导通;当所述输入电压VIN不大于预设欠压值UV时,所述第二三极管Q2和所述第一三极管Q1均关闭,过压或欠压情况下均控制所述开关模块断开;所述第一三极管Q1和所述第二三极管Q2作为开关管,当输入电压VIN不小于预设过压值OV时第一三极管Q1导通,输入电压VIN小于预设过压值OV时第一三极管Q1关闭,当输入电压VIN不大于预设欠压值UV时,第二三极管Q2关闭,输入电压VIN大于预设欠压值UV时,第二三极管Q2导通,采用常规电阻器件和三极管实现控制逻辑,电路结构简单,运行稳定,提供稳定的电压比较检测功能,实现对电路的过欠压保护。
[0054] 作为可选的实施方式,在一个发明实施例中,参见图2所示,过欠压点设定模块设有:第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3;
[0055] 所述第一电阻R1、所述第二电阻R2和所述第三电阻R3依次串联,所述第一电阻R1的第一端与所述电源输入端连接,所述第一电阻R1与所述第二电阻R2的公共端作为所述过电压设定点,所述第二电阻R2与所述第三电阻R3的公共端作为所述欠电压设定点,所述第三电阻R3的第二端接地;当输入电压VIN不小于所述预设过压值OV时,所述第一电阻R1两端电压不小于所述第一三极管Q1的导通电压;当输入电压VIN不大于所述预设欠压值UV时,所述第三电阻R3两端电压不大于所述第二三极管Q2的导通电压;根据实际所需过欠压电压值,配置合适的第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的阻值,当输入电压VIN不小于预设过压值OV时,第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的阻值满足:VIN*R1/(R1+R2+R3)≥0.7V,第一三极管Q1导通;当输入电压VIN不大于预设欠压值UV时,第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的阻值满足:VIN*R3/(R1+R2+R3)≤0.7V,第二三极管Q2关闭;通过配置合适的R1、R2和R3,满足当输入电压VIN不小于预设过压值OV时,VIN*R1/(R1+R2+R3)≥0.7V,当输入电压VIN不大于预设欠压值UV时,VIN*R3/(R1+R2+R3)≤0.7V;采用贴片电阻以根据实际所需欠压点和过压点设置阻值,成本低,实际应用方便。
[0056] 作为可选的实施方式,在一个发明实施例中,参见图2所示,所述开关模块设有PMOS管Q3,所述PMOS管Q3的第一端栅极G与所述电压比较检测模块的输出端连接,所述PMOS管Q3的第二端源极S与所述电源输入端连接,所述PMOS管Q3的第三端漏极D与所述电源输出端连接;当输入电压VIN不小于预设过压值OV时,VIN*R1/(R1+R2+R3)≥0.7V,第一三极管Q1导通,此时必成立VIN*R3/(R1+R2+R3)≥0.7V,此时第二三极管Q2亦导通,PMOS管Q3的G、S极将基本无压差,PMOS管Q3关断输出,即实现了过压保护的功能;当输入电压VIN不大于预设欠压值UV时,VIN*R3/(R1+R2+R3)≤0.7V,第二三极管Q2关闭,PMOS管Q3的G、S电压将相等,在此状态下,PMOS管Q3D、S不导通,即实现了欠压保护的功能,当输入电压VIN从过压或者欠压状态恢复正常范围时,第一三极管Q1关断,第二三极管Q2打开,开关模块打开,恢复正常电压VOUT输出;仅采用一个MOS管就能实现过压与欠压保护,结构精简,失效率更低。
[0057] 作为可选的实施方式,在一个发明实施例中,参见图2所示,所述PMOS管Q3为增强型PMOS管,选择较低导通内阻的PMOS管,在输出相对较大负载的前提下,PMOS管的内部损耗更低,发热更低,稳定性更好;选择的PMOS管的源极、漏极的最大承受电压尽量选择较高耐受性的电压,防止异常的瞬间过压脉冲导致PMOS管的源极、漏极击穿损坏。
[0058] 作为可选的实施方式,在一个发明实施例中,参见图2所示,所述第一三极管Q1为PNP三极管,当输入电压VIN不小于实际设计的预设过压值OV时,配置合适的第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3,满足VIN*R1/(R1+R2+R3)≥0.7V,达到PNP三极管的导通条件,PNP三极管稳定性好、成本低、可靠性高。
[0059] 作为可选的实施方式,在一个发明实施例中,参见图2所示,所述第二三极管Q2为NPN三极管,当输入电压VIN不大于实际设计的预设欠压值UV时,配置合适的第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3,满足VIN*R3/(R1+R2+R3)≤0.7V,达到NPN三极管的关断条件,NPN三极管作为开关管稳定可靠,保障过欠压保护电路稳定运行。
[0060] 作为可选的实施方式,在一个发明实施例中,参见图2所示,所述第六电阻R6与所述第七电阻R7均为可调电阻,可调电阻可根据需要调节电阻值,更加灵活地控制电路中三极管的工作状态,通过调整电阻值,改变电路的工作状态、电流和电压等,满足不同应用要求。
[0061] 作为可选的实施方式,在一个发明实施例中,参见图2所示,所述第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3均为精度不低于1%的电阻,根据所需过欠压电压值,选取电阻阻值合适的第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3,第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3精度越高,在电路运行中第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的阻值与标称值的误差越小,过欠压点越准确,有效防止电路过欠压,保护电路平稳安全运行。
[0062] 本发明实施例中的一种过欠压保护电路及系统,其工作原理为:
[0063] 所述过欠压点设定模块与电源输入端连接,所述过欠压点设定模块设有过电压设定点和欠电压设定点,所述电压比较检测模块与所述电源输入端、所述过电压设定点和所述欠电压设定点连接,所述开关模块设于所述电源输入端与电源输出端之间,所述开关模块的控制端与所述电压比较检测模块连接;当所述电源输入端的电压不小于预设过压值或当所述电源输入端的电压不大于预设欠压值时,所述电压比较检测模块控制所述开关模块断开。本发明采用常规元器件形成过欠压保护电路及系统,电路极简化,常规基本电子元器件特性稳定,相对TVS,成本和电路器件失效风险低,满足后级电路对输入电压上限值及下限值的范围要求。
[0064] 在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0065] 需要说明的是,在本发明中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0066] 以上所述仅是本发明的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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