專(zhuān)利名稱(chēng)：低壓欠壓直通過(guò)壓保護(hù)限流電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低壓欠壓直通過(guò)壓保護(hù)限流電路，適用于用于消費(fèi)類(lèi)電電子產(chǎn)品，如GPS導(dǎo)航儀等。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品廣泛應(yīng)用，如智能手機(jī)和GPS導(dǎo)航儀等，都給人們的生活帶來(lái)諸多便利，但是隨之而來(lái)的，由于消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品耗電快，因此隨時(shí)隨地充電的問(wèn)題就成了一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，現(xiàn)有的充電電路一般不具有限流和過(guò)壓保護(hù)功能，因此，在不同環(huán)境下充電時(shí)很容易造成消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品的損壞，因此，有必要設(shè)計(jì)一種全新的低壓欠壓直通過(guò)壓保護(hù)限流電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種低壓欠壓直通過(guò)壓保護(hù)限流電路，該低壓欠壓直通過(guò)壓保護(hù)限流電路集成了低壓欠壓直通、過(guò)壓保護(hù)和限流的功能，電路簡(jiǎn)單，具有電壓輸入范圍廣和電路輸出電壓穩(wěn)定的特點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下
一種低壓欠壓直通過(guò)壓保護(hù)限流電路，包括P溝道的MOS管QlO和4個(gè)NPN型三極管Q11、Q12、Q13 和 Q14 ；
MOS管QlO的S極接低壓欠壓直通過(guò)壓保護(hù)限流電路的正輸入端Vin，MOS管QlO的D極通過(guò)電阻R18接低壓欠壓直通過(guò)壓保護(hù)限流電路的正輸出端Vout ；M0S管QlO的G極與Vin之間接有電阻R19 ；
電阻R22和電阻R26串接成第一分壓支路，且電阻R22與Vin相接，R26接地；第一分壓支路的分壓點(diǎn)接Q13的B極；Q13的C極通過(guò)電阻R17接Vin ；Q13的E極接地；
Q14的B極接Q13的C極，Q14的C極接QlO的G極；Q14的E極接地；
電阻R21和電阻R25串接成第二分壓支路；且電阻R21與Vout相接，電阻R25接地；第二分壓支路的分壓點(diǎn)接Q12的B極，Q12的C極和E極分別接Q14的B極和地；
電阻R20和電阻R27形成第三分壓支路；且R20接QlO的D極，R27接地；第三分壓支路的分壓點(diǎn)接Qll的B極，Qll的C極和E極分別接Q12的C極和Vout ；
在Vin與地之間以及Vout與地之間均接有濾波電容。各電阻與各自的電阻值對(duì)應(yīng)關(guān)系如下
R17 200K ；
R18 O. 5 ；
R19 200K ；
R20 560 ；R21 12K ；
R22 IOK ；
R25 I. 75K ；
R26 910 ；
R27 IOK ;電阻的阻值單位均為歐姆。有益效果
本發(fā)明的低壓欠壓直通過(guò)壓保護(hù)限流電路，采用P溝道的MOS管作為電路的主控制器件，在電壓過(guò)高時(shí)能夠MOS管關(guān)斷輸入，電壓欠壓時(shí)電壓直通，同時(shí)有限流作用，從而保護(hù)產(chǎn)品和電源本身。對(duì)充電輸入端的限制減小。方便使用者能用更多的充電器。目前PNDGPS行業(yè)還沒(méi)有該功能。一般的便攜式電子產(chǎn)品的充電器電壓輸入范圍為5疒20V，所以基 本上筆記本電腦、手機(jī)、移動(dòng)電源都可以給GPS導(dǎo)航儀或手機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品充電，節(jié)省了資源，更利于環(huán)保。本電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，組合靈活(比如限流保護(hù)電路可以去掉，變成一個(gè)過(guò)壓穩(wěn)壓保護(hù)欠壓直通電路)，成本低，在低壓電子產(chǎn)品方面保護(hù)效果明顯，欠壓電路三極管Q14和電阻Rl7和PMOS管間合理配合，使得本電路在低于5V時(shí)欠壓還能工作，在控制了成本同時(shí)提供了有效保護(hù)，比如有時(shí)產(chǎn)品(如GPS)不小心插入12VDC電源時(shí)，能有效保護(hù)產(chǎn)品不被過(guò)高電壓損壞。而有些5V設(shè)備輸出電壓為4V欠壓時(shí)本產(chǎn)品也能正常工作而不產(chǎn)生大的壓差。


圖I是本發(fā)明的低壓欠壓直通過(guò)壓保護(hù)限流電路的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明
實(shí)施例I:
如圖I所示，一種低壓欠壓直通過(guò)壓保護(hù)限流電路，包括P溝道的MOS管QlO和4個(gè)NPN 型三極管 Q11、Q12、Q13 和 Q14 ；
MOS管QlO的S極接低壓欠壓直通過(guò)壓保護(hù)限流電路的正輸入端Vin，MOS管QlO的D極通過(guò)電阻R18接低壓欠壓直通過(guò)壓保護(hù)限流電路的正輸出端Vout ；M0S管QlO的G極與Vin之間接有電阻R19 ；
電阻R22和電阻R26串接成第一分壓支路，且電阻R22與Vin相接，R26接地；第一分壓支路的分壓點(diǎn)接Q13的B極；Q13的C極通過(guò)電阻R17接Vin ；Q13的E極接地；
Q14的B極接Q13的C極，Q14的C極接QlO的G極；Q14的E極接地；
電阻R21和電阻R25串接成第二分壓支路；且電阻R21與Vout相接，電阻R25接地；第二分壓支路的分壓點(diǎn)接Q12的B極，Q12的C極和E極分別接Q14的B極和地；
電阻R20和電阻R27形成第三分壓支路；且R20接QlO的D極，R27接地；第三分壓支路的分壓點(diǎn)接Qll的B極，Qll的C極和E極分別接Q12的C極和Vout ；
在Vin與地之間以及Vout與地之間均接有濾波電容。電路的具體工作原理說(shuō)明如下1、過(guò)壓保護(hù)過(guò)程當(dāng)5V輸入電壓升高到過(guò)壓保護(hù)電壓臨界點(diǎn)時(shí)，三極管Q13導(dǎo)通，C極為低電平，則三極管Q14 C極為高電平，則P溝道MOS管G(柵極)為高電平，這時(shí)P溝道MOS管輸出被關(guān)斷，有效的保護(hù)了產(chǎn)品。保護(hù)電壓臨界點(diǎn)電壓值設(shè)定；
Vref=Vidc* (R26/R26+R22) Vref為三極管結(jié)電壓為O. 6V ; Vidc為輸入電壓 Vidc =0. 6/(R26/R26+R22)
Vide =7. 2V;當(dāng)輸入電壓高于保護(hù)電壓臨界點(diǎn)電壓7. 2V時(shí)，則輸出被關(guān)斷；調(diào)節(jié)R26和R22阻值則可以調(diào)整輸入保護(hù)電壓。
2、欠壓直通過(guò)程；當(dāng)5V輸入電壓低于5V以下時(shí)，(一般的低壓穩(wěn)壓電路都有壓差，為O. 3^1. 2V左右，而本電路選用內(nèi)阻很低P溝道MOS做輸出，在IA輸出時(shí)壓差很小，幾乎為零，所以相當(dāng)于直通)；三極管Q12，Q13不工作，Q14由電阻R17提供一個(gè)高電平，Q14導(dǎo)通 C極為低電平，這時(shí)P溝道MOS管正常輸出，由于內(nèi)阻很小，所以相當(dāng)于電壓低于5V時(shí)輸出是直通的；
3、輸出穩(wěn)壓過(guò)程；當(dāng)5V輸入電壓升高到穩(wěn)壓保護(hù)電壓臨界點(diǎn)時(shí)，(由于本電路輸入電壓最高為7. 2V,而產(chǎn)品有些IC最高工作電壓為5. 5V以?xún)?nèi)，所以后面就要有穩(wěn)壓)，三極管Q12導(dǎo)通，C極為低電平
則三極管Q14 C極為高電平，則P溝道MOS管G(柵極)為高電平，輸出會(huì)拉低或關(guān)斷，如此循環(huán)，這時(shí)P溝道MOS管輸出電壓會(huì)調(diào)整為穩(wěn)壓保護(hù)電壓值，有效的保護(hù)了產(chǎn)品。穩(wěn)壓保護(hù)電壓臨界點(diǎn)電壓值設(shè)定；
Vref=Vodc*(R25/R21+R25) Vref為三極管結(jié)電壓為O. 6V ; Vodc為輸出電壓 Vodc =0. 6/(R25/R21+R25)
Vodc =5V;當(dāng)輸入電壓高于保護(hù)電壓臨界點(diǎn)電壓7. 2V時(shí)，則輸出被關(guān)斷；調(diào)節(jié)R21和R25阻值則可以調(diào)整穩(wěn)壓輸出保護(hù)電壓。
4、限流保護(hù)過(guò)程當(dāng)產(chǎn)品電流超過(guò)保護(hù)值時(shí)，(產(chǎn)品電子元件短路時(shí)，短路電流很大，必定會(huì)對(duì)輸入電路造成損壞，所以限流保護(hù)也有一定的保護(hù)作用)，三極管Qll導(dǎo)通，C極為低電平，則三極管Q14 C極為高電平，則P溝道MOS管G(柵極)為高電平，這時(shí)P溝道MOS管輸出被關(guān)斷，有效的保護(hù)了產(chǎn)品。保護(hù)電流值設(shè)定；
Q13 Vbe = R18*Io-(Vo+ R18*Io) (R20/R20+R27) Q13 Vbe 為三極管結(jié)電壓為 O. 6V ;Io為輸出電流，
Io =1/R18[O. 6(1+R20/R27) + (R20/R27)Vo]
Io =0. 91A;當(dāng)輸出電流高于保護(hù)電流O. 91A時(shí)，則輸出被關(guān)斷；調(diào)節(jié)R18，R20和R27阻值則可以調(diào)整輸出保護(hù)電流。經(jīng)過(guò)具體計(jì)算，各電阻與各自的電阻值對(duì)應(yīng)關(guān)系如下
R17 200K ；
R18 O. 5 ；
R19 200K ；
R20 560 ；
R21 12K ；R22 IOK ；
R25 I. 75K ； R26 910 ；
R27 IOK ;電阻的阻值單位均為歐姆。
權(quán)利要求
1.一種低壓欠壓直通過(guò)壓保護(hù)限流電路，其特征在于，包括P溝道的MOS管QlO和4個(gè)NPN 型三極管 Q11、Q12、Q13 和 Q14 ； MOS管QlO的S極接低壓欠壓直通過(guò)壓保護(hù)限流電路的正輸入端Vin，MOS管QlO的D極通過(guò)電阻R18接低壓欠壓直通過(guò)壓保護(hù)限流電路的正輸出端Vout ；M0S管QlO的G極與Vin之間接有電阻R19 ； 電阻R22和電阻R26串接成第一分壓支路，且電阻R22與Vin相接，R26接地；第一分壓支路的分壓點(diǎn)接Q13的B極；Q13的C極通過(guò)電阻R17接Vin ；Q13的E極接地； Q14的B極接Q13的C極，Q14的C極接QlO的G極；Q14的E極接地； 電阻R21和電阻R25串接成第二分壓支路；且電阻R21與Vout相接，電阻R25接地；第二分壓支路的分壓點(diǎn)接Q12的B極，Q12的C極和E極分別接Q14的B極和地； 電阻R20和電阻R27形成第三分壓支路；且R20接QlO的D極，R27接地；第三分壓支路的分壓點(diǎn)接Qll的B極，Qll的C極和E極分別接Q12的C極和Vout ； 在Vin與地之間以及Vout與地之間均接有濾波電容。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低壓欠壓直通過(guò)壓保護(hù)限流電路，其特征在于，各電阻與各自的電阻值對(duì)應(yīng)關(guān)系如下R17 200K ；R18 0. 5 ；R19 200K ；R20 560 ；R21 12K ；R22 IOK ；R25 I. 75K ；R26 910 ； R27 IOK ;電阻的阻值單位均為歐姆。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種低壓欠壓直通過(guò)壓保護(hù)限流電路，包括P溝道的MOS管Q10和4個(gè)NPN型三極管Q11、Q12、Q13和Q14；還包括外圍的多個(gè)電阻；本發(fā)明的低壓欠壓直通過(guò)壓保護(hù)限流電路，采用P溝道的MOS管作為電路的主控制器件，在電壓過(guò)高時(shí)能夠MOS管關(guān)斷輸入，電壓欠壓時(shí)電壓直通，同時(shí)有限流作用，從而保護(hù)產(chǎn)品和電源本身。對(duì)充電輸入端的限制減小，方便使用者能用更多的充電器。因此該低壓欠壓直通過(guò)壓保護(hù)限流電路集成了低壓欠壓直通、過(guò)壓保護(hù)和限流的功能，電路簡(jiǎn)單，具有電壓輸入范圍廣和電路輸出電壓穩(wěn)定的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02H9/02GK102801135SQ20121029525
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月20日
發(fā)明者李子菏 申請(qǐng)人:深圳市大乘科技有限公司