一種過壓保護(hù)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電子電路領(lǐng)域，尤其涉及一種為較低耐壓電路提供過壓保護(hù)的過壓保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前電子產(chǎn)品的主要直流供電方式分為兩種:第一種是變壓器外置，其首先將220V?50Hz交流電在外置變壓器中直接轉(zhuǎn)為直流電，隨后再接入電子產(chǎn)品，如，筆記本的電源，變壓器外設(shè)置于筆記本的外部；第二種是變壓器內(nèi)置，與變壓器外置類似，其也是將220V?50Hz的交流電直接轉(zhuǎn)為直流電，隨后再接入電子產(chǎn)品，但不同的是，變壓器設(shè)置于電子產(chǎn)品的內(nèi)部，如臺式機(jī)供電，只需要通過外部的電纜線為其提供交流電即可。
[0003]對于第一種供電方式而言，目前市場上常見的外置變壓器輸出電壓分為19V，12V，以及5V附近。在這種情況下，對于一些不熟悉電子產(chǎn)品特性的人來說，很容易誤將錯誤的直流電源接入自己的設(shè)備，導(dǎo)致設(shè)備工作異常甚至燒壞。雖然大多數(shù)電子產(chǎn)品會在產(chǎn)品說明中標(biāo)注“請使用專用電源”，但是產(chǎn)品的電源接口并沒有提供電源誤接時的保護(hù)電路，大大增加了由于誤插電源而導(dǎo)致燒壞電子設(shè)備的風(fēng)險。
[0004]當(dāng)然，目前也有些電子設(shè)備廠商會設(shè)計特殊的專用電源接口為電子產(chǎn)品進(jìn)行供電，以防止其他電源接入，但是這些專用設(shè)備的成本往往都很高，且設(shè)備的通用性不高；與此同時，也很難避免市面上會有其他類似電源可以接入設(shè)備，導(dǎo)致電子設(shè)備異?；驘龤?。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]針對上述問題，本實用新型提供了一種過壓保護(hù)電路，其從電子硬件層面解決了直流電源誤插的問題，無需外界的配合，如軟件或機(jī)械結(jié)構(gòu)等，電路結(jié)構(gòu)簡單，通用性高，且不會給使用者帶來任何風(fēng)險。
[0006]本實用新型提供了一種過壓保護(hù)電路，其內(nèi)容包括:
[0007]一種過壓保護(hù)電路，分別與外部電源單元及供電單元連接，包括電壓檢測單元和開關(guān)單元，所述電壓檢測單元的輸入端與所述外部電源單元連接，所述電壓檢測單元的輸出端與所述開關(guān)單元的輸入端連接，所述開關(guān)單元的輸出端與所述供電單元連接，所述外部電源單元同時為所述開關(guān)單元供電；
[0008]所述電壓檢測單元包括一與所述外部電源單元連接且由所述外部電源單元控制導(dǎo)通和關(guān)閉的壓控元件，所述壓控元件的輸出端與所述開關(guān)單元連接，控制所述開關(guān)單元的導(dǎo)通和關(guān)閉；
[0009]當(dāng)所述電壓檢測單元檢測到所述外部電源單元的輸出電壓達(dá)到所述壓控元件的閾值電壓時，則所述壓控元件導(dǎo)通，所述電壓檢測單元輸出相應(yīng)地控制電平至所述開關(guān)單元，關(guān)閉所述開關(guān)單元以保護(hù)所述供電單元。
[0010]在本實施例中，通過電壓檢測單元來檢測外部電源單元的電壓值，當(dāng)外部電壓過大時，電壓檢測電源控制開關(guān)單元關(guān)閉；當(dāng)外部電壓小于壓控元件的閾值電壓時，則開關(guān)單元為供電單元供電，有效地解決了當(dāng)用戶誤接地電源接口時帶來的電子設(shè)備異?；驘龤У?，保障了電子設(shè)備的安全。
[0011]供電單元可以等價為電阻和電容的并聯(lián)。
[0012]優(yōu)選地，所述電壓檢測單元包括所述壓控元件，鉗位二極管，第一分壓電阻，以及第二分壓電阻；
[0013]所述鉗位二極管的負(fù)極與所述外部電源單元連接，正極分別與所述壓控元件的第一端及所述第一分壓電阻的第一端連接；
[0014]所述第一分壓電阻的第二端及所述壓控元件的第二端分別接地；
[0015]所述第二分壓電阻的第一端與所述外部電源單元連接，第二端及所述壓控元件的第三端分別與所述開關(guān)單元連接。
[0016]優(yōu)選地，所述壓控元件為一 NMOS晶體管，且所述壓控元件的第一端，第二端以及第三端分別對應(yīng)所述NMOS晶體管的柵極，源極以及漏極。
[0017]優(yōu)選地，所述電壓檢測單元包括壓控元件，鉗位二極管，第一分壓電阻，以及第二分壓電阻；
[0018]所述第一分壓電阻的第一端與所述外部電源單元連接，所述第一分壓電阻的第二端及所述鉗位二極管的負(fù)極分別與所述壓控元件的第一端連接，所述鉗位二極管的正極接地；所述壓控元件的第二端與所述第二分壓電阻的第二端連接，所述第二分壓電阻的第一端與所述外部電源單元連接，所述壓控元件的第三端與所述開關(guān)單元連接。
[0019]優(yōu)選地，所述壓控元件為一 PMOS晶體管，且所述壓控元件的第一端，第二端以及第三端分別對應(yīng)所述PMOS晶體管的柵極，源極以及漏極。
[0020]優(yōu)選地，所述鉗位二極管為穩(wěn)壓二極管或TVS 二極管。
[0021]在本實施例中，鉗位二極管的使用有效地將供電單元接收到的電壓控制一定范圍內(nèi)，當(dāng)外部電源單元的電壓超過了鉗位二極管的擊穿電壓時，電壓檢測單元會輸出控制信號控制開關(guān)元件關(guān)閉，當(dāng)外部電源單元的電壓在鉗位二極管的擊穿電壓范圍之內(nèi)時，開關(guān)單元才會導(dǎo)通為供電單元進(jìn)行供電。在本實用新型中，通過鉗位二極管和晶體管的配合使用，以價格低廉的元器件，達(dá)到了為電子設(shè)備提供過壓保護(hù)的目的；且如果過壓保護(hù)電路需要適用于不同輸入電壓的設(shè)備，只需要相應(yīng)的調(diào)整鉗位二極管的型號和第一分壓電阻的阻值即可實現(xiàn)，整個電路設(shè)計靈活。
[0022]優(yōu)選地，所述開關(guān)單元中包括相互連接的第一晶體管和第二晶體管，其中，所述第一晶體管的柵極與電壓檢測單元連接，且源極接地，漏極與所述第二晶體管的柵極連接；所述第二晶體管的源極與所述外部電源單元連接，漏極與所述供電單元連接。
[0023]優(yōu)選地，所述開關(guān)單元中還包括一 RC延時電路，具體包括:第三分壓電阻，第四分壓電阻，以及一電容；
[0024]所述第三分壓電阻與所述電容并聯(lián)連接，其連接的第一端及所述第二晶體管的源極分別與所述外部電源單元連接，其連接的第二端分別與所述第四分壓電阻的第一及所述第二晶體管的柵極連接；
[0025]所述第四分壓電阻的第二端與所述第一晶體管的漏極連接。
[0026]在本實施例中，在第一晶體管和第二晶體管之間添加了一個RC延時電路，有效地避免了當(dāng)?shù)诙w管導(dǎo)通速度過快時，負(fù)載中等效的電容迅速充電而在第二晶體管的漏極和源極之間產(chǎn)生的尖峰電流而帶來的甚至燒壞第二晶體管的嚴(yán)重后果。RC延時電路的使用，通過調(diào)整第三分壓電阻和第四分壓電阻的阻值以及電容的容值來調(diào)整延時的時間，從而減慢第二晶體管的導(dǎo)通速度，實現(xiàn)保護(hù)第二晶體管不被燒毀的同時，延長了本實用新型過壓保護(hù)電路的使用壽命。
[0027]優(yōu)選地，所述第一晶體管為一 NMOS晶體管；所述第二晶體管為一 PMOS晶體管。
[0028]綜上所述，本實用新型提供的過壓保護(hù)電路，其有益效果在于:
[0029]1.在本實用新型中，在電壓檢測單元中通過鉗位二極管、第一分壓電阻，以及壓控元件的配合使用，以價格低廉的元器件，達(dá)到了為電子設(shè)備提供過壓保護(hù)的目的；即當(dāng)外部電源單元的輸入電壓超過了鉗位二極管的擊穿電壓，電壓檢測單元輸出控制信號控制開關(guān)元件關(guān)閉，致使外部電源單元不給供電單元進(jìn)行供電；相應(yīng)地，當(dāng)外部電源單元的電壓小于鉗位二極管的擊穿電壓范圍，開關(guān)單元才會導(dǎo)通為供電單元進(jìn)行供電。有效地解決了當(dāng)用戶誤接地電源接口時帶來的電子設(shè)備異?；驘龤У惹闆r，從而保障了電子設(shè)備的安全。
[0030]2.在本實用新型中，只需要鉗位二極管、第一分壓電阻，以及壓控元件三者的配合，即能實現(xiàn)過壓保護(hù)的目的，因而如果過壓保護(hù)電路需要適用于不同輸入電壓的設(shè)備，只需要根據(jù)需求相應(yīng)的調(diào)整鉗位二極管的型號以調(diào)整其擊穿電壓，同時對第一分壓電阻的阻值進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整即可實現(xiàn)。整個電路設(shè)計靈活，且只需進(jìn)行小范圍的電子元件即可使用不同電壓輸入的電子設(shè)備，在實際應(yīng)用中易于實現(xiàn)。
[0031]3.在本實用新型中，從電子硬件層面解決了直流電源誤插的問題，而不需要外界，包括軟件或機(jī)械機(jī)構(gòu)的配合，且不同的電子產(chǎn)品可以使用通用電源接口，而不必?fù)?dān)心誤插電源，大大的提高了外置電源接口的通用性，有利于進(jìn)一步降低成本，同時保障了用戶的安全。
【附圖說明】
[0032]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0033]圖1為本實用新型中過壓保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)框圖示意圖；
[0034]圖2為本實用新型中電壓檢測單元第一種實施方式電路圖；
[0035]圖3為本實用新型中電壓檢測單元第二種實施方式電路圖；
[0036]圖4為本實用新型中開關(guān)單元電路圖；
[0037]圖5為本實用新型中過壓保護(hù)電路第一種實施方式電路圖；
[0038]圖6為