r>[0059]類似的，假設(shè)外部電源接入的電壓為12V或5V，則此時穩(wěn)壓二極管相當(dāng)于斷開，因而壓控元件的第一端(NMOS晶體管Ql的柵極)為低電平，從而NMOS晶體管Ql不導(dǎo)通，壓控元件的第三端(NM0S晶體管Ql的漏極)高電平輸出，即第一晶體管Q3柵極為高電平輸入(第一晶體管Q3達(dá)到導(dǎo)通條件導(dǎo)通)，漏極為低電平輸出，此時第二晶體管Q4柵極為低電平輸入(達(dá)到第二晶體管Q4的導(dǎo)通條件)，第二晶體管Q4導(dǎo)通，開關(guān)單元導(dǎo)通，為后續(xù)供電單元供電。
[0060]如圖6所示，為本實(shí)用新型中過壓保護(hù)電路第二種實(shí)施方式電路圖，壓控單元為PMOS晶體管Q2時其工作流程與上述NMOS晶體管類似，在此不做贅述。
[0061]進(jìn)一步地，在實(shí)際應(yīng)用中，供電單元可以等價(jià)為電阻R I oad和電容C I oad并聯(lián)，此時，如果開關(guān)單元中的第二晶體管Q4打開速度過快，則供電單元中的等價(jià)電容C I oad會迅速充電導(dǎo)致一個較大的尖峰電流在第二晶體管Q4的漏極和源極之間出現(xiàn)，甚至可能燒壞第二晶體管Q4，如果電流更大，甚至燒壞外置變壓器及電源輸入接口。因此，在本實(shí)用新型中，對上述第一種實(shí)施方式和第二種實(shí)施方式進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)為第三種實(shí)施方式和第四種實(shí)施方式，在第二晶體管Q4之前設(shè)計(jì)了一個RC延時電路，如圖7和圖8所示，具體包括:第三分壓電阻R3，第四分壓電阻R4，以及一電容Cl ;其中，第三分壓電阻R3與電容Cl并聯(lián)連接，其連接的第一端及第二晶體管Q4的源極分別與外部電源單元連接，其連接的第二端分別與第四分壓電阻R4的第一端及第二晶體管Q4的柵極連接；第四分壓電阻R4的第二端與第一晶體管Q3的漏極連接。具體地，在本實(shí)用新型中，通過控制第三分壓電阻R3及第四分壓電阻R4的阻值以及電容Cl的取值來降低第二晶體管Q4的導(dǎo)通速度，進(jìn)而降低尖峰電流的峰值，其中，第一分壓電阻Rl及第二分壓電阻R2的關(guān)系能夠保證第二晶體管Q4完全導(dǎo)通即可，如，第一分壓電阻Rl大于10倍的第二分壓電阻R2。特別地，在本實(shí)用新型中，為保證第二晶體管Q4打開足夠緩慢，一般第三分壓電阻R3選取大于100K級的阻值；在本實(shí)用新型中，RC延時電路中電容的容量為1U，且其兩端最大承受電壓為25V。工作時，在開關(guān)單元中，當(dāng)電信號從第一晶體管Q3中輸出之后，在電信號輸入第二晶體管Q4之前，電信號先經(jīng)過上述RC延時電路，以達(dá)到保護(hù)第二晶體管Q4和整個過壓保護(hù)電路的作用。
[0062]如圖9所示，為本實(shí)用新型中過壓保護(hù)電路第五種實(shí)施方式電路圖，即當(dāng)所述壓控單元為NMOS晶體管Ql時，將開關(guān)單元中包括的第一晶體管Q3改進(jìn)為第三晶體管Q5，其中，第三晶體管Q5的柵極與電壓檢測單元(NM0S晶體管Ql的漏極)連接，源極與外部電源單元連接，漏極與第二晶體管Q4的柵極(第二分壓電阻R2的第一端)連接；第二晶體管Q4的源極與外部電源單元連接，漏極與供電單元連接；同時，在第三晶體管Q5的源極與外部電源單元之間還設(shè)置了一阻值為4.7K的電阻R5。更進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，第二晶體管Q4和第三晶體管Q5都為一 PMOS晶體管。特別是，在本實(shí)用新型中，第二晶體管Q4的型號為FDS6679AZ，第三晶體管Q5 (PM0S晶體管)的型號為P5103EMG，本實(shí)用新型對NMOS晶體管和PMOS晶體管的具體型號不作限定，只要其能實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，都包括在本實(shí)用新型的內(nèi)容中，其工作流程在此不做贅述，與開關(guān)單元中包括第一晶體管Q3和第二晶體管Q4時類似。
[0063]如圖10所示，為本實(shí)用新型中過壓保護(hù)電路第六種實(shí)施方式電路圖，即當(dāng)所述壓控單元為PMOS晶體管Q2時，所述開關(guān)單元中只包括第二晶體管Q4，其中，所述PMOS晶體管Q2的漏極與第二分壓電阻R4的第一端連接。
[0064]以上對實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但本實(shí)用新型并不限制于以上描述的具體實(shí)施例，其只是作為范例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對該系統(tǒng)進(jìn)行的等同修改和替代也都在本實(shí)用新型的范疇之中。因此，在不脫離實(shí)用新型的精神和范圍下所作出的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種過壓保護(hù)電路，分別與外部電源單元及供電單元連接，其特征在于: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； 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； 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，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。
2.如權(quán)利要求1所述過壓保護(hù)電路，其特征在于: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； 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； 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； 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。
3.如權(quán)利要求2所述過壓保護(hù)電路，其特征在于: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。
4.如權(quán)利要求1所述過壓保護(hù)電路，其特征在于: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； 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。
5.如權(quán)利要求4所述過壓保護(hù)電路，其特征在于: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。
6.如權(quán)利要求2-5中任意一項(xiàng)所述過壓保護(hù)電路，其特征在于:所述鉗位二極管為穩(wěn)壓二極管或TVS 二極管。
7.如權(quán)利要求6所述過壓保護(hù)電路，其特征在于: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。
8.如權(quán)利要求7所述過壓保護(hù)電路，其特征在于，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； 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； 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。
9.如權(quán)利要求7所述過壓保護(hù)電路，其特征在于: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。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種過壓保護(hù)電路，包括：電壓檢測單元和開關(guān)單元，電壓檢測單元的輸入端與外部電源單元連接，電壓檢測單元的輸出端與開關(guān)單元的輸入端連接，電壓檢測單元包括一與外部電源單元連接且由外部電源單元控制導(dǎo)通和關(guān)閉的壓控元件，壓控元件的輸出端與開關(guān)單元連接，控制開關(guān)單元的導(dǎo)通和關(guān)閉；當(dāng)電壓檢測單元檢測到外部電源單元的輸出電壓達(dá)到壓控元件的閾值電壓時，則壓控元件導(dǎo)通，輸出相應(yīng)地控制電平至開關(guān)單元，關(guān)閉開關(guān)單元以保護(hù)供電單元。其從電子硬件層面解決了直流電源誤插而導(dǎo)致過壓的問題，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，成本低廉，通用性高，且不會給使用者帶來任何風(fēng)險(xiǎn)。
【IPC分類】H02H9-04, H02H3-06, H02H3-20
【公開號】CN204333904
【申請?zhí)枴緾N201420873035
【發(fā)明人】李威, 滕樹鵬, 喻希遠(yuǎn), 趙赟, 高曉梅, 郭振亞
【申請人】環(huán)維電子(上海)有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月30日