專利名稱：一種多功能電源保護電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及直流電源電路領域，特別涉及一種多功能電源保護電路。
背景技術：
隨著便攜式或者手持終端電子產品(包括通訊產品，數(shù)碼產品等)的大量普及，電 源適配器的種類不斷增加，電源輸出的正負極性沒有一個標準的規(guī)范，電源輸出的電壓范 圍也多種多樣，用戶身邊的電子產品和電源適配器種類越來越多，很可能發(fā)生相互錯插或 者隨身電源適配器輸出異常的現(xiàn)象，導致電源適配器損壞或者電子產品燒毀，嚴重的會引 起火災，這就需要電子產品中具備電源保護電路，以避免在意外的情況下產生不必要的損 失，保護我們的電源適配器和電子產品。 現(xiàn)有的電源保護電路基本上都是采用芯片來實現(xiàn)的，功能單一，而且成本也較高。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種多功能電源保護電路，本實用新型 電路簡單，成本低，且功能相對較多。 本實用新型公開了一種多功能電源保護電路，所述電路包括依次并聯(lián)連接的電源 輸入極性指示電路、第一電容、過壓保護電路以及過流和欠壓保護電路。 所述電源輸入極性指示電路包括第一電阻、第二電阻、雙色發(fā)光二極管，所述第一 電阻一端連接電源正極，另一端與所述雙色發(fā)光二極管的負極連接；所述第二電阻一端與 所述雙色發(fā)光二極管的負極連接，另一端接地；所述雙色發(fā)光二極管的一個正極與電源正 極連接，另一個正極接地。 所述第一電容的一端與電源正極連接，另一端接地。 所述過壓保護電路包括第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第 八電阻、第一三極管、第二三極管、第三三極管、穩(wěn)壓二極管以及第二電容；其中，所述第三 電阻一端與所述第一三極管的基極連接，另一端與所述第二三極管的發(fā)射極連接；所述第 四電阻一端與所述第一三極管的基極連接，另一端接地；所述第一三極管的集電極經所述 第五電阻與所述第二三極管的發(fā)射極連接，發(fā)射極經所述穩(wěn)壓二極管接地；所述第三三極 管的基極經所述第七電阻與第一三極管的集電極相連，同時經所述第二電容接地，發(fā)射極 直接接地，集電極經所述第八電阻與所述第二三極管的基極連接；所述第六電阻的一端與 所述第二三極管的發(fā)射極連接，另一端與所述第三三極管的集電極連接；所述第二三極管 的發(fā)射極與電源正極連接。 所述過流和欠壓保護電路包括第四三極管、第五場效應管、第六三極管、第九電
阻、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻、第十四電阻、第十五電阻、二極管以及
第三電容，其中，所述第四三極管的發(fā)射極與所述第二三極管的集電極連接，基極經所述第 十一電阻與所述第五場效應管的源極連接，集電極連接所述第六三極管的發(fā)射極；所述第
五場效應管的柵極與所述第六三極管的集電極連接，源極經所述第九電阻與所述第二三極管的集電極連接；所述第六三極管的基極經所述第十三電阻與所述第五場效應管的漏極連 接，發(fā)射極與所述第十五電阻一端連接；所述第十五電阻的另一端與所述二極管的正極連 接；所述二極管的負極接地；所述第十電阻連接于所述第五場效應管的源極與柵極之間； 所述第十二電阻一端與所述第四三極管的基極連接，另一端接地；所述第十四電阻一端與 所述第六三極管的基極連接，另一端接地；所述第三電容一端與所述第六三極管的集電極 連接，另一端接地；所述第五場效應管的漏極連接負載。 所述第三電阻、第四電阻、第十一電阻、第十二電阻為±1%精度的電阻。 所述第九電阻為±1%精度的功率電阻。 所述第二三極管為低壓降PNP型三極管。 所述第五場效應管為功率P溝道金屬氧化物半導體場效應管(PM0S管)。 需要說明的是，本實用新型中，"第一、第二......"僅是為了描述需要，并不是對
器件的主次位置等的限制。 本實用新型電路簡單、使用普通器件、成本較低，具有過壓保護，過流保護，反極性 輸入保護、負載端電池反接保護等功能，在過壓保護的情況下，電路本身不會有發(fā)熱現(xiàn)象， 不會對周圍環(huán)境產生影響；其本身的接入功耗較小，不會影響所在的終端設備的正常工作； 支持單獨對鎳氫電池、鉛蓄電池的充電保護；且對負載能力不足的電源適配器有一定的保 護功能；本實用新型具有實用價值，在實際應用中，用戶可根據(jù)不同終端設備的具體需求進 行簡單的器件參數(shù)調整，即可為其終端設備提供電源保護。

圖1是本實用新型所述電路的原理圖； 圖2是圖1中電源輸入極性指示電路原理圖； 圖3是圖1中過壓保護電路原理圖； 圖4是圖1中過流和欠壓保護電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和優(yōu)選實施例，對本實用新型作進一步的詳細描述。 如圖1所示，是本實用新型所述電路的完整原理圖，位于負載LOAD與電源DC INPUT之間，包括依次并聯(lián)連接的電源輸入極性指示電路、電容C01、過壓保護電路以及過 流和欠壓保護電路，本實用新型中的電源輸入極性指示電路、過壓保護電路以及過流和欠 壓保護電路均可單獨使用，用戶可以根據(jù)自己的需求使用其中的部分電路。其中， 電源輸入極性指示電路，如圖2所示，包括電阻ROl、 R02、雙色發(fā)光二極管LEDOl， 本實施例中，LED01為紅綠雙色發(fā)光二極管，其中，電阻ROl —端與雙色發(fā)光二極管LED01 中的綠色LED的正極連接，作為本實用信息的輸入端，另一端與雙色發(fā)光二極管LED01的負 極連接；電阻R02 —端與雙色發(fā)光二極管LED01的負極連接，另一端接地；雙色發(fā)光二極管 LED01中的紅色LED的正極接地； LEDOl為紅綠雙色發(fā)光二極管，當電源的輸入極性正確時，綠色指示燈點亮；當電 源的輸入極性反接時，紅色指示燈點亮，用以提示用戶。 參考圖l，可以看出，當電源輸入的極性相反時，電源的正極經由負載、場效應管VT05上的寄生二極管和電阻R09到三極管VT02的集電極，再經過電阻R08， R06到反接的 地端，由于R06與負載的電阻值一般較大，約10千歐以上，所以回路中形成的電流很小(約 為幾個毫安)，對負載不會產生影響。 用戶可以利用本實用新型電路單獨對鎳氫電池、鉛蓄電池進行充電，當充電電池 或者負載本身自帶電池因疏忽反接時，由于VT05的漏極電位很低，導致VT05截止，切斷了 外部電源與充電電池或負載的通路，從而起到負載端電池反接保護的功能。 電容COl的一端，與電阻ROl的與發(fā)光二極管LED01正極相連的一端連接，即與電 源正極連接，另一端接地；電容C01用以吸收適配器輸入端瞬時的浪涌電流。 過壓保護電路，如圖3所示，包括電阻R03、 R04、 R05、 R06、 R07、 R08，三極管VTOl、 VT02、 VT03、穩(wěn)壓二極管ZD01以及電容C02 ;其中，電阻R03 —端與三極管VT01的基極連 接，另一端與三極管VT02的發(fā)射極連接；所述電阻R04 —端與三極管VT01的基極連接，另 一端接地；三極管VTOl的集電極經電阻R05與三極管VT02的發(fā)射極連接，發(fā)射極經穩(wěn)壓二 極管ZD01接地；三極管VT03的基極經電容C02接地，發(fā)射極直接接地，集電極經電阻R08 與三極管VT02的基極連接；電阻R06的一端與三極管VT02的發(fā)射極連接，另一端與三極管 VT03的集電極連接；電阻R07 —端與三極管VT01的集電極連接，另一端與三極管VT03的 基極連接；三極管VT02的發(fā)射極還與電容C01的與電阻R01連接的端連接； 圖3中，電阻R03，R04組成電源輸入電壓的取樣電路，根據(jù)連接的負載正常工作時 的額定輸入電壓值，選擇電阻R03和R04的電阻值，使得圖中D點的電壓略低于三極管VT01 的PN結電壓與穩(wěn)壓二極管ZD01的反向擊穿電壓之和，從而使三極管VT01處于截止狀態(tài)。 當本實用新型所述電路連接的適配器的輸入電壓低于負載所設定的保護電壓時， 電阻R03和R04的分壓通過三極管VT01的BE結不能使穩(wěn)壓二極管ZD01反向擊穿，故VTOl 截止，VT03導通，VT02導通，接通負載的電源；當適配器的輸入電壓高于所設置的保護電壓 時，電阻R03和R04的分壓提高，使ZDOl反向擊穿而導通，VT01導通，VT03截止，VT02截 止，切斷負載的電源；起到過壓保護的目的。 在電路通電的瞬間，一方面，電流通過R03、 VT01和ZDOl使VTOl導通；另一方面 電流通過R05和R07使VT03導通，VT02即導通，如果輸入的電壓超過保護值，電源就會對 負載產生電流沖擊，因此，在VT03的基極增加了電容C02，確保了在VT01導通的瞬間，VT03 截止，起到緩沖的作用。 過流和欠壓保護電路，如圖4所示，包括三極管VT04、 VT06、場效應管VT05，電阻 R09、 ROIO、 ROll、 R012、 R013、 R014、 R015、二極管D01以及電容C03，其中，所述三極管VT04 的發(fā)射極經電阻R09與場效應管VT05的源極連接，基極經電阻R011與場效應管VT05的源 極連接，集電極連接三極管VT06的發(fā)射極；場效應管VT05的柵極與三極管VT06的集電極 連接；三極管VT06的基極經電阻R013與場效應管VT05的漏極連接，發(fā)射極與電阻R015 — 端連接；電阻R015的另一端與二極管D01的正極連接；二極管D01的負極接地；電阻ROIO 連接于場效應管VT05的源極與柵極之間；電阻R012 —端與三極管VT04的基極連接，另一 端接地；電阻R014 —端與三極管VT06的基極連接，另一端接地；所述電容C03 —端與三極 管VT06的集電極連接，另一端接地；三極管VT04的發(fā)射極與圖2中的三極管VT02的集電 極連接；場效應管VT05的漏極與負載LOAD連接。 本實施例中，電阻R03、R04采用±1%精度的電阻；三極管VT02采用低壓降的PNP型三極管。 圖4中，電阻R013， R014組成電源輸出電壓的取樣電路，根據(jù)欠壓保護的電壓值， 選擇R013和R014的電阻值，控制VT06的工作狀態(tài)。在輸出電壓正常時，VT06導通，VT05 導通，接通負載的電源；在輸出電壓低于設置的欠壓保護點時，VT06截止，VT05截止，切斷 負載的電源； R09是電流取樣電阻，用ROll、 R012分壓電阻產生取樣電壓，控制VT04的工作狀 態(tài)，當流過R09上的電流小于設定的保護電流時，R09上的壓降較小，不足以使VT04導通； 當流過R09上的電流大于設定的保護電流時，R09上的壓降增大，使VT04飽和導通，VT04導 通后使VT06的BE結反偏而截止，從而使VT05截止，切斷電源起到過流保護的目的。 電容C03既是一個軟啟動電容，又具有鎖定的功能；在適配器通電的開始，電流通 過R09， R010給C03充電，VT05瞬間導通，VT05導通后，再經過R013和R014組成的取樣電 路使VT06導通，VT05得到持續(xù)導通。當欠壓或者過流發(fā)生時，VT05截止切斷電源和負載之 間的通路，即使后來故障消失，負載電路也不能正常供電，必需重新開關電源(等C03上電 壓降低后)才能使電路正常工作，這就是鎖定的功能，避免通電后因負載故障沒有完全排 除，過流保護電路的振蕩擴大設備的故障范圍。 二極管D01在負載端反接電池時，對VT06起到保護作用。 本實施例中，R011和R012采用± 1 %精度的電阻，由于R09上通過的電流較大，故 電阻R09采用電阻值盡可能小的±1%精度的功率電阻；三極管VT05采用功率PMOS管。 本實用新型中，對于過壓和欠壓保護的取樣電阻R03與R04， R013與R014阻值的 選擇，根據(jù)不同終端產品對額定輸入電壓范圍的要求，可以通過簡單的計算即可得出它們 的電阻比值，這里不再舉例說明。 對于過流保護的取樣電阻ROll與R012阻值的選擇，需要考慮輸入電源的電壓值 和過流保護的電流值，舉例如下 設電源的電壓為5V，負載的正常工作的最大電流為1. 0A，R09 = 0. 15歐，負載上 的電流在大于2. OA時啟動保護，則在圖4中A點電壓VA = 5. 0V， B點電壓:VB = 5. 0-0. 15*1. 2 (V) = 4. 82V，電流余量為 1. 2A，要使VT04處于臨界截止狀態(tài)，C點電壓VC = 4. 3V， 則:R012*4. 82V/(R011+R012) = 4. 3V，計算出: ROll : R012 =1 : 8. 27 故，ROll與R012的阻值可選擇為ROll = 470歐，R012 = 3. 9千歐。 以上僅是本實用新型的優(yōu)選實施例，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任
何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型公開的技術范圍內，進行局部的變化或者替
換，都應該涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求一種多功能電源保護電路，其特征在于，所述電路包括依次并聯(lián)連接的電源輸入極性指示電路、第一電容、過壓保護電路以及過流和欠壓保護電路。
2. 如權利要求1所述的多功能電源保護電路，其特征在于，所述電源輸入極性指示電 路包括第一電阻、第二電阻、雙色發(fā)光二極管，所述第一電阻一端連接電源正極，另一端與 所述雙色發(fā)光二極管的負極連接；所述第二電阻一端與所述雙色發(fā)光二極管的負極連接， 另一端接地；所述雙色發(fā)光二極管的一個正極與電源正極連接，另一個正極接地。
3. 如權利要求1或2所述的多功能電源保護電路，其特征在于，所述第一電容的一端與 電源正極連接，另一端接地。
4. 如權利要求l所述的多功能電源保護電路，其特征在于，所述過壓保護電路包括第 三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第一三極管、第二三極管、第 三三極管、穩(wěn)壓二極管以及第二電容；其中，所述第三電阻一端與所述第一三極管的基極連 接，另一端與所述第二三極管的發(fā)射極連接；所述第四電阻一端與所述第一三極管的基極 連接，另一端接地；所述第一三極管的集電極經所述第五電阻與所述第二三極管的發(fā)射極 連接，發(fā)射極經所述穩(wěn)壓二極管接地；所述第三三極管的基極經所述第七電阻與第一三極 管的集電極相連，同時經所述第二電容接地，發(fā)射極直接接地，集電極經所述第八電阻與所 述第二三極管的基極連接；所述第六電阻的一端與所述第二三極管的發(fā)射極連接，另一端 與所述第三三極管的集電極連接；所述第二三極管的發(fā)射極與電源正極連接。
5. 如權利要求1或4所述的多功能電源保護電路，其特征在于，所述過流和欠壓保護電 路包括第四三極管、第五場效應管、第六三極管、第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第十二 電阻、第十三電阻、第十四電阻、第十五電阻、二極管以及第三電容，其中，所述第四三極管 的發(fā)射極與所述第二三極管的集電極連接，基極經所述第十一電阻與所述第五場效應管的 源極連接，集電極連接所述第六三極管的發(fā)射極；所述第五場效應管的柵極與所述第六三 極管的集電極連接，源極經所述第九電阻與所述第二三極管的集電極連接；所述第六三極 管的基極經所述第十三電阻與所述第五場效應管的漏極連接，發(fā)射極與所述第十五電阻一 端連接；所述第十五電阻的另一端與所述二極管的正極連接；所述二極管的負極接地；所 述第十電阻連接于所述第五場效應管的源極與柵極之間；所述第十二電阻一端與所述第 四三極管的基極連接，另一端接地；所述第十四電阻一端與所述第六三極管的基極連接，另 一端接地；所述第三電容一端與所述第六三極管的集電極連接，另一端接地；所述第五場 效應管的漏極連接負載。
6. 如權利要求5所述的多功能電源保護電路，其特征在于，所述第三電阻、第四電阻、 第十一電阻、第十二電阻為±1%精度的電阻。
7. 如權利要求5所述的多功能電源保護電路，其特征在于，所述第九電阻為±1%精度 的功率電阻。
8. 如權利要求4所述的多功能電源保護電路，其特征在于，所述第二三極管為低壓降 PNP型三極管。
9. 如權利要求5所述的多功能電源保護電路，其特征在于，所述第五場效應管為功率P 溝道金屬氧化物半導體場效應管。
專利摘要本實用新型涉及一種多功能電源保護電路，所述電路包括依次并聯(lián)連接的電源輸入極性指示電路、第一電容、過壓保護電路以及過流和欠壓保護電路。本實用新型電路簡單、使用普通器件、成本較低。
文檔編號H02H7/18GK201490685SQ20092013422
公開日2010年5月26日 申請日期2009年7月24日 優(yōu)先權日2009年7月24日
發(fā)明者周之斌 申請人:深圳市中興移動通信有限公司