本實(shí)用新型特別涉及一種電子設(shè)備及其過壓保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
當(dāng)今很多消費(fèi)電子類產(chǎn)品使用直流電源適配器供電，而同一規(guī)格輸出接口的電源適配器會(huì)有多種輸出電壓值，這樣當(dāng)用戶使用多種電子產(chǎn)品時(shí)，就有用錯(cuò)電源適配器的情況，特別時(shí)當(dāng)誤插入輸出電壓高于配套電源適配器輸出電壓的電源適配器時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電子產(chǎn)品損壞，甚至出現(xiàn)安全問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中電子產(chǎn)品的輸入電壓因誤操作過高導(dǎo)致的電子產(chǎn)品損壞的缺陷，提供一種電子設(shè)備及其過壓保護(hù)電路。
本實(shí)用新型是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題：
一種過壓保護(hù)電路，包括供電輸入引腳、接地引腳、穩(wěn)壓控制電路和開關(guān)電路，所述穩(wěn)壓控制電路與所述開關(guān)電路電連接，所述穩(wěn)壓控制電路、所述開關(guān)電路均與所述供電輸入引腳和所述接地引腳電連接；所述穩(wěn)壓控制電路用于在輸入電壓大于預(yù)設(shè)電壓閾值時(shí)生成供電斷開信號(hào)，以及在輸入電壓小于預(yù)設(shè)電壓閾值生成供電導(dǎo)通信號(hào)；所述開關(guān)電路用于在接收到所述供電斷開信號(hào)時(shí)斷開，以及在接收到所述供電導(dǎo)通信號(hào)時(shí)導(dǎo)通。
較佳地，所述穩(wěn)壓控制電路包括一穩(wěn)壓二極管VD1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、三極管Q1和三極管Q2，所述開關(guān)電路包括PMOS管Q3；所述穩(wěn)壓二極管VD1的反向引腳與所述供電輸入引腳電連接，所述穩(wěn)壓二極管的正向引腳與所述電阻R1的第一引腳電連接，所述電阻R1的第二引腳與所述接地引腳電連接；所述電阻R2的第一引腳與所述穩(wěn)壓二極管VD1的正向引腳電連接，所述電阻R2的第二引腳與所述三極管Q1的基極電連接，所述三極管Q1的發(fā)射極與所述接地引腳電連接，所述三極管Q1的集電極與所述電阻R3的第一引腳電連接，所述電阻R3的第二引腳與所述供電輸入引腳電連接；所述電阻R4的第一引腳與所述三極管Q1的集電極電連接，所述電阻R4的第二引腳與所述三極管Q2的基極電連接；所述三極管Q2的發(fā)射極與所述接地引腳電連接，所述三極管Q2的集電極與所述PMOS(P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體)管Q3的柵極電連接，所述PMOS管Q3的源極與所述供電輸入引腳電連接。
較佳地，所述開關(guān)電路還包括電阻R5和電阻R6，所述電阻R5的第一引腳與所述三極管Q2的集電極電連接，所述電阻R5的第二引腳與所述PMOS管的柵極電連接，所述電阻R6的第一引腳與所述供電輸入引腳電連接，所述電阻R6的第二引腳與所述PMOS管Q3的柵極電連接。
較佳地，所述穩(wěn)壓控制電路還包括電容C1和電容C2，所述開關(guān)電路還包括電容C3；所述電容C1的第一引腳與所述三極管Q2的基極電連接，所述電容C1的第二引腳與所述接地引腳電連接；所述電容C2的第一引腳與所述三極管Q2的集電極電連接，所述電容C2的第二引腳與所述接地引腳電連接；所述電容C3的第一引腳與所述供電輸入引腳電連接，所述電容C3的第二引腳與所述PMOS管Q3的柵極電連接。
較佳地，所述開關(guān)電路還包括電阻R7和電容C4，所述電阻R7的第一引腳與所述供電輸入引腳電連接，所述電阻R7的第二引腳與所述電容C4的第一引腳電連接，所述電容C4的第二引腳與所述PMOS管Q3的漏極電連接。
較佳地，所述開關(guān)電路還包括電阻R8和電容C5，所述電阻R8的第一引腳與所述PMOS管Q3的柵極電連接，所述電阻R8的第二引腳與所述電容C5的第一引腳電連接，所述電容C5的第二引腳與所述PMOS管Q3的漏極電連接。
較佳地，所述開關(guān)電路還包括電容C6和電容C7，所述電容C6的第一引腳與所述PMOS管Q3的漏極電連接，所述電容C6的第二引腳與所述接地引腳電連接，所述電容C7的第一引腳與所述PMOS管Q3的漏極電連接，所述電容C7的第二引腳與所述接地引腳電連接。
較佳地，所述三極管Q1和三極管Q2均為NPN型三極管。
較佳地，所述電阻R5與電阻R6應(yīng)滿足如下條件：Vgs(max)＞r6/(r5+r6)×Vin＞|Vgs(th)|，其中Vgs(max)為PMOS管Q3柵極與源極之間的最大耐壓值，Vgs(th)為PMOS管Q3的柵極與源極之間的導(dǎo)通電壓值，r6為電阻R6的阻值，r5為電阻R5的阻值，Vin為所述供電輸入引腳的電壓值。
一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括所述的過壓保護(hù)電路。
本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于：本實(shí)用新型的電子設(shè)備及其過壓保護(hù)電路可以在輸入電壓過高時(shí)斷開供電，有效保護(hù)過壓保護(hù)電路后端的負(fù)載電路，避免損壞和發(fā)生安全事故。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的過壓保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面舉個(gè)較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖來更清楚完整地說明本實(shí)用新型。
如圖1所示，一種過壓保護(hù)電路，包括輸入端V和輸出端包括供電輸入引腳Uin、接地引腳GND、穩(wěn)壓控制電路和開關(guān)電路，所述穩(wěn)壓控制電路與所述開關(guān)電路電連接，所述穩(wěn)壓控制電路、所述開關(guān)電路均與所述供電輸入引腳Uin和所述接地引腳GND電連接；所述穩(wěn)壓控制電路用于在輸入電壓大于預(yù)設(shè)電壓閾值時(shí)生成供電斷開信號(hào)，以及在輸入電壓小于預(yù)設(shè)電壓閾值生成供電導(dǎo)通信號(hào)；所述開關(guān)電路用于在接收到所述供電斷開信號(hào)時(shí)斷開，以及在接收到所述供電導(dǎo)通信號(hào)時(shí)導(dǎo)通。
所述穩(wěn)壓控制電路包括一穩(wěn)壓二極管VD1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、三極管Q1和三極管Q2，所述開關(guān)電路包括PMOS管Q3；所述穩(wěn)壓二極管VD1的反向引腳與所述供電輸入引腳Uin電連接，所述穩(wěn)壓二極管的正向引腳與所述電阻R1的第一引腳電連接，所述電阻R1的第二引腳與所述接地引腳GND電連接；所述電阻R2的第一引腳與所述穩(wěn)壓二極管VD1的正向引腳電連接，所述電阻R2的第二引腳與所述三極管Q1的基極電連接，所述三極管Q1的發(fā)射極與所述接地引腳GND電連接，所述三極管Q1的集電極與所述電阻R3的第一引腳電連接，所述電阻R3的第二引腳與所述供電輸入引腳Uin電連接；所述電阻R4的第一引腳與所述三極管Q1的集電極電連接，所述電阻R4的第二引腳與所述三極管Q2的基極電連接；所述三極管Q2的發(fā)射極與所述接地引腳GND電連接，所述三極管Q2的集電極與所述PMOS管Q3的柵極電連接，所述PMOS管Q3的源極與所述供電輸入引腳Uin電連接。所述PMOS管Q3的漏極作為所述供電輸出引腳Uout。
所述開關(guān)電路還包括電阻R5和電阻R6，所述電阻R5的第一引腳與所述三極管Q2的集電極電連接，所述電阻R5的第二引腳與所述PMOS管Q3的柵極電連接，所述電阻R6的第一引腳與所述供電輸入引腳Uin電連接，所述電阻R6的第二引腳與所述PMOS管Q3的柵極電連接。
其中，所述三極管Q1和三極管Q2均為NPN型三極管。所述穩(wěn)壓二極管為齊納二極管。所述電阻R5與電阻R6應(yīng)滿足如下條件：Vgs(max)＞r6/(r5+r6)×Vin＞|Vgs(th)|，其中Vgs(max)為PMOS管Q3柵極與源極之間的最大耐壓值，Vgs(th)為PMOS管Q3的柵極與源極之間的導(dǎo)通電壓值，r6為電阻R6的阻值，r5為電阻R5的阻值，Vin為所述供電輸入引腳Uin的電壓值，通過選擇電阻R5和電阻R6的阻值使所述PMOS管Q3實(shí)現(xiàn)開關(guān)功能。
所述穩(wěn)壓控制電路還包括電容C1和電容C2，所述開關(guān)電路還包括電容C3；所述電容C1的第一引腳與所述三極管Q2的基極電連接，所述電容C1的第二引腳與所述接地引腳GND電連接；所述電容C2的第一引腳與所述三極管Q2的集電極電連接，所述電容C2的第二引腳與所述接地引腳GND電連接；所述電容C3的第一引腳與所述供電輸入引腳Uin電連接，所述電容C3的第二引腳與所述PMOS管Q3的柵極電連接。
比如所述電容C1的電容值可以選擇為10μF，所述電容C1用于緩啟動(dòng)作用，防止在上電瞬間，有高壓進(jìn)入造成損壞。其中，電容C3的作用與電容C1的作用相同，電容C3的電容值可以選擇為0.1μF，電容C1和電容C3的電容值的選擇并不限于以上所述，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。
所述開關(guān)電路還包括電阻R7和電容C4，所述電阻R7的第一引腳與所述供電輸入引腳電連接，所述電阻R7的第二引腳與所述電容C4的第一引腳電連接，所述電容C4的第二引腳與所述PMOS管Q3的漏極電連接。電阻R7與電容C4組成緩起電路，防止上電瞬間PMOS管Q3的源極和漏極之間電壓過沖過大造成PMOS管Q3損壞。
所述開關(guān)電路還包括電阻R8和電容C5，所述電阻R8的第一引腳與所述PMOS管Q3的柵極電連接，所述電阻R8的第二引腳與所述電容C5的第一引腳電連接，所述電容C5的第二引腳與所述PMOS管Q3的漏極電連接。電阻R8與電容C5組成緩起電路，防止上電瞬間PMOS管Q3的柵極和漏極之間電壓過沖過大造成PMOS管Q3損壞。
所述開關(guān)電路還包括電容C6和電容C7，所述電容C6的第一引腳與所述PMOS管Q3的漏極電連接，所述電容C6的第二引腳與所述接地引腳GND電連接，所述電容C7的第一引腳與所述PMOS管Q3的漏極電連接，所述電容C7的第二引腳與所述接地引腳GND電連接。電容C6和電容C7用于退耦。
該過壓保護(hù)電路的具體工作原理如下：
當(dāng)所述供電輸入引腳Uin的輸入電壓大于穩(wěn)壓二極管VD1的穩(wěn)壓值時(shí)，此時(shí)NPN型三極管Q1的基極為高電平，三極管Q1導(dǎo)通，從而使NPN型三極管Q2的基極為低電平，導(dǎo)致三極管Q2截止，使PMOS管的柵極和源極之間電壓Vgs大于柵極與源極之間的導(dǎo)通電壓值Vas(th)，此時(shí)，PMOS管Q3截止，即PMOS管Q3的源極與漏極斷路，則從供電輸入引腳輸入的輸入電壓無法從所述PMOS管Q3的漏極輸出至后端負(fù)載電路，則后端負(fù)載電路不工作，避免了在輸入電壓過高時(shí)造成的損害。
當(dāng)所述供電輸入引腳Uin的輸入電壓小于穩(wěn)壓二極管VD1的穩(wěn)壓值時(shí)，此時(shí)NPN型三極管Q1的基極為低電平，三極管Q1截止，從而使NPN型三極管Q2的基極為高電平，導(dǎo)致三極管Q2導(dǎo)通，使PMOS管的柵極和源極之間電壓Vgs為負(fù)電壓小于柵極與源極之間的導(dǎo)通電壓值Vgs(th)，此時(shí)，PMOS管Q3導(dǎo)通，即PMOS管Q3的源極與漏極導(dǎo)通形成通路，則從供電輸入引腳輸入的輸入電壓可以從所述PMOS管Q3的漏極輸出至后端負(fù)載電路。
因此通過選擇穩(wěn)壓二極管VD1及其穩(wěn)壓值的大小可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的過壓保護(hù)。
另外，該過壓保護(hù)電路的供電輸入引腳與接地引腳可以安裝于直流電源插座。
一種電子設(shè)備，包括上述的過壓保護(hù)電路。
比如該電子設(shè)備可以為無線熱點(diǎn)、無線路由等，電子設(shè)備的種類并不限定于此。
當(dāng)該電子設(shè)備需要直流電源適配器時(shí)，電子設(shè)備與直流電源適配器連接，直流電源適配器用于對(duì)該電子設(shè)備進(jìn)行供電，當(dāng)該直流電源適配器為正確的電源適配器時(shí)，該正確的電源適配器的輸出電壓可以通過該電壓保護(hù)電路給所述電子設(shè)備正常供電；當(dāng)該直流電源適配器為與所述電子設(shè)備不匹配的電源適配器，且該直流電源適配器的輸出電壓高于正常電源適配器的輸出電壓時(shí)，該電子設(shè)備通過該過壓保護(hù)電路可以斷開對(duì)該電子設(shè)備的過壓保護(hù)電路后端的負(fù)載電路進(jìn)行高壓供電，保證電子設(shè)備的安全。
其中，穩(wěn)壓二極管VD1選型要求：穩(wěn)壓二極管VD1的穩(wěn)壓值要大于與電子設(shè)備配套直流電源適配器的輸出電壓。匹配的直流電源適配器的輸出電壓可以為12V，穩(wěn)壓二極管VD1的穩(wěn)壓值為15V，三極管Q1和三極管Q2可以選用耐壓值為100V的NPN型三極管，PMOS管也可以選用耐壓值為100V的PMOS管。
本實(shí)用新型的電子設(shè)備及其過壓保護(hù)電路可以在輸入電壓過高時(shí)斷開供電，有效保護(hù)過壓保護(hù)電路后端的負(fù)載電路，避免損壞和發(fā)生安全事故。
雖然以上描述了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。