本實用新型涉及一種電源輸入過壓欠壓關(guān)斷控制器保護電路，屬于電路技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的電源過壓欠壓斷電保護功能電路一般是由基準源、比較器和PMOS開關(guān)管構(gòu)成的，比較器和基準源都需要電源供電，且結(jié)構(gòu)復雜，電源輸入串接PMOS管，損耗較大；有的采用兩個TL431和PMOS開關(guān)管構(gòu)成，但TL431集成電路成本都較高。

名稱：一種過電壓關(guān)斷保護電路，申請?zhí)枺?01310656913.4的中國專利，功能單一，不包含欠壓判斷保護的功能。名稱：用于電源電路的欠壓過壓保護電路，申請?zhí)枺?01310718375.7的中國專利，通過檢測電流超限值進行關(guān)斷保護，而非對電壓超限值直接進行關(guān)斷保護。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種電源輸入過壓欠壓關(guān)斷控制器保護電路，結(jié)構(gòu)簡單，利于DC-DC電源小型化集成，成本低，可靠性高。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種電源輸入過壓欠壓關(guān)斷控制器保護電路，其特征是，包括上限電壓檢測單元、下限電壓檢測單元和控制器供電單元；

電源輸入電壓超過設(shè)定的上限電壓時，上限電壓檢測單元中的NMOS管導通，使控制器供電單元的供電電壓降低為零伏，電源控制器不工作，電源無輸出；

當電源輸入電壓低于設(shè)定的下限電壓時，下限電壓檢測單元中的PMOS管斷開，使控制器供電單元的供電電壓降低為零伏，電源控制器不工作，電源無輸出；

當電源輸入電壓在下限電壓與上限電壓之間時，使控制器供電單元正常供電，電源控制器工作，電源正常輸出。

上限電壓檢測單元包括第一電阻、第一電阻和NMOS管；

第一電阻的一端連接電源輸入端，另一端連接第二電阻，第二電阻的另一端連接輸入地；第一電阻和第二電阻的共接點連接NMOS管的柵極；NMOS管的源極接輸入地；NMOS管的漏極連接至下限電壓檢測單元中。

NMOS管的漏極與輸入地之間還并聯(lián)第一電容。

下限電壓檢測單元包括第三電阻、第四電阻、第五電阻、第二電容和PMOS管；

第四電阻和第五電阻串連接在上限電壓檢測單元中NMOS管的漏極和輸入地之間，第四電阻和第五電阻共接端連接PMOS管的柵極；第四電阻的另一端經(jīng)第三電阻連接至電源輸入端；PMOS管V3的源極連接NMOS管的漏極；PMOS管的漏極與第二電容的一端連接，同時連接到控制器供電單元中；第二電容的另一端接輸入地GND。

控制器供電單元包括三極管；三極管的集電極連接至電源輸入端；三極管的發(fā)射極和電源控制器供電端相連；三極管的基極與下限電壓檢測單元中PMOS管的漏極連接。

控制器供電單元中還包括一穩(wěn)壓管；穩(wěn)壓管陽極接輸入地，陰極接下限電壓檢測單元中的PMOS管的源極。

電源輸入端的輸入電壓閾值上限V_inH=（1+R1/ R2）*VGS_ON1, 其中，VGS_ON1是NMOS管V1的開啟門限電壓，R1是第一電阻的阻值， R2是第二電阻的阻值。

電源輸入端的輸入電壓閾值下限V_inL={（1+ R4/R5）*┃VGS_Off3┃+Icc*R3/β}*{1+R3/(R4+R5)}，其中，VGS_Off3是PMOS管V3關(guān)斷門限電壓，R3是第三電阻的阻值，R4是第四電阻的阻值，R5是第五電阻的阻值，Icc是控制器供電電流，β是三極管電流放大倍數(shù)。

當電源輸入端的輸入電壓Vin超過上限電壓后恢復正常電壓時，恢復延遲時間為R3*C1*ln(Vin/(Vin-Vcc-0.7))，其中，Vcc是控制器供電單元輸出的供電電壓，R3是第三電阻的阻值，C1是第一電容的容值。

當電源輸入端的輸入電壓Vin低于下限電壓后恢復正常電壓時，恢復延遲時間為R3*C2*ln(Vin/(Vin-Vcc-0.7))，其中，Vcc是控制器供電單元輸出的供電電壓，R3是第三電阻的阻值，C2是第二電容的容值。

本實用新型所達到的有益效果：

本實用新型的電路，通過兩個MOS管構(gòu)成的兩個電壓檢測單元設(shè)置了電源電壓過壓、欠壓關(guān)斷門限，來控制供電電路的開啟和關(guān)斷，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可靠性高。當電源輸入端采用這種電路結(jié)構(gòu)時，欠壓、過壓關(guān)斷時不會造成電源本身重新啟動，并且當電源電壓超設(shè)定的兩個電壓門限時，檢測輸出端電壓為零。本實用新型只使用兩個MOS管和五個電阻構(gòu)成過壓和欠壓門限檢測單元，控制電源的供電電路，簡化了結(jié)構(gòu)、既有利于DC-DC電源小型化集成，又大大節(jié)約了成本和提高可靠性。

附圖說明

圖1是本實用新型的電路原理框圖；

圖2是本實用新型的電路圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實用新型的保護范圍。

如圖1所示，本實用新型主要包括上限電壓檢測單元、下限電壓檢測單元和控制器供電單元三部分。

電源輸入電壓超過設(shè)定的上限檢測電壓時，上限電壓檢測單元中的NMOS管V1導通，使供電電壓降低為零伏，電源控制器不工作，電源無輸出。

當電源輸入電壓低于設(shè)定的下限檢測電壓時，下限電壓檢測單元中的PMOS管V3斷開，使供電電壓降低為零伏，電源控制器不工作，電源無輸出。

圖2是電源輸入欠壓、過壓關(guān)斷控制器保護電路的電路圖。圖中Vin是電源輸入端（或輸出端）。

上限電壓檢測單元包括電阻R1、R2和NMOS管V1。電阻R1的一端連接電源輸入端，另一端連接電阻R2，電阻R2的另一端連接輸入地GND。電阻R1和電阻R2的共同連接點連接NMOS管V1的柵極；NMOS管V1的源極接輸入地GND；NMOS管V1的漏極連接至下限電壓檢測單元中。NMOS管V1的漏極與輸入地GND之間還并聯(lián)一電容C1。

下限電壓檢測單元包括電阻R3、R4、R5和PMOS管V3。電阻R4和電阻R5串連接在上限電壓檢測單元中NMOS管V1的漏極和輸入地GND之間，電阻R4和R5共接端連接PMOS管V3的柵極。電阻R4的另一端經(jīng)電阻R3連接至電源輸入端。PMOS管V3的源極連接NMOS管V1的漏極，PMOS管V3的漏極和電容C2的一端相連，同時連接到控制器供電單元中的三極管V4的基極。電容C2的另一端接輸入地GND。

控制器供電單元包括電阻R6、穩(wěn)壓管V2以及三極管V4。電阻R6串接在三極管V4的集電極和電源輸入端之間。三極管V4的發(fā)射極和電源控制器供電端相連。穩(wěn)壓管V2陽極接輸入地GND，陰極接下限電壓檢測單元中的PMOS管V3的源極。

電源輸入端的輸入電壓的閾值電壓上限（過壓門限）為V_inH,

V_inH=（1+R1/ R2）*VGS_ON1, VGS_ON1是NMOS管V1的開啟門限電壓，R1是電阻R1的阻值， R2是電阻R2的阻值。

電源輸入端的輸入電壓的閾值電壓下限（欠壓門限）為V_inL,

V_inL={（1+ R4/R5）*┃VGS_Off3┃+Icc*R3/β}*{1+R3/(R4+R5)}，式中VGS_Off3是PMOS管V3關(guān)斷門限電壓，R3是電阻R3的阻值，R4是電阻R4的阻值，R5是電阻R5的阻值,Icc是控制器供電電流，β是三極管V4電流放大倍數(shù)。

工作原理：

當電源輸入端Vin電壓在（1+ R4/R5）*┃VGS_Off3┃+Icc*R3/β}*{1+R3/(R4+R5)}和（1+R1/ R2）*VGS_ON1之間時，NMOS管V1一直關(guān)斷，PMOS管V3一直開啟，三極管V4一直開啟，電源控制器供電端的供電電壓Vcc正常，供電電源正常工作；當電源電壓在（1+ R4/R5）*┃VGS_Off3┃+Icc*R3/β}*{1+R3/(R4+R5)}和（1+R1/ R2）*VGS_ON1之外時，三極管V4關(guān)斷，供電電路不工作，電源控制器供電端無供電電壓Vcc,電源控制器不工作，起到過壓和欠壓關(guān)斷電源的功能。當電源輸入端的輸入電壓Vin低于上限電壓后恢復正常，或電源輸入端的輸入電壓Vin高于下限電壓后恢復正常，供電電壓恢復延遲時間分別為R3*C1*ln(Vin/(Vin-Vcc-0.7))和R3*C2*ln(Vin/(Vin-Vcc-0.7))。

以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本實用新型的保護范圍。