本實用新型涉及電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電壓保護(hù)電路。

背景技術(shù)：

在電學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中，保護(hù)電路是一種較為重要的電路，主要用于防止因為一些不穩(wěn)定因素而影響整體的回路效果。常見的保護(hù)電路包括過流保護(hù)、過壓保護(hù)、過熱保護(hù)、空載保護(hù)以及短路保護(hù)等。

目前，電壓保護(hù)電路作為一種重要的保護(hù)電路，在眾多領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用。例如，在汽車電路中，由于汽車電池的電壓在汽車點火或者高速行駛過程中，電壓可能存在飆高的現(xiàn)象，若該電壓直接供一外部電子設(shè)備使用，則會導(dǎo)致該外部電子設(shè)備發(fā)生電壓擊穿的現(xiàn)象；與此同時，當(dāng)電池經(jīng)過長時間的放置之后，電池的電壓會逐漸發(fā)生下降，若沒有設(shè)置低壓保護(hù)，則會導(dǎo)致該外部電子設(shè)備一直將汽車電池的電量消耗完，導(dǎo)致最終汽車無法進(jìn)行點火啟動?；谏鲜鰧嶋H應(yīng)用中的問題，目前一般通過設(shè)置電壓保護(hù)電路來解決上述問題。具體的，首先通過低電壓比較器對輸入電壓進(jìn)行檢測，當(dāng)輸入電壓低于低壓保護(hù)閾值時，則關(guān)閉第一MOS管，此時后端電路的電壓切斷，處于低壓保護(hù)的狀態(tài)；當(dāng)輸入電壓高于低壓保護(hù)的閾值時，則打開第一MOS管，電源電壓通過該第一MOS管導(dǎo)通到下一級電路，由于下一級電路中設(shè)有一高電壓比較器，當(dāng)輸入的電壓高于高壓保護(hù)閾值時，則關(guān)閉第二MOS管，后端電路則處于高壓保護(hù)的狀態(tài)；當(dāng)輸入的電壓低于高壓保閾值時，則打開第二MOS管，經(jīng)過兩級比較，最終只有當(dāng)輸入電壓高于低壓保護(hù)電壓且低于高壓保護(hù)電壓時，電源電壓才能導(dǎo)通給到后端的電子設(shè)備進(jìn)行供電作業(yè)。

對于上述電壓保護(hù)電路而言，由于需要兩個運算放大器(低電壓比較器以及高電壓比較器)以及兩個MOS管共同配合工作才能實現(xiàn)電壓保護(hù)的功能，電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且元件的整體成本較高，不利于大規(guī)模推廣應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有的電壓保護(hù)電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電子元件成本較高的問題，以降低整體設(shè)計安裝成本，擴(kuò)大實際應(yīng)用范圍。

本實用新型提出一種電壓保護(hù)電路，所述電壓保護(hù)電路包括依次連接的過壓保護(hù)模塊、欠壓保護(hù)模塊以及開關(guān)控制模塊；

所述過壓保護(hù)模塊至少包括第一穩(wěn)壓器，所述第一穩(wěn)壓器的參考極接收一輸入電壓，所述欠壓保護(hù)模塊至少包括第二穩(wěn)壓器，所述第二穩(wěn)壓器的參考極與所述第一穩(wěn)壓器的負(fù)極連接并接收經(jīng)所述第一穩(wěn)壓器處理輸出的電壓，所述開關(guān)控制模塊至少包括一MOS管以及一分壓模塊，在所述MOS管的源極與所述第二穩(wěn)壓器的負(fù)極之間連接有所述分壓模塊；

所述第一穩(wěn)壓器用于當(dāng)所述輸入電壓高于過壓閾值時，輸出低電平以使所述第二穩(wěn)壓器輸出一高電平；

所述第二穩(wěn)壓器用于當(dāng)所述第一穩(wěn)壓器接收的所述輸入電壓低于欠壓閾值時，接收與所述輸入電壓的電壓值相等的電壓進(jìn)而輸出所述高電平；

所述MOS管用于當(dāng)接收一與參考電平的電壓值相等的所述高電平時關(guān)斷所述電壓保護(hù)電路。

所述電壓保護(hù)電路，其中，所述過壓保護(hù)模塊還包括第一電阻以及第二電阻，所述第一穩(wěn)壓器的所述參考極與所述第一電阻以及所述第二電阻之間的一連接點相連，所述輸入電壓為針對所述第一穩(wěn)壓器的輸入電壓，所述第一電阻的另一端與電源電壓端連接，所述第二電阻的另一端接地，所述第一穩(wěn)壓器的正極接地。

所述電壓保護(hù)電路，其中，所述過壓保護(hù)模塊還包括第三電阻，所述第三電阻的兩端分別與所述電源電壓端以及所述第一穩(wěn)壓器的負(fù)極連接。

所述電壓保護(hù)電路，其中，所述欠壓保護(hù)模塊還包括第四電阻，所述第四電阻的一端接地，另一端與所述第二穩(wěn)壓器的參考極連接，所述第二穩(wěn)壓器的正極接地，所述第二穩(wěn)壓器的負(fù)極與所述開關(guān)控制模塊相連。

所述電壓保護(hù)電路，其中，所述分壓模塊包括第五電阻以及第六電阻，所述第五電阻以及所述第六電阻之間的一連接點與所述第二穩(wěn)壓器的負(fù)極連接，所述第六電阻的另一端與所述MOS管的柵極連接，所述MOS管的源極以及漏極分別與所述第五電阻以及所述電源電壓端連接。

所述電壓保護(hù)電路，其中，所述開關(guān)控制模塊還包括第七電阻，所述第七電阻的一端與所述MOS管的源極以及所述第五電阻之間的一連接點連接，另一端與所述MOS管的柵極以及所述第六電阻之間的一連接點連接。

所述電壓保護(hù)電路，其中，所述MOS管的柵極還與一電子元件連接，所述電子元件包括單片機。

所述電壓保護(hù)電路，其中，所述參考電平的電壓值為12V。

所述電壓保護(hù)電路，其中，所述電壓保護(hù)電路還包括一定值電阻，所述定值電阻的兩端分別連接所述過壓保護(hù)模塊以及所述欠壓保護(hù)模塊。

所述電壓保護(hù)電路，其中，所述第一穩(wěn)壓器以及所述第二穩(wěn)壓器均為穩(wěn)壓二極管。

本實用新型提出的電壓保護(hù)電路在實際應(yīng)用中可以有效防止因為輸入電壓過高或過低所導(dǎo)致的電子設(shè)備無法正常工作的問題，且電路結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，有良好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本實用新型第一實施例中電壓保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型第二實施例中電壓保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2所示的電壓保護(hù)電路中過壓保護(hù)模塊的結(jié)構(gòu)放大圖；

圖4為圖2所示的電壓保護(hù)電路中欠壓保護(hù)模塊的結(jié)構(gòu)放大圖；

圖5為圖2所示的電壓保護(hù)電路中開關(guān)控制模塊的結(jié)構(gòu)放大圖。

主要符號說明：

具體實施方式

為了便于理解本實用新型，下面將參照相關(guān)附圖對本實用新型進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本實用新型的首選實施例。但是，本實用新型可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本實用新型的公開內(nèi)容更加透徹全面。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本實用新型。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。

請參閱圖1，一種電壓保護(hù)電路，所述電壓保護(hù)電路包括依次連接的過壓保護(hù)模塊10、欠壓保護(hù)模塊20以及開關(guān)控制模塊30，其中，所述過壓保護(hù)模塊10中至少包括第一穩(wěn)壓器，所述第一穩(wěn)壓器首先接收一輸入電壓，所述欠壓保護(hù)模塊20至少包括第二穩(wěn)壓器，其中所述第二穩(wěn)壓器接收經(jīng)所述第一穩(wěn)壓器處理輸出的電壓。此外，所述開關(guān)控制模塊30包括一MOS管，所述MOS管用于當(dāng)接收一與參考電平的電壓值相等的高電平時關(guān)斷所述電壓保護(hù)電路以實現(xiàn)電路保護(hù)的目的。

具體的，對所述過壓保護(hù)模塊10以及所述欠壓保護(hù)模塊20而言，所述第一穩(wěn)壓器用于當(dāng)所述輸入電壓高于過壓閾值時，輸出低電平以使所述第二穩(wěn)壓器輸出所述高電平進(jìn)而控制所述MOS管關(guān)閉；所述第二穩(wěn)壓器用于當(dāng)所述第一穩(wěn)壓器接收的所述輸入電壓低于欠壓閾值時，接收與所述輸入電壓的電壓值相等的電壓進(jìn)而輸出所述高電平以控制所述MOS管關(guān)閉以最終實現(xiàn)電路保護(hù)的目的。

例如，當(dāng)所述過壓保護(hù)模塊10中的第一穩(wěn)壓器的輸入電壓高于過壓閾值時，此時該過壓保護(hù)模塊10輸出一個2V的低電平給所述欠壓保護(hù)模塊20，由于此時的低電平2V要小于所述欠壓保護(hù)模塊20中的欠壓閾值2.5V，因此此時所述欠壓保護(hù)模塊20輸出一個12V的高電平，由于該12V的高電平與上述參考電平的電壓值相等，此時所述MOS管控制所述電壓保護(hù)電路關(guān)斷。

當(dāng)所述過壓保護(hù)模塊10中的第一穩(wěn)壓器的輸入電壓低于所述欠壓保護(hù)模塊20中的欠壓閾值2.5V時(例如為1.9V)，此時所述第一穩(wěn)壓器的輸出電壓與輸入電壓相等，同樣為1.9V，由于此時所述第二穩(wěn)壓器的輸入電壓1.9V小于所述欠壓閾值2.5V，因此此時所述欠壓保護(hù)模塊20輸出所述高電平12V，由于該高電平的電壓值與所述參考電平(在本實施例中，該參考電平的電壓值為12V)的電壓值相等，此時所述MOS管控制所述電壓保護(hù)電路關(guān)斷以達(dá)到電路保護(hù)的目的。

請參閱圖2至圖5，一種電壓保護(hù)電路，包括依次連接的過壓保護(hù)模塊10、欠壓保護(hù)模塊20以及開關(guān)控制模塊30，其中所述過壓保護(hù)模塊10中的第一輸入端101接收一輸入電壓，其中所述第一輸入端101處的電壓值由所述第一電源電壓端103提供，在所述過壓保護(hù)模塊10的一側(cè)設(shè)有第一輸出端102，其中所述第一輸出端102輸出的為經(jīng)過處理后的所述輸入電壓，所述欠壓保護(hù)模塊20中的第二輸入端201接收經(jīng)所述過壓保護(hù)模塊10處理輸出的電壓，所述欠壓保護(hù)模塊20中的第二輸出端202根據(jù)所述過壓保護(hù)模塊10處理后的電壓輸出對應(yīng)的輸出電壓以進(jìn)而控制所述開關(guān)控制模塊30的開啟或關(guān)閉以實現(xiàn)電路保護(hù)的目的。

其中，所述開關(guān)控制模塊30用于當(dāng)接收一與參考電平的電壓值相等的高電平時關(guān)斷所述電壓保護(hù)電路；所述過壓保護(hù)模塊10用于當(dāng)所述輸入電壓高于過壓閾值時，輸出低電平以使所述欠壓保護(hù)模塊20輸出所述高電平進(jìn)而控制所述開關(guān)控制模塊30關(guān)斷；所述欠壓保護(hù)模塊20用于當(dāng)所述過壓保護(hù)模塊10接收的所述輸入電壓低于欠壓閾值時，接收與所述輸入電壓的電壓值相等的電壓進(jìn)而輸出所述高電平以控制所述開關(guān)控制模塊30關(guān)斷。

對所述過壓保護(hù)模塊10而言，所述過壓保護(hù)模塊10包括第一穩(wěn)壓器UM1、第一電阻R1以及第二電阻R2，所述第一穩(wěn)壓器UM1的參考極R11與所述第一電阻R1以及所述第二電阻R2之間的一連接點相連，所述輸入電壓為針對所述第一穩(wěn)壓器UM1的輸入電壓，所述第一電阻R1的另一端與第一電源電壓端103連接，所述第二電阻R2的另一端接地，所述第一穩(wěn)壓器UM1的正極A1接地，所述第一穩(wěn)壓器UM1的參考極R11接收所述輸入電壓，所述過壓保護(hù)模塊10還包括第三電阻R3，所述第三電阻R3的兩端分別與所述第一電源電壓端103以及所述第一穩(wěn)壓器UM1的負(fù)極K1連接。

對所述欠壓保護(hù)模塊20而言，所述欠壓保護(hù)模塊20包括第二穩(wěn)壓器UM2以及第四電阻R4，所述第四電阻R4的一端接地，另一端與所述第二穩(wěn)壓器UM2的參考極R21連接，所述第二穩(wěn)壓器UM2的正極A2接地，所述第二穩(wěn)壓器UM2的負(fù)極K2與所述開關(guān)控制模塊30相連。

對所述開關(guān)控制模塊30而言，所述開關(guān)控制模塊30包括MOS管QM1、第五電阻R5以及第六電阻R6，所述第五電阻R5以及所述第六電阻R6之間的一連接點(也即第三輸入端301)與所述第二穩(wěn)壓器UM2的負(fù)極K2連接，所述第六電阻R6的另一端與所述MOS管QM1的柵極G連接，所述MOS管QM1的源極S以及漏極D分別與所述第五電阻R5以及第二電源電壓端302連接，與此同時，所述開關(guān)控制模塊30還包括第七電阻R7，所述第七電阻R7的一端與所述MOS管QM1的源極S以及所述第五電阻R5之間的一連接點連接，另一端與所述MOS管QM1的柵極G以及所述第六電阻R6之間的一連接點連接。在此需要指出的是，對所述MOS管QM1而言，在所述MOS管QM1的柵極G還與一電子元件連接，所述電子元件可以為一單片機。

對所述電壓保護(hù)電路而言，所述電壓保護(hù)電路還包括一定值電阻R0，所述定值電阻R0的兩端分別連接所述過壓保護(hù)模塊10以及所述欠壓保護(hù)模塊20。在本實施例中，所述第一穩(wěn)壓器UM1以及所述第二穩(wěn)壓器UM2均為穩(wěn)壓二極管，具體的，所述第一穩(wěn)壓器UM1以及所述第二穩(wěn)壓器UM2均為TL431。

在實際應(yīng)用中，當(dāng)所述過壓保護(hù)模塊10中第一輸入端101處(也即第一穩(wěn)壓器UM1)的輸入電壓高于過壓閾值時，此時該過壓保護(hù)模塊10中的第一輸出端102處輸出一個2V的低電平給所述欠壓保護(hù)模塊20，所述欠壓保護(hù)模塊20中的第二輸入端201(也即第二穩(wěn)壓器UM2)接收該2V的低電平電壓，由于此時的低電平2V要小于所述欠壓保護(hù)模塊20中的欠壓閾值2.5V，因此此時所述欠壓保護(hù)模塊20在第二輸出端202處輸出一個12V的高電平，由于該12V的高電平與上述參考電平(在本實施例中，該參考電平為12V)的電壓值相等，此時所述開關(guān)控制模塊30控制所述電壓保護(hù)電路關(guān)斷。

當(dāng)所述過壓保護(hù)模塊10中第一輸入端101處的輸入電壓低于所述欠壓保護(hù)模塊20中的欠壓閾值2.5V時(例如為1.9V)，此時所述過壓保護(hù)模塊10中第一輸出端102處的輸出電壓與輸入電壓相等，同樣為1.9V，由于此時所述欠壓保護(hù)模塊20輸入的電壓1.9V小于所述欠壓閾值2.5V，因此此時所述欠壓保護(hù)模塊20輸出所述高電平12V，由于該高電平的電壓值與所述參考電平(在本實施例中，該參考電平的電壓值為12V)的電壓值相等，此時所述開關(guān)控制模塊30控制所述電壓保護(hù)電路關(guān)斷以達(dá)到電路保護(hù)的目的。

當(dāng)所述過壓保護(hù)模塊10中的第一輸入端101處的輸入電壓低于所述過壓閾值且高于所述欠壓閾值時(例如為3.5V)，則對所述過壓保護(hù)模塊10而言，此時在所述第一輸入端101處輸入的輸入電壓等于所述第一輸出端102處輸出的輸出電壓，即所述過壓保護(hù)模塊10上的輸出電壓等于加載在所述過壓保護(hù)模塊10上的輸入電壓3.5V。對所述欠壓保護(hù)模塊20而言，由于此時在所述第二輸入端201處的輸入電壓為3.5V，大于所述欠壓閾值2.5V，此時所述第二穩(wěn)壓器UM2的第二輸出端202輸出一個2V的電壓，控制所述開關(guān)控制模塊30中的MOS管QM1導(dǎo)通，后端電路將正常工作。

本實用新型提出的電壓保護(hù)電路在實際應(yīng)用中可以有效防止因為輸入電壓過高或過低所導(dǎo)致的電子設(shè)備無法正常工作的問題，且電路結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，有良好的應(yīng)用前景。

以上所述實施例僅表達(dá)了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。因此，本實用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。