一種過壓保護電路及電子產(chǎn)品的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于保護電路技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種過壓保護電路以及采用所述過壓保護電路設(shè)計的電子產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002]越來越多的穿戴類電子產(chǎn)品使用USB供電，但是在供電端卻沒有采取過壓保護措施，導致當供電電壓過高時，容易燒壞電子產(chǎn)品，影響電子產(chǎn)品的正常使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種過壓保護電路，提高了用電負載的安全性。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
一種過壓保護電路，包括電源輸入端和電源輸出端，還包括電壓比較器和開關(guān)電路；所述電源輸入端通過所述開關(guān)電路的開關(guān)通路連接所述電源輸出端，所述電源輸入端通過第一限流電阻連接穩(wěn)壓管的陰極，所述穩(wěn)壓管的陽極接地，所述穩(wěn)壓管的陰極連接所述電壓比較器的一個輸入端，所述電源輸入端通過分壓電路連接所述電壓比較器的另一個輸入端；所述電壓比較器的輸出端輸出控制信號至所述開關(guān)電路的控制端，控制所述開關(guān)電路的開關(guān)通路的通斷。
[0005]進一步的，所述穩(wěn)壓管的陰極連接所述電壓比較器的同相輸入端，所述電源輸入端通過所述分壓電路連接所述電壓比較器的反相輸入端。
[0006]又進一步的，在所述開關(guān)電路中設(shè)置有一顆NPN型三極管和一顆PMOS管，所述電壓比較器的輸出端通過第三限流電阻連接所述NPN型三極管的基極，所述NPN型三極管的發(fā)射極接地，所述NPN型三極管的集電極通過第二限流電阻連接所述PMOS管的柵極；所述PMOS管的源極連接所述電源輸入端，所述PMOS管的漏極連接所述電源輸出端，在所述PMOS管的源極和柵極之間連接有一偏置電阻。
[0007]優(yōu)選的，在所述開關(guān)電路中設(shè)置有一顆NMOS管和一顆PNP型三極管，所述電壓比較器的輸出端通過第三限流電阻連接所述NMOS管的柵極，所述NMOS管的源極接地，所述NMOS管的漏極通過第二限流電阻連接所述PNP型三極管的基極；所述PNP型三極管的發(fā)射極連接所述電源輸入端，所述PNP型三極管的集電極連接所述電源輸出端，在所述PNP型三極管的發(fā)射極和基極之間連接有一偏置電阻。
[0008]進一步的，所述電壓比較器的輸出端通過下拉電阻接地。
[0009]又進一步的，所述分壓電路包括第一分壓電阻和第二分壓電阻，所述電源輸入端連接第一分壓電阻的一端，所述第一分壓電阻的另一端連接所述第二分壓電阻的一端，所述第二分壓電阻的另一端接地，所述第一分壓電阻和第二分壓電阻的中間節(jié)點連接所述電壓比較器的反相輸入端。
[0010]再進一步的，所述電源輸入端通過第一濾波電容接地，所述電源輸出端通過第二濾波電容接地。
[0011]優(yōu)選的，所述電源輸入端通過Mi Cro-USB連接供電電源。
[0012]基于上述過壓保護電路的結(jié)構(gòu)設(shè)計，本發(fā)明還提出了一種采用所述過壓保護電路設(shè)計的電子產(chǎn)品，包括電源輸入端和電源輸出端，還包括電壓比較器和開關(guān)電路；所述電源輸入端通過所述開關(guān)電路的開關(guān)通路連接所述電源輸出端，所述電源輸入端通過第一限流電阻連接穩(wěn)壓管的陰極，所述穩(wěn)壓管的陽極接地，所述穩(wěn)壓管的陰極連接所述電壓比較器的一個輸入端，所述電源輸入端通過分壓電路連接所述電壓比較器的另一個輸入端；所述電壓比較器的輸出端輸出控制信號至所述開關(guān)電路的控制端，控制所述開關(guān)電路的開關(guān)通路的通斷。
[0013]進一步的，所述電子產(chǎn)品為穿戴類電子產(chǎn)品。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是:本發(fā)明的過壓保護電路在電壓超過警戒電壓時，斷開供電線路，提高了供電線路的安全性，避免用電負載因電壓過高而燒毀，從而提高了用電負載的安全性；而且電路設(shè)計簡單、易于實現(xiàn)且功耗小、成本低。將所述過壓保護電路應(yīng)用在電子產(chǎn)品的電路設(shè)計中，避免電子產(chǎn)品因電壓過高而燒壞，提高了電子產(chǎn)品的用電安全性，從而延長了電子產(chǎn)品的使用壽命。
[0015]結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明實施方式的詳細描述后，本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明所提出的過壓保護電路的一種實施例的電路原理圖；
圖2是本發(fā)明所提出的過壓保護電路的另一種實施例的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細地說明。
[0018]實施例一、本實施例的過壓保護電路主要包括電源輸入端PIN、電源輸出端POUT、開關(guān)電路和電壓比較器等，參見圖1所示，電源輸入端PIN通過開關(guān)電路的開關(guān)通路連接電源輸出端P0UT，電源輸入端PIN通過第一限流電阻R3連接穩(wěn)壓管Dl的陰極，穩(wěn)壓管Dl的陽極接地，穩(wěn)壓管Dl的陰極連接電壓比較器的一個輸入端，電源輸入端PIN通過分壓電路連接電壓比較器的另一個輸入端，電壓比較器的輸出端輸出控制信號至開關(guān)電路的控制端，控制開關(guān)電路的開關(guān)通路的通斷。
[0019]供電電源提供的電壓傳輸至電源輸入端PIN，電源輸出端POUT與用電負載連接，輸出電壓至用電負載以供用電負載使用。在本實施例中，供電電源通過Micro-USB與電源輸入端PIN連接。
[0020]當開關(guān)電路的開關(guān)通路導通時，供電線路導通，電源輸入端PIN處的電壓通過開關(guān)電路的開關(guān)通路傳輸至電源輸出端P0UT，并通過電源輸出端POUT傳輸至用電負載；當開關(guān)電路的開關(guān)通路關(guān)斷時，供電線路關(guān)斷，電源輸入端PIN處的電壓不能傳輸至電源輸出端 POUT。
[0021]在本實施例中，穩(wěn)壓管Dl的陰極連接電壓比較器的同相輸入端，電源輸入端PIN通過分壓電路連接電壓比較器的反相輸入端；且電壓比較器的反相輸入端通過電容C3接地，在穩(wěn)壓管Dl的兩端并聯(lián)有電容C2。
[0022]分壓電路主要包括第一分壓電阻Rl和第二分壓電阻R2，電源輸入端PIN連接第一分壓電阻Rl的一端，第一分壓電阻Rl的另一端連接第二分壓電阻R2的一端，第二分壓電阻R2的另一端接地，第一分壓電阻Rl和第二分壓電阻R2的中間節(jié)點連接電壓比較器的反相輸入端。
[0023]設(shè)定警戒電壓為Valarm，選擇合適型號的穩(wěn)壓管D1、第一限流電阻R3、第一分壓電阻R1、第二分壓電阻R2，例如Valarm為6.8V，穩(wěn)壓管Dl的穩(wěn)定電壓Vz為4.85V，R3為24.3K Ω，Rl為62K Ω，R2為154K Ω ；當電源輸入端PIN處的電壓小于Valarm時，第二分壓電阻R2兩端的電壓值小于穩(wěn)壓管Dl的兩端的電壓，電壓比較器的反相輸入端的電壓小于同相輸入端的電壓，電壓比較器輸出高電平的控制信號至開關(guān)電路的控制端，控制開關(guān)電路的開關(guān)通路導通，供電線路導通，電源輸入端PIN處的電壓通過開關(guān)電路的開關(guān)通路傳輸至電源輸出端P0UT，并通過電源輸出端POUT傳輸至用電負載使用；當電源輸入端PIN處的電壓大于Valarm時，第二分壓電阻R2兩端的電壓值大于穩(wěn)壓管Dl的兩端的電壓，電壓比較器的反相輸入端的電壓大于同相輸入端的電壓，電壓比較器輸出低電平的控制信號至開關(guān)電路的控制端，控制開關(guān)電路的開關(guān)通路斷開，供電線路斷開，電源輸入端PIN處的電壓無法傳輸至電源輸出端P0UT，電源輸出端POUT處的電壓為0V，從而避免了用電負載因電壓過高而燒壞，起到了過壓保護的作用，提高了用電負載的安全性。
[0024]為了使得電壓比較器的輸出端輸出的電平穩(wěn)定，電壓比較器的輸出端通過下拉電阻R5接地。
[0025]為了濾除雜波，電源輸入端PIN通過第一濾波電容Cl接地，電源輸出端POUT通過第二濾波電容C4接地。
[0026]作為所述開關(guān)電路的一種優(yōu)選電路組建方式，在所述開關(guān)電路中設(shè)置有一顆NPN型三極管Ql和一顆PMOS管Q2，電壓比較器的輸出端通過第三限流電阻R6連接NPN型三極Ql管的基極，NPN型三極管Ql的發(fā)射極接地，NPN型三極管Ql的集電極通過第二限流電阻R8連接PMOS管Q2的柵極，PMOS管Q2的源極連接電源輸入端PIN，PMOS管Q2的漏極連接電源輸出端P0UT，在PMOS管Q2的源極和柵極之間連接有一偏置電阻R7