一种过压保护电路及电子装置的制作方法

本实用新型涉及电路设计领域，尤其涉及一种过压保护电路及电子装置。

背景技术：

现如今是电子信息高速发展的社会，人们对电子设备的需求也在逐级提升。一般来说，电子器件如电池的电压不宜过高，例如，充电电池，是充电次数有限的可充电的电池，它是一种经济、高效、电量足、适合长时间使用的电器(如随身听、电动玩具及智能手机等)使用的电池，其电源电压一般比同型号的一次性电池低，其长期存储电压也比其满电电压低。如锂离子电池，比较合理的储存方式为充电至50％～80％的电量来保存。但现如今，用户将用电设备长期满电存储是一种较常见的操作方式，当用电设备的电池存储电压过高时，虽然能提高电池内部活性物质的转化量，但与此同时，电池的最大存储容量下降较快，相应的副反应也会随之发生，影响电池的使用寿命。例如，铅酸电池，过充后负极会大量产氢，这会导致活性物质脱落，从而影响电池的性能。又例如，当锂离子电池满电存储时会使正极材料里的锂离子全部游离到负极材料里面，导致正极原本饱满的栅格发生变形垮塌，从而使得锂电池电量下降，在这个过程中，负极的锂离子越来越多，过度堆积使得锂离子长出树桩结晶，使得电池发生鼓胀，形成鼓包，影响电池性能，严重时甚至会造成一定程度的设备安全隐患。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种能够有效地保障电子器件的性能与使用寿命的过压保护电路及电子装置。

为了实现上述目的，本实用新型一实施例提供了一种过压保护电路，用于保护过压源，其包括：用于与过压源的正极连接的正极端、用于与过压源的负极连接的负极端、稳压二极管及用于对所述过压源进行耗能的耗能电路。

所述稳压二极管与所述耗能电路串联于所述正极端与所述负极端之间。

其中，所述稳压二极管的稳压值小于或等于所述过压源的电压安全值。

作为上述方案的改进，所述过压保护电路还包括控制开关，所述控制开关、所述稳压二极管及所述耗能电路三者串联于所述正极端与所述负极端之间。

作为上述方案的改进，所述耗能电路包括第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述正极端连接，所述第一电阻的第二端与所述稳压二极管的负极连接，所述稳压二极管的正极与所述负极端连接。

作为上述方案的改进，所述耗能电路包括n个电阻，所述n个电阻的连接关系为串联或并联，其中，n≥2。

作为上述方案的改进，所述耗能电路包括第二电阻、第三电阻及第四电阻，其中所述第二电阻的第一端与所述正极端连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述稳压二极管的负极连接，所述第四电阻的第一端与所述正极端连接，所述第四电阻的第二端与所述稳压二极管的负极连接，所述稳压二极管的正极与所述负极端连接。

作为上述方案的改进，所述耗能电路包括降压变压器和第五电阻，所述降压变压器的原边的一端与所述正极端连接，所述降压变压器的原边的另一端与所述稳压二极管的负极连接，所述稳压二极管的正极与所述负极端连接，所述降压变压器的副边与所述第五电阻连接。

作为上述方案的改进，所述过压源为电池。

作为上述方案的改进，所述电池为锂离子充电电池。

作为上述方案的改进，所述过压保护电路还包括负载；所述负载的一端与所述过压源的正极连接，所述负载的另一端与所述过压源的负极连接。

本实用新型另一实施例提供了一种电子装置，其包括如上所述的过压保护电路。

本实用新型实施例提供的过压保护电路及电子装置，在过压源的正极端与负极端之间串联有稳压值小于所述过压源可长期储存的最高电压安全值的稳压二极管和相关耗能电路；当所述过压源的电压值高于稳压二极管的稳压值时，过压源通过保护电路中的稳压二极管和相关耗能电路释放能量，当所述过压源的电压值小于或等于稳压二极管的稳压值时，保护电路停止工作，过压源处于可长期储存的安全电压范围，不会发生诸如电池鼓包的现象，过压源的寿命和性能得到保障；此外，本实用新型实施例提供的过压保护电路及电子装置的电路结构简单，涉及电路元器件较少，用户操作方便，且电路中所采用的的稳压二极管功能稳定，价格便宜，有利于节省过压保护电路及电子装置的开发成本与产品成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例提供的一种过压保护电路的电路结构示意图；

图2是本实用新型一实施例提供的一种过压保护电路的电路结构示意图；

图3是本实用新型一实施例提供的一种过压保护电路的电路结构示意图；

图4是本实用新型一实施例提供的一种过压保护电路的电路结构示意图；

图5是本实用新型一实施例提供的一种过压保护电路的电路结构示意图；

图6是本实用新型一实施例提供的一种过压保护电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

此外，在说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等仅用于区别相同技术特征的描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，也不一定描述次序或时间顺序。在合适的情况下术语是可以互换的。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

本实用新型一实施例提供了一种过压保护电路，请参见图1，该图是本实用新型实施例提供的一种过压保护电路的电路结构示意图，其包括用于与过压源的正极连接的正极端a、用于与过压源的负极连接的负极端b、稳压二极管d1及用于对所述过压源进行耗能的耗能电路c。

在本实用新型实施例中，通过在过压源的正极端与负极端之间串联有稳压值小于所述过压源可长期储存的最高电压安全值的稳压二极管和相关耗能电路；当所述过压源的电压值高于稳压二极管的稳压值时，过压源通过保护电路中的稳压二极管和相关耗能电路释放能量，当所述过压源的电压值小于或等于稳压二极管的稳压值时，保护电路停止工作，过压源处于可长期储存的安全电压范围，不会发生诸如电池鼓包的现象，过压源的寿命和性能得到保障。

作为所述耗能电路的其中一种举例，如图1所示，在本实施例中，所述耗能电路c为电阻r1，所述稳压二极管d1与所述电阻r1串联于所述正极端a与所述负极端b之间。其中，所述稳压二极管d1的稳压值小于或等于过压源的电压安全值。当然，上述电阻r1仅仅作为一种示例，并不应该构成对本实用新型的限定。

优选地，在本实施例中，如图2所示，还可加入控制开关j1，所述控制开关j1串联于所述正极端a与所述耗能电路c之间。控制开关j1的加入使得用户可以更加方便的对所述过压保护电路进行操作；同时，所述负极端b还可接地，以保障过压源的负极电动势永远为零。在本实施例中，通过采用稳压二极管与耗能电阻，使得所述过压源在电压过高时通过稳压二极管与耗能电阻进行放电，直至所述过压源电压降至可长期存储的安全电压之内，从而过压源不会出现鼓包等现象，使得过压源的寿命和性能得到了较好的保障。

作为所述耗能电路的其中一种举例，如图3所示，在本实施例中，优选地，所述耗能电路c也可采用电阻r3和电阻r4，所述电阻r3和所述电阻r4并联于所述正极端a与所述稳压二极管d1的负极之间，此时，所述过压源通过总电阻为(r3*r4)/(r3+r4)的耗能电路释放能量，直至所述过压源的电压值降至稳压二极管d1的稳压值以下，所述保护电路停止工作，所述过压源处于可长期储存的安全电压之内。

作为所述耗能电路的其中一种举例，如图4所示，在本实施例中，优选地，所述耗能电路c也可采用电阻r5、电阻r6及电阻r7，所述电阻r5的第一端与所述正极端a连接，所述电阻r5的第二端与所述电阻r6的第一端连接；所述电阻r6的第二端与所述稳压二极管d1的负极连接；所述电阻r7的第一端与所述正极端a连接，所述电阻r7的第二端与所述稳压二极管d1的负极连接，此时，所述过压源通过总电阻为{(r5+r6)*r7}/{(r5+r6+r7)}的耗能电路释放能量，直至所述过压源的电压值降至稳压二极管d1的稳压值以下，所述保护电路停止工作，所述过压源处于可长期储存的安全电压之内。

作为所述耗能电路的其中一种举例，如图5所示，在本实施例中，优选地，所述耗能电路c还可采用降压变压器t1和电阻r8，所述降压变压器t1的原边的一端与所述正极端a连接，所述降压变压器t1的原边的另一端与所述稳压二极管d1的负极连接；所述降压变压器t1的副边与所述电阻r8连接，此时，所述过压源通过降压变压器t1和电阻r8进行降压释放能量，直至所述过压源的电压值降至稳压二极管d1的稳压值以下，所述保护电路停止工作，所述过压源处于可长期储存的安全电压之内。

以上所述仅为所述耗能电路的一些优选方式，当然，任何能够在本实用新型范围内对所述过压源进行耗能降压的耗能电路，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内，在此不再赘述。

优选的，在本实施例中，所述过压源为电池。当然，所述过压源也可为电容等存储能量的元器件或其他相关电路。

进一步的，在上述实施例中，所述电池为锂离子充电电池。需要说明的是，所述电池种类繁多，在此不一一赘述。在本实施例中所采用的电池为锂离子充电电池，锂离子充电电池的优点是能量密度高，其体积能量密度和质量能量密度分别可达到450w.h/dm3和150w.h/kg；平均输出电压高，是一般的ni-cd、ni-mh电池的3倍；对环境较为“友好”，称为绿色电池。在本实施例中，所述锂电池的电池容量优选为3000mah，满电电压优选为4.3v，可长期储存的电压安全值优选为4.0v；在本实施例中根据所述过压源的型号参数，采用的稳压二极管d1的型号优选为pmll5228b，稳压值优选为3.9v。

优选的，在本实施例中，如图6所示，还可加入负载r2。所述负载r2的一端与所述过压源的正极连接，所述负载r2的另一端与所述过压源的负极连接。当然，所述负载也可采用其他相关电阻电路，在本实施例中所采用的负载优选为阻值为1mω的电阻r2。在本实施例中，优选的，所述耗能电路采用为阻值为300ω的耗能电阻r1。其整个过压保护电路的工作原理为：当锂电池充满电时，满电电压为4.3v，此时过压保护电路中的稳压二极管d1被反向击穿，该锂电池的能量一部分消耗在稳压二极管d1上，另一部分消耗在耗能电阻r1上，此时耗能电阻r1以电流i＝(4.3v-3.9v)/300ω＝1.3ma进行放电，消耗在电阻上的功率为p＝(i^2)*r＝0.507mw；当锂电池的电压值降至稳压二极管d1的稳压值3.9v以下时，所述稳压二极管d1不被击穿，所述保护电路停止工作，所述锂电池处于可长期储存的安全电压之内。

以上所述锂电池、稳压二极管及负载电阻仅仅作为一种示例，并不应该构成对本实用新型的限定。

本实用新型另一实施例提供了一种电子装置(图未示)，其包括如上所述的过压保护电路。

本实用新型实施例所述的电子装置，由于采用如上所述的过压保护电路，可以有效地防止过压源如电池的鼓包现象，保障过压源的寿命和性能，相比于现有技术，用户操作方便，电路结构更加简单且有效的保护了过压源，大大降低了产品的开发成本。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。