过压和温度保护电路的制作方法
【专利摘要】过压和温度保护电路通过过压保护模块、基准电压模块与运放控制模块能够在输入电压过高时，控制负载停止工作，避免过压对负载造成损坏。由于过压时整个电路处于不正常的状态，此时温度检测模块停止工作。而在输入电压正常时，温度检测模块开始工作，当检测到环境温度高于额定温度时，温度检测模块、基准电压模块及运放控制模块配合控制负载停止工作，避免负载在过高环境温度下工作。而当环境温度在额定温度范围时，运放控制模块控制负载正常工作。因此，过压保护模块、温度检测模块能够分别通过运放控制模块控制负载的工作状态，避免负载在过压和过高温度下工作，该方案减少运放的使用，使得电路简单，降低电路成本。
【专利说明】
过压和温度保护电路
技术领域
[0001]本发明涉及保护电路，特别是涉及一种简单、成本低的过压和温度保护电路。
【背景技术】
[0002]在现代电子技术电路中，由于电子器件的输出或输入信号要求较高，因此，对于电子器件的输入信号或者输出信号的范围要求较为严格。例如，电压信号的过高，容易导致电子器件烧毁或影响使用寿命。而实际中，电网的不稳定性，使得输出的电压信号可能会过高，而对后续电路中的电子器件造成损坏。同样的，温度过高也会对电路中的元器件造成损坏，影响电路正常工作。
【发明内容】
[0003]基于此，有必要提供一种简单的、成本低的过压和温度保护电路。
[0004]一种过压和温度保护电路，包括过压保护模块、温度检测模块、基准电压模块及运放控制模块；
[0005]所述过压保护模块，输入端接输入电压、输出端接所述运放控制模块的反相输入端、接地端接地；
[0006]所述温度检测模块，输出端接所述运放控制模块的反相输入端、基准端接基准电压、接地端接地；
[0007]所述基准电压模块，输出端接所述运放控制模块的同相输入端、接地端接地；所述运放控制模块的输出端接所述基准电压模块的反馈端及负载；
[0008]所述过压保护模块在输入电压高于额定电压时输出低电平、在输入电压正常时输出高电平；
[0009]所述温度检测模块受所述过压保护模块输出的高低电平控制开始或停止工作，且在环境温度高于额定温度时，所述温度检测模块输出的电压低于所述基准电压模块输出的电压，所述运放控制模块输出高电平，控制所述负载停止工作；当环境温度低于额定温度时，所述温度检测模块输出的电压高于所述基准电压模块输出的电压，所述运放控制模块输出低电平，控制所述负载正常工作。
[0010]在其中一个实施例中，所述过压保护模块包括稳压管D1、电阻R2、三极管Ql ;所述稳压管Dl的负极接输入电压、正极接所述电阻R2 ;所述电阻R2远离所述稳压管Dl的一端接所述三极管Ql的基极，所述三极管Ql的发射极接地、集电极接所述运放控制模块的反相输入端。
[0011 ] 在其中的一个实施例中，过压保护模块包括稳压管D2、电阻R3、场效应管Q2 ;所述稳压管D2的负极接输入电压、正极接所述电阻R3 ;所述电阻R3远离所述稳压管D2的一端接所述场效应管Q2的栅极，所述场效应管Q2的源极接地、漏极接所述运放控制模块的反相输入端。
[0012]在其中一个实施例中，所述温度检测模块包括热敏电阻R4、电阻R6、电容C5，所述电阻R6—端接基准电压、另一端接所述运放控制模块的反相输入端；所述热敏电阻R4—端接所述运放控制模块的反相输入端，另一端接地，所述电容C5与所述热敏电阻R4并联。
[0013]在其中一个实施例中，所述热敏电阻R4为负温度系数热敏电阻。
[0014]在其中一个实施例中，所述基准电压模块包括电阻R7、电阻R8、电阻R9 ;所述电阻R8 一端接地，另一端接所述运放控制模块的同相输入端；所述电阻R7 —端接基准电压，另一端接所述运放控制模块的同相输入端；所述电阻R9 —端接所述运放控制模块的输出端，另一端接所述运放控制模块的同相输入端。
[0015]在其中一个实施例中，所述运放控制模块包括运算放大器U10。
[0016]上述过压和温度保护电路通过过压保护模块、基准电压模块与运放控制模块能够在输入电压过高时，控制负载停止工作，避免过压对负载造成损坏。由于过压时整个电路处于不正常的状态，此时温度检测模块停止工作。而在输入电压正常时，温度检测模块开始工作，当检测到环境温度高于额定温度时，温度检测模块、基准电压模块及运放控制模块配合控制负载停止工作，避免负载在过高环境温度下工作。而当环境温度在额定温度范围时，运放控制模块控制负载正常工作。因此，过压保护模块、温度检测模块能够分别通过运放控制模块控制负载的工作状态，避免负载在过压和过高温度下工作。由于在过压和温度保护中，两者均采用一个运放控制模块，因此能够减少运放的使用，使得电路简单，降低电路成本。
【附图说明】
[0017]图1为过压和温度保护电路的模块图；
[0018]图2为过压和温度保护电路的原理图。
【具体实施方式】
[0019]如图1所示，为过压和温度保护电路的模块图。
[0020]一种过压和温度保护电路，包括过压保护模块101、温度检测模块102、基准电压模块103及运放控制模块104。
[0021]所述过压保护模块101的输入端接输入电压、该过压保护模块101的输出端接所述运放控制t旲块104的反相输入端、该过压保护t旲块101的接地端接地；
[0022]所述温度检测模块102的输出端接所述运放控制模块104的反相输入端、该温度检测模块102的基准端接基准电压、该温度检测模块102的接地端接地；
[0023]所述基准电压模块103的输出端接所述运放控制模块104的同相输入端、该基准电压模块103的接地端接地；所述运放控制模块104的输出端接所述基准电压模块103的反馈端及负载。
[0024]过压保护模块101在输入电压高于额定电压时输出低电平、在输入电压正常时输出高电平。
[0025]所述温度检测模块102受所述过压保护模块101输出的高低电平控制开始或停止工作，且在环境温度高于额定温度时，所述温度检测模块102输出的电压低于所述基准电压模103块输出的电压，所述运放控制模块104输出高电平，控制所述负载停止工作；当环境温度低于额定温度时，所述温度检测模块102输出的电压高于所述基准电压模块103输出的电压，所述运放控制模块104输出低电平，控制所述负载正常工作。
[0026]具体的，在所述输入电压高于额定电压时，所述过压保护模块101输出低电平，所述温度检测模块102停止工作，所述运放控制模块104的反相输入端接收低电平时，所述运放控制模块104的输出高电平，控制所述负载停止工作。
[0027]在所述输入电压正常时，所述过压保护模块101输出高电平，所述温度检测模块102用于检测环境温度，当环境温度高于额定温度时，所述温度检测模块102输出的电压低于所述基准电压模块103输出的电压，所述运放控制模块104输出高电平，控制所述负载停止工作；当环境温度低于额定温度时，所述温度检测模块102输出的电压高于所述基准电压模块103输出的电压，所述运放控制模块104输出低电平，控制所述负载正常工作。
[0028]请结合图2。
[0029]过压保护模块101包括稳压管D1、电阻R2、三极管Ql ;所述稳压管Dl的负极接输入电压、正极接所述电阻R2 ;所述电阻R2远离所述稳压管Dl的一端接所述三极管Ql的基极，所述三极管Ql的发射极接地、集电极接所述运放控制模块104的反相输入端。在本实施例中，三极管Ql起开关作用。
[0030]在其他实施例中，该三极管Ql也可由场效应管替换。具体的，过压保护模块101包括稳压管D2、电阻R3、场效应管Q2 ;所述稳压管D2的负极接输入电压、正极接所述电阻R3 ;所述电阻R3远离所述稳压管D2的一端接所述场效应管Q2的栅极，所述场效应管Q2的源极接地、漏极接所述运放控制模块104的反相输入端。
[0031]温度检测模块102包括热敏电阻R4、电阻R6、电容C5，所述电阻R6 —端接基准电压、另一端接所述运放控制模块104的反相输入端；所述热敏电阻R4 —端接所述运放控制模块104的反相输入端，另一端接地，所述电容C5与所述热敏电阻R4并联。
[0032]热敏电阻R4为负温度系数热敏电阻。
[0033]基准电压模块103包括电阻R7、电阻R8、电阻R9 ;所述电阻R8 —端接地，另一端接所述运放控制模块104的同相输入端；所述电阻R7 —端接基准电压，另一端接所述运放控制模块104的同相输入端；所述电阻R9 —端接所述运放控制模块104的输出端，另一端接所述运放控制模块104的同相输入端。
[0034]运放控制模块104包括运算放大器UlO。
[0035]基于上述所有实施例，过压和温度保护电路的工作原理如下:
[0036]基准电压Vr、电阻R7、电阻R8和电阻R9组成有电压回差的保护电压基准。当没有保护动作时，运算放大器UlO的输出端7为低电平，电阻R8和电阻R9是并联关系，即基准电压Vr通过电阻R7、电阻R8和电阻R9的并联电阻在运算放大器UlO的同相输入端5产生一个分压V+1。
[0037]热敏电阻R4是负温度系数的，当温度升高时电阻变小。基准电压Vr通过电阻R6和热敏电阻R4在运算放大器UlO的反相输入端6产生一个分压V-1。当温度升高时，热敏电阻变小，V-1变小，当V-1小于V+1时，运算放大器UlO的输出端7输出高电平Vo，Vo可以去关闭其他控制电路从而实现温度保护动作。
[0038]温度保护时，根据叠加定理，基准电压Vr通过电阻R7和电阻R8以及Vo通过电阻R9和电阻R8在运算放大器UlO的同相输入端5产生一个分压V+2，V+2比V+1大，两个电压的差由电阻R9来调节。当温度降低时，热敏电阻变大，V-1变大，当V-1大于V+2时，运算放大器UlO的输出端7输出低电平，温度保护动作停止，恢复到原来的状态。
[0039]输入电压Vin、稳压管D1、电阻R2、三极管Q1、电阻R6和热敏电阻R4组成过压检测电路。这里重复使用了温度检测模块102的电阻R6和热敏电阻R4。当输入电压Vin高于稳压管Dl的稳压值时，稳压管Dl导通，电流通过限流电阻R2驱动三极管Ql导通，三极管Ql把热敏电阻R4两端的电压迅速拉低，从而运算放大器UlO的反相输入端6的电压V-1低于同相输入端5的电压V+1，运算放大器UlO的输出端7输出高电平Vo，Vo可以去关闭其他控制电路从而实现过压保护动作。
[0040]当输入电压Vin降低到小于稳压管Dl的稳压值，稳压管Dl不导通，三极管Ql不导通，基准电压Vr通过电阻R6和热敏电阻R4在运算放大器UlO的反相输入端6产生的分压V-1大于同相端的电压V+1，运算放大器UlO的输出端7输出低电平，过压保护动作停止，恢复到原来的状态。
[0041]上述过程中，过压保护和温度保护共用运算放大器U10，简化电路设计，降低了电路成本。
[0042]上述过压和温度保护电路通过过压保护模块101、基准电压模块103与运放控制模块104能够在输入电压过高时，控制负载停止工作，避免过压对负载造成损坏。由于过压时整个电路处于不正常的状态，此时温度检测模块102停止工作。而在输入电压正常时，温度检测模块102开始工作，当检测到环境温度高于额定温度时，温度检测模块102、基准电压模块103及运放控制模块104配合控制负载停止工作，避免负载在过高环境温度下工作。而当环境温度在额定温度范围时，运放控制模块104控制负载正常工作。因此，过压保护模块101、温度检测模块102能够分别通过运放控制模块104控制负载的工作状态，避免负载在过压和过高温度下工作。由于在过压和温度保护中，两者均采用一个运放控制模块104，因此能够减少运放的使用，使得电路简单，降低电路成本。
[0043]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0044]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种过压和温度保护电路，其特征在于，包括过压保护模块、温度检测模块、基准电压模块及运放控制模块； 所述过压保护模块，输入端接输入电压、输出端接所述运放控制模块的反相输入端、接地端接地； 所述温度检测模块，输出端接所述运放控制模块的反相输入端、基准端接基准电压、接地端接地； 所述基准电压模块，输出端接所述运放控制模块的同相输入端、接地端接地；所述运放控制模块的输出端接所述基准电压模块的反馈端及负载； 所述过压保护模块在输入电压高于额定电压时输出低电平、在输入电压正常时输出高电平； 所述温度检测模块受所述过压保护模块输出的高低电平控制开始或停止工作，且在环境温度高于额定温度时，所述温度检测模块输出的电压低于所述基准电压模块输出的电压，所述运放控制模块输出高电平，控制所述负载停止工作；当环境温度低于额定温度时，所述温度检测模块输出的电压高于所述基准电压模块输出的电压，所述运放控制模块输出低电平，控制所述负载正常工作。2.根据权利要求1所述的过压和温度保护电路，其特征在于，所述过压保护模块包括稳压管D1、电阻R2、三极管Ql ;所述稳压管Dl的负极接输入电压、正极接所述电阻R2 ;所述电阻R2远离所述稳压管Dl的一端接所述三极管Ql的基极，所述三极管Ql的发射极接地、集电极接所述运放控制模块的反相输入端。3.根据权利要求1所述的过压和温度保护电路，其特征在于，过压保护模块包括稳压管D2、电阻R3、场效应管Q2 ;所述稳压管D2的负极接输入电压、正极接所述电阻R3 ;所述电阻R3远离所述稳压管D2的一端接所述场效应管Q2的栅极，所述场效应管Q2的源极接地、漏极接所述运放控制模块的反相输入端。4.根据权利要求1所述的过压和温度保护电路，其特征在于，所述温度检测模块包括热敏电阻R4、电阻R6、电容C5，所述电阻R6—端接基准电压、另一端接所述运放控制模块的反相输入端；所述热敏电阻R4 —端接所述运放控制模块的反相输入端，另一端接地，所述电容C5与所述热敏电阻R4并联。5.根据权利要求4所述的过压和温度保护电路，其特征在于，所述热敏电阻R4为负温度系数热敏电阻。6.根据权利要求1所述的过压和温度保护电路，其特征在于，所述基准电压模块包括电阻R7、电阻R8、电阻R9 ;所述电阻R8 —端接地，另一端接所述运放控制模块的同相输入端；所述电阻R7 —端接基准电压，另一端接所述运放控制模块的同相输入端；所述电阻R9一端接所述运放控制模块的输出端，另一端接所述运放控制模块的同相输入端。7.根据权利要求1所述的过压和温度保护电路，其特征在于，所述运放控制模块包括运算放大器UlO。
【文档编号】H02H5/04GK105826896SQ201510007397
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年1月6日
【发明人】周明杰, 梁振健
【申请人】海洋王照明科技股份有限公司, 海洋王（东莞）照明科技有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司