一种电源保护电路的制作方法
【专利摘要】本发明揭示了一种电源保护电路，该电源保护电路至少包括一二极管D1、一第一三极管Q1、一第二三极管Q2以及一第三三极管Q3，所述二极管D1的负极与所述电源保护电路的输入端相连，所述二极管D1的正极与第一电阻R1相连并进而与地相连，所述电源保护电路还包括相串联的第二电阻R2和第三电阻R3，所述第二电阻R2的自由端与二极管D1和第一电阻R1的连接点相连，所述第三电阻R3的自由端与地相连，所述第一三极管Q1的基极与所述第二电阻R2和第三电阻R3的连接点相连，所述第一三极管Q1的发射极与地相连。本发明提出了一种电源保护电路，该电路结构简单，成本低，体积小，保护全面，非常适合在产业中推广应用。
【专利说明】
一种电源保护电路
技术领域
[0001]本发明涉及电池的保护技术领域，具体涉及一种电源保护电路。
【背景技术】
[0002]随着科技进步与社会发展，像手机、笔记本电脑、MP3播放器、PDA、数码摄像机等便携式设备已越来月普及，这类产品中有许多是采用锂电池供电。
[0003]由于锂离子电池的化学特性，在正常使用过程中，其内部进行电能与化学能相互转化的化学正反应，但在某些条件下，如对其过充电、过放电和过电流将会导致电池内部发生化学副反应，该副反应加剧后，会严重影响电池的性能与使用寿命，并可能产生大量气体，使电池内部压力迅速增大后爆炸而导致发生安全问题。针对当前许多设备对电压要求严格，对电压范围有严格的要求，不允许出现过压和欠压，当前的电源电压虽然比较准，但是不存在这种保护，无法保证确切的电压范围。因此锂离子电池都需要一个保护电路，用于对电池的充、放电状态进行有效监测，并在某些条件下关断充、放电回路以防止对电池发生损害，保证负载不会因为过压和欠压而损坏。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提出了一种电源保护电路，该电路可实现过压和欠压的保护。
[0005]本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种电源保护电路，具有输入端和输出端，所述电源保护电路至少包括一二极管D1、一第一三极管Q1、一第二三极管Q2以及一第三三极管Q3，所述二极管Dl的负极与所述电源保护电路的输入端相连，所述二极管Dl的正极与第一电阻Rl相连并进而与地相连，所述电源保护电路还包括相串联的第二电阻R2和第三电阻R3，所述第二电阻R2的自由端与二极管Dl和第一电阻Rl的连接点相连，所述第三电阻R3的自由端与地相连，所述第一三极管Ql的基极与所述第二电阻R2和第三电阻R3的连接点相连，所述第一三极管Ql的发射极与地相连，所述电源保护电路还包括相串联的第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6，所述第四电阻R4的自由端与所述电源保护电路的输入端相连，所述第六电阻R6的自由端与地相连，所述第一三极管Ql的集电极与所述第四电阻R4和第五电阻R5的连接点相连，所述第二三极管Q2的基极与所述第五电阻R5和第六电阻R6的连接点相连，所述第二三极管Q2的发射极与地相连，所述第二三极管Q2的集电极与所述第三三极管Q3的栅极相连，所述第三三极管Q3的源极与所述电源保护电路的输入端相连，所述第三三极管Q3的漏极与所述电源保护电路的输出端相连，所述第三三极管Q3的栅极与所述第三三极管Q3的源极之间还连接有第七电阻R7。
[0006]优选地，所述电源保护电路还包括一第四三极管Q4，所述第四三极管Q4的集电极与所述第一三极管Ql的集电极相连，所述电源保护电路还包括相串联的第八电阻R8和第九电阻R9，所述第四三极管Q4的基极与第八电阻R8和第九电阻R9的连接点相连，所述第四三极管Q4的发射极与地相连，所述第八电阻R8的自由端与所述电源保护电路的输入端相连，所述第九电阻R9的自由端与地相连。
[0007]优选地，在所述电源保护电路的输出端与所述第三三极管Q3的之间还连接有一第十电阻R10，所述第十电阻RlO的一端与所述电源保护电路的输出端相连，所述第十电阻RlO的另一端与所述第三三极管的漏极相连。
[0008]优选地，所述二极管Dl为稳压二极管。
[0009 ] 优选地，所述二极管Dl的型号为MMSZ5245B。
[0010]优选地，所述第一三极管Ql和所述第二三极管Q2的型号为MMBT3904。
[0011]优选地，所述第三三极管Q3的型号为H3S4435BZ。
[0012]优选地，所述H3S4435BZ的引脚I和/或2和/或3与所述第三三极管Q3的源极相连，所述FDS4435BZ的引脚4与所述第三三极管Q3的栅极相连，所述FDS4435BZ的引脚5和/或6和/或7和/或8与所述第三三极管Q3的漏极相连。
[0013]优选地，所述第四三极管Q4的型号为MMBT3904。
[0014]本发明技术方案的优点主要体现在:利用稳压二极管的过压后痛断和MOS管的通断来实现电压的过压和欠压保护;加入该电源保护电路可以保证负载不会因为过压和欠压而损坏，该电源保护电路结构简单，成本低，体积小，保护全面，非常适合在产业中推广应用。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的一种电源保护电路实施例一的电路图；
图2是本发明的一种电源保护电路实施例二的电路图。
【具体实施方式】
[0016]本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
[0017]实施例1:如图1所示，一种电源保护电路，具有输入端和输出端，所述电源保护电路至少包括一二极管Dl、一第一三极管Ql、一第二三极管Q2以及一第三三极管Q3，所述二极管Dl的负极与所述电源保护电路的输入端相连，所述二极管Dl的正极与第一电阻Rl相连并进而与地相连；在本实施例中，所述二极管Dl为稳压二极管；所述二极管Dl的型号为MMSZ5245B。
[0018]所述电源保护电路还包括相串联的第二电阻R2和第三电阻R3，所述第二电阻R2的自由端与二极管Dl和第一电阻Rl的连接点相连，所述第三电阻R3的自由端与地相连，所述第一三极管Ql的基极与所述第二电阻R2和第三电阻R3的连接点相连，所述第一三极管Ql的发射极与地相连，所述电源保护电路还包括相串联的第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6，所述第四电阻R4的自由端与所述电源保护电路的输入端相连，所述第六电阻R6的自由端与地相连，所述第一三极管Ql的集电极与所述第四电阻R4和第五电阻R5的连接点相连，所述第二三极管Q2的基极与所述第五电阻R5和第六电阻R6的连接点相连，所述第二三极管Q2的发射极与地相连，所述第二三极管Q2的集电极与所述第三三极管Q3的栅极相连，所述第三三极管Q3的源极与所述电源保护电路的输入端相连，所述第三三极管Q3的漏极与所述电源保护电路的输出端相连，所述第三三极管Q3的栅极与所述第三三极管Q3的源极之间还连接有第七电阻R7;在本实施例中，所述第一三极管Ql和所述第二三极管Q2的型号为MMBT3904;所述第三三极管Q3的型号为FDS4435BZ。
[0019]实施例2:和实施例1不同的是，实施例2还包括，如图2所示，所述电源保护电路还包括一第四三极管Q4，所述第四三极管Q4的集电极与所述第一三极管Ql的集电极相连，所述电源保护电路还包括相串联的第八电阻R8和第九电阻R9，所述第四三极管Q4的基极与第八电阻R8和第九电阻R9的连接点相连，所述第四三极管Q4的发射极与地相连。在本实施例中，所述第四三极管Q4的型号为MMBT3904。所述第八电阻R8的自由端与所述电源保护电路的输入端相连，所述第九电阻R9的自由端与地相连。。在串联电路中，各电阻上的电流相等，各电阻两端的电压之和等于电路总电压，可知每个电阻上的电压小于电路总电压，故所述第八电阻R8、所述第九电阻R9分压。
[0020]如图2所示，在所述电源保护电路的输出端与所述第三三极管Q3的之间还连接有一第十电阻R10，所述第十电阻RlO的一端与所述电源保护电路的输出端相连，所述第十电阻RlO的另一端与所述第三三极管的漏极相连。所述第十电阻RlO在该电路里起到限流和分压的作用，所述第十电阻RlO串联于电路中，用以限制所在支路电流的大小，以防电流过大烧坏所串联的元器件;同时所述第十电阻RlO也能起分压作用。
[0021]在本申请中，所述第三三极管Q3有两种实现方式，一种是实施例1中所述第三三极管的漏极与输出端相连；另一种是实施例2中所述第三三极管Q3的型号为H3S4435BZ。所述FDS4435BZ的引脚I和/或2和/或3与所述第三三极管Q3的源极相连，所述FDS4435BZ的引脚4与所述第三三极管Q3的栅极相连，所述n)S4435BZ的引脚5和/或6和/或7和/或8与所述第三三极管Q3的漏极相连。
[0022]对所有的电器设备而言，都有一个额定电压，但在实际中，不能完全保证在额定电压下工作，是在额定电压附近的一个范围，一般要求在±15%。为了保护电器设备和工艺质量，如果低于-15%这个电压，就会出现欠压情况，当工作电压下降到这个电压以下，保护动作，切断电源。相反，如果高于+15%这个电压，就会出现过压情况，保护动作，切断电源。
[0023]电源在输入电压不足的时候容易出现欠压，加入本发明的电路后，欠压的情况就会被截止，加入该电路后可以保证负载不会因为过压和欠压而损坏。
[0024]电压过压时，二极管Dl导通，通过第一三极管Ql、第二三极管Q2使第三三极管Q3截止，从而实现过压保护。电压过压时，二极管Dl导通，然后Ql的B端电压变高，导致Ql导通，Ql导通后，就会把Q2的B极拉低，Q2的B极拉低后Q2不导通。Q2不导通的话导致Q3的G极就会变高，Q3不导通。
[0025]电压欠压时，电阻R4、电阻R5、电阻R6分压，不足第二三极管Q2的打开电压，使第二三极管Q2截止，从而使第三三极管Q3截止，实现欠压保护。利用锂电池自我保护这个特性，该电路可以承受瞬间大电流变动或波动，进而起到对产品进行保护，防止产品在欠压和过压时受到伤害。
[0026]当VCC_15V为高压时，第二电阻R2自由端(S卩2端)的电压是VCC_15V减去Dl(稳压二极管)反向电压，即VR2_2=VCC_15V - VD1(1)。第二电阻R2电阻I端的电压是第二电阻R22端电压经过第二电阻R2和第三电阻R3分压的电压，S卩VR2_1=VR2_2*R3/(R2+R3) (2)。将(I)式代入到(2)式中则VR2_1=(VCC_15V - VD1)*R3/(R2+R3)。当VCC_15V的电压高于一定电压时，VR2_1就会高于第一三极管Ql的导通电压，第一三极管Ql的导通电压为0.7V，第一三极管Ql导通，第一三极管Ql导通后将第五R5电阻2端的电压拉低至0V，第五电阻R51端电压也变成0V，因为OV电压经电阻分压还是0V，所述第二三极管Q2三极管B极电压为低，第二三极管Q2截止(内阻无穷大)。第三三极管Q3三极管G极电压为VCC_15V经R7和Q2内阻分压后得到的电压，第二三极管Q2内阻无穷大，所以第三三极管Q3 G极为高，第三三极管Q3(PMOS)截止，从而实现高压保护。
[0027]低压保护:VCC_15V电压没有达到高压保护，根据如前所述第一三极管Ql会一直处于截止状态(内阻无穷大，相当于断路，相当于没有这一部分电路XVCC_15V经第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6分压，第二三极管Q2 B极的电压是VCC_15V*R6八R4+R5+R6)，当这个电压低于第二三极管Q2的导通电压时，第二三极管Q2截止。如上所述第三三极管Q3(PMOS)截止，从而实现低压保护。
[0028]本发明提出了一种电源保护电路，该电源保护电路结构简单，成本低，体积小，保护全面，非常适合在产业中推广使用。
[0029]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0030]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种电源保护电路，具有输入端和输出端，其特征在于:所述电源保护电路至少包括一二极管Dl、一第一三极管Ql、一第二三极管Q2以及一第三三极管Q3，所述二极管Dl的负极与所述电源保护电路的输入端相连，所述二极管Dl的正极与第一电阻Rl相连并进而与地相连，所述电源保护电路还包括相串联的第二电阻R2和第三电阻R3，所述第二电阻R2的自由端与二极管Dl和第一电阻Rl的连接点相连，所述第三电阻R3的自由端与地相连，所述第一三极管Ql的基极与所述第二电阻R2和第三电阻R3的连接点相连，所述第一三极管Ql的发射极与地相连，所述电源保护电路还包括相串联的第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6，所述第四电阻R4的自由端与所述电源保护电路的输入端相连，所述第六电阻R6的自由端与地相连，所述第一三极管Ql的集电极与所述第四电阻R4和第五电阻R5的连接点相连，所述第二三极管Q2的基极与所述第五电阻R5和第六电阻R6的连接点相连，所述第二三极管Q2的发射极与地相连，所述第二三极管Q2的集电极与所述第三三极管Q3的栅极相连，所述第三三极管Q3的源极与所述电源保护电路的输入端相连，所述第三三极管Q3的漏极与所述电源保护电路的输出端相连，所述第三三极管Q3的栅极与所述第三三极管Q3的源极之间还连接有第七电阻R7。2.根据权利要求1所述的一种电源保护电路，其特征在于:所述电源保护电路还包括一第四三极管Q4，所述第四三极管Q4的集电极与所述第一三极管Ql的集电极相连，所述电源保护电路还包括相串联的第八电阻R8和第九电阻R9，所述第四三极管Q4的基极与第八电阻R8和第九电阻R9的连接点相连，所述第四三极管Q4的发射极与地相连，所述第八电阻R8的自由端与所述电源保护电路的输入端相连，所述第九电阻R9的自由端与地相连。3.根据权利要求1所述的一种电源保护电路，其特征在于:在所述电源保护电路的输出端与所述第三三极管Q3的之间还连接有一第十电阻R10，所述第十电阻RlO的一端与所述电源保护电路的输出端相连，所述第十电阻RlO的另一端与所述第三三极管的漏极相连。4.根据权利要求1所述的一种电源保护电路，其特征在于:所述二极管Dl为稳压二极管。5.根据权利要求1所述的一种电源保护电路，其特征在于:所述二极管Dl的型号为MMSZ5245B。6.根据权利要求1所述的一种电源保护电路，其特征在于:所述第一三极管Ql和所述第二三极管Q2的型号为MMBT3904。7.根据权利要求2所述的一种电源保护电路，其特征在于:所述第三三极管Q3的型号为FDS4435BZ。8.根据权利要求7所述的一种电源保护电路，其特征在于:所述H3S4435BZ的引脚I和/或2和/或3与所述第三三极管Q3的源极相连，所述H3S4435BZ的引脚4与所述第三三极管Q3的栅极相连，所述FDS4435BZ的引脚5和/或6和/或7和/或8与所述第三三极管Q3的漏极相连。9.根据权利要求2所述的一种电源保护电路，其特征在于:所述第四三极管Q4的型号为MMBT3904。
【文档编号】H02H3/20GK105846402SQ201610380841
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年6月1日
【发明人】徐康
【申请人】江苏安纳金机械有限公司