保护电路及电源连接器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种保护电路及电源连接器，该保护电路包括用于输入直流电源的电源输入端、用于输出直流电源供给负载的电源输出端、用于控制电源输入端输入的直流电源输出至电源输出端的开关电路、用于对电源输入端输入的直流电源进行过压检测，并在检测到输入的直流电源过压时，输出控制开关电路关断的控制信号的过压检测电路、以及用于对电源输出端输出的直流电源进行电压检测，并根据检测到的电压大小控制开关电路的开启/关断，以使电源输出端输出的直流电源电压稳定在预设电压范围内的稳压控制电路。本实用新型能够在输入电源过压时，控制电源关断，并且对输出电源电压进行稳压控制，保护负载，具有安全性高的优点。
【专利说明】
保护电路及电源连接器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及车载电源技术领域，尤其涉及一种保护电路及电源连接器。
【背景技术】
[0002] 目前，车载电源一般有12伏、24伏、36伏等3种，而车载电视等车载设备需要12伏供 电。很多用户往往忽略此信息，直接将适配器接在车载电源上，如果不是兼容的适配器，直 接将12伏的适配器接到24伏或36伏上，就会烧毁适配器，严重时甚至容易引发火灾，发生安 全问题。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的主要目的在于提供一种保护电路，旨在提高电源连接器及其负载的 安全性。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型提出一种保护电路，该保护电路包括用于输入直流 电源的电源输入端、用于输出所述直流电源供给负载的电源输出端、开关电路、过压检测电 路及稳压控制电路，所述开关电路的输入端与所述电源输入端连接，所述开关电路的输出 端与所述电源输出端连接，所述过压检测电路的检测端与所述电源输入端连接，所述过压 检测电路的输出端与所述开关电路的受控端连接;所述稳压控制电路的稳压端与所述电源 输出端连接，所述稳压控制电路的控制端与所述开关电路的受控端连接;其中，
[0005] 所述过压检测电路，用于对所述电源输入端输入的直流电源进行过压检测，并在 检测到输入的直流电源过压时，输出控制所述开关电路关断的控制信号；
[0006] 所述稳压控制电路，用于对所述电源输出端输出的直流电源进行电压检测，并根 据检测到的电压大小控制所述开关电路的开启/关断，以使所述电源输出端输出的直流电 源电压稳定在预设电压范围内；
[0007] 所述开关电路，用于控制所述电源输入端输入的直流电源输出至所述电源输出 端。
[0008] 优选地，所述开关电路包括第一开关管、第二开关管、第一电阻及第二电阻，所述 第一开关管的源极为所述开关电路的输入端，所述第一开关管的漏极为开关电路的输出 端，所述第一开关管的栅极与所述第一电阻的第一端、所述第二开关管的集电极互连;所述 第一电阻的另一端与所述电源输入端连接;所述第二开关管的发射极接地，所述第二开关 管的基极与所述第二电阻的第一端互连，且所述第二开关管与所述第二电阻互连的一端为 所述开关电路的受控端;所述第二电阻的第二端与所述电源输入端连接。
[0009] 优选地，所述开关电路还包括第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述第二开关 管的基极连接，所述第三电阻的第二端与所述过压检测电路的输出端连接。
[0010] 优选地，所述过压检测电路包括第一稳压管、第四电阻、第五电阻及第六电阻，所 述第四电阻的第一端与电源输入端连接，所述第四电阻的第二端、所述第五电阻的第一端、 所述第一稳压管的调整端互连，所述第五电阻的第二端接地;所述第一稳压管的阴极经所 述第六电阻与所述电源输入端连接，所述第一稳压管的阳极接地;所述第一稳压管与所述 第六电阻互连的一端为所述过压检测电路的输出端。
[0011] 优选地，所述稳压控制电路包括稳压模块及储能模块，所述稳压模块的输入端与 所述电源输出端连接，所述稳压模块的输出端与所述开关电路的受控端连接，所述储能模 块的输出端与所述电源输出端连接，其中，
[0012] 所述稳压模块，用于对所述电源输出端输出的直流电源进行电压检测，并在检测 到输出的直流电源超过其第一阈值电压时，输出控制所述开关电路关断的控制信号;在检 测到输出的直流电源低于其第二阈值电压时，输出控制所述开关电路开启的控制信号;所 述第一阈值电压大于所述第二阈值电压；
[0013] 所述储能模块，用于在所述电源输出端输出所述直流电源时，进行充电储能，并在 所述稳压模块控制所述开关电路关断时，输出电源至所述电源输出端。
[0014] 优选地，所述稳压模块包括第二稳压管、第七电阻、第八电阻、第九电阻及第十电 阻，所述第七电阻的第一端和所述第八电阻的第一端分别与所述电源输出端连接，所述第 七电阻的第二端与所述第二稳压管的阴极连接，所述第七电阻与所述第二稳压管连接的 一端为所述稳压模块的输出端;所述第二稳压管的阳极接地，所述第二稳压管的调整端经 所述第九电阻与所述第八电阻的第二端连接，还经所述第十电阻连接到地。
[0015] 优选地，所述储能模块包括第一电容，所述第一电容的正极与所述电源输出端连 接，所述第一电容的负极接地。
[0016] 此外，本实用新型还提供一种电源连接器，该电源连接器包括如上所述的保护电 路;所述保护电路包括用于输入直流电源的电源输入端、用于输出所述直流电源供给负载 的电源输出端、开关电路、过压检测电路及稳压控制电路，所述开关电路的输入端与所述电 源输入端连接，所述开关电路的输出端与所述电源输出端连接，所述过压检测电路的检测 端与所述电源输入端连接，所述过压检测电路的输出端与所述开关电路的受控端连接;所 述稳压控制电路的稳压端与所述电源输出端连接，所述稳压控制电路的控制端与所述开关 电路的受控端连接;其中，所述过压检测电路，用于对所述电源输入端输入的直流电源进行 过压检测，并在检测到输入的直流电源过压时，输出控制所述开关电路关断的控制信号;所 述稳压控制电路，用于对所述电源输出端输出的直流电源进行电压检测，并根据检测到的 电压大小控制所述开关电路的开启/关断，以使所述电源输出端输出的直流电源电压稳定 在预设电压范围内；所述开关电路，用于控制所述电源输入端输入的直流电源输出至所述 电源输出端。
[0017] 本实用新型通过过压检测电路检测电源输入端输入的电源电压大小，在输入直流 电源未过压时，保持开关电路导通，保证负载正常工作;在输入直流电源过压时，控制开关 电路关断，切断输出至负载的电源，在电源输出端设置稳压控制电路对输出电源电压进行 稳压控制，使电源输出稳定，从而实现对负载及其电源连接器的过压保护作用，提高负载及 其电源连接器使用的安全性。
【附图说明】
[0018] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述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例，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示出的结构获得其他的附图。
[0019] 图1为本实用新型保护电路较佳实施例的电路框图；
[0020] 图2为本实用新型保护电路中保护电路较佳实施例的电路结构示意图。
[0021 ] 附图标号说明：
[0023] 本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0024] 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的一部分实施例，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作出创造性劳动前提 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。
[0025] 需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……） 仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如 果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0026] 另外，在本实用新型中涉及"第一"、"第二"等的描述仅用于描述目的，而不能理解 为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。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。另外，各个实施例之间的技术方 案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合 出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求 的保护范围之内。
[0027]本实用新型提出一种保护电路。
[0028]参照图1及图2,在本实用新型实施例中，该保护电路包括用于输入直流电源的电 源输入端IN-PUT、用于输出所述直流电源供给负载的电源输出端0UT-PUT、用于控制所述电 源输入端IN-PUT输入的直流电源输出至所述电源输出端OUT-PUT的开关电路10及用于对所 述电源输入端IN-PUT输入的直流电源进行过压检测，并在检测到输入的直流电源过压时， 输出控制所述开关电路10关断的控制信号的过压检测电路20。
[0029]具体地，所述开关电路10的输入端与所述电源输入端IN-PUT连接，所述开关电路 10的输出端与所述电源输出端OUT-PUT连接，所述过压检测电路20的检测端与所述电源输 入端IN-PUT连接，所述过压检测电路20的输出端与所述开关电路10的受控端连接。
[0030] 此外，该保护电路还包括稳压控制电路30,该稳压控制电路30的稳压端与所述电 源输出端OUT-PUT连接，所述稳压控制电路30的控制端与所述开关电路10的受控端连接。该 稳压控制电路30用于对所述电源输出端OUT-PUT输出的直流电源进行电压检测，并根据检 测到的电压大小控制所述开关电路10的开启/关断，以使所述电源输出端OUT-PUT输出的直 流电源电压稳定在预设电压范围内。其中稳压控制电路30的预设电压范围根据负载额定电 压进行相应设置，例如，假设负载的工作电压为12伏左右，且电源输出端OUT-PUT输出12伏 供给负载，那么，该预设电压范围可以为10至12伏。
[0031] 应当理解的是，本实施例的保护电路适用于各种供电电路或者各种电源连接器 中。为了便于阐述，以下车载电源和车载电视为例进行详细阐述:例如，车载电源有12伏、24 伏、36伏三种，其中，车载电视的工作电源为12伏，则该保护电路相应设置为12伏过压保护。 当用户将车载电视的电源连接器通过该保护电路与12伏电源连接时，过压检测电路20检测 到输入的直流电源为12V，不会触发过压保护，即不输出控制开关电路10关断的控制信号， 此时开关电路10处于开启状态，将输入的12伏电源供给车载电视。当用户将车载电视的电 源连接器通过该保护电路与24伏或者36伏电源连接时，过压检测电路20检测到输入的直流 电源为24伏或者36伏，触发过压保护，输出控制开关电路10关断的控制信号，此时开关电路 10将处于关断状态，使输出至车载电视的24伏或者36伏电源断开，以保护车载电视。
[0032]即本实用新型保护电路能够在输入电压未过压时，保证负载正常工作，在输入电 压过压时，切断输出，以保护负载，从而实现对负载及其电源连接器的过压保护作用，提高 负载及其电源连接器使用的安全性;并且，在电源输出端还设置稳压控制电路30对输出电 源电压进行稳压控制，使电源输出稳定，以进一步提高负载及其电源连接器使用的安全性。 [0033] 上述开关电路10包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电阻R1及第二电阻R2。 [0034]其中，所述第一开关管Q1的源极为所述开关电路10的输入端，所述第一开关管Q1 的漏极为开关电路10的输出端，所述第一开关管Q1的栅极与所述第一电阻R1的第一端、所 述第二开关管Q2的集电极互连;所述第一电阻R1的另一端与所述电源输入端IN-PUT连接； 所述第二开关管Q2的发射极接地，所述第二开关管Q2的基极与所述第二电阻R2的第一端互 连，且所述第二开关管Q2与所述第二电阻R2互连的一端为所述开关电路10的受控端;所述 第二电阻R2的第二端与所述电源输入端IN-PUT连接。
[0035]该实施例中，第二开关管Q2的基极经第二电阻R2与电源输入端IN-PUT连接，在电 源输入端IN-PUT输入电源时，第二开关管Q2导通，控制第一开关管Q1导通，第一开关管Q1将 电源输入端IN-PUT输入的直流电源输出至电源输出端OUT-PUT。在第一开关管Q1接收到过 压检测电路20的过压保护信号时，第二开关管Q2关断，控制第一开关管Q1关断，电源输出端 OUT-PUT无电源。
[0036] 该实施例中，进一步地，所述开关电路10还包括第三电阻R3,所述第三电阻R3的第 一端与所述第二开关管Q2的基极连接，所述第三电阻R3的第二端与所述过压检测电路20的 输出端连接。该第三电阻R3为过压检测电路20输出至第二开关管Q2的基极的控制信号提供 电压偏置。
[0037] 上述过压检测电路20包括第一稳压管Z1、第四电阻R4、第五电阻R5及第六电阻R6。 [0038] 其中，所述第四电阻R4的第一端与电源输入端IN-PUT连接，所述第四电阻R4的第 二端、所述第五电阻R5的第一端、所述第一稳压管Z1的调整端互连，所述第五电阻R5的第二 端接地;所述第一稳压管Z1的阴极经所述第六电阻R6与所述电源输入端IN-PUT连接，所述 第一稳压管Z1的阳极接地;所述第一稳压管Z1与所述第六电阻R6互连的一端为所述过压检 测电路20的输出端。
[0039]该实施例中，该第一稳压管Z1可采用TL431实现，其基准电压为2.5伏。其中，第四 电阻R4和第五电阻R5组成分压电路为第一稳压管Z1提供采样电压，当采样电压低于2.5伏 时，第一稳压管Z1截止，当米样电压高于2.5伏时，第一稳压管Z1导通，输出低电平信号，使 第二开关管Q2关断，进而控制第一开关管Q1关断，实现保护作用。
[0040] 基于上述实施例，所述稳压控制电路30还包括稳压模块31及储能模块32。该稳压 模块31的输入端与所述电源输出端OUT-PUT连接，所述稳压模块31的输出端与所述开关电 路1 〇的受控端连接，所述储能模块32的输出端与所述电源输出端OUT-PUT连接。
[0041] 其中，稳压模块31用于对所述电源输出端OUT-PUT输出的直流电源进行电压检测， 并在检测到输出的直流电源超过其第一阈值电压时，输出控制所述开关电路10关断的控制 信号;在检测到输出的直流电源低于其第二阈值电压时，输出控制所述开关电路10开启的 控制信号。
[0042] 储能模块32用于在所述电源输出端OUT-PUT输出所述直流电源时，进行充电储能， 并在所述稳压模块31控制所述开关电路10关断时，输出电源至所述电源输出端OUT-PUT。
[0043] 本实施例中第一阈值电压大于第二阈值电压，例如第一阈值电压为12伏，第二阈 值电压为1 〇伏。本实施例是通过稳压模块31对电源输出端OUT-PUT输出的电压进行稳压，在 输入电源受负载影响而产生电压波动时，若电源输出端OUT-PUT的电源电压在10至12伏之 间，则稳压模块31不触发，电源输出端OUT-PUT将电源提供负载，并对储能模块32充电储能。 若电源输出端OUT-PUT的电源电压高于额定输入电压12伏，则稳压模块31检测到的电压值 将高于其第一阈值电压，稳压模块31触发，控制开关电路10关断，此时，储能模块32由于已 储满电能，负载通过储能模块32进行供电，在储能模块32的电压低于稳压模块31的第二阈 值电压10伏时，在稳压模块31控制开关电路10开启，将电源输入端IN-PUT输入的电源输出 至电源输出端OUT-PUT，供给负载，并再次给储能模块32储能，如此实现对输出电源稳压。需 要说明的是，通过调整元件的参数，可以使输出电压无限趋近于12伏，以保证负载工作稳 定。
[0044] 优选地，上述稳压模块31包括第二稳压管Z2、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻 R9及第十电阻R10,所述第七电阻R7的第一端和所述第八电阻R8的第一端分别与所述电源 输出端OUT-PUT连接，所述第七电阻R7的第二端与所述第二稳压管Z2的阴极连接，所述第七 电阻R7与所述第二稳压管Z2连接的一端为所述稳压模块31的输出端;所述第二稳压管Z2的 阳极接地，所述第二稳压管Z2的调整端经所述第九电阻R9与所述第八电阻R8的第二端连 接，还经所述第十电阻R10连接到地。
[0045]该实施例中，该第二稳压管Z2也可采用TL431实现，其基准电压为2.5伏。其中，第 八电阻R8、第九电阻R9及第十电阻R10组成分压电路为第二稳压管Z2提供采样电压，当采样 电压低于2.5伏时，第二稳压管Z2截止，当采样电压高于2.5伏时，第二稳压管Z2导通，输出 低电平信号，使第二开关管Q2关断，进而控制第一开关管Q1关断。
[0046] 优选地，上述储能模块32包括第一电容C1，所述第一电容C1的正极与所述电源输 出端OUT-PUT连接，所述第一电容C1的负极接地。其中，第一电容C1为极性电容，利用其充放 电功能实现储能模块32的储能、放电作用。
[0047] 本实用新型还提出一种电源连接器，该电源连接器包括上述保护电路，该电源连 接器的具体结构参照上述实施例，由于本电源连接器采用了上述所有实施例的全部技术方 案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0048] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围， 凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变 换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种保护电路，其特征在于，包括用于输入直流电源的电源输入端、用于输出所述直 流电源供给负载的电源输出端、开关电路、过压检测电路及稳压控制电路，所述开关电路的 输入端与所述电源输入端连接，所述开关电路的输出端与所述电源输出端连接，所述过压 检测电路的检测端与所述电源输入端连接，所述过压检测电路的输出端与所述开关电路的 受控端连接;所述稳压控制电路的稳压端与所述电源输出端连接，所述稳压控制电路的控 制端与所述开关电路的受控端连接;其中， 所述过压检测电路，用于对所述电源输入端输入的直流电源进行过压检测，并在检测 到输入的直流电源过压时，输出控制所述开关电路关断的控制信号； 所述稳压控制电路，用于对所述电源输出端输出的直流电源进行电压检测，并根据检 测到的电压大小控制所述开关电路的开启/关断，以使所述电源输出端输出的直流电源电 压稳定在预设电压范围内； 所述开关电路，用于控制所述电源输入端输入的直流电源输出至所述电源输出端。2. 如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述开关电路包括第一开关管、第二开 关管、第一电阻及第二电阻，所述第一开关管的源极为所述开关电路的输入端，所述第一开 关管的漏极为开关电路的输出端，所述第一开关管的栅极与所述第一电阻的第一端、所述 第二开关管的集电极互连;所述第一电阻的另一端与所述电源输入端连接;所述第二开关 管的发射极接地，所述第二开关管的基极与所述第二电阻的第一端互连，且所述第二开关 管与所述第二电阻互连的一端为所述开关电路的受控端;所述第二电阻的第二端与所述电 源输入端连接。3. 如权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述开关电路还包括第三电阻，所述第 三电阻的第一端与所述第二开关管的基极连接，所述第三电阻的第二端与所述过压检测电 路的输出端连接。4. 如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述过压检测电路包括第一稳压管、第 四电阻、第五电阻及第六电阻，所述第四电阻的第一端与电源输入端连接，所述第四电阻的 第二端、所述第五电阻的第一端、所述第一稳压管的调整端互连，所述第五电阻的第二端接 地;所述第一稳压管的阴极经所述第六电阻与所述电源输入端连接，所述第一稳压管的阳 极接地;所述第一稳压管与所述第六电阻互连的一端为所述过压检测电路的输出端。5. 如权利要求1至4任意一项所述的保护电路，其特征在于，所述稳压控制电路包括稳 压模块及储能模块，所述稳压模块的输入端与所述电源输出端连接，所述稳压模块的输出 端与所述开关电路的受控端连接，所述储能模块的输出端与所述电源输出端连接，其中， 所述稳压模块，用于对所述电源输出端输出的直流电源进行电压检测，并在检测到输 出的直流电源超过其第一阈值电压时，输出控制所述开关电路关断的控制信号;在检测到 输出的直流电源低于其第二阈值电压时，输出控制所述开关电路开启的控制信号;所述第 一阈值电压大于所述第二阈值电压； 所述储能模块，用于在所述电源输出端输出所述直流电源时，进行充电储能，并在所述 稳压模块控制所述开关电路关断时，输出电源至所述电源输出端。6. 如权利要求5所述的保护电路，其特征在于，所述稳压模块包括第二稳压管、第七电 阻、第八电阻、第九电阻及第十电阻，所述第七电阻的第一端和所述第八电阻的第一端分别 与所述电源输出端连接，所述第七电阻的第二端与所述第二稳压管的阴极连接，所述第七 电阻与所述第二稳压管连接的一端为所述稳压模块的输出端;所述第二稳压管的阳极接 地，所述第二稳压管的调整端经所述第九电阻与所述第八电阻的第二端连接，还经所述第 十电阻连接到地。7. 如权利要求5所述的保护电路，其特征在于，所述储能模块包括第一电容，所述第一 电容的正极与所述电源输出端连接，所述第一电容的负极接地。8. -种电源连接器，其特征在于，包括如权利要求1至7任意一项所述的保护电路。
【文档编号】H02H3/20GK205453083SQ201520971562
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年11月30日
【发明人】钮海峰, 安慎华, 刘国栋
【申请人】深圳Tcl数字技术有限公司