专利名称：基于单供电电压的过压保护电路及具有该电路的电器设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种保护电路，具体地说，是涉及一种基于单供电电压的 过压保护电^各及应用该过压保护电路的电器设备。
背景技术：
在目前的某些家电类产品中经常使用适配器单电源电压向主机供电，例如
在网络电视机顶盒中就是采用12V适配器为其内部主板电路供电，以满足主板 上各种模块电路的供电需要，实现其上电正常运行。对于主板上的模块电路， 特别是各种功能芯片来说，对输入的供电电压都有一定的范围要求，如果输入 电压过高，通常在高于标准供电电压的10%时，就会造成对模块电路的损坏， 从而影响整机设备的正常运行。因此，为了提高家电设备的安全性和可靠性， 对输入电压进行过压保护是非常必要的。
而对于目前的过压保护电路来说，大都采用集成芯片对输入电压的幅值进 行检测，当超过安全门限值时，比如高于标准供电电压的10%时，则切断输入 电压向主板的供电，以实现对主板上各模块电路的保护。这种过压保护电路的 结构虽然简单，但是成本较高，因此，不适合在价格竟争相对激烈的家电类产 品中推广使用。
基于此，如何设计一种结构简单且成本低廉的过压保护电路是目前家电类 产品设计人员所致力于解决的主要问题之一。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于单供电电压的过压保护电路，以避免过高的输入电压对主板上的模块电路造成损坏，通过采用分立元器件组建所述 的过压保护电路，在有效确保电器设备安全运行的前提下，实现了整机成本的 降低。
为解决上述技术问题，本实用新型釆用以下技术方案予以实现 一种基于单供电电压的过压保护电路，包括电压输入端和电压输出端；在 所述电压输入端上连接有一分压电路，所述分压电路的分压节点连接第一开关 元件的控制端，所述第一开关元件的开关通路连接在所述电压输入端与第二开 关元件的控制端之间，所述第二开关元件的开关通路连接在所述电压输入端与
电压ilr出端之间。
进一步的，所述第一开关元件为一PNP型三极管，其基极连接所述分压电 路的分压节点，发射极连接所述的电压输入端，集电极连接所述第二开关元件 的控制端。
当然，所述第一开关元件也可以采用一P沟道场效应管实现，其4册极连4妄 所述分压电路的分压节点，源极连接所述的电压输入端，漏极连接所述第二开 关元件的控制端。
又进一步的，所述第二开关元件优选采用一P沟道场效应管实现，其4册才及 连接所述的第一开关元件，源极连接所述的电压输入端，漏极连接所述的电压 输出端。
当然，所述第一开关元件和第二开关元件也可以采用其他具有受控通断功 能的开关器件实现。
再进一步的，所述分压电i 各由多个分压电阻连4妾而成，配置所述分压电阻 的阻值，使通过电压输入端引入的输入电压在达到安全门限值时，所述分压节 点处的电压刚好达到所述第一开关元件的临界导通电压。
基于上述过压保护电路结构，本实用新型又提供了 一种具有所述过压保护
板之间，在适配器输出电压的幅值超过安全门限值，即主板所需标准供电电压的10%时，切断适配器与主板之间的供电通路，以保护主板上各模块电路免受 损坏。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是本实用新型的过压保 护电路结构简单，成本低廉，在适配器输出电压过高时可以及时地切断其向主 板电路的供电，以控制电器设备进入待机状态，从而避免造成主板上模块电路 的损坏，有效提高了整机电路系统运行的安全性和可靠性，有助于提高电器设 备的整机品质。
图1是本实用新型所提出的过压保护电路的一种实施例的电路原理图。 ^#^实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细地说明。 本实用新型的过压保护电路可以对基于单电压供电的电器设备起到很好的 过压保护作用，主要包括电压输入端、电压输出端、分压电路和两个开关元件。 其中，分压电if各连^l妻在所述电压输入端上，对通过电压输入端引入的输入电压 起到分压作用，可以具体采用多个分压电阻连4妾而成。所述分压电^ 各的分压节 点与第一开关元件的控制端相连接，通过合理配置分压电阻的阻值来实现对第 一开关元件通断的准确控制。所述第一开关元件的开关通路连接在电压输入端 与第二开关元件的控制端之间，通过改变第一开关元件的通断状态来实现对第 二开关元件的通断控制。所述第二开关元件的开关通路连接在电压输入端与电 压输出端之间，在通过所述电压输入端引入的输入电压小于安全门限值时导通， 以连通适配器向主板电路的供电，控制主机上电运行；而在输入电压大于安全 门限值时截止，以阻断适配器与主板之间的连^妻通^各，避免过高的供电电压造 成主板电路的损坏，从而提高电器设备运行的安全性和可靠性。
实施例一，本实施例列举了一种采用PNP型三极管Vl作为第一开关元件；采用P沟道场效应管Ql作为第二开关元件组成本实用新型所述的过压保护电 路，具体结构参见图1所示。
图1中，Vin为电压输入端，可以具体连接为主板电鴻炎供工作电压的供 电电源，比如通过适配器输出的直流单电源电压。分压电阻R1、 R2组成分压电 路， 一端连接电压输入端Vin，另一端接地，其分压节点连接PNP型三极管VI 的基极。所述PNP型三极管VI的发射极连接电压输入端Vin,集电极连接P沟 道场效应管Ql的栅极，并经电阻R3接地。所述P沟道场效应管Ql的源极连接 电压输入端Vin,漏才及连接电压输出端Vcc，并通过电阻R4连接一发光二极管 Dl的阳极，所述发光二极管Dl的阴极接地。
下面对采用上述电路结构组建的过压保护电路的工作原理进行具体阐述如
下
以12V为标准供电电压为例， 一般容忍电压为标准供电电压的10%,即允 许输入电压最高达到12+12*10%=13. 2V左右，因此，以13. 2V为安全门限电压 值来配置上述过压保护电路中各元器件的参数，从而在通过电压输入端Vin引 入的直流供电电压高于13. 2V时将P沟道场效应管Ql截止，以阻断电压输入端 Vin与电压输出端Vcc之间的连接通路，进而切断适配器向主板电路的供电， 以避免过高的供电电压对主板上的各模块电路造成沖击，致使其损坏。
其具体工作过程为配置分压电阻R1、 R2的阻值分别为560Q和10KQ, 当然，这只是一种实施例而已，也可以将所述分压电阻R1、 R2的阻值配置成其 它数值，只要满足在通过电压输入端Vin引入的输入电压在达到安全门限值 13. 2V时，其分压节点处的电压刚好达到PNP型三极管VI的临界导通电压即可。 当输入电压为13. 2V时，在分压电阻R1、 R2的分压作用下，^使其分压节点处的 电压值12. 5V，即PNP型三极管VI的基极电压为12. 5V，这时三极管VI的基极 与发射极之间的电压差为Vbe=-0. 7V，使三极管VI处于临界导通状态。
当输入电压为12V时，三极管VI的基极电压为11. 37V，其基极与发射极 之间的电压Vbe= - 0. 63V〉-0. 7V,故三极管VI截止。此时，P沟道场效应管Ql的棚—及电压为0V,场效应管Ql的4册才及与源纟及之间的电压Vgs = - 12V,故场 效应管Q1导通，使VCC^in,并点亮发光二极管Dl,指示主板电路正处于上电 状态。
当输入电压Vin = 14V时，三极管VI的基极电压为13. 26V，其基极与发射 极之间的电压Vbe= - 0. 74<-0. 7V，故三极管VI导通。此时，场效应管Ql的 栅极电压为14V,这样场效应管Ql的栅极与源极之间的电压Vgs = OV,因此， 场效应管Q1截止，Vin的电压将不会供给VCC，发光二极管Dl将不会被点亮， 指示主板电路此时无供电电源接入。
应当指出的是以上分析均为假设三极管VI和场效应管Ql是理想器件， 在实际的应用中，我们可以根据所选用的三极管VI和场效应管Ql的参数来配 置合适的分压电阻Rl和R2的阻值，以达到过压保护的目的。
当然，所述的第一开关元件和第二开关元件也可以采用其他具有可控开关 作用的元器件实现，本实用新型不限于此。但考虑到场效应管具有导通阻抗小、 允许大电流通过的特点，因此，优选作为第二开关元件来组建所述的过压保护 电路。
综上所述，本实用新型通过采用分立元器件组建过压保护电路，在确保主 板电路安全运行的前提下，使得整机成本得以降低，可广泛应用于所有采用单 电压供电的电器设备中。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上 述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、 改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
8
权利要求1、一种基于单供电电压的过压保护电路，包括电压输入端和电压输出端；其特征在于在所述电压输入端上连接有一分压电路，所述分压电路的分压节点连接第一开关元件的控制端，所述第一开关元件的开关通路连接在所述电压输入端与第二开关元件的控制端之间，所述第二开关元件的开关通路连接在所述电压输入端与电压输出端之间。
2、 根据权利要求1所述的基于单供电电压的过压保护电路，其特征在于 所述第一开关元件为一 PNP型三极管，其基极连接所述分压电路的分压节点， 发射极连接所述的电压输入端，集电极连接所述第二开关元件的控制端。
3、 根据权利要求1所述的基于单供电电压的过压保护电路，其特征在于 所述第一开关元件为一 P沟道场效应管，其4册才及连接所述分压电路的分压节点， 源极连接所述的电压输入端，漏极连接所述第二开关元件的控制端。
4、 根据权利要求1至3中任一项所述的基于单供电电压的过压保护电路， 其特征在于所述第二开关元件为一P沟道场效应管，其栅极连接所述的第一 开关元件，源极连接所述的电压输入端，漏极连接所述的电压输出端。
5、 根据权利要求1至3中任一项所述的基于单供电电压的过压保护电路， 其特征在于所述分压电路由多个分压电阻连4妄而成，配置所述分压电阻的阻 值，使通过电压输入端引入的输入电压在达到安全门限值时，所述分压节点处 的电压刚好达到所述第一开关元件的临界导通电压。
6、 一种电器设备，包括适配器、主板、以及连接在适配器与主板之间的过 压保护电路；其特征在于在所述过压保护电路中包括与适配器相连的电压输 入端和与主板电源端相连的电压输出端；在所述电压输入端上连"l妾有一分压电 路，所述分压电路的分压节点连接第一开关元件的控制端，所述第一开关元件 的开关通路连接在所述电压输入端与第二开关元件的控制端之间，所述第二开 关元件的开关通路连接在所述电压输入端与电压输出端之间。
7、 根据权利要求6所述的电器设备，其特征在于所述第一开关元件为一 PNP型三极管，其基极连接所述分压电路的分压节点，发射极连接所述的电压 输入端，集电极连接所述第二开关元件的控制端。
8、 根据权利要求6所述的电器设备，其特征在于所述第一开关元件为一 P沟道场效应管，其栅极连接所述分压电路的分压节点，源极连接所述的电压 输入端，漏极连接所述第二开关元件的控制端。
9、 根据权利要求6至8中任一项所述的电器设备，其特征在于所述第二 开关元件为一P沟道场效应管，其4册极连接所述的第一开关元件，源极连接所 述的电压输入端，漏极连接所述的电压输出端。
10、 根据权利要求6至8中任一项所述的电器设备，其特征在于所述分 压电路由多个分压电阻连接而成，配置所述分压电阻的阻值， -使通过电压输入 端引入的输入电压在达到安全门限值时，所述分压节点处的电压刚好达到所述 第 一开关元件的临界导通电压。
专利摘要本实用新型公开了一种基于单供电电压的过压保护电路及具有该电路的电器设备，包括与适配器相连的电压输入端和与主板电源端相连的电压输出端；在所述电压输入端上连接有一分压电路，所述分压电路的分压节点连接第一开关元件的控制端，所述第一开关元件的开关通路连接在所述电压输入端与第二开关元件的控制端之间，所述第二开关元件的开关通路连接在所述电压输入端与电压输出端之间。本实用新型的过压保护电路结构简单，成本低廉，在适配器输出电压过高时可以及时地切断其向主板电路的供电，以控制电器设备进入待机状态，从而避免造成主板上模块电路的损坏，有效提高了整机系统运行的安全性和可靠性，有助于提高电器设备的整机品质。
文档编号H02H3/20GK201260063SQ200820026739
公开日2009年6月17日 申请日期2008年8月1日 优先权日2008年8月1日
发明者睿 唐 申请人:青岛海信宽带多媒体技术股份有限公司