专利名称：过压保护电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电路设计技术，尤其涉及一种过压保护电路。
背景技术：
国家标准YD/T 1591-2006《移动通信手持机充电器及接口技术要求和测试方法》 中规定手持机充电接口在导入6V以上电压时，如果不能保证安全充电，应启动保护措施， 在非预期电压的情况下，不应出现过热、燃烧、爆炸以及其它电路损坏的现象。电压恢复后， 手持机应能正常工作。 为了使手机符合YD/T 1591-2006国家标准，需要在手机充电电路的前端增加过 压保护电路，在充电电压出现过压时，过压保护电路发生动作以确保后端电路的安全。目 前手机中主要采用以下两种过压保护方式一种是采用专用的过压保护芯片来实现过压保 护，其优点在于电路简单、占用印刷电路板面积较小，缺点在于成本较高、灵活性不足，对于 不同手机设计平台可能需要选用不同的集成电路芯片进行保护；另外一种是采用独立的保 护电路实现过压保护，其优点在于成本较低，灵活性强，针对不同的手机平台可基于同一种 电路保护，其缺点在于电路复杂、占用印刷电路板面积较大。 如果采用独立的保护电路的方式实现过压保护，其电路设计通常采用参考电压源 和电压比较器部件共同实现，电压比较器部件通过比较手机的输入电压和参考电压的大小 来控制是否切断手机充电电路。由于专用电压比较器部件成本较高，不符合当今电子产品 低成本的发展趋势。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种结构简单且成本低的过压保护电路。 —种过压保护电路，其连接于电源端与充电端之间。所述过压保护电路包括一开
关电路。所述开关电路包括一第一开关元件、一第二开关元件、一二极管及一电阻。第一、第
二开关元件分别包括一第一端、一第二端及一用于控制第一端和第二端相导通的控制端。
第一开关元件的第一端与电源端相连接，第二端与充电端相连接，控制端分别与第二开关
元件的第一端及电阻的第一端相连接，电阻的第二端接地。第二开关元件的第二端与第一
开关元件的第一端相连接，第二开关元件的控制端与二极管的阴极相连接，二极管的阳极接地。 相较于已知技术，本发明提供的过压保护电路通过第一开关元件、第二开关元件 及二极管就可实现对连接于充电端的元件的过压保护，且该过压保护电路的电路结构简单 成本低，适于大规模生产。
图1为本发明实施方式提供的过压保护电路的电路图。
具体实施例方式
下面将结合附图对本发明实施方式作进一步的详细说明。 请参阅图l，为本发明实施方式提供的一种过压保护电路IO，其用于对蓄电模块20进行过压保护。所述过压保护电路10包括一开关电路11及一侦测电路12，所述开关电路11连接于电源端IN与充电端OUT之间；电源端IN电压通过开关电路11为蓄电模块20进行充电；所述侦测电路12与蓄电模块20相电性连接，侦测电路12用于侦测蓄电模块20的电压。在本实施方式中，所述蓄电模块20的饱和电压为4. 4V。 所述开关电路11包括一保险丝F、两个双向二极管T1、T2、一第一开关元件Ql、一第二开关元件Q2、一二极管Dl、一电阻Rl及一第一电容Cl ;所述第一开关元件Ql包括一第一端S、一第二端D及一用于控制第一端S和第二端D相导通的控制端G，第二开关元件Q2包括一第一端C、一第二端E及一用于控制第一端C和第二端E相导通的控制端B ;所述电源端IN与保险丝F的第一端相连接，该保险丝F的第二端分别与所述双向二极管T1、T2的第一端、第一开关元件Q1的第一端S及第二开关元件Q2的第二端E相连接，所述两个双向二极管T1、T2的第二端相连接并接地，所述第一开关元件Q1的第二端D与充电端OUT相连接，该第一开关元件Ql的控制端G分别与第二开关元件Q2的第一端C及电阻Rl的第一端相连接，该电阻Rl的第二端接地；该第二开关元件Q2的第二端E与第一开关元件Ql的第一端S相连接，第二开关元件Q2的控制端B与二极管D1的阴极相连接，二极管D1的阳极接地，所述第一电容C1的第一端与电阻R1的第一端相连接，该第一电容C1的第二端接地。本实施方式中，所述两个双向二极管Tl、 T2为TKS公司的MLVS-0402-M07。所述第一开关元件Ql为P型M0S管，其第一端S为源极，第二端D为漏极，控制端G为栅极。在本实施方式中，所述第一开关元件Ql为0n-Semi公司的NTS4101PT1G。所述第二开关元件Q2为绝缘栅双极晶体管，其第一端C为集电极，第二端E为发射极，控制端B为基极。在本实施方式中，所述第二开关元件Q2为0n-Semi公司的NSBC143TPDXV6T1 。所述二极管Dl为齐纳二极管，其反向导通电压大于蓄电模块20正常充电电压。在本实施方式中，所述二极管Dl为Rohm公司的UDZS6. 2B。使用者可根据蓄电模块20的正常充电电压改变第一开关元件Ql、第二开关元件Q2及二极管Dl的型号。 所述侦测电路12包括一 比较元件VD1 、 一第三开关元件Q3及一第二电容C2 ;所述比较元件VD1包括一输入端Vin、一输出端Vout及一接地端GND，所述第三开关元件Q3包括一第一端C、一第二端E及一用于控制第一端C和第二端E相导通的控制端B ;所述比较元件VD1的输入端Vin与蓄电模块20相连接，该比较元件VDl的输出端Vout与第三开关元件Q3的控制端B相连接，第三开关元件Q3的第一端C与第二开关元件Q2的控制端B相连接，该第三开关元件Q3的第二端E接地，所述第二电容C2的第一端与比较元件VD1的输入端Vin相连接，该第二电容C2的第二端接地。在本实施方式中，所述第三开关元件Q3为绝缘栅双极晶体管，其第一端C为集电极，第二端E为发射极，控制端B为基极。在本实施方式中，所述第三开关元件Q3为0n-Semi公司的NSBC143TPDXV6T1，所述第二开关元件Q2与第三开关元件Q3封装为一块芯片；所述比较元件VD1为Torex公司的XC61CC4402NRN，其内部设定基准电压为4. 4V。使用者可根据蓄电模块20的饱和电压改变比较元件VD1及第三开关元件Q3的型号。 在对蓄电模块20的充电过程中，当 源端IN电压保持在正常范围内时，且所述电源端IN电压小于二极管Dl的反向导通电压时，所述第一开关元件Ql第一端S与第二开关元件Q2第二端E的电压为电源端IN电压。由于第二开关元件Q2第二端E的电压小于二极管Dl反向导通电压，则第二开关元件Q2断开，所述第一开关元件Ql的控制端G的电压为0V，所述第一开关元件Ql导通，该第一开关元件Ql的第二端D的电压为电源端IN电压，从而可实现对蓄电模块20进行充电。所述侦测电路12的比较元件VD1的输入端Vin将采集的蓄电模块20的电压与比较元件VD1内部基准电压进行比较，当所述蓄电模块20的电压高于比较元件VD1内部基准电压时，所述比较元件VD1的输出端Vout发出一个高电平，所述第三开关元件Q3控制端B接收比较元件VD1发出的高电平，从而使第三开关元件Q3导通，该第三开关元件Q3的第一端C与第二端E相导通，由于所述第三开关元件Q3的第二端E接地，则其第一端C的电压为0V，从而将第二开关元件Q2的控制端B的电压拉低为OV。此时，所述第二开关元件Q2导通，其第一端C电压为电源端IN电压，则与第二开关元件Q2的第一端C相连接的第一开关元件Ql的控制端G的电压也为电源端IN电压，从而驱动所述第一开关元件Ql的第一端S与第二端D断开，实现对连接于蓄电模块20的充电端OUT的充电电路的切断。 当电源端IN电压高于正常充电电压，且所述电源端IN电压大于二极管D1的反向导通电压时，所述第一开关元件Ql第一端S与第二开关元件Q2第二端E的电压为电源端IN电压；第二开关元件Q2第二端E的电压大于二极管Dl反向导通电压，使第二开关元件Q2导通，所述第一开关元件Ql的控制端G的电压为电源端IN电压，由于第一开关元件Ql的第一端S与控制端G都为电源端IN电压，无法使第一开关元件Ql开启，从而实现对蓄电模块20的充电端OUT的充电电路的断开。在本实施方式中，为进一步对蓄电模块20进行过压保护，在所述电源端IN电压高于12. 5V后，所述两个双向导通二极管T1、T2分别短路，电源端IN通过双向导通二极管T1、T2后直接与地相连接；所述电源端IN不对第一、第二开关元件Q1、 Q2提供电压。当电源端IN电压进一步升高时，所述保险丝F熔断，从而断开电源端IN与过压保护电路10之间的连接。 当电源端IN电压低于正常充电电压时，所述第一开关元件Q1的第一端S与控制端D的压降小于第一开关元件Q1的导通电压，则所述第一开关元件Q1断开，从而无法对蓄电模块20进行充电。 本发明提供的过压保护电路通过第一开关元件、第二开关元件及二极管就可实现对连接于充电端的元件的过压保护，且该过压保护电路的电路结构简单成本低，适于大规模生产。 虽然本发明已以较佳实施方式披露如上，但是，其并非用以限定本发明，另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化等。当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
权利要求
一种过压保护电路，其连接于电源端与充电端之间；所述过压保护电路包括一开关电路；所述开关电路包括一第一开关元件、一第二开关元件、一二极管及一电阻；第一、第二开关元件分别包括一第一端、一第二端及一用于控制第一端和第二端相导通的控制端；第一开关元件的第一端与电源端相连接，第二端与充电端相连接，控制端分别与第二开关元件的第一端及电阻的第一端相连接，电阻的第二端接地；第二开关元件的第二端与第一开关元件的第一端相连接，第二开关元件的控制端与二极管的阴极相连接，二极管的阳极接地。
2. 如权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述开关电路还包括一保险丝，其 连接于所述电源端与第一开关元件的第一端之间。
3. 如权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述开关电路还包括两个双向二 极管，所述两个双向二极管的第一端分别连接到保险丝与第一开关元件的第一端之间，该 两个双向二极管的第二端相连接并接地。
4. 如权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述开关电路还包括一第一电容， 所述第一电容的第一端与所述电阻的第一端相连接，该第一电容的第二端接地。
5. 如权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述二极管为齐纳二极管。
6. 如权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述第一开关元件为P型M0S管， 其第一端为源极，第二端为漏极，控制端为栅极。
7. 如权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述过压保护电路还包括一侦测 电路及一蓄电模块，所述侦测电路与蓄电模块相电性连接，所述侦测电路用于侦测蓄电模 块的电压；外部电源通过所述电源端及充电端为蓄电模块进行充电。
8. 如权利要求7所述的过压保护电路，其特征在于，所述侦测电路包括一比较元件及 一第三开关元件；比较元件包括一输入端、一输出端及一接地端，第三开关元件包括一第一 端、一第二端及一用于控制第一端和第二端相导通的控制端；比较元件的输入端与蓄电模 块相电性连接，比较元件的输出端与第三开关元件的控制端相连接，第三开关元件的第一 端与二极管的阴极相连接，第二端接地。
9. 如权利要求8所述的过压保护电路，其特征在于，所述侦测电路还包括一第二电容， 所述第二电容的第一端与比较元件的输入端相连接，该第二电容的第二端接地。
10. 如权利要求8所述的过压保护电路，其特征在于，所述第二开关元件与第三开关元 件均为绝缘栅双极晶体管，所述第二开关元件与第三开关元件封装为一芯片。
全文摘要
本发明涉及一种过压保护电路，其连接于电源端与充电端之间。所述过压保护电路包括一开关电路。所述开关电路包括一第一开关元件、一第二开关元件、一二极管及一电阻。第一、第二开关元件分别包括一第一端、一第二端及一用于控制第一端和第二端相导通的控制端。第一开关元件的第一端与电源端相连接，第二端与充电端相连接，控制端分别与第二开关元件的第一端及电阻的第一端相连接，电阻的第二端接地。第二开关元件的第二端与第一开关元件的第一端相连接，第二开关元件的控制端与二极管的阴极相连接，二极管的阳极接地。本发明提供的过压保护电路的电路结构简单且成本低，适于大规模生产。
文档编号H02H3/20GK101783503SQ20091030021
公开日2010年7月21日 申请日期2009年1月16日 优先权日2009年1月16日
发明者郭志原 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司