一种保护电路及电子设备的制作方法

本发明涉及电器保护技术领域，特别是涉及一种保护电路及电子设备。

背景技术：

随着我国科学技术水平的迅猛发展，人民生活水平的不断提高，家用电器也已由高级消费品逐步转化为人们的生活必需品。

家用电器的过多使用，也对我国的供电设施提出了更高的要求，尤其是在一些老城区和偏远的农村地区，供电设施相对滞后，容易出现供电电压不稳定，供电电压过高或过低时，导致家用电器无法正常工作而损坏。

技术实现要素：

本发明实施例一个目的旨在提供一种保护电路及电子设备，解决目前家用电器由于输入电压不稳定，容易损坏的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种保护电路，包括：过压保护电路，包括第一采样电路，用于采样外部电源信号，以生成第一电压，所述过压保护电路用于在所述第一电压大于预设基准电压时，产生过压保护信号；欠压保护电路，包括第二采样电路，用于采样所述外部电源信号，以生成第二电压，所述欠压保护电路用于在所述第二电压小于所述预设基准电压时，产生欠压保护信号；驱动电路，分别与所述过压保护电路和所述欠压保护电路连接，用于根据所述过压保护信号或所述欠压保护信号，产生驱动信号；开关电路，与所述驱动电路连接，用于根据所述驱动信号，限制电流流入负载。

优选地，所述过压保护电路还包括：第一比较电路，包括第一反相输入端、第一同相输入端及第一输出端，所述第一反相输入端用于被施加所述第一电压，所述第一同相输入端用于被施加所述预设基准电压，所述第一输出端用于输出所述过压保护信号。

优选地，所述欠压保护电路还包括：第二比较电路，包括第二反相输入端、第二同相输入端及第二输出端，所述第二同相输入端用于被施加所述第二电压，所述第二反相输入端用于被施加所述预设基准电压，所述第二输出端用于输出所述欠压保护信号。

优选地，所述第一采样电路包括第一电阻，所述第一电阻包括第一输入端、第三输出端和第一滑动端，所述第一滑动端连接于所述第一比较电路的第一反相输入端。

优选地，所述第一比较电路包括第一比较器与第一二极管，所述第一比较器的第一反相输入端连接于所述第一电阻的第一滑动端，所述第一比较器的第一输出端连接于所述第一二极管。

优选地，所述第二采样电路包括第二电阻，所述第二电阻包括第二输入端、第四输出端和第二滑动端，所述第二滑动端连接于所述第二比较电路的第二同相输入端。

优选地，所述第二比较电路包括第二比较器与第二二极管，所述第二比较器的第二同向输入端连接于所述第二电阻的第二滑动端，所述第二比较器的第二输出端连接于所述第二二极管。

优选地，所述驱动电路包括：充电电路，包括第三电阻和第一电容，所述第三电阻的输入端连接于供电电源，所述第三电阻的输出端连接于所述第一电容的正极，所述第一电容的负极连接于地面，用于为所述驱动电路提供第三电压；第三比较电路，包括第三同相输入端，第三反相输入端，第五输出端，所述第三同相输入端用于被施加所述预设基准电压，所述反相输入端用于被施加所述第三电压，所述第五输出端用于输出所述驱动信号；第四比较电路，包括第四同相输入端，第四反相输入端，第六输出端，所述第四同相输入端用于被施加所述预设基准电压，所述第四反相输入端用于被施加所述第三电压，所述第六输出端用于输出所述驱动信号。

优选地，所述第三比较电路包括：第三比较器和第三二极管，所述第三比较器的第三同相输入端连接于所述第一比较器的第一同相输入端，所述第三比较器的第五输出端连接于所述第三二极管；所述第四比较电路包括：第四比较器和第四二极管，所述第四比较器的第四同相输入端连接于所述第一比较器的第一同相输入端，所述第四比较器的第六输出端连接于所述第四二极管。

第二方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：外壳；以及，如上所述的保护电路，所述保护电路设置于所述外壳内。

与现有技术相比，本发明实施例的有益效果为：通过提供一种保护电路及电子设备，包括：过压保护电路，包括第一采样电路，用于采样所述外部电源信号，以生成第一电压，所述过压保护电路用于在所述第一电压大于预设基准电压时，产生过压保护信号；欠压保护电路，包括第二采样电路，用于采样所述外部电源信号，以生成第二电压，所述欠压保护电路用于在所述第二电压小于所述预设基准电压时，产生欠压保护信号；驱动电路，分别与所述过压保护电路和所述欠压保护电路连接，用于根据所述过压保护信号或所述欠压保护信号，产生驱动信号；开关电路，与所述驱动电路连接，用于根据所述驱动信号，限制电流流入负载，当输入电压信号高于或低于预设基准电压时，产生过压保护信号或欠压保护信号，驱动电路根据产生的过压保护信号或欠压保护信号产生驱动信号，是工作处于断开状态，避免电流流入负载，从而起到保护家用电器的作用。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施例提供的一种保护电路的原理框图；

图2是本发明实施例提供的一种保护电路的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种保护电路的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的保护电路能够应用于任何合适类型的家用电器，能够解决由于供电电压不稳定时，导致家用电器损坏的技术问题。

请参阅图1和图2，图1是本发明实施例提供的一种保护电路的原理框图；图2是本发明实施例提供的一种保护电路的结构示意图。

如图1和图2所示，保护电路100包括：整流滤波电路10、过压保护电路20、欠压保护电路30、分压电路40、驱动电路50、开关电路60、滤波电路70以及指示电路80。

整流滤波电路10包括：第二电容、第四电阻和第五二极管，所述第五二极管的输入端连接于电源的一端，所述第五二极管的输出端连接于所述第四电阻的输入端，所述第四电阻的输出端连接于所述第二电容的正极，所述第二电容的负极连接于地面。其中，所述整流滤波电路10的输入端连接于电源，所述整流滤波电路10的输出端分别连接于所述过压保护电路20的输入端和所述欠压保护电路30的输入端。

过压保护电路20，用于在外部电源信号大于预设基准电压时，产生过压保护信号，所述过压保护电路20包括：第一采样电路和第一比较电路。

所述第一采样电路用于采集所述外部电源信号，以生成第一电压；具体地，所述过压保护电路20用于在所述第一电压大于所述预设基准电压时，产生过压保护信号，其中，第一采样电路包括第一电阻，所述第一电阻为滑动变阻器，第一电阻包括：第一输入端、第三输出端和第一滑动端，用于生成所述第一电压。

所述第一比较电路包括：第一反相输入端、第一同相输入端及第一输出端，所述第一反相输入端用于被施加所述第一电压，所述第一同相输入端用于被施加所述预设基准电压，所述第一输出端用于输出所述过压保护信号。

具体地，第一比较电路包括第一比较器和第一二极管，所述第一比较器的第一反相输入端连接于所述第一电阻的第一滑动端，所述第一比较器的第一输出端连接于所述第一二极管的输入端。

欠压保护电路30用于在所述外部电源信号小于预设基准电压时，产生欠压保护信号，所述欠压保护电路30包括第二采样电路和第二比较电路。

所述第二采样电路用于采样所述外部电源信号，以生成第二电压；具体地，所述欠压保护电路30用于在所述第二电压小于所述预设基准电压时，产生欠压保护信号。其中，第二采样电路包括第二电阻，所述第二电阻包括：第二输入端、第四输出端和第二滑动端，用于生成所述第二电压。

所述第二比较电路，包括第二反相输入端、第二同相输入端及第二输出端，所述第二同相输入端用于被施加所述第二电压，所述第二反相输入端用于被施加所述预设基准电压，所述第二输出端用于输出所述欠压保护信号。

具体地，所述第二比较电路包括第二比较器与第二二极管，所述第二比较器的第二同相输入端连接于所述第二电阻的第二滑动端，所述第二比较器的第二输出端连接于所述第二二极管。

所述过压保护电路20的输入端与所述欠压保护电路30的输入端均连接于所述分压电路40的输出端。

分压电路40包括第一发光二极管、第四电阻和第五电阻，用于提供所述过压保护电路20和欠压保护电路30所需的预设基准电压。

所述第一发光二极管的输入端连接于供电电源，所述第一发光二极管的输出端所述第四电阻的输入端，所述第四电阻的输出端连接于所述第一比较器的第一同相输入端，所述第五电阻的输入端连接于所述第二比较器的第二反相输入端，所述第五电阻的输出端连接于地面。

所述驱动电路50的输入端分别连接于所述过压保护电路20的输出端与所述欠压保护电路30的输出端，用于根据所述过压保护信号或所述欠压保护信号，产生驱动信号。

所述驱动电路50包括充电电路、第三比较电路和第四比较电路，所述充电电路用于向所述第三比较电路和第四比较电路充电。

所述充电电路包括第三电阻和第一电容，所述第三电阻的输入端连接于供电电源，所述第三电阻的输出端连接于所述第一电容的正极，所述第一电容的负极连接于地面，用于为所述驱动电路50提供第三电压。

第三比较电路，连接于所述充电电路，包括第三同相输入端，第三反相输入端，第五输出端，所述第三同相输入端用于被施加所述预设基准电压，所述反相输入端用于被施加所述第三电压，所述第五输出端用于输出所述驱动信号。

具体地，所述第三比较电路包括第三比较器和第三二极管，所述第三比较器的第三同相输入端连接于所述第一比较器的第一同相输入端，所述第三比较器的第五输出端连接于所述第三二极管，

第四比较电路，连接于所述充电电路，包括第四同相输入端，第四反相输入端，第六输出端，所述第四同相输入端用于被施加所述预设基准电压，所述第四反相输入端用于被施加所述第三电压，所述第六输出端用于输出所述驱动信号。

具体地，所述第四比较电路包括：第四比较器和第四二极管，所述第四比较器的第四同相输入端连接于所述第一比较器的第一同相输入端，所述第四比较器的第六输出端连接于所述第四二极管。

开关电路60，与所述驱动电路50连接，用于根据所述驱动信号，限制电流流经负载。

在本实施例中，所述开关电路60为继电器。所述继电器是一种电控制器件，它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)，它可实现输入回路和输出回路的电路隔离，其信号传递依靠线圈产生的磁力，因此具有较好的干扰隔离能力。

具体的，所述继电器包括线圈和触点组两个重要组成部分，当所述驱动电路50未输出驱动信号时，所述电流流经所述继电器，所述线圈导通，所述继电器的常开触点闭合输出回路导通，当所述驱动电路50输出驱动信号时，所述电流未流经所述继电器，所述线圈未导通，所述继电器的常开触点断开，所述回路未导通。

滤波电路70，与所述开关电路60并联，用于保护开关电路60不被损坏，所述滤波电路70包括第三电容，所述第三电容的正极连接于所述电源的一端，所述第三电容的负极连接于所述驱动电路50。

指示电路80，所述指示电路80的输入端连接于所述驱动电路50的输出端，所述指示电路80的输出端连接于地面，用于根据所述驱动信号指示所述开关电路80的工作状态。

所述指示电路80包括第六电阻和第二发光二极管，所述第六电阻的输入端连接于所述驱动电路50的输出端，所述第六电阻的输出端连接于所述第二发光二极管的输入端，所述第二发光电极管的输出端连接于地面。

可以理解的是，上述第一比较器、第二比较器、第三比较器、第四比较器为运算放大器，型号为LM324。

请参阅图3，上述第一电阻为RP1，第二电阻为RP2，第一比较器为IC2A，第一二极管为VD2，第二比较器为IC2B，第二二极管为VD3，第三比较器为IC2C，第三二极管为VD4，第四比较器为IC2D，第四二极管为VD5，第三电阻为R4，第一电容为C4，第二电容为C3，第四电阻R1，第五二极管为VD1，第一发光二极管为LED1，第四电阻为R2，第五电阻为R3，继电器为K，第三电容为C5，第六电阻为R5，第二发光二极管为LED2。

保护电路的工作原理如下：

如图3所示，当电源输入电压为正常电压(180-240VAC)时，保护器电路接入电网，电容C4通过R4充电，由于电容C4刚进入充电状态，C4正极的电压极低，IC2C，IC2D反相输入电压低于同相输入端电压，IC2C和IC2D输出高电平，二极管VD4，VD5反相截止，继电器K处于开路状态，CZ的供电回路末被接通，此时IC2A，IC2B的同相输入电压高于反相输入电压，IC2A，IC2B输出高电平，二极管VD2和VD3反相截止，随着电容C4充电电压的升高，IC2C，IC2D的反相输入电压高于IC2C，IC2D的同相电压，IC2C和IC2D输出低电压，VD4，VD5导通，此时继电器K形成回路，继电器K处于接通状态，CZ的供电回路接通，电器供电正常。

当电源输入电压低于180VAC时，也就是欠压状态，交流电压通过R1，RP1的分压后，输入IC2A的反相端，IC2A的同相端的电压高于反相端，IC2A输入高电平，二极管VD2截止，另外一些交流电压通过R1，RP2的分压后输入IC2B的同相端，IC2B的同相端的电压低于反相端电压，IC2B输出低电平，二极管VD3导通，电容C4通过VD3放电，C4的电压降低，此时IC2C，IC2D的反相端电压低于同相端电压，IC2C和IC2D输出高电平，二极管VD4，VD5反相截止，继电器K回路断开，继电器处于开路状态，CZ的供电回路断开，为交流输入电压提供了欠压保护；

当电源输入电压大于240VAC时，也就是过压状态，交流电压通过R1，RP2的分压后输入IC2B的同相端，IC2B的同相端的电压高于反相端电压，IC2B输出高电平，二极管VD3反相截目，另外一路交流电压通过R1，RP1的分压后，输入IC2A的反相端，IC2A的反相端的电压高于同相端，IC2A输入低电平，二极管VD2反相导通，电容C4通过VD2放电，C4的电压降低，此时IC2C，IC2D的反相端电压低于同相端电压，IC2C和IC2D输出高电平，二极管VD4，VD5反相截止，继电器K回路断开，继电器处于开路状态，CZ的供电回路断开，为交流输入电压提供了过压保护；

当市电恢复正常后(180-240VAC)，IC2B输出高电平，VD3反相截止，电容C4经过R4充电，电压慢慢升高，IC2C，IC2D反相端电压高于同相端电压，IC2C，IC2D输出低电平，VD4，VD5反相导通，继电器K回路接通，继电器恢复接通状态，CZ供电回路接通，家用电器恢复正常的工作状态，实现了电压正常工作自恢复功能。

本发明的有益效果为：通过提供一种保护电路，包括：过压保护电路，包括第一采样电路，用于采样所述外部电源信号，以生成第一电压，所述过压保护电路用于在所述第一电压大于预设基准电压时，产生过压保护信号；欠压保护电路，包括第二采样电路，用于采样所述外部电源信号，以生成第二电压，所述欠压保护电路用于在所述第二电压小于所述预设基准电压时，产生欠压保护信号；驱动电路，分别与所述过压保护电路和所述欠压保护电路连接，用于根据所述过压保护信号或所述欠压保护信号，产生驱动信号；开关电路，与所述驱动电路连接，用于根据所述驱动信号，限制电流流入负载，当输入电压信号高于或低于预设基准电压时，产生过压保护信号或欠压保护信号，驱动电路根据产生的过压保护信号或欠压保护信号产生驱动信号，是工作处于断开状态，避免电流流入负载，从而起到保护家用电器的作用。

请参阅图4，图4为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。如图4所示，所述电子设备200包括外壳90和以及如上各个实施例所述的保护电路100，其中，所述保护电路100设置于所述外壳90内，所述电子设备200包括但不限于搅拌机、冰箱、微波炉、洗衣机等家用电器产品。

综上，所述电子设备200在输入电压高于或低于预设基准电压时，可以避免继电器继续工作，从而导致电子设备200负载出现误动作的情况。同时，由过压保护电路20、欠压保护电路30和驱动电路50共同控制继电器，可以提高电子设备200的安全性，使得电子设备200在不需要采用其他保护器件或更加复杂的辅助设计便能够通过安全认证要求，降低了电子设备200的安全保护的设计成本，有利于提高电子设备200的产品竞争力。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。