过压和浪涌保护电路以及电子设备的制作方法

[0001]
本实用新型实施例涉及电子电路技术领域，具体涉及一种过压和浪涌保护电路以及电子设备。


背景技术：

[0002]
当前电子设备中，一般电源信号都会串联一个ovp的器件，用来防止浪涌以及异常高压损坏电子设备，但是ovp芯片价格相对较贵，不利于降低产品成本。


技术实现要素：

[0003]
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种过压和浪涌保护电路以及电子设备，其成本相对较低，又能解决浪涌以及过压保护问题。
[0004]
第一方面，本实用新型实施例提供了一种过压和浪涌保护电路，其具有接收输入电压的第一端和生成输出电压的第二端，所述保护电路包括稳压管、分压电路、第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关以及第三电阻和第四电阻，所述稳压管的正极接地，所述稳压管的负极连接至所述第一端；所述第三电子开关的控制端通过分压电路连接至第一端，所述第三电子开关的输入端连接至第二电子开关的控制端，所述第三电子开关的输出端以及第二电子开关的输出端均接地，所述第三电阻的一端连接至第一端，所述第三电阻的另一端连接至第二电子开关的控制端，所述第二电子开关的输入端通过第四电阻连接至第一电子开关的控制端，所述第一电子开关的输入端和输出端分别连接至第一端和第二端。
[0005]
在一个优选的实施例中，所述第一电子开关、第二电子开关以及第三电子开关均为三极管、mos管、继电器、以及可控硅中的任一种。
[0006]
在一个优选的实施例中，所述第一电子开关、第二电子开关以及第三电子开关分别为pmos管q1、nmos管q2以及nmos管q3；所述第一电子开关的控制端、输入端和输出端分别对应pmos管q1的栅极、源极和漏极；所述第二电子开关的控制端、输入端和输出端分别对应nmos管q2的栅极、漏极和源极；所述第三电子开关的控制端、输入端和输出端分别对应nmos管q3 的栅极、漏极和源极。
[0007]
在一个优选的实施例中，所述分压电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻串联后的一端连接至所述第一端，所述串联后的另一端接地，所述第三电子开关的控制端连接至第一电阻和第二电阻之间。
[0008]
在一个优选的实施例中，所述保护电路还包括滤波电路，所述滤波电路的一端连接至第一电子开关的输出端和第二端之间，所述滤波电路的另一端接地。
[0009]
在一个优选的实施例中，所述滤波电路包括一个或多个滤波电容，当采用多个滤波电容时，所述多个滤波电容并联后的一端连接至第一电子开关的输出端和第二端之间，所述并联后的另一端接地。
[0010]
第二方面，本实用新型实施例提供了一种电子设备，其包括电源、电子设备本体以
及本实用新型第一方面所述的过压和浪涌保护电路，所述第一端连接至所述电源，所述第二端连接至所述电子设备本体。
[0011]
相比于现有技术，本实用新型实施例通过稳压管实现过压保护，通过第一电子开关、第二电子开关以及第三电子开关的配合实现浪涌保护，实现成本相对较低，又能解决浪涌以及过压保护问题，可广泛应用于任意直流电供电的电子设备中，对电子设备进行过压和浪涌保护。
附图说明
[0012]
图1为实施例一的过压和浪涌保护电路的原理图。
具体实施方式
[0013]
下面，结合附图以及具体实施例方式，对本实用新型实施例做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。除特殊说明的之外，本实施例中所采用到的材料及设备均可从市场购得。
[0014]
实施例一：
[0015]
请参照图1所示，一种过压和浪涌保护电路，其具有接收输入电压(记为 vin)的第一端和生成输出电压(记为vout)的第二端，该过压和浪涌保护电路主要包括过压保护电路和浪涌保护电路，其中浪涌保护电路由稳压管d1组成，过压保护电路主要包括分压电路、第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关以及第三电阻r3和第四电阻r4。
[0016]
稳压管d1的正极接地，稳压管d1的负极连接至第一端。当第一端电压大于设定的ovp电压时，例如出现大于ovp电压的浪涌时，稳压管d1将第一端的电压钳位到ovp电压左右，起到防浪涌的作用。
[0017]
第三电子开关的控制端通过分压电路连接至第一端，第三电子开关的输入端连接至第二电子开关的控制端，第三电子开关的输出端以及第二电子开关的输出端均接地，第三电阻r3的一端连接至第一端，第三电阻r3的另一端连接至第二电子开关的控制端，第二电子开关的输入端通过第四电阻r4连接至第一电子开关的控制端，第一电子开关的输入端和输出端分别连接至第一端和第二端。
[0018]
当出现过压时，第三电子开关导通，从而使得第二电子开关不导通，因为第二电子开关不导通，导致第一电子开关也不导通，从而第一端和第二端之间端口连接。当电压正常时，第三电子开关不导通，第二电子开关导通，使得第一电子开关导通，第一端和第二端之间形成通路。
[0019]
基于上述逻辑，第一电子开关、第二电子开关以及第三电子开关均为三极管、mos管、继电器、以及可控硅中的任一种。例如，第一电子开关采用pnp 三极管，第二电子开关和第三电子开关均采用npn三极管。
[0020]
在本实用新型较佳的实施例中，请参照图1所示，第一电子开关、第二电子开关以及第三电子开关分别为pmos管q1、nmos管q2以及nmos管q3；第一电子开关的控制端、输入端和输出端分别对应pmos管q1的栅极、源极和漏极；第二电子开关的控制端、输入端和输出端分别对应nmos管q2的栅极、漏极和源极；第三电子开关的控制端、输入端和输出端分别对应nmos管 q3的栅极、漏极和源极。
[0021]
分压电路可以采用电阻分压方式，例如分压电路包括第一电阻r1和第二电阻r2，第一电阻r1和第二电阻r2串联，nmos管q3的栅极连接至第一电阻 r1和第二电阻r2之间，第一电阻r1的另一端连接至第一端，第二电阻r2的另一端接地。
[0022]
另外，在第一端和第二端均可以设置滤波电路，用于滤除电路中的纹波，例如，在第二端处设置滤波电容c1，滤波电容c1的一端连接至pmos管q1 的漏极之间，滤波电容c1的另一端接地。
[0023]
以ovp电压为7.5v为例，设定pmos管q1、nmos管q2以及nmos 管q3的导通电压分别为-1.5v、1.5v和1.5v。电阻r1、r2、r3以及r4的阻值分别为300kω、75kω、10kω、1kω，滤波电容c1的容值为2.2uf，稳压管d1的钳位电压为7.5v。
[0024]
当正常工作时，例如第一端的输入电压vin＝5v，此时nmos管q3的vgs经过电阻r1、r2电阻分压获得5*75/(300+75)＝1v，没有达到其导通电压1.5v，所以nmos管q3不会导通；此时nmos管q2的vgs为5v，大于其导通电压1.5v，所以nmos管q2导通；因为nmos管q2导通，导致pmos管q1的栅极电压为0v，此时pmos管q1的vgs为-5v，小于其导通电压-1.5v，所以pmos管q1此时导通状态，此时，输入电压vout＝vin＝5v。
[0025]
当出现异常情况，vin输入高电压，并且vin输入电压高于设定的ovp电压时，即当vin输入高于7.5v时，nmos管q3导通，同时nmos管q2的栅极电压为0v，nmos管q2不导通，pmos管q1不导通，从而vout为0v。起到过压保护作用。
[0026]
由于稳压管d1的钳位电压为7.5v，所以当出现超过7.5v的浪涌时，稳压管d1会把电压钳位在7.5v左右，结合图1的逻辑电路，有效保护后面的器件被损坏。
[0027]
以上器件的参数可以根据设计要求改变匹配，适用的电路电压不限于所假设参数值。
[0028]
实施例二：
[0029]
实施例二公开了一种电子设备，该电子设备可以是任意直流供电的终端设备，例如笔记本电脑、平板电脑以及手机等。电子设备包括电源、过压和浪涌保护电路以及电子设备本体，其中，电源可以是直流电源，也可以是经过整流转换的交流电源，这里不做限定，只要保证电源输出直流电压即可，电源的输出端连接至过压和浪涌保护电路的第一端，过压和浪涌保护电路的第二端连接至电子设备本体的电源端，即电源通过上述的过压和浪涌保护电路为电子设备本体供电。此外，该电子设备还包括一些必要的部件，例如安装过压和浪涌保护电路各元器件的pcb板以及安装电子设备本体、pcb板、输出接口、指示灯、显示屏等的壳体，当然，根据需要还可以包括其他部件，例如散热器等。
[0030]
上述实施方式仅为本实用新型实施例的优选实施例方式，不能以此来限定本实用新型实施例保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型实施例的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型实施例所要求保护的范围。