一种防电源反接保护电路及电器设备的制作方法

1.本实用新型涉及电源输出保护的技术领域，尤其涉及一种防电源反接保护电路及电器设备。


背景技术：

2.随着社会发展，电器设备的类型和数量越来越多，而直流电器设备在使用时，由于操作问题，可能出现电源插头反接的情况，当电源正负极接反时，会烧坏有供电极性要求的电器电子元件，例如晶体管、集成块、电解电容等。而因为供电极性相反使电器不能工作，或工作异常，更甚者，直流电源接反会危及电器和电源，例如电瓶与充电器接反电流极大，两者都有损坏的可能，甚至伤人、失火。
3.因此，为了避免上述情况，电器设备的电路中通常需要设置防反接电路来进行规避，而目前，市面上的防反接电路种类各有不同，当前通用防反接电路一般只是断开正极，这种方式容易可靠性不足，仍存在一定反接风险。


技术实现要素：

4.本实用新型为解决当前使用直流电源的电器设备出现电源反接时容易造成电器设备损坏的技术问题，提供一种防电源反接保护电路及电器设备。
5.为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：
6.一种防电源反接保护电路，包括电源输出端、第一关断模块、第二关断模块和负载输入端；所述电源输出端包括电源正极和电源负极，负载输入端包括负载输入正极和负载输入负极；所述第一关断模块包括第一mos管，所述第一mos管的源极、栅极与所述电源正极连接，漏极与所述负载输入端正极连接，并电源正极输出低电平时关断电源正极、负载输入端正极的连接；所述第二关断模块包括第二mos管和第一三极管，所述第二mos管的源极、漏极分别与所述电源负极和负载输入负极连接，栅极与所述电源负极连接，所述第一三极管的基极与所述电源正极连接，发射极、集电极分别与所述第二mos管的栅极、地线连接。
7.进一步的，所述第一mos管为nmos管。
8.进一步的，所述第二mos管为pmos管。
9.进一步的，所述第一三极管为pnp型三极管。
10.进一步的，所述第一mos管的栅极、电源正极之间串接有第一限流电阻，所述第二mos管的栅极、电源负极之间串接有第二限流电阻。
11.进一步的，所述第一限流电阻和第二限流电阻采用47kω规格的电阻元件。
12.进一步的，所述第二mos管的栅极和所述第一三极管的发射极之间串接有第三限流电阻，所述电源负极和所述第一三极管的基极之间设置有第四限流电阻。
13.进一步的，所述第一mos管采用型号pnm523t201e0的mos管；所述第二mos管采用型号cj2301的mos管。
14.进一步的，所述第一三极管采用型号3906的三极管。
15.本实用新型还提供一种电器设备，包括上述的防电源反接保护电路。
16.本实用新型通过在电源正极和负载输入正极之间、电源负极和负载输入负极之间设置关断模块，该关断模块在正常接线时能够保持常开状态，而出现反接时，关断模块由于控制端的电平变化，调整为关断状态从而分别断开电源正负极的输入，从而起到了正负极双关断的防电源反接效果，该电路结构成本低，结构简单，可靠性高，可以可靠有效的实现直流电源防反接功能。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例中防电源反接保护电路的电路框图。
18.图2为本实用新型实施例中防电源反接保护电路的电路结构图。
19.图3为本实用新型实施例中第二关断模块的局部电路图。
20.其中：
21.第一关断模块为10，第二关断模块为20。
具体实施方式
22.下面结合附图对本技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本技术的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本技术的保护范围作出更为清楚的界定。
23.请参照图式，其中相同的组件符号代表相同的组件，本技术的原理是以实施在一适当的运算环境中来举例说明。以下的说明是基于所例示的本技术具体实施例，其不应被视为限制本技术未在此详述的其它具体实施例。
24.本文所使用的术语“模块”可为在该运算系统上执行的软件或硬件对象。本文所述的不同组件、模块、引擎及服务可为在该运算系统上的实施对象。而本文所述的装置及方法可以以软件的方式进行实施，当然也可在硬件上进行实施，均在本技术保护范围之内。
25.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
26.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
27.实施例一
28.以下请参阅图1-3，其中，图1示出了本实施例中防电源反接保护电路的电路框图；图2示出了本实施例中防电源反接保护电路的电路结构图；图3示出了本实施例中第二关断模块的局部电路图。
29.本实施例提供一种防电源反接保护电路，该防电源反接保护电路主要设置在电源接入口处，用于在电源出现反接时关断电源接入口与后端负载输入端口之间的连通，从而起到防止出现直流电源反接的情况。
30.具体的，本实施例的防电源反接保护电路具体包括电源输出端、第一关断模块10、第二关断模块20和负载输入端，其中，电源输出端与电源接入口直接连通，用于接入直流电源，即电源输出端用于对接直流电源的两端，电源输出端具体包括电源正极和电源负极，电源正极用于与直流电源的正极连接，电源负极用于和直流电源的负极连极。而当处于反接状态时，即直流电源的正负极颠倒，直流电源的正极接入到电源输出端的电源负极处，直流电源的负极接入到电源输出端的电源正极处，由于电器设备中的电路零部件一般都带有供电极性，正负极反接会造成零器件烧坏，造成损失，严重甚至会起火，存在伤人风险。
31.为此，第一关断模块10、第二关断模块20设置在电源输出端和负载之间，用于在直流电源出现反接时进行关断，从而关断电源输出端和负载之间的连通。而负载输入端则是负载与电源输出端连接的一端，其电源向负载输入的端口。同样的，负载输入端包括负载输入正极和负载输入负极。
32.另外，直流电源的正极与第一关断模块10的输入端连接，第一关断模块10的输出端和负载输入正极对接，直流电源的负极与第二关断模块20的输入端连接，第二关断模块20的输出端和负载输入负极对接。
33.更为具体的，本实施例中，第一关断模块10具体包括第一mos管q1，mos管的全称为金属-氧化物半导体场效应晶体管，英文简称为mosfet，mos管是电子电路中常用的功率半导体器件，可以用作电子开关、可控整流等，是一种电压驱动型的器件。在本实施例中，第一mos管q1主要作为电子开关，第一mos管q1的源极、栅极与电源正极连接，漏极与负载输入端正极连接，并电源正极输出低电平时,关断电源正极、负载输入端正极的连接。第一mos管q1的控制端，即栅极和电源正极连接，当电源正极处于正常接入直流电源正极时，此时第一mos管q1的栅极处于高电平，第一mos管q1导通，电源正极与负载输入端正极处于导通状态，负载正常工作。当电源正极处于反接，则接入直流电源负极时，此时第一mos管q1的栅极处于低电平，第一mos管q1关断，电源正极与负载输入端正极处于关断状态，负载内部不会形成电流回路，确保不会受到反接影响。
34.另一方面，第二关断模块20包括第二mos管q2和第一三极管q3，其中，第二mos管q2的源极、漏极分别与电源负极和负载输入负极连接，栅极与电源负极连接，第一三极管q3的基极与电源正极连接，发射极、集电极分别与第二mos管q2的栅极、地线连接。当电源负极处于正常接入直流电源负极时，此时第一三极管q3的基级处于低电平，第一三极管q3导通，第二mos管q2的栅极通过第一三极管q3与地线连接后置于低电平，第二mos管q2导通，电源负极与负载输入端负极处于导通状态，负载正常工作。当电源负极处于反接，则接入直流电源正极时，此时第一三极管q3的基级处于高电平，第一三极管q3截止，第二mos管q2的栅极与电源负极连接处于高电平，第二mos管q2关断，电源负极与负载输入端负极处于关断状态，负载内部不会形成电流回路，确保不会受到反接影响。
35.本实施例的好处在于，本实施例的防电源反接保护电路通过在电源正极和负载输入正极之间、电源负极和负载输入负极之间设置关断模块，该关断模块在正常接线时能够保持常开状态，而出现反接时，关断模块由于控制端的电平变化，调整为关断状态从而分别断开电源正负极的输入，从而起到了正负极双关断的防电源反接效果，该电路结构成本低，结构简单，可靠性高，可以可靠有效的实现直流电源防反接功能。
36.实施例二
37.本实施例同样提供一种防电源反接保护电路，其具体包括电源输出端、第一关断模块10、第二关断模块20和负载输入端；电源输出端包括电源正极和电源负极，负载输入端包括负载输入正极和负载输入负极；第一关断模块10包括第一mos管q1，第一mos管q1的源极、栅极与电源正极连接，漏极与负载输入端正极连接，并电源正极输出低电平时关断电源正极、负载输入端正极的连接；第二关断模块20包括第二mos管q2和第一三极管q3，第二mos管q2的源极、漏极分别与电源负极和负载输入负极连接，栅极与电源负极连接，第一三极管q3的基极与电源正极连接，发射极、集电极分别与第二mos管q2的栅极、地线连接。
38.本实施例和实施例不同点在于，本实施例还提供一些具体实施方式。
39.作为优选的，第一mos管q1为nmos管，当电源正极输出的为正常的高电平时，第一mos管q1导通，电源正极与负载输入正极之间正常连通，如电源正极出现反接，输出低电平时，第一mos管q1截止，电源正极与负载输入正极之间处于关断状态，防止反接后的直流电源形成回路。
40.同样优选的，第二mos管q2为pmos管，第一三极管q3为pnp型三极管。第一三极管q3的基极接地，当电源负极与直流电源的负极连接时，第一三极管q3导通，第二mos管q2导通。反之，若电源负极出现反接时，第一三极管q3截止，第二mos管q2关断。
41.更为优选的，第一mos管q1的栅极、电源正极之间串接有第一限流电阻r1，第二mos管q2的栅极、电源负极之间串接有第二限流电阻r2。同样的，第二mos管q2的栅极和第一三极管q3的发射极之间串接有第三限流电阻r3，电源负极和第一三极管q3的基极之间设置有第四限流电阻r4。
42.为了更好的操作体验，提供本实施例的一个优选方案，其中，第一限流电阻r1和第二限流电阻r2采用47kω规格的电阻元件，第一mos管q1采用型号pnm523t201e0的mos管；第二mos管q2采用型号cj2301的mos管。第一三极管q3采用型号3906的三极管。
43.具体的，本实施例中的防电源反接保护电路的具体工作原理如下：
44.请参阅图2和图3，其中，+极为电源的正极电源，-极为电源的负极电源即就是地线。当+极接上正电源，即直流电源的正极，-极接地时，此时电源正负极是正确的，+极的电压分两路，一路给到第一mos管q1的源极极，另一路经第一限流电阻r1给到第一mos管q1的栅极，使得第一mos管q1导通后，正极电压从第一mos管q1的源极流向漏极，完成+极电源的通路
45.在负极端，-极的电压，一路给到第二mos管q2的源极，一路经第二限流电阻r2给到第二mos管q2的栅极，另一路再经第四限流电阻r4的电阻供电给到第一三极管q3，使得第一三极管q3的基极是低电压，从而再经第三限流电阻r3来拉低第二mos管q2的的栅极后，使得第二mos管q2导通，完成-极电源的通路。
46.反接时，即+极和-极的电压接反后，第一mos管q1的源极和栅极因是-电压而不会导通；第一三极管q3的基极此时是高电压也不会使得第一三极管q3导通也拉低不了第二mos管q2的栅极，所以当+极和-极接反后，会使得+极和-极的电源通路都是断开的，无法供电给到后端，起到了保护的作用。
47.实施例三
48.本实施例提供一种电器设备，该电器设备包括有防电源反接保护电路，其通过防电源反接保护电路来防止电源反接后对负载造成损坏，其中，该防电源反接保护电路电源
输出端、第一关断模块10、第二关断模块20和负载输入端；电源输出端包括电源正极和电源负极，负载输入端包括负载输入正极和负载输入负极；第一关断模块10包括第一mos管q1，第一mos管q1的源极、栅极与电源正极连接，漏极与负载输入端正极连接，并电源正极输出低电平时关断电源正极、负载输入端正极的连接；第二关断模块20包括第二mos管q2和第一三极管q3，第二mos管q2的源极、漏极分别与电源负极和负载输入负极连接，栅极与电源负极连接，第一三极管q3的基极与电源正极连接，发射极、集电极分别与第二mos管q2的栅极、地线连接。
49.更为具体的，本实施例的防电源反接保护电路采用实施例一或实施例二中的防电源反接保护电路。
50.显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。