一种过压保护电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子电路领域，尤其涉及一种为较低耐压电路提供过压保护的过压保护电路。
【背景技术】
[0002]目前电子产品的主要直流供电方式分为两种:第一种是变压器外置，其首先将220V?50Hz交流电在外置变压器中直接转为直流电，随后再接入电子产品，如，笔记本的电源，变压器外设置于笔记本的外部；第二种是变压器内置，与变压器外置类似，其也是将220V?50Hz的交流电直接转为直流电，随后再接入电子产品，但不同的是，变压器设置于电子产品的内部，如台式机供电，只需要通过外部的电缆线为其提供交流电即可。
[0003]对于第一种供电方式而言，目前市场上常见的外置变压器输出电压分为19V，12V，以及5V附近。在这种情况下，对于一些不熟悉电子产品特性的人来说，很容易误将错误的直流电源接入自己的设备，导致设备工作异常甚至烧坏。虽然大多数电子产品会在产品说明中标注“请使用专用电源”，但是产品的电源接口并没有提供电源误接时的保护电路，大大增加了由于误插电源而导致烧坏电子设备的风险。
[0004]当然，目前也有些电子设备厂商会设计特殊的专用电源接口为电子产品进行供电，以防止其他电源接入，但是这些专用设备的成本往往都很高，且设备的通用性不高；与此同时，也很难避免市面上会有其他类似电源可以接入设备，导致电子设备异常或烧毁。
【实用新型内容】
[0005]针对上述问题，本实用新型提供了一种过压保护电路，其从电子硬件层面解决了直流电源误插的问题，无需外界的配合，如软件或机械结构等，电路结构简单，通用性高，且不会给使用者带来任何风险。
[0006]本实用新型提供了一种过压保护电路，其内容包括:
[0007]一种过压保护电路，分别与外部电源单元及供电单元连接，包括电压检测单元和开关单元，所述电压检测单元的输入端与所述外部电源单元连接，所述电压检测单元的输出端与所述开关单元的输入端连接，所述开关单元的输出端与所述供电单元连接，所述外部电源单元同时为所述开关单元供电；
[0008]所述电压检测单元包括一与所述外部电源单元连接且由所述外部电源单元控制导通和关闭的压控元件，所述压控元件的输出端与所述开关单元连接，控制所述开关单元的导通和关闭；
[0009]当所述电压检测单元检测到所述外部电源单元的输出电压达到所述压控元件的阈值电压时，则所述压控元件导通，所述电压检测单元输出相应地控制电平至所述开关单元，关闭所述开关单元以保护所述供电单元。
[0010]在本实施例中，通过电压检测单元来检测外部电源单元的电压值，当外部电压过大时，电压检测电源控制开关单元关闭；当外部电压小于压控元件的阈值电压时，则开关单元为供电单元供电，有效地解决了当用户误接地电源接口时带来的电子设备异常或烧毁等，保障了电子设备的安全。
[0011]供电单元可以等价为电阻和电容的并联。
[0012]优选地，所述电压检测单元包括所述压控元件，钳位二极管，第一分压电阻，以及第二分压电阻；
[0013]所述钳位二极管的负极与所述外部电源单元连接，正极分别与所述压控元件的第一端及所述第一分压电阻的第一端连接；
[0014]所述第一分压电阻的第二端及所述压控元件的第二端分别接地；
[0015]所述第二分压电阻的第一端与所述外部电源单元连接，第二端及所述压控元件的第三端分别与所述开关单元连接。
[0016]优选地，所述压控元件为一 NMOS晶体管，且所述压控元件的第一端，第二端以及第三端分别对应所述NMOS晶体管的栅极，源极以及漏极。
[0017]优选地，所述电压检测单元包括压控元件，钳位二极管，第一分压电阻，以及第二分压电阻；
[0018]所述第一分压电阻的第一端与所述外部电源单元连接，所述第一分压电阻的第二端及所述钳位二极管的负极分别与所述压控元件的第一端连接，所述钳位二极管的正极接地；所述压控元件的第二端与所述第二分压电阻的第二端连接，所述第二分压电阻的第一端与所述外部电源单元连接，所述压控元件的第三端与所述开关单元连接。
[0019]优选地，所述压控元件为一 PMOS晶体管，且所述压控元件的第一端，第二端以及第三端分别对应所述PMOS晶体管的栅极，源极以及漏极。
[0020]优选地，所述钳位二极管为稳压二极管或TVS 二极管。
[0021]在本实施例中，钳位二极管的使用有效地将供电单元接收到的电压控制一定范围内，当外部电源单元的电压超过了钳位二极管的击穿电压时，电压检测单元会输出控制信号控制开关元件关闭，当外部电源单元的电压在钳位二极管的击穿电压范围之内时，开关单元才会导通为供电单元进行供电。在本实用新型中，通过钳位二极管和晶体管的配合使用，以价格低廉的元器件，达到了为电子设备提供过压保护的目的；且如果过压保护电路需要适用于不同输入电压的设备，只需要相应的调整钳位二极管的型号和第一分压电阻的阻值即可实现，整个电路设计灵活。
[0022]优选地，所述开关单元中包括相互连接的第一晶体管和第二晶体管，其中，所述第一晶体管的栅极与电压检测单元连接，且源极接地，漏极与所述第二晶体管的栅极连接；所述第二晶体管的源极与所述外部电源单元连接，漏极与所述供电单元连接。
[0023]优选地，所述开关单元中还包括一 RC延时电路，具体包括:第三分压电阻，第四分压电阻，以及一电容；
[0024]所述第三分压电阻与所述电容并联连接，其连接的第一端及所述第二晶体管的源极分别与所述外部电源单元连接，其连接的第二端分别与所述第四分压电阻的第一及所述第二晶体管的栅极连接；
[0025]所述第四分压电阻的第二端与所述第一晶体管的漏极连接。
[0026]在本实施例中，在第一晶体管和第二晶体管之间添加了一个RC延时电路，有效地避免了当第二晶体管导通速度过快时，负载中等效的电容迅速充电而在第二晶体管的漏极和源极之间产生的尖峰电流而带来的甚至烧坏第二晶体管的严重后果。RC延时电路的使用，通过调整第三分压电阻和第四分压电阻的阻值以及电容的容值来调整延时的时间，从而减慢第二晶体管的导通速度，实现保护第二晶体管不被烧毁的同时，延长了本实用新型过压保护电路的使用寿命。
[0027]优选地，所述第一晶体管为一 NMOS晶体管；所述第二晶体管为一 PMOS晶体管。
[0028]综上所述，本实用新型提供的过压保护电路，其有益效果在于:
[0029]1.在本实用新型中，在电压检测单元中通过钳位二极管、第一分压电阻，以及压控元件的配合使用，以价格低廉的元器件，达到了为电子设备提供过压保护的目的；即当外部电源单元的输入电压超过了钳位二极管的击穿电压，电压检测单元输出控制信号控制开关元件关闭，致使外部电源单元不给供电单元进行供电；相应地，当外部电源单元的电压小于钳位二极管的击穿电压范围，开关单元才会导通为供电单元进行供电。有效地解决了当用户误接地电源接口时带来的电子设备异常或烧毁等情况，从而保障了电子设备的安全。
[0030]2.在本实用新型中，只需要钳位二极管、第一分压电阻，以及压控元件三者的配合，即能实现过压保护的目的，因而如果过压保护电路需要适用于不同输入电压的设备，只需要根据需求相应的调整钳位二极管的型号以调整其击穿电压，同时对第一分压电阻的阻值进行相应的调整即可实现。整个电路设计灵活，且只需进行小范围的电子元件即可使用不同电压输入的电子设备，在实际应用中易于实现。
[0031]3.在本实用新型中，从电子硬件层面解决了直流电源误插的问题，而不需要外界，包括软件或机械机构的配合，且不同的电子产品可以使用通用电源接口，而不必担心误插电源，大大的提高了外置电源接口的通用性，有利于进一步降低成本，同时保障了用户的安全。
【附图说明】
[0032]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明:
[0033]图1为本实用新型中过压保护电路的结构框图示意图；
[0034]图2为本实用新型中电压检测单元第一种实施方式电路图；
[0035]图3为本实用新型中电压检测单元第二种实施方式电路图；
[0036]图4为本实用新型中开关单元电路图；
[0037]图5为本实用新型中过压保护电路第一种实施方式电路图；
[0038]图6为