一種過欠壓保護電路和機頂盒的製作方法

2023-06-30 06:49:51 4

本實用新型實施例涉及電路保護技術，尤其涉及一種過欠壓保護電路和機頂盒。

背景技術：

隨著機頂盒的不斷發展，機頂盒的海外市場佔據著重要的分量。

根據海外市場故障分析可知，不開機故障約佔全部故障的較高比例，導致不開機故障的主要原因是電源供電晶片損壞。上述電源供電晶片損壞問題的主要原因是地區電網不穩定，電壓波動較大，經常有斷電與來電的情況，導致適配器的輸入電壓會瞬間增大，導致電源供電晶片中的DC-DC電源供電電路損壞頻率增大。

針對上述問題，目前主要通過TVS(Transient Voltage Suppressor，瞬變電壓抑制二極體)和大的電解電容進行保護，但是，來電的瞬時高壓TVS管的反應速度可能跟不上，並且電解電容也不能對瞬時高壓進行保護，經過這些保護器件後的殘壓同樣會損壞電源供電晶片中的DC-DC電源供電電路。

技術實現要素：

本實用新型提供一種過欠壓保護電路和機頂盒，以實現在輸入電壓過高或過低時保護機頂盒的DC-DC電源供電電路。

第一方面，本實用新型實施例提供了一種過欠壓保護電路，該電路包括：

電壓判斷模塊，與電壓輸入端相連，用於檢測輸入電壓範圍，並根據所述輸入電壓範圍輸出控制信號；

控制模塊，第一端與所述電壓判斷模塊的輸出端相連，第二端與所述電壓輸入端相連，第三端與DC-DC電源供電電路相連，用於根據所述電壓判斷模塊的控制信號控制電壓輸入端與DC-DC電源供電電路之間的斷開與導通。

進一步的，所述電壓判斷模塊包括：

第一電阻和第二電阻，串聯在所述電壓輸入端和低電位點之間，所述第一電阻和第二電阻之間形成第一電位控制點；

第四電阻和第五電阻，串聯在所述電壓輸入端和低電位點之間，所述第四電阻和第五電阻之間形成第二電位控制點；

第一三極體，所述第一三極體的基極通過第三電阻與所述第一電位控制點相連，所述第一三極體的集電極和發射極串聯在第一電位控制點和低電位點之間，用於根據所述第一電位控制點的電壓控制所述第一三極體的導通和斷開；

第二三極體，所述第二三極體的基極通過第六電阻與所述第一三極體的集電極相連，用於通過所述第二電位控制點的電壓控制所述第二三極體的導通和斷開，所述第二三極體的集電極與所述控制模塊的第一端相連。

進一步的，所述控制模塊包括：

MOS管，所述MOS管的柵極通過第七電阻與所述電壓判斷模塊的輸出端相連，通過第八電阻與所述電壓輸入端相連，所述MOS管的源極與所述電壓輸入端相連，所述MOS管的漏極與所述DC-DC電源供電電路相連，用於根據所述電壓輸入端的輸入電壓與所述電壓判斷模塊的控制信號控制所述MOS管的工作狀態。

進一步的，所述電路還包括：

LED燈，所述LED燈與所述電壓判斷模塊的輸出端相連，用於根據所述電壓判斷模塊的控制信號控制所述LED燈的工作狀態。

進一步的，所述串聯的第一電阻和第二電阻的阻值使得若所述輸入電壓小於預設電壓範圍的最小值時，所述第一電位控制點的電壓小於三極體的導通閾值，所述第一三極體斷開，若所述輸入電壓大於預設電壓範圍的最大值時，所述第一電位控制點的電壓大於所述三極體的導通閾值，所述第一三極體導通；

所述串聯的第四電阻和第五電阻的阻值使得若所述輸入電壓小於預設電壓範圍的最小值時，所述第二電位控制點的電壓小於所述三極體的導通閾值，所述第二三極體斷開。

第二方面，本實用新型實施例還提供了一種機頂盒，包括電壓輸入端和 DC-DC電源供電電路，還包括本實用新型實施例所提供的過欠壓保護電路，該過欠壓保護電路連接在電壓輸入端和DC-DC電源供電電路之間。

本實用新型通過電壓判斷模塊獲取電壓輸入端輸入的電壓範圍是否在 DC-DC電源供電電路的預設電壓範圍中，並輸出控制信號，控制模塊與電壓判斷模塊相連，根據控制信號控制電壓輸入端與DC-DC電源供電電路之間的斷開與導通，即在電壓輸入端與DC-DC電源供電電路之間添加過欠壓保護電路替代了現有技術中電壓輸入端與DC-DC電源供電電路直接相連，解決了在輸入電壓過高或過低時，DC-DC電源供電電路受損的問題，實現在輸入電壓過高或過低時保護DC-DC電源供電電路。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例一中的過欠壓保護電路的結構圖；

圖2是本實用新型實施例二中的過欠壓保護電路電壓判斷模塊的結構圖；

圖3A是本實用新型實施例三中的過欠壓保護電路控制模塊的結構圖；

圖3B是本實用新型實施例三中的過欠壓保護電路的結構圖；

圖4時本實用新型實施例四提供的機頂盒的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用於解釋本實用新型，而非對本實用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便於描述，附圖中僅示出了與本實用新型相關的部分而非全部結構。

實施例一

圖1為本實用新型實施例一提供的過欠壓保護電路的結構圖，本實施例可適用於當輸入電壓過高或過低時，保護電源供電電路不保損壞的情況，該電路可集成於任何具有電源供電電路的設備中，尤為適用於機頂盒中。該過欠壓保護電路的輸出端與電源供電電路相連，本實施例提供的過欠壓保護電路包括電壓判斷模塊110和控制模塊120。

電壓判斷模塊110，與電壓輸入端相連，用於檢測輸入電壓範圍，並根據輸入電壓範圍輸出控制信號；控制模塊120，第一端與電壓判斷模塊110的輸出端相連，第二端與電壓輸入端相連，第三端與DC-DC電源供電電路相連，用於根據電壓判斷模塊110的控制信號控制電壓輸入端與DC-DC電源供電電路之間的斷開與導通。

本實施例中，當電壓輸入端與DC-DC電源供電電路直接相連時，當輸入電壓過高或過低時，會導致DC-DC電源供電電路受損。電壓判斷模塊110與電壓輸入端相連，檢測輸入電壓是否在DC-DC電源供電電路的預設電壓範圍內，並根據檢測結果輸出控制信號。控制模塊根據電壓判斷模塊輸出的控制信號控制 DC-DC電源供電電路的工作狀態。

示例性的，當輸入電壓小於DC-DC電源供電電路的預設電壓範圍的最小值時，控制模塊根據控制信號控制DC-DC電源供電電路斷開；當輸入電壓大於預設電壓範圍的最大值時，控制模塊根據控制信號控制DC-DC電源供電電路斷開；當輸入電壓在設電壓範圍內時，控制模塊根據控制信號控制DC-DC電源供電電路導通，保證了當輸入電壓過高或過低時DC-DC電源供電電路斷開，避免了在輸入電壓過高或過低時，DC-DC電源供電電路受損的問題。

本實施例的技術方案，通過電壓判斷模塊獲取電壓輸入端輸入的電壓範圍是否在DC-DC電源供電電路的預設電壓範圍中，並輸出控制信號，控制模塊與電壓判斷模塊相連，根據控制信號控制電壓輸入端與DC-DC電源供電電路之間的斷開與導通，即在電壓輸入端與DC-DC電源供電電路之間添加過欠壓保護電路替代了現有技術中電壓輸入端與DC-DC電源供電電路直接相連，解決了在輸入電壓過高或過低時，DC-DC電源供電電路受損的問題，實現在輸入電壓過高或過低時保護DC-DC電源供電電路。

實施例二

圖2是本實用新型實施例二提供的過欠壓保護電路電壓判斷模塊的結構圖，本實施例是對上述實施例中的電壓判斷模塊110工作原理和過程做進一步詳細的闡述。電壓判斷模塊110包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第一三極體Q1和第二三極體Q2。

第一電阻R1和第二電阻R2，串聯在電壓輸入端和低電位點之間，第一電阻R1和第二電阻R2之間形成第一電位控制點A；

第四電阻R4和第五電阻R5，串聯在電壓輸入端和低電位點之間，第四電阻R4和第五電阻R5之間形成第二電位控制點B；

第一三極體Q1的基極通過第三電阻R3與第一電位控制點A相連，第一三極體Q1的集電極和發射極串聯在第一電位控制點A和低電位點之間，用於根據第一電位控制點A的電壓控制第一三極體Q1的導通和斷開；

第二三極體Q2的基極通過第六電阻R6與第一三極體Q1的集電極相連，用於通過第二電位控制點B的電壓控制第二三極體Q2的導通和斷開，第二三極體Q2的集電極與控制模塊120的第一端相連。

可選的，串聯的第一電阻R1和第二電阻R2的阻值使得若輸入電壓小於預設電壓範圍的最小值時，第一電位控制點A的電壓小於三極體的導通閾值，第一三極體Q1斷開，若輸入電壓大於預設電壓範圍的最大值時，第一電位控制點A的電壓大於三極體的導通閾值，第一三極體Q1導通；

串聯的第四電阻R4和第五電阻R5的阻值使得若輸入電壓小於預設電壓範圍的最小值時，第二電位控制點B的電壓小於三極體的導通閾值，第二三極體 Q2斷開。

本實施例中，串聯的第一電阻R1和第二電阻R2對輸入電壓進行分壓，第一電位控制點A的電壓即第二電阻R2的電壓，當輸入電壓小於預設電壓範圍的最小值時，第一電位控制點A的電壓小於三極體的導通閾值，第一三極體Q1 斷開，串聯的第四電阻R4和第五電阻R5對輸入電壓進行分壓，第二電位控制點B的電壓即第五電阻R5的電壓，第二電位控制點B的電壓小於三極體的導通閾值，第二三極體Q2斷開，則電壓判斷模塊110輸出控制信號為高電平；當輸入電壓大於預設電壓範圍的最大值時，第一電位控制點A的電壓即第二電阻R2的電壓大於三極體的導通閾值，第一三極體Q1導通，第二電位控制點B 的電壓為0，小於三極體的導通閾值，第二三極體Q2斷開，則電壓判斷模塊 110輸出控制信號為高電平；當輸入電壓在預設電壓範圍內時，第一電位控制點A的電壓即第二電阻R2的電壓小於三極體的導通閾值，第一三極體Q1斷開，第二電位控制點B的電壓即第五電阻R5的電壓大於三極體的導通閾值，第二三極體Q2導通，則電壓判斷模塊110輸出控制信號為低電平。

本實施例的技術方案，通過第一電位控制點的電壓值與第二電位控制點的電壓值分別控制第一三極體與第二三極體的導通和斷開和電壓判斷模塊的輸出控制信號，即在輸入電壓是正常電壓範圍與非正常電壓範圍時控制輸出的控制信號不同，控制控制電壓輸入端與DC-DC電源供電電路之間的斷開與導通，解決了在輸入電壓過高或過低時，DC-DC電源供電電路受損的問題，實現在輸入電壓過高或過低時保護DC-DC電源供電電路。

實施例三

圖3A是本實用新型實施例三提供的過欠壓保護電路控制模塊的結構圖，在上述實施例的基礎上，本實施例是對控制模塊120的工作原理和過程做進一步詳細的闡述，控制模塊120包括MOS管Q3、第七電阻R7和第八電阻R8。

其中，MOS管Q3的柵極通過第七電阻R7與電壓判斷模塊110的輸出端相連，通過第八電阻R8與電壓輸入端相連，MOS管Q3的源極與電壓輸入端相連，MOS管Q3的漏極與DC-DC電源供電電路相連，用於根據電壓輸入端的輸入電壓與電壓判斷模塊110的控制信號控制MOS管Q3的工作狀態。

本實施例中，當輸入電壓小於預設電壓範圍的最小值時，電壓輸入端輸入電壓為高電平，電壓判斷模塊輸出控制信號為高電平，MOS管Q3的柵極電壓為高電平，則MOS管Q3斷開；當輸入電壓大於預設電壓範圍的最大值時，電壓輸入端輸入電壓為高電平，電壓判斷模塊輸出控制信號為高電平，MOS管 Q3的柵極電壓為高電平，則MOS管Q3斷開；當輸入電壓處於預設電壓範圍內時，電壓判斷模塊輸出控制信號為低電平，電壓輸入端輸入電壓為高電平， MOS管Q3的柵極電壓為低電平，則MOS管Q3導通。即當輸入電壓在預設電壓範圍內時，DC-DC電源供電電路與電壓輸入端導通，處於工作狀態，當輸入電壓在預設電壓範圍之外時，DC-DC電源供電電路與電壓輸入端斷開，處於停止工作狀態，避免了輸入電壓過高或過低時，DC-DC電源供電電路受損的情況。

為了使方案的表述更易理解，以上述實施例為基礎，提供優選實例，如圖 3B所示，圖3B是本發明實施例三提供的過欠壓保護電路的結構圖，可以取 DC-DC電源供電電路的正常工作電壓為12V，預設電壓範圍為9V～13.8V,對此情況進行闡述。值得注意的是，以下參數取值只是一種示例性取值，還可以存在其他取值，具體數值不同，過欠壓電路中的各電阻值不同，可以根據情況進行相關調整。

串聯的第一電阻R1和第二電阻R2對輸入電壓進行分壓，當輸入電壓在 0～13.8V的範圍內，第一電位控制點A的電壓即第二電阻R2的電壓小於三極體的導通閾值(例如可以是0.6V)，示例性的，第一電阻R1和第二電阻R2的阻值可以是22KΩ和1KΩ。串聯的第四電阻R4和第五電阻R5對輸入電壓進行分壓，當輸入電壓在0～9V的範圍內，第二電位控制點B的電壓即第五電阻 R5的電壓小於三極體的導通閾值，示例性的，第四電阻R4和第五電阻R5的阻值可以是14KΩ和1KΩ。第三電阻R3和第六電阻R6用於限流，避免電流過高時損壞三極體，示例性的，第三電阻R3和第六電阻R6均可取值為10KΩ。串聯的第七電阻R7和第八電阻R8用於分壓，示例性的，第七電阻R7和第八電阻R8分別可以取值為1KΩ和2KΩ。

本實施例的技術方案，通過控制模塊根據電壓判斷模塊輸出控制信號控制 MOS管的導通與斷開，即只有當輸入電壓在預設電壓範圍時，DC-DC電源供電電路與電壓輸入端導通，解決了在輸入電壓過高或過低時，DC-DC電源供電電路受損的問題，實現在輸入電壓過高或過低時保護DC-DC電源供電電路。

在上述實施例的基礎上，該過欠壓保護電路還包括LED燈。

LED燈與電壓判斷模塊的輸出端相連，用於根據電壓判斷模塊的控制信號控制LED燈的工作狀態。

當輸入電壓處於非正常電壓範圍時，電壓判斷模塊輸出端電壓大於0， LED燈通電亮燈，當輸入電壓處於正常電壓範圍內時，電壓判斷模塊輸出端電壓等於0，LED燈不亮。

本實施例中，用戶可根據LED燈的工作情況獲取當前的輸入電壓是否處於正常狀態，並根據LED燈顯示進行相應的處理。

實施例四

圖4是本實用新型實施例四提供的一種機頂盒的結構示意圖，該機頂盒400 包括電壓輸入端410、DC-DC電源供電電路430和本實用新型任意實施例提供過欠壓保護電路420，過欠壓保護電路420連接在電壓輸入端410和DC-DC電源供電電路430之間。

本實施例通過在電壓輸入端與DC-DC電源供電電路之間添加過欠壓保護電路替代了現有技術中電壓輸入端與DC-DC電源供電電路直接相連，解決了在輸入電壓過高或過低時，DC-DC電源供電電路受損導致機頂盒不能開機的問題，實現在輸入電壓過高或過低時保護DC-DC電源供電電路，保證機頂盒的正常運行。

注意，上述僅為本實用新型的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本實用新型不限於這裡所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本實用新型的保護範圍。因此，雖然通過以上實施例對本實用新型進行了較為詳細的說明，但是本實用新型不僅僅限於以上實施例，在不脫離本實用新型構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本實用新型的範圍由所附的權利要求範圍決定。