一種直流過壓過流保護電路及直流供電類電子產品的製作方法

2023-05-26 19:30:01 2

專利名稱：一種直流過壓過流保護電路及直流供電類電子產品的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於供電保護技術領域，具體地說，是涉及一種對於直流供電電源實現過流和過壓保護的電路設計以及採用所述直流過壓過流保護電路設計的直流供電類電
子廣品。
背景技術：
現有的直流供電類電子產品，例如手機、攝像機、筆記本電腦等，一般都是採用外接適配器的方式連接交流市電，通過適配器對電網電壓進行整流、降壓變換以及穩壓處理後，生成該類電子產品所要求的低壓直流電源為產品供電。由於現在的直流供電類電子產品，對於其接入的直流電源業內並沒有制定統一的規範，因此存在很多種不同的規格，目前以要求接入12V或者5V直流供電的電子產品最為常見，這就要求用戶的家中必須同時購置多種類型的電源適配器，比如12V或者5V適配器等，以滿足用戶家中不同電子產品的供電需求。這就容易產生一個問題當用戶錯將12V的電源適配器插入到要求5V供電的電子產品上時，就容易因過壓過流問題導致5V電子產品的損壞。由於5V和12V的電源接口可以通用，雖然一個公司的產品可以選擇不同類型的電源接口來避免該類事件的發生，但是，不同廠家的電子產品並不能做到僅靠電源接口類型的不同來避免此類事件的發生，因此避免插錯電源損壞電子產品的問題必須採取一個治本的方法。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種直流過壓過流保護電路，以避免出現因錯接電源而導致的電子產品損壞問題。為解決上述技術問題，本實用新型採用以下技術方案予以實現一種直流過壓過流保護電路，包括用於接收直流供電的電源輸入端和用於向負載輸出直流供電的電源輸出端，所述電源輸入端通過保險絲連接電源輸出端，在所述電源輸出端上連接有一穩壓電路，所述穩壓電路的穩壓值根據負載所允許接入的安全供電電壓確定。優選的，所述保險絲優選採用可恢復性過流保險絲，以避免更換元器件。進一步的，在所述穩壓電路中包含有一穩壓二極體，所述穩壓二極體的陰極連接電源輸出端，陽極接地。當然，所述穩壓電路也可以採用多路穩壓二極體串聯組成，將所述多路穩壓二極體串聯後，陰極連接到所述的電源輸出端，陽極接地。為了在發生過壓故障時能夠起到警示作用，在其中一路所述的穩壓二極體的兩端還並聯有一報警電路。作為所述報警電路的具體組建結構，優選採用以下三種設計方案其一是發光報警，可以採用發光二極體和限流電阻串聯的方式設計所述的報警電路。
3[0012]其二是聲音報警，可以採用蜂鳴器和限流電阻串聯的方式設計實現。其三是聲光報警，可以採用發光二極體、蜂鳴器和限流電阻串聯的方式進行報警電路的具體設計。再進一步的，所述電源輸入端通過一電解電容接地，以濾除直流供電中的尖峰噪聲。基於上述直流過壓過流保護電路結構，本實用新型還提供了一種採用所述直流過壓過流保護電路設計的直流供電類電子產品，包括用於接收直流供電的電源輸入端和用於向負載輸出直流供電的電源輸出端，為了對負載電路進行過壓過流保護，所述電源輸入端通過保險絲連接電源輸出端，在所述電源輸出端上連接有一穩壓電路，所述穩壓電路的穩壓值根據負載所允許接入的安全供電電壓確定。進一步的，所述電源輸入端連接外部適配器，接收適配器輸出的直流供電，為電子產品中的負載供電。與現有技術相比，本實用新型的優點和積極效果是本實用新型的直流過壓過流保護電路簡單實用，將其應用在直流供電類電子產品中，當接入到電子產品中的直流電源過大或者電路中的電流過大時，可以迅速切斷外部的直流供電，保護電子產品免受損壞。另外，通過設計報警電路還可以在電子產品上接入的供電電源不符時，通過聲光報警的形式提醒用戶更換相應電源，使產品更具人性化，方便用戶的使用。結合附圖閱讀本實用新型實施方式的詳細描述後，本實用新型的其他特點和優點將變得更加清楚。

圖1是本實用新型所提出的直流過壓過流保護電路的一種實施例的電路原理圖；圖2是具有報警功能的直流過壓過流保護電路的一種實施例的電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細地說明。實施例一，本實施例以直流供電類電子產品為例進行說明。假設電子產品所需的直流供電由外部的電源適配器輸出提供，為了避免在錯接適配器時，由於接入到電子產品中的直流供電過大而導致的產品內部電子器件損壞的問題，本實施例在該類電子產品的內部設計了過流過壓保護電路，連接在電子產品的電源輸入端與負載電路之間，以起到對電子產品內部的負載電路進行過壓和過流保護的功能。本實施例的過壓過流保護電路主要由保險絲Fl和穩壓電路組成，其中，穩壓電路可以採用多種組建方式，比如可以採用一路穩壓二極體VDl連接在電源輸出端Vout與地 GND之間，參見圖1所示；或者採用多路穩壓二極體VDl、VD2串聯後連接在電源輸出端Vout 與地GND之間，參見圖2所示。所述穩壓電路的穩壓值(對於採用單路穩壓二極體設計的穩壓電路來說，所述穩壓值即為所述穩壓二極體的反向擊穿電壓值；對於採用多路穩壓二極體串聯設計的穩壓電路來說，所述穩壓值即為全部穩壓二極體的反向擊穿電壓值之和)可以根據後級負載所允許接入的安全供電電壓確定，比如可以等於或者略小於負載電路的最大工作電壓，或者等於電子產品所允許接入的最大供電電壓等。在這裡，所述的電源輸入端Vin用於在電子產品充電或者插電工作時插接外部的電源適配器；電源輸出端Vout用於連接電子產品內部的負載電路，用於向負載電路提供直流供電電源。在電子產品的電源輸入端Vin與負載電路之間增設了上述過壓過流保護電路之後，當電子產品內部的負載電路發生短路等過流故障時，保險絲Fl可以迅速發熱斷開，進而切斷外部適配器向負載電路的供電，使負載電路斷電停止運行，由此便起到了保護電子產品免受過流損毀的作用。當用戶在電子產品的電源輸入端Vin上錯誤地插接了輸出電壓大於該電子產品所要求接入的直流供電的適配器時，穩壓二極體VDl(或者VDl和VD2)反向擊穿，對輸出到負載電路的直流電壓進行鉗位限制，以避免負載電路過壓損壞。與此同時， 由於過壓部分被穩壓二極體VDl (或者VDl和VD2)電路吸收，這會使負載電路中的總電流增大，當電路中的電流超過保險絲Fl的設置參數時，保險絲Fl斷開，切斷適配器向負載電路的供電，以進一步起到保護電子產品的作用。在本實施例中，所述保險絲Fl優選採用可恢復性過流保險絲進行電路設計。當電子產品中的電流過大導致保險絲Fl斷開時，該類保險絲可以在經過一段時間後自行恢復， 從而無需更換元器件，保證電子產品在遭受過壓過流故障後仍能持續工作，方便了用戶的使用。為了使輸入到負載電路的直流供電更加穩定，本實施例在電子產品的電源輸入端Vin還進一步設置了一顆電解電容Cl，如圖1所示，正極連接電源輸入端Vin，負極接地 GND，用於吸收輸入電源的尖峰噪聲。作為本實施例的一種優選設計方案，為了在用戶錯接電源適配器時，電子產品能夠自動進行報警提醒，本實施例在所述過流過壓保護電路中還進一步設計了報警電路，參見圖2所示，優選以採用多路穩壓二極體串聯組成的穩壓電路為基礎，將報警電路並聯在其中一路或者多路穩壓二極體(但不能是全部的穩壓二極體)的兩端。所述報警電路可以採用多種報警形式，比如發光報警、聲音報警或者聲光報警等，本實施例優選採用聲光報警的方式設計報警電路。如圖2所示，所述報警電路採用發光二極體LED1、蜂鳴器Ml和限流電阻Rl串聯的方式實現聲光報警，並聯在其中一路穩壓二極體的兩端，例如並聯在穩壓二極體VD2的兩端。當用戶在電子產品上插入了正確的電源適配器時，即輸入到電子產品的直流供電正常時(以5V為例)，保險絲Fl導通，穩壓二極體VDl和VD2開路，此時沒有電流流過發光二極體LEDl和蜂鳴器M1，發光二極體LEDl和蜂鳴器Ml均不工作。當用戶錯插了電源適配器，造成輸入到電子產品的直流供電過壓時，比如插入了 12V或者其他大於5V的電源適配器時，保險絲Fl導通，穩壓二極體VDl和VD2反向擊穿，一方面對輸出到負載電路的直流供電進行鉗位，使後端的負載電路不會過壓損壞；另一方面由於穩壓二極體VDl的導通，使電流流經報警電路，此時發光二極體LEDl開始發光，蜂鳴器Ml開始鳴叫，提示用戶發生過壓故障，需檢查接入的電源適配器是否正確，及時更換電源。穩壓二極體VD2在電路中同時對施加到報警電路兩端的電壓進行鉗位，限流電阻Rl對流過發光二極體LEDl和蜂鳴器Ml的電流進行限制，通過調節穩壓二極體VD2和限流電阻Rl的參數值，以使發光二極體LEDl和蜂鳴器Ml在發生過壓故障時能夠正常工作。與此同時，由於過壓部分被穩壓二極體VDl和 VD2電路吸收，從而使總電流增大，超過了保險絲Fl的設置參數，保險絲Fl動作，切斷電源， 避免造成電子產品的損壞。由於使用了可恢復性保險絲，經過一段時間後，保險絲會自我恢復，無需進行更換。在這個過程中若用戶發現過壓故障，及時調整了輸入電源，則電子產品可恢復至正常的工作狀態；若更換電源後仍處於過壓狀態，則重複上述過程，再次進行報警提醒。由此不僅確保了電子產品的用電安全，同時也彰顯了電子產品的人性化設計理念，方便了用戶的日常使用。當然，在所述報警電路中也可以僅選擇設置發光二極體LEDl (即省去蜂鳴器M1)， 與限流電阻Rl串聯後並聯在穩壓二極體VD2的兩端，通過配置穩壓二極體VD2和限流電阻 Rl的參數，便可以使發光二極體LEDl在發生過壓故障時正常工作，進行發光報警。同樣的，也可以在所述報警電路中僅選擇設置蜂鳴器Ml (即省去發光二極體 LED1)，與限流電阻Rl串聯後並聯在穩壓二極體VD2的兩端，通過配置穩壓二極體VD2和限流電阻Rl的參數，以使蜂鳴器Ml在發生過壓故障時進入正常的工作狀態，實現聲音報警。不同的報警方式可以適用於不同的應用環境，生產廠商可以根據電子產品的實際應用場合具體選擇合適的報警方式。當然，本實施例對報警方式以及同種報警方式所採用的具體電路組建形式並不僅限於以上舉例。應當指出的是，本實施例所提出的過壓過流保護電路不僅僅適用於目前的直流供電類電子產品，只要有供錯直流電源而導致產品損壞風險的所有電路都可以在前端增加上述電路，以對後端電路進行保護。當然，上述說明並非是對本實用新型的限制，本實用新型也並不僅限於上述舉例， 本技術領域的普通技術人員在本實用新型的實質範圍內所做出的變化、改型、添加或替換， 也應屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種直流過壓過流保護電路，其特徵在於包括用於接收直流供電的電源輸入端和用於向負載輸出直流供電的電源輸出端，所述電源輸入端通過保險絲連接電源輸出端，在所述電源輸出端上連接有一穩壓電路，所述穩壓電路的穩壓值根據負載所允許接入的安全供電電壓確定。
2.根據權利要求1所述的直流過壓過流保護電路，其特徵在於在所述穩壓電路中包含有一穩壓二極體，其陰極連接所述的電源輸出端，陽極接地。
3.根據權利要求1所述的直流過壓過流保護電路，其特徵在於在所述穩壓電路中包含有多路穩壓二極體，所述多路穩壓二極體串聯後，陰極連接所述的電源輸出端，陽極接地。
4.根據權利要求3所述的直流過壓過流保護電路，其特徵在於在其中一路所述的穩壓二極體的兩端並聯有一報警電路。
5.根據權利要求4所述的直流過壓過流保護電路，其特徵在於所述報警電路由發光二極體或者蜂鳴器與限流電阻串聯而成。
6.根據權利要求4所述的直流過壓過流保護電路，其特徵在於所述報警電路由發光二極體、蜂鳴器以及限流電阻串聯而成。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的直流過壓過流保護電路，其特徵在於所述保險絲為可恢復性過流保險絲。
8.根據權利要求1至6中任一項所述的直流過壓過流保護電路，其特徵在於所述電源輸入端通過一電解電容接地。
9.一種直流供電類電子產品，其特徵在於包括如權利要求1至8中任一項權利要求所述的直流過壓過流保護電路。
10.根據權利要求9所述的直流供電類電子產品，其特徵在於所述電源輸入端連接外部適配器，接收適配器輸出的直流供電，為電子產品中的負載供電。
專利摘要本實用新型公開了一種直流過壓過流保護電路及直流供電類電子產品，包括用於接收直流供電的電源輸入端和用於向負載輸出直流供電的電源輸出端，所述電源輸入端通過保險絲連接電源輸出端，在所述電源輸出端上連接有一穩壓電路，所述穩壓電路的穩壓值根據負載所允許接入的安全供電電壓確定。本實用新型的直流過壓過流保護電路簡單實用，將其應用在直流供電類電子產品中，當接入到電子產品中的直流電源過大或者電路中的電流過大時，可以迅速切斷外部的直流供電，保護電子產品免受損壞。另外，通過設計報警電路還可以在電子產品上接入的供電電源不符時，通過聲光報警的形式提醒用戶更換相應電源，使產品更具人性化，方便用戶的使用。
文檔編號H02H3/08GK202190050SQ20112034721
公開日2012年4月11日 申請日期2011年9月16日 優先權日2011年9月16日
發明者彭翠平 申請人:青島海信電器股份有限公司