具有过压保护及连续常压输出功能的电源控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及一种电源控制电路，尤其涉及一种具有过压保护及连续常压输出功能的电源控制电路。


背景技术：

2.在实际的直流电源供电系统中，有时候会出现供电电压过高的情况，可能会超出用电设备的正常工作电压的范围，容易导致用电设备损坏。
3.为了实现过压保护功能，最常用的传统解决方案是在直流电源输出端连接浪涌抑制电路，但这种方式只能在较短的时间内抑制高电压，抑制时间为毫秒级，当出现较长时间过压时，浪涌抑制电路容易被烧毁，无法持续对后端用电设备即负载起到保护作用。其它传统解决方案还有过压时断开负载电路的手段，但这种方式不能连续输出正常电压，使用电设备即负载不能连续正常工作。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种在直流电源长时间过压时具有过压保护及连续常压输出功能的电源控制电路。
5.本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
6.一种具有过压保护及连续常压输出功能的电源控制电路，包括第一电阻-第十二电阻、第一场效应管-第六场效应管和第一电压比较器-第三电压比较器，所述第一场效应管、所述第三场效应管和所述第五场效应管为p沟道场效应管，所述第二场效应管、所述第四场效应管和所述第六场效应管为n沟道场效应管，所述第一电阻的第一端、所述第五电阻的第一端、所述第九电阻的第一端、所述第四电阻的第一端、所述第一场效应管的源极、所述第三场效应管的源极、所述第五场效应管的源极和直流电源输入端正极相互连接，所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端和所述第一场效应管的栅极相互连接，所述第二电阻的第二端与所述第二场效应管的漏极连接，所述第二场效应管的栅极与所述第一电压比较器的信号输出端连接，所述第一电压比较器的反相输入端、所述第四电阻的第二端和所述第八电阻的第一端相互连接，所述第一电压比较器的同相输入端输入第一参考电压，所述第一场效应管的漏极与所述第三电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端、所述第六电阻的第一端和所述第三场效应管的栅极相互连接，所述第六电阻的第二端与所述第四场效应管的漏极连接，所述第四场效应管的栅极与所述第二电压比较器的信号输出端连接，所述第二电压比较器的反相输入端、所述第八电阻的第二端和所述第十一电阻的第一端相互连接，所述第二电压比较器的同相输入端输入第二参考电压，所述第三场效应管的漏极与所述第七电阻的第一端连接，所述第九电阻的第二端、所述第十电阻的第一端和所述第五场效应管的栅极相互连接，所述第十电阻的第二端与所述第六场效应管的漏极连接，所述第六场效应管的栅极与所述第三电压比较器的信号输出端连接，所述第三电压比较器的反相输入端、所述第十一电阻的第二端和所述第十二电阻的第一端相互连接，所述
第三电压比较器的同相输入端输入第三参考电压，所述第三电阻的第二端、所述第七电阻的第二端和所述第五场效应管的漏极相互连接并作为直流电源输出端正极，所述第二场效应管的源极、所述第四场效应管的源极、所述第六场效应管的源极、所述第十二电阻的第二端和直流电源输入端负极相互连接并作为直流电源输出端负极。
7.作为优选，为了实现第一场效应管的栅极和源极之间、第三场效应管的栅极和源极之间、第五场效应管的栅极和源极之间的稳压功能，第一稳压二极管的正极与所述第一场效应管的栅极连接，所述第一稳压二极管的负极与所述第一场效应管的源极连接，第二稳压二极管的正极与所述第三场效应管的栅极连接，所述第二稳压二极管的负极与所述第三场效应管的源极连接，第三稳压二极管的正极与所述第五场效应管的栅极连接，所述第三稳压二极管的负极与所述第五场效应管的源极连接。
8.本实用新型的有益效果在于：
9.本实用新型通过第四电阻、第八电阻、第十一电阻和第十二电阻串联形成对直流电源输入端的电压检测电路，通过三个电压比较器分别对不同采样点电压与对应参考电压进行比较，输出信号分别控制六个场效应管的通断，在直流电源输入端电压没有过压时，六个场效应管均导通，第三电阻和第七电阻均不分压，直流电源输出端输出正常工作电压，在直流电源输入端电压过压较小时，第五场效应管和第六场效应管断开，第三电阻和第七电阻并联后串入负载电路实现小电阻分压功能，在直流电源输入端电压过压较大时，第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管和第六场效应管均断开，第三电阻串入负载电路实现大电阻分压功能，从而实现对负载电路的过压保护功能，且能够根据不同过压大小实现不同分压目的，确保连续输出正常工作电压，使负载能够保持连续正常工作。
附图说明
10.图1是本实用新型所述具有过压保护及连续常压输出功能的电源控制电路的电路原理图。
具体实施方式
11.下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
12.如图1所示，本实用新型所述具有过压保护及连续常压输出功能的电源控制电路包括第一电阻r1-第十二电阻r12、第一场效应管q1-第六场效应管q6和第一电压比较器ic1-第三电压比较器ic3，第一场效应管q1、第三场效应管q3和第五场效应管q5为p沟道场效应管，第二场效应管q2、第四场效应管q4和第六场效应管q6为n沟道场效应管，第一电阻r1的第一端、第五电阻r5的第一端、第九电阻r9的第一端、第四电阻r4的第一端、第一场效应管q1的源极s、第三场效应管q3的源极s、第五场效应q5管的源极s和直流电源输入端正极v
i+
相互连接，第一电阻r1的第二端、第二电阻r2的第一端和第一场效应管q1的栅极g相互连接，第二电阻r2的第二端与第二场效应管q2的漏极d连接，第二场效应管q2的栅极g与第一电压比较器ic1的信号输出端连接，第一电压比较器ic1的反相输入端、第四电阻r4的第二端和第八电阻r8的第一端相互连接，第一电压比较器ic1的同相输入端输入第一参考电压v
r1
，第一场效应管q1的漏极d与第三电阻r3的第一端连接，第五电阻r5的第二端、第六电阻r6的第一端和第三场效应管q3的栅极g相互连接，第六电阻r6的第二端与第四场效应管q4
的漏极d连接，第四场效应管q4的栅极g与第二电压比较器ic2的信号输出端连接，第二电压比较器ic2的反相输入端、第八电阻r8的第二端和第十一电阻r11的第一端相互连接，第二电压比较器ic2的同相输入端输入第二参考电压v
r2
，第三场效应管q3的漏极d与第七电阻r7的第一端连接，第九电阻r9的第二端、第十电阻r10的第一端和第五场效应管q5的栅极g相互连接，第十电阻r10的第二端与第六场效应管q6的漏极d连接，第六场效应管q6的栅极g与第三电压比较器ic3的信号输出端连接，第三电压比较器ic3的反相输入端、第十一电阻r11的第二端和第十二电阻r12的第一端相互连接，第三电压比较器ic3的同相输入端输入第三参考电压v
r3
，第三电阻r3的第二端、第七电阻r7的第二端和第五场效应管q5的漏极d相互连接并作为直流电源输出端正极v
o+
，第二场效应管q2的源极s、第四场效应管q4的源极s、第六场效应管q6的源极s、第十二电阻r12的第二端和直流电源输入端负极v
i-相互连接并作为直流电源输出端负极v
o-。
13.作为优选，为了实现第一场效应管q1的栅极g和源极s之间、第三场效应管q3的栅极g和源极s之间、第五场效应管q5的栅极g和源极s之间的稳压功能，第一稳压二极管d1的正极与第一场效应管q1的栅极g连接，第一稳压二极管d1的负极与第一场效应管q1的源极s连接，第二稳压二极管d2的正极与第三场效应管q3的栅极g连接，第二稳压二极管d2的负极与第三场效应管q3的源极s连接，第三稳压二极管d3的正极与第五场效应管q5的栅极g连接，第三稳压二极管q3的负极与第五场效应管q5的源极s连接。
14.如图1所示，第四电阻r4的第二端电压为第一采样电压ua，第八电阻r8的第二端电压为第二采样电压ub，第十一电阻r11的第二端电压为第三采样电压uc，第一电压比较器ic1的信号输出端电压为第一电压比较器ic1的输出电平ud，第二电压比较器ic2的信号输出端电压为第二电压比较器ic2的输出电平ue，第三电压比较器ic3的信号输出端电压为第三电压比较器ic3的输出电平uf。
15.使用时，将负载rl的电源输入端正极和负极分别与直流电源输出端正极v
o+
和直流电源输出端负极v
o-连接，根据过电压的高低不同，将供电电压过压分成两个段(也可以为更多个段，则电压比较器及其关联电路还要对应增加)，即供电电压升到刚过压时的电压值vh1(即直流电源输入端正极v
i+
的对应电压为vh1)为第一个段，供电电压升到过压一定范围后的电压值vh2(即直流电源输入端正极v
i+
的对应电压为vh2)为第二个段，且vh2》vh1。合理设置第一参考电压v
r1
、第二参考电压v
r2
和第三参考电压v
r3
的值，使直流电源输入端正极v
i+
的对应电压为正常电压时uc《v
r3
、ub《v
r2
、ua《v
r1
。
16.如图1所示，工作时，如果直流电源输入端正极v
i+
的对应电压在正常电压范围内，则第一电压比较器ic1、第二电压比较器ic2和第三电压比较器ic3均输出高电平，即ud、ue、uf均为高电平，第二场效应管q2、第四场效应管q4、第六场效应管q6均导通，使第一场效应管q1、第三场效应管q3、第五场效应管q5均导通，第三电阻r3和第七电阻r7均被短接，直流电源输入端正极v
i+
的对应电压直接加载在负载rl上，负载rl正常工作；当直流电源输入端正极v
i+
的对应电压高于vh1且低于vh2时，使uc》v
r3
且ub《v
r2
、ua《v
r1
，此时第三电压比较器ic3输出低电平，第六场效应管q6断开，导致第五场效应管q5也断开，同时第一场效应管q1-第四场效应管q4均导通，第三电阻r3和第七电阻r7并联后串入负载rl所在电路，实现小电阻分压(即分压较小)功能，根据计算，只要第三电阻r3和第七电阻r7选择合理电阻值，即可以实现直流电源输出端正极v
o+
的对应电压为负载rl的正常工作电压的目的，确保负载rl正
常工作；当直流电源输入端正极v
i+
的对应电压高于vh2时，使uc》v
r3
、ub》v
r2
且ua《v
r1
，此时第二电压比较器ic2和第三电压比较器ic3均输出低电平，第四场效应管q4和第六场效应管q6断开，导致第三场效应管q3和第五场效应管q5也断开，同时第一场效应管q1和第二场效应管q2继续保持导通，只有第三电阻r3串入负载rl所在电路，实现大电阻分压(即分压较大)功能，根据计算，只要第三电阻r3选择合理电阻值，即可以实现直流电源输出端正极v
o+
的对应电压为负载rl的正常工作电压的目的，确保负载rl正常工作；当直流电源输入端正极v
i+
的对应电压远高于vh2(这种情况一般不会出现)并使uc》v
r3
、ub》v
r2
、ua》v
r1
时，此时第一电压比较器ic1、第二电压比较器ic2和第三电压比较器ic3均输出低电平，第一场效应管q1-第六场效应管q6均断开，切断负载rl所在电路，避免高电压损坏负载。
17.上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。

技术特征：
1.一种具有过压保护及连续常压输出功能的电源控制电路，其特征在于：包括第一电阻-第十二电阻、第一场效应管-第六场效应管和第一电压比较器-第三电压比较器，所述第一场效应管、所述第三场效应管和所述第五场效应管为p沟道场效应管，所述第二场效应管、所述第四场效应管和所述第六场效应管为n沟道场效应管，所述第一电阻的第一端、所述第五电阻的第一端、所述第九电阻的第一端、所述第四电阻的第一端、所述第一场效应管的源极、所述第三场效应管的源极、所述第五场效应管的源极和直流电源输入端正极相互连接，所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端和所述第一场效应管的栅极相互连接，所述第二电阻的第二端与所述第二场效应管的漏极连接，所述第二场效应管的栅极与所述第一电压比较器的信号输出端连接，所述第一电压比较器的反相输入端、所述第四电阻的第二端和所述第八电阻的第一端相互连接，所述第一电压比较器的同相输入端输入第一参考电压，所述第一场效应管的漏极与所述第三电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端、所述第六电阻的第一端和所述第三场效应管的栅极相互连接，所述第六电阻的第二端与所述第四场效应管的漏极连接，所述第四场效应管的栅极与所述第二电压比较器的信号输出端连接，所述第二电压比较器的反相输入端、所述第八电阻的第二端和所述第十一电阻的第一端相互连接，所述第二电压比较器的同相输入端输入第二参考电压，所述第三场效应管的漏极与所述第七电阻的第一端连接，所述第九电阻的第二端、所述第十电阻的第一端和所述第五场效应管的栅极相互连接，所述第十电阻的第二端与所述第六场效应管的漏极连接，所述第六场效应管的栅极与所述第三电压比较器的信号输出端连接，所述第三电压比较器的反相输入端、所述第十一电阻的第二端和所述第十二电阻的第一端相互连接，所述第三电压比较器的同相输入端输入第三参考电压，所述第三电阻的第二端、所述第七电阻的第二端和所述第五场效应管的漏极相互连接并作为直流电源输出端正极，所述第二场效应管的源极、所述第四场效应管的源极、所述第六场效应管的源极、所述第十二电阻的第二端和直流电源输入端负极相互连接并作为直流电源输出端负极。2.根据权利要求1所述的具有过压保护及连续常压输出功能的电源控制电路，其特征在于：第一稳压二极管的正极与所述第一场效应管的栅极连接，所述第一稳压二极管的负极与所述第一场效应管的源极连接，第二稳压二极管的正极与所述第三场效应管的栅极连接，所述第二稳压二极管的负极与所述第三场效应管的源极连接，第三稳压二极管的正极与所述第五场效应管的栅极连接，所述第三稳压二极管的负极与所述第五场效应管的源极连接。

技术总结
本实用新型公开了一种具有过压保护及连续常压输出功能的电源控制电路，包括第一电阻-第十二电阻、第一场效应管-第六场效应管和第一电压比较器-第三电压比较器，第四电阻、第八电阻、第十一电阻和第十二电阻串联形成对直流电源输入端的电压检测电路，通过三个电压比较器分别对不同采样点电压与对应参考电压进行比较，输出信号分别控制六个场效应管的通断。本实用新型在直流电源输入端电压没有过压时直接输出正常工作电压，在直流电源输入端电压过压较小时实现小电阻分压功能，在直流电源输入端电压过压较大时实现大电阻分压功能，从而实现对负载电路的过压保护功能，且能够根据不同过压大小实现不同分压目的，使负载能够保持连续正常工作。持连续正常工作。持连续正常工作。


技术研发人员：方良 陆怡霖 邓思雨 杨宏 李勇明 李应杰 李瑾
受保护的技术使用者：成都宏明电子股份有限公司
技术研发日：2023.02.08
技术公布日：2023/9/16