有效
高精度浪涌保护电路、电源连接线、设备及系统
周家豪、符志岗、张葳、欧新华、袁琼
上海芯导电子科技股份有限公司
周
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符
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张
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欧
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袁
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摘要
本发明提供了一种高精度浪涌保护电路、电源连接线、设备及系统,该电路的第一端耦接至电源输入端以及电源输出端之间的通路,其第二端接地,该电路通过浪涌检测模块比较通路电压以及触发电压的电压大小,并仅在比较结果表征通路上发生浪涌时,控制电源模块向泄放控制模块供电,使得基准电压源单元输出基准电压,比较单元对基准电压以及第一电阻的第二端的电压进行第一处理,并输出对应的第一电压至泄放开关的控制端,以控制泄放开关的导通程度,将电源输出端的电压精准钳位至设定的钳位电压;在比较结果表征通路上未发生浪涌时,控制电源模块向泄放控制模块停止供电,使得泄放控制模块停止工作,降低电路产生的损耗。
1.一种高精度浪涌保护电路,其特征在于,其第一端分别耦接至电源输入端以及电源输出端,其第二端接地;所述高精度浪涌保护电路包括浪涌检测模块、电源模块、泄放控制模块以及泄放开关;所述泄放控制模块包括基准电压源单元、比较单元、第一电阻以及第二电阻;所述浪涌检测模块的第一端、所述第一电阻的第一端以及所述泄放开关的第一端均分别耦接至所述电源输入端以及所述电源输出端;所述浪涌检测模块的第二端耦接至所述电源模块的输入端,其第三端接地;所述电源模块的输出端分别耦接至所述基准电压源单元的输入端以及所述比较单元的第一端;所述基准电压源单元的输出端耦接至所述比较单元的第一输入端,所述第一电阻的第二端分别耦接至所述比较单元的第二输入端以及所述第二电阻的第一端,所述第二电阻的第二端接地;所述比较单元的输出端耦接至所述泄放开关的控制端,所述泄放开关的第二端接地,其中:所述浪涌检测模块用于比较通路电压以及触发电压的电压大小,并仅在比较结果表征所述电源输入端至所述电源输出端之间的通路发生浪涌时,控制所述电源模块向所述泄放控制模块供电;否则,控制所述电源模块向所述泄放控制模块停止供电;所述基准电压源单元被配置为:仅在所述电源模块向所述泄放控制模块供电时输出基准电压;否则,输出电源地电压;所述比较单元被配置为:在所述电源模块向所述泄放控制模块供电时,对所述基准电压以及所述第一电阻的第二端的电压进行第一处理,并输出对应的第一电压至所述泄放开关的控制端,以控制所述泄放开关的导通程度,将所述电源输出端的电压钳位至钳位电压;所述第一处理至少包括相减放大处理;在所述电源模块向所述泄放控制模块停止供电时,输出所述电源地电压至所述泄放开关的控制端,以控制所述泄放开关关断。
2.根据权利要求1所述的高精度浪涌保护电路,其特征在于,所述钳位电压的电压值被配置为:其中,V CLAMP 为所述钳位电压值,R1为所述第一电阻的电阻值,R2为所述第二电阻的电阻值,V IN+ 为所述基准电压的电压值。
3.根据权利要求2所述的高精度浪涌保护电路,其特征在于,所述比较单元包括放大器、第一PMOS管、第三电阻以及第一下拉子单元;所述放大器的供电端耦接至所述电源模块的输出端,其同相输入端耦接至所述基准电压源单元的输出端,其反相输入端耦接至所述第一电阻的第二端,其输出端耦接至所述第一PMOS管的控制端,所述第一PMOS管的源极耦接至所述电源模块的输出端,其漏极分别耦接至所述第一下拉子单元的第一端以及所述第三电阻的第一端,所述第一下拉子单元的第二端接地;所述第三电阻的第二端耦接至所述泄放开关的控制端,以输出对应的第一电压或所述电源地电压;其中:所述放大器被配置为:在所述电源模块向所述泄放控制模块供电时,比较其同相输入端接收的电压值以及其反相输入端接收的电压值,若其同相输入端接收的电压值大于其反相输入端接收的电压值,则输出所述电源模块的供电电压;若其同相输入端接收的电压值小于或等于其反相输入端接收的电压值,则对所述基准电压以及所述第一电阻的第二端的电压进行相减放大处理,并输出对应的第二电压值所述第一PMOS管的控制端,以控制所述第一PMOS管的导通程度,将所述电源输出端的电压钳位至钳位电压。
4.根据权利要求3所述的高精度浪涌保护电路,其特征在于,所述泄放开关为NMOS管。
5.根据权利要求3所述的高精度浪涌保护电路,其特征在于,所述第一下拉子单元包括电阻。
6.根据权利要求3所述的高精度浪涌保护电路,其特征在于,所述电源模块包括第二PMOS管、第一电容、第五电阻、第三PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管、第四PMOS管、第六电阻以及第一二极管;所述第二PMOS管的源极以及栅极均耦接至所述浪涌检测模块的第二端,所述第二PMOS管的漏极分别耦接至所述第一电容的第一端、所述第五电阻的第一端、所述第三PMOS管的栅极以及所述第一NMOS管的栅极,所述第一电容的第二端以及所述第五电阻的第二端均接地,所述第三PMOS管的源极耦接至所述第二PMOS管的栅极,所述第三PMOS管的漏极分别耦接至所述第一NMOS管的漏极以及所述第四PMOS管的栅极,所述第一NMOS管的源极接地,所述第四PMOS管的源极耦接至所述第二NMOS管的源极,所述第二NMOS管的漏极耦接至所述浪涌检测模块的第一端,其栅极耦接至所述第二PMOS管的栅极,所述第四PMOS管的漏极分别耦接至所述第六电阻的第一端以及所述第一二极管的负极,所述第六电阻的第二端以及所述第一二极管的正极均接地。
7.根据权利要求6所述的高精度浪涌保护电路,其特征在于,所述第一下拉子单元包括下拉电流源。
8.根据权利要求7所述的高精度浪涌保护电路,其特征在于,所述比较单元还包括第二下拉子单元;所述第二下拉子单元的第一端耦接至所述第三电阻的第二端,所述第二下拉子单元的第二端接地。
9.根据权利要求8所述的高精度浪涌保护电路,其特征在于,所述第二下拉子模块包括第七电阻、第三NMOS管以及第四NMOS管;所述第七电阻的第一端耦接至所述第一二极管的正极,其第二端分别耦接至所述第三NMOS管的漏极以及所述第四NMOS管的栅极,所述第三NMOS管的栅极耦接至所述第五电阻的第一端,其源极接地,所述第四NMOS管的漏极耦接至所述第三电阻的第二端,其源极接地。
10.根据权利要求1所述的高精度浪涌保护电路,其特征在于,所述浪涌检测模块包括依次串联的第一稳压二极管、第二稳压二极管、第三稳压二极管、第四电阻以及第四稳压二极管;所述第一稳压二极管的第一端耦接至所述电源输入端,所述第四稳压二极管接地,所述第四电阻的第一端以及第二端分别耦接至所述电源模块的第一输入端以及第二输入端,以输出所述比较结果至所述电源模块。
11.根据权利要求10所述的高精度浪涌保护电路,其特征在于,所述触发电压为所述第一稳压二极管的齐纳电压、所述第二稳压二极管的齐纳电压、所述第三稳压二极管以及所述第四稳压二极管的齐纳电压之和。
12.根据权利要求11所述的高精度浪涌保护电路,其特征在于,所述触发电压大于所述钳位电压。
13.根据权利要求11所述的高精度浪涌保护电路,其特征在于,所述触发电压小于或等于所述钳位电压。
14.根据权利要求13所述的高精度浪涌保护电路,其特征在于,所述电源模块包括第二电容;所述第二电容与所述第四电阻并联。
15.一种电源连接线,为供电装置与设备之间的充电提供连接,其特征在于,包括电压总线以及并联在电压总线上的如权利要求1-14任一项所述的高精度浪涌保护电路。
16.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求1-14任一项所述的高精度浪涌保护电路。
17.一种充电系统,其特征在于,包括供电装置以及权利要求16所述的电子设备。
暂无引用专利



