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CN105633905A - 过压欠压保护电路 - Google Patents

过压欠压保护电路 Download PDF

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CN105633905A
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王远
李晓增
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Abstract

过压欠压保护电路在过压检测模块和欠压检测模块输入基准电压,通过过压检测模块监控第一驱动电压是否高于基准电压及通过欠压检测模块监控第二驱动电压是否低于基准电压。在过压检测模块检测到第一驱动电压高于基准电压时,过压检测模块控制开关控制模块截止,从而使得主控芯片停止工作。在欠压检测模块检测到第二驱动电压低于基准电压时,欠压检测模块控制开关控制模块截止,从而使得主控芯片停止工作。从而实现在出现过压欠压等异常现象时对主控芯片的保护,避免主控芯片受到损坏。

Description

过压欠压保护电路
技术领域
本发明涉及异常保护电路,特别是涉及一种主控芯片的过压欠压保护电路。
背景技术
主控芯片是主板或者硬盘的核心组成部分,是联系各个设备之间的桥梁,也是控制设备运行工作的大脑。在主板中,两大芯片是最重要的,一个是南桥芯片而另一个是北桥芯片。两大芯片对输入电压的要求较高,即必须要在正常的工作电压范围内才能正常控制各种参量。一般来说,主控芯片对电路的输出电压和电流要求较高,即当电源的输出电压过高或过低时都会对主控芯片造成损坏。例如,供电电压过高时,会导致主控芯片烧毁。而在输入电压过低时,可能会导致主控芯片内的电流增大以致损坏主控芯片。
发明内容
基于此,有必要提供一种主控芯片电路异常的过压欠压保护电路。
一种过压欠压保护电路,包括基准电压模块、过压检测模块、欠压检测模块及开关控制模块;
所述基准电压模块用于将电源电压转换为基准电压,所述基准电压输入到所述过压检测模块及所述欠压检测模块;
所述过压检测模块包括用于接输入电压的第一输入端、输入基准电压的第二输入端及与所述开关控制模块的输入端连接的输出端;
所述欠压检测模块包括用于输入基准电压的第一输入端、用于接输入电压的第二输入端及与所述开关控制模块的输入端连接的输出端;
所述开关控制模块的输出端用于与主控芯片连接;
其中,所述过压检测模块用于将输入电压转换为第一驱动电压,在所述第一驱动电压高于所述基准电压时,所述过压检测模块控制所述开关控制模块截止,与所述开关控制模块连接的主控芯片停止工作;
所述欠压检测模块用于将输入电压转换为第二驱动电压,在所述第二驱动电压低于所述基准电压时,所述欠压检测模块控制所述开关控制模块截止,与所述开关控制模块连接的主控芯片停止工作。
在其中一个实施例中,所述基准电压模块包括电阻R1、三端稳压管U1;
所述电阻R1一端接电源电压,另一端接所述三端稳压管U1的阴极,所述三端稳压管U1的阳极接地,所述三端稳压管U1的控制端与阴极连接后输出基准电压。
在其中一个实施例中,所述过压检测模块包括运算放大器U2A、分压电阻R2和分压电阻R3;
所述分压电阻R2和所述分压电阻R3串联于输入电压和接地端之间,所述分压电阻R2远离所述分压电阻R3的一端连接输入电压;所述分压电阻R2和所述分压电阻R3的公共端与所述运算放大器U2A的正相输入端连接,所述运算放大器U2A的反相输入端输入所述基准电压;
所述分压电阻R2接输入电压的一端为所述过压检测模块的第一输入端,所述运算放大器U2A的反相输入端为所述过压检测模块的第二输入端,所述运算放大器U2A的输出端为所述过压检测模块的输出端;
所述分压电阻R2和所述分压电阻R3的公共连接点输出第一驱动电压。
在其中一个实施例中,所述过压检测模块还包括二极管D1;所述二极管D1的正极接所述运算放大器U2A的输出端,负极接所述开关控制模块的输入端。
在其中一个实施例中,所述欠压检测模块包括运算放大器U2B、分压电阻R4和分压电阻R5;
所述分压电阻R4和所述分压电阻R5串联于输入电压和接地端之间,所述分压电阻R4远离所述分压电阻R5的一端连接输入电压;所述分压电阻R4和所述分压电阻R5的公共端与所述运算放大器U2B的反相输入端连接,所述运算放大器U2B的正相输入端输入所述基准电压;
所述分压电阻R4接输入电压的一端为所述欠压检测模块的第二输入端,所述运算放大器U2B的正相输入端为所述欠压检测模块的第一输入端,所述运算放大器U2B的输出端为所述欠压检测模块的输出端;
所述分压电阻R4和所述分压电阻R5的公共连接点输出第二驱动电压。
在其中一个实施例中,所述欠压检测模块还包括二极管D2;所述二极管D2的正极接所述运算放大器U2B的输出端,负极接所述开关控制模块的输入端。
在其中一个实施例中,所述开关控制模块包括三极管Q1和电阻R6;
所述电阻R6一端接所述三极管Q1的基极,所述电阻R6远离所述三极管Q1的一端接所述过压检测模块的输出端和所述欠压检测模块的输出端;所述三极管Q1的发射极接地,所述三极管Q1的集电极接所述主控芯片。
上述过压欠压保护电路在过压检测模块和欠压检测模块输入基准电压,通过过压检测模块监控第一驱动电压是否高于基准电压及通过欠压检测模块监控第二驱动电压是否低于基准电压。在过压检测模块检测到第一驱动电压高于基准电压时,过压检测模块控制开关控制模块截止,从而使得主控芯片停止工作。在欠压检测模块检测到第二驱动电压低于基准电压时,欠压检测模块控制开关控制模块截止,从而使得主控芯片停止工作。从而实现在出现过压欠压等异常现象时对主控芯片的保护,避免主控芯片受到损坏。
附图说明
图1为过压欠压保护电路的模块图;
图2为过压欠压保护电路的原理图。
具体实施方式
如图1所示,为过压欠压保护电路的模块图。
一种过压欠压保护电路,包括基准电压模块101、过压检测模块103、欠压检测模块105及开关控制模块107。
所述基准电压模块101用于将电源电压转换为基准电压,所述基准电压输入到所述过压检测模块103及所述欠压检测模块105。
所述过压检测模块103包括用于接输入电压的第一输入端、输入基准电压的第二输入端及与所述开关控制模块107的输入端连接的输出端。
所述欠压检测模块105包括用于输入基准电压的第一输入端、用于接输入电压的第二输入端及与所述开关控制模块107的输入端连接的输出端。
所述开关控制模块107的输出端用于与主控芯片连接。
其中,所述过压检测模块103用于将输入电压转换为第一驱动电压,在所述第一驱动电压高于所述基准电压时,所述过压检测模块103控制所述开关控制模块截止,与所述开关控制模块107连接的主控芯片停止工作。
所述欠压检测模块105用于将输入电压转换为第二驱动电压,在所述第二驱动电压低于所述基准电压时,所述欠压检测模块105控制所述开关控制模块107截止,与所述开关控制模块107连接的主控芯片停止工作。
基准电压模块101将电源电压转换成过压检测模块103及欠压检测模块105需要的基准电压。
过压检测模块103根据输入的基准电压及第一驱动电压控制开关控制模块107的导通和截止。其中,当第一驱动电压高于第一基准电压时,此时主控芯片处于过压状态。因此,过压检测模块103控制开关控制模块107截止,因而与开关控制模块107连接的主控芯片停止工作,以达到保护主控芯片的效果。在第一驱动电压低于基准电压时,开关控制模块107导通,主控芯片电压没有过压。
欠压检测模块105根据输入的基准电压及第二驱动电压控制开关控制模块107的导通和截止。其中,当第二驱动电压低于基准电压时,此时主控芯片处于欠压状态。因此,欠压检测模块105控制开关控制模块107截止,因而与开关控制模块107连接的主控芯片停止工作,以达到避免主控芯片因欠压状态出现大电流对主控芯片造成损坏。在第二驱动电压高于基准电压时,开关控制模块107导通,主控芯片电压没有欠压。
因此,只有在第一驱动电压低于基准电压,且第二驱动电压高于基准电压时,开关控制模块107导通,主控芯片才能正常工作,即主控芯片的电压处于正常范围。
请结合图2。
基准电压模块101包括电阻R1、三端稳压管U1。
所述电阻R1一端接电源电压,另一端接所述三端稳压管U1的阴极,所述三端稳压管U1的阳极接地,所述三端稳压管U1的控制端与阴极连接后输出基准电压。
过压检测模块103包括运算放大器U2A、分压电阻R2和分压电阻R3。
所述分压电阻R2和所述分压电阻R3串联于输入电压和接地端之间,所述分压电阻R2远离所述分压电阻R3的一端连接输入电压;所述分压电阻R2和所述分压电阻R3的公共端与所述运算放大器U2A的正相输入端连接,所述运算放大器U2A的反相输入端输入所述基准电压。
所述分压电阻R2接所述输入电压的一端为所述过压检测模块103的第一输入端,所述运算放大器U2A的反相输入端为所述过压检测模块103的第二输入端,所述运算放大器U2A的输出端为所述过压检测模块103的输出端。
所述分压电阻R2和所述分压电阻R3的公共连接点输出第一驱动电压。
过压检测模块103还包括二极管D1;所述二极管D1的正极接所述运算放大器U2A的输出端,负极接所述开关控制模块107的输入端。
欠压检测模块105包括运算放大器U2B、分压电阻R4和分压电阻R5。
所述分压电阻R4和所述分压电阻R5串联于输入电压和接地端之间,所述分压电阻R4远离所述分压电阻R5的一端连接输入电压;所述分压电阻R4和所述分压电阻R5的公共端与所述运算放大器U2B的反相输入端连接,所述运算放大器U2B的正相输入端输入所述基准电压。
所述分压电阻R4接输入电压的一端为所述欠压检测模块105的第二输入端,所述运算放大器U2B的正相输入端为所述欠压检测模块105的第一输入端,所述运算放大器U2B的输出端为所述欠压检测模块105的输出端。
所述分压电阻R4和所述分压电阻R5的公共连接点输出第二驱动电压。
欠压检测模块105还包括二极管D2;所述二极管D2的正极接所述运算放大器U2B的输出端,负极接所述开关控制模块107的输入端。
开关控制模块107包括三极管Q1和电阻R6。
所述电阻R6一端接所述三极管Q1的基极,所述电阻R6远离所述三极管Q1的一端接所述过压检测模块103的输出端和所述欠压检测模块105的输出端;所述三极管Q1的发射极接地,所述三极管Q1的集电极接所述主控芯片。
基于上述所有实施例,过压欠压保护电路的工作原理如下:
电源电压经由电阻R1和三端稳压管U1后,将电源电压的输出电压转换成过压检测模块103及欠压检测模块105所需的基准电压。具体的,电阻R1和三端稳压管U1的公共端输出的为基准电压。
分压电阻R2和分压电阻R3、分压电阻R4和分压电阻R5将输入电压的分别转换成第一驱动电压和第二驱动电压,对应输出给运算放大器U2A和运算放大器U2B。具体地,分压电阻R4和分压电阻R5串联后的公共端与运算放大器U2B的反相输入端连接,分压电阻R2和分压电阻R3串联后的公共端与运算放大器U2A的反相输入端连接。
运算放大器U2A和运算放大器U2B分别将经由分压电阻分压后的第一驱动电压、第二驱动电压与基准电压进行比较。
当运算放大器U2A的反相输入端的第一驱动电压高于基准电压时,运算放大器U2A输出高电平,高电平经由二极管D1和分压电阻R6传输后,输出给三极管Q1的基极,三极管Q1导通,与三极管Q1的集电极连接的主控芯片停止工作。
当运算放大器U2B的反相输入端的第二驱动电压低于基准电压时,运算放大器U2B输出高电平,高电平经由二极管D2和分压电阻R6传输后,输出给三极管Q1的基极,三极管Q1导通,与三极管Q1的集电极连接的主控芯片停止工作。
因而,在输入电压出现过压或欠压时,过压检测模块103和欠压检测模块105对应作出控制开关控制模块107截止的动作,使主控芯片停止工作,从而达到保护主控芯片的目的。
上述过压欠压保护电路在过压检测模块103和欠压检测模块105输入基准电压,通过过压检测模块103监控第一驱动电压是否高于基准电压及通过欠压检测模块105监控第二驱动电压是否低于基准电压。在过压检测模块103检测到第一驱动电压高于基准电压时,过压检测模块103控制开关控制模块107截止,从而使得主控芯片停止工作。在欠压检测模块105检测到第二驱动电压低于基准电压时,欠压检测模块105控制开关控制模块107截止,从而使得主控芯片停止工作。从而实现在出现过压欠压等异常现象时对主控芯片的保护,避免主控芯片受到损坏。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种过压欠压保护电路,其特征在于,包括基准电压模块、过压检测模块、欠压检测模块及开关控制模块;
所述基准电压模块用于将电源电压转换为基准电压,所述基准电压输入到所述过压检测模块及所述欠压检测模块;
所述过压检测模块包括用于接输入电压的第一输入端、输入基准电压的第二输入端及与所述开关控制模块的输入端连接的输出端;
所述欠压检测模块包括用于输入基准电压的第一输入端、用于接输入电压的第二输入端及与所述开关控制模块的输入端连接的输出端;
所述开关控制模块的输出端用于与主控芯片连接;
其中,所述过压检测模块用于将输入电压转换为第一驱动电压,在所述第一驱动电压高于所述基准电压时,所述过压检测模块控制所述开关控制模块截止,与所述开关控制模块连接的主控芯片停止工作;
所述欠压检测模块用于将输入电压转换为第二驱动电压,在所述第二驱动电压低于所述基准电压时,所述欠压检测模块控制所述开关控制模块截止,与所述开关控制模块连接的主控芯片停止工作。
2.根据权利要求1所述的驱动电源的过压欠压保护电路,其特征在于,所述基准电压模块包括电阻R1、三端稳压管U1;
所述电阻R1一端接电源电压,另一端接所述三端稳压管U1的阴极,所述三端稳压管U1的阳极接地,所述三端稳压管U1的控制端与阴极连接后输出基准电压。
3.根据权利要求1所述的驱动电源的过压欠压保护电路,其特征在于,所述过压检测模块包括运算放大器U2A、分压电阻R2和分压电阻R3;
所述分压电阻R2和所述分压电阻R3串联于输入电压和接地端之间,所述分压电阻R2远离所述分压电阻R3的一端连接输入电压;所述分压电阻R2和所述分压电阻R3的公共端与所述运算放大器U2A的正相输入端连接,所述运算放大器U2A的反相输入端输入所述基准电压;
所述分压电阻R2接输入电压的一端为所述过压检测模块的第一输入端,所述运算放大器U2A的反相输入端为所述过压检测模块的第二输入端,所述运算放大器U2A的输出端为所述过压检测模块的输出端;
所述分压电阻R2和所述分压电阻R3的公共连接点输出第一驱动电压。
4.根据权利要求3所述的驱动电源的过压欠压保护电路,其特征在于,所述过压检测模块还包括二极管D1;所述二极管D1的正极接所述运算放大器U2A的输出端,负极接所述开关控制模块的输入端。
5.根据权利要求1所述的驱动电源的过压欠压保护电路,其特征在于,所述欠压检测模块包括运算放大器U2B、分压电阻R4和分压电阻R5;
所述分压电阻R4和所述分压电阻R5串联于输入电压和接地端之间,所述分压电阻R4远离所述分压电阻R5的一端连接输入电压;所述分压电阻R4和所述分压电阻R5的公共端与所述运算放大器U2B的反相输入端连接,所述运算放大器U2B的正相输入端输入所述基准电压;
所述分压电阻R4接输入电压的一端为所述欠压检测模块的第二输入端,所述运算放大器U2B的正相输入端为所述欠压检测模块的第一输入端,所述运算放大器U2B的输出端为所述欠压检测模块的输出端;
所述分压电阻R4和所述分压电阻R5的公共连接点输出第二驱动电压。
6.根据权利要求5所述的驱动电源的过压欠压保护电路,其特征在于,所述欠压检测模块还包括二极管D2;所述二极管D2的正极接所述运算放大器U2B的输出端,负极接所述开关控制模块的输入端。
7.根据权利要求1所述的驱动电源的过压欠压保护电路,其特征在于,所述开关控制模块包括三极管Q1和电阻R6;
所述电阻R6一端接所述三极管Q1的基极,所述电阻R6远离所述三极管Q1的一端接所述过压检测模块的输出端和所述欠压检测模块的输出端;所述三极管Q1的发射极接地,所述三极管Q1的集电极接所述主控芯片。
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