一种保护电路及设备

技术领域

本发明属于电路技术领域，尤其涉及一种保护电路及设备。

背景技术

电路在遭遇雷击和在接通、断开电感负载或大型负载时常常会产生很高的操作过电压，这种瞬时过电压称为浪涌电压，是一种瞬变干扰。实际生活中，用户在使用电子设备的过程中难免会出现接错电源线，将不匹配的电源接到设备上，也就是说，当输入电压高于设备标称输入电压就会导致设备上电子元器件的损坏，导致设备异常甚至损坏。

目前，现有的保护电路一般直接使用二极管和MOS管防反接及反灌，当二极管和MOS管两端经受瞬间的高电压能量冲击时，二极管和MOS管能够以极高的速度把两端的阻抗值变为低阻抗，以吸收瞬间大电流来保护电路。

但是，上述保护电路的各电路之间电压保护的可靠性差。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种保护电路及设备，以解决现有技术中保护电路的各电路之间电压保护的可靠性差的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种保护电路，包括：

第一输入端、第二输入端、输出端、第一比较器、第二比较器、第三比较器、第一或非门、第二或非门、第一MOS管、第二MOS管和非门；

所述第一输入端分别与所述第一MOS管的源极、所述第一比较器的第一输入端和所述第二比较器的第二输入端连接，所述第一比较器的第二输入端和所述第一MOS管的漏极均连接所述输出端，所述第一比较器的输出端连接所述第一或非门的第一输入端，所述第一或非门的输出端连接所述第一MOS管的栅极；

所述第二输入端分别与所述第二比较器的第一输入端、所述第二MOS管的源极和所述第三比较器的第一输入端连接，所述第三比较器的第二输入端和所述第二MOS管的漏极均连接所述输出端，所述第三比较器的输出端连接所述第二或非门的第二输入端，所述第二或非门的输出端连接所述第二MOS管的栅极，所述第二或非门的第一输入端与所述第二比较器的输出端均连接所述非门的输入端，所述非门的输出端连接所述第一或非门的第二输入端。

本发明实施例的第二方面提供了一种具有电压选择功能的保护电路，包括本发明实施例的第一方面所述的保护电路。

本发明实施例的第三方面提供了一种具有防反接功能的保护电路，包括本发明实施例的第一方面所述的保护电路。

本发明实施例的第四方面提供了一种具有防反灌功能的保护电路，包括本发明实施例的第一方面所述的保护电路。

本发明实施例的第五方面提供了一种设备，包括本发明实施例的第一方面所述的保护电路。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

本发明实施例的一种保护电路，包括：第一输入端、第二输入端、输出端、第一比较器、第二比较器、第三比较器、第一或非门、第二或非门、第一MOS管、第二MOS管和非门；所述第一输入端分别与所述第一MOS管的源极、所述第一比较器的第一输入端和所述第二比较器的第二输入端连接，所述第一比较器的第二输入端和所述第一MOS管的漏极均连接所述输出端，所述第一比较器的输出端连接所述第一或非门的第一输入端，所述第一或非门的输出端连接所述第一MOS管的栅极；所述第二输入端分别与所述第二比较器的第一输入端、所述第二MOS管的源极和所述第三比较器的第一输入端连接，所述第三比较器的第二输入端和所述第二MOS管的漏极均连接所述输出端，所述第三比较器的输出端连接所述第二或非门的第二输入端，所述第二或非门的输出端连接所述第二MOS管的栅极，所述第二或非门的第一输入端与所述第二比较器的输出端均连接所述非门的输入端，所述非门的输出端连接所述第一或非门的第二输入端。本发明通过比较器与与非门、MOS管的结合，有效提高了保护电路的各电路之间电压保护的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种保护电路示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1是本发明一实施例提供的一种保护电路示意图。如图1所示，该实施例的一种保护电路包括：

第一输入端Vin1、第二输入端Vin2、输出端Vout、第一比较器(比较器1)、第二比较器(比较器2)、第三比较器(比较器3)、第一或非门(或非门1)、第二或非门(或非门2)、第一MOS管(MOS管1)、第二MOS管(MOS管2)和非门；

所述第一输入端Vin1分别与所述第一MOS管的源极S、所述第一比较器的第一输入端1和所述第二比较器的第二输入端2连接，所述第一比较器的第二输入端2和所述第一MOS管的漏极D均连接所述输出端Vout，所述第一比较器的输出端3连接所述第一或非门的第一输入端1，所述第一或非门的输出端3连接所述第一MOS管的栅极G；

所述第二输入端Vin2分别与所述第二比较器的第一输入端1、所述第二MOS管的源极S和所述第三比较器的第一输入端1连接，所述第三比较器的第二输入端2和所述第二MOS管的漏极D均连接所述输出端Vout，所述第三比较器的输出端3连接所述第二或非门的第二输入端2，所述第二或非门的输出端3连接所述第二MOS管的栅极G，所述第二或非门的第一输入端1与所述第二比较器的输出端3均连接所述非门的输入端，所述非门的输出端连接所述第一或非门的第二输入端2。

在一实施例中，所述第一比较器、第二比较器、第三比较器可为电压比较器。

在一实施例中，所述电压比较器包括：单限比较器、滞回比较器、窗口比较器和三态电压比较器。

具体地，以第一比较器、第二比较器和第三比较器均为单限比较器为例，即第一比较器为第一单限比较器，第二比较器为第二单限比较器，第三比较器为第三单限比较器。结合图1，本申请的保护电路包括：第一输入端Vin1、第二输入端Vin2、输出端Vout、第一单限比较器(比较器1)、第二单限比较器(比较器2)、第三单限比较器(比较器3)、第一或非门(或非门1)、第二或非门(或非门2)、第一MOS管(MOS管1)、第二MOS管(MOS管2)和非门；所述第一输入端Vin1分别与所述第一MOS管的源极S、所述第一单限比较器的第一输入端1和所述第二单限比较器的第二输入端2连接，所述第一单限比较器的第二输入端2和所述第一MOS管的漏极D均连接所述输出端Vout，所述第一单限比较器的输出端3连接所述第一或非门的第一输入端1，所述第一或非门的输出端3连接所述第一MOS管的栅极G；所述第二输入端Vin2分别与所述第二单限比较器的第一输入端1、所述第二MOS管的源极S和所述第三单限比较器的第一输入端1连接，所述第三单限比较器的第二输入端2和所述第二MOS管的漏极D均连接所述输出端Vout，所述第三单限比较器的输出端3连接所述第二或非门的第二输入端2，所述第二或非门的输出端3连接所述第二MOS管的栅极G，所述第二或非门的第一输入端1与所述第二单限比较器的输出端3均连接所述非门的输入端，所述非门的输出端连接所述第一或非门的第二输入端2。

结合图1，本发明一实施例提供的一种具有电压选择功能的保护电路示意图。该实施例的一种具有电压选择功能的保护电路包括：

第一输入端Vin1、第二输入端Vin2、输出端Vout、第一比较器(比较器1)、第二比较器(比较器2)、第三比较器(比较器3)、第一或非门(或非门1)、第二或非门(或非门2)、第一MOS管(MOS管1)、第二MOS管(MOS管2)和非门；

所述第一输入端Vin1分别与所述第一MOS管的源极S、所述第一比较器的第一输入端1和所述第二比较器的第二输入端2连接，所述第一比较器的第二输入端2和所述第一MOS管的漏极D均连接所述输出端Vout，所述第一比较器的输出端3连接所述第一或非门的第一输入端1，所述第一或非门的输出端3连接所述第一MOS管的栅极G；

所述第二输入端Vin2分别与所述第二比较器的第一输入端1、所述第二MOS管的源极S和所述第三比较器的第一输入端1连接，所述第三比较器的第二输入端2和所述第二MOS管的漏极D均连接所述输出端Vout，所述第三比较器的输出端3连接所述第二或非门的第二输入端2，所述第二或非门的输出端3连接所述第二MOS管的栅极G，所述第二或非门的第一输入端1与所述第二比较器的输出端3均连接所述非门的输入端，所述非门的输出端连接所述第一或非门的第二输入端2。

在一实施例中，所述第一比较器、第二比较器、第三比较器可为电压比较器。

在一实施例中，所述电压比较器包括：单限比较器、滞回比较器、窗口比较器和三态电压比较器。

在一实施例中，在所述第一输入端Vin1的输入电压大于所述第二输入端Vin2的输入电压的情况下，所述第二比较器输出低电平，所述低电平经过所述非门后输出高电平，所述第一比较器输出高电平，所述第一比较器输出的高电平与所述低电平经过所述非门后输出的高电平经过所述第一或非门后输出低电平，所述第一MOS管导通；所述第三比较器输出高电平，所述第三比较器输出的高电平与所述第二比较器输出的低电平经过所述第二或非门后输出高电平，所述第二MOS管断开，所述输出端Vout的输出电压等于所述第一输入端Vin1的输入电压；

在所述第一输入端Vin1的输入电压小于所述第二输入端Vin2的输入电压的情况下，所述第二比较器输出高电平，所述第二比较器输出的高电平经过所述非门后输出低电平，所述第一比较器输出高电平，所述第一比较器输出的高电平与所述高电平经过所述非门后输出的低电平经所述第一或非门后输出高电平，所述第一MOS管断开；所述第三比较器输出高电平，所述第三比较器输出的高电平与所述第二比较器输出的高电平经所述第二或非门后输出低电平，所述第二MOS管导通，所述输出端Vout的输出电压等于所述第二输入端Vin2的输入电压。

在第一输入端和第二输入端同时输入电压的情况下，输出较高的电压，可以通过置换第二比较器的输入级来选择输出较高或者较低的电压，也可通过增加比较器来进行更多路的电压选择。

结合图1，本发明一实施例提供的一种具有防反接功能的保护电路示意图。该实施例的一种具有防反接功能的保护电路包括：

第一输入端Vin1、第二输入端Vin2、输出端Vout、第一比较器(比较器1)、第二比较器(比较器2)、第三比较器(比较器3)、第一或非门(或非门1)、第二或非门(或非门2)、第一MOS管(MOS管1)、第二MOS管(MOS管2)和非门；

所述第一输入端Vin1分别与所述第一MOS管的源极S、所述第一比较器的第一输入端1和所述第二比较器的第二输入端2连接，所述第一比较器的第二输入端2和所述第一MOS管的漏极D均连接所述输出端Vout，所述第一比较器的输出端3连接所述第一或非门的第一输入端1，所述第一或非门的输出端3连接所述第一MOS管的栅极G；

所述第二输入端Vin2分别与所述第二比较器的第一输入端1、所述第二MOS管的源极S和所述第三比较器的第一输入端1连接，所述第三比较器的第二输入端2和所述第二MOS管的漏极D均连接所述输出端Vout，所述第三比较器的输出端3连接所述第二或非门的第二输入端2，所述第二或非门的输出端3连接所述第二MOS管的栅极G，所述第二或非门的第一输入端1与所述第二比较器的输出端3均连接所述非门的输入端，所述非门的输出端连接所述第一或非门的第二输入端2。

在一实施例中，所述第一比较器、第二比较器、第三比较器可为电压比较器。

在一实施例中，所述电压比较器包括：单限比较器、滞回比较器、窗口比较器和三态电压比较器。

在一实施例中，在所述第一输入端Vin1反接的情况下，所述第一比较器输出低电平，所述低电平经过所述第一或非门后输出高电平，所述第一MOS管断开，所述第二比较器输出低电平，所述第二比较器输出的低电平经过所述第二或非门后输出高电平，所述第二MOS管断开，所述输出端无输出电压；

在所述第二输入端Vin2反接的情况下，所述第三比较器输出低电平，所述第三比较器输出的低电平经过所述第二或非门后输出高电平，所述第二MOS管断开，所述第二比较器输出低电平，所述第二比较器输出的低电平经过所述非门后输出高电平，所述非门输出的高电平经所述第一或非门后输出高电平，所述第一MOS管断开。

结合图1，本发明一实施例提供的一种具有防反灌功能的保护电路示意图。该实施例的一种具有防反灌功能的保护电路包括：

第一输入端Vin1、第二输入端Vin2、输出端Vout、第一比较器(比较器1)、第二比较器(比较器2)、第三比较器(比较器3)、第一或非门(或非门1)、第二或非门(或非门2)、第一MOS管(MOS管1)、第二MOS管(MOS管2)和非门；

所述第一输入端Vin1分别与所述第一MOS管的源极S、所述第一比较器的第一输入端1和所述第二比较器的第二输入端2连接，所述第一比较器的第二输入端2和所述第一MOS管的漏极D均连接所述输出端Vout，所述第一比较器的输出端3连接所述第一或非门的第一输入端1，所述第一或非门的输出端3连接所述第一MOS管的栅极G；

所述第二输入端Vin2分别与所述第二比较器的第一输入端1、所述第二MOS管的源极S和所述第三比较器的第一输入端1连接，所述第三比较器的第二输入端2和所述第二MOS管的漏极D均连接所述输出端Vout，所述第三比较器的输出端3连接所述第二或非门的第二输入端2，所述第二或非门的输出端3连接所述第二MOS管的栅极G，第二或非门的第一输入端1与所述第二比较器的输出端3均连接所述非门的输入端，所述非门的输出端连接所述第一或非门的第二输入端2。

在一实施例中，所述第一比较器、第二比较器、第三比较器可为电压比较器。

在一实施例中，所述电压比较器包括：单限比较器、滞回比较器、窗口比较器和三态电压比较器。

在一实施例中，在所述输出端Vout的电压大于所述第一输入端Vin1的电压的情况下，所述第一比较器输出低电平，所述低电平经所述第一或非门后输出高电平，所述第一MOS管断开；

在所述输出端Vout的电压大于所述第二输入端Vin2的电压的情况下，所述第三比较器输出低电平，所述第三比较器输出的低电平经所述第二或非门后输出高电平，所述第二MOS管断开。上述实施例中的保护电路可防止电流反灌、损坏前端电路，且该申请采用的电路成本低，启动保护较快，输出与输入的电压压差很小。

本发明一实施例还提供了一种设备，所述设备包括上述任一所述的保护电路。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。