本发明公开了一种欠压保护电路。其中，该欠压保护电路包括：电源；开关电路，连接在电源和负载之间；第一比较电路，与电源和比较器相连接；第二比较电路，与电源和比较器相连接；比较器，比较器的正向输入端与第二比较电路相连接，比较器的反向输入端与第一比较电路相连接,比较器的输出端与开关电路相连接；调整电路，调整电路与比较器的输出端相连接，并且调整电路连接第一比较电路或者第二比较电路，本发明解决了电池电压进入欠压保护后出现系统频繁开启和关断的技术问题。
比较器，所述比较器的正向输入端与所述第二比较电路相连接，所述比较器的反向输入端与所述第一比较电路相连接,所述比较器的输出端与所述开关电路相连接；
调整电路，所述调整电路与所述比较器的所述输出端相连接，并且所述调整电路连接所述第一比较电路或者所述第二比较电路，其中，所述调整电路用于根据所述比较器输出的电压调整所述调整电路所连接所述第一比较电路的电压或者所述第二比较电路的电压，以保持所述比较器当前输出的电平。
2.根据权利要求1所述的欠压保护电路，其特征在于，所述调整电路与所述第二比较电路相连接，所述第一比较电路包括电阻R2和稳压器D1，其中，所述电阻R2的第一端连接所述电源，所述电阻R2的第二端连接所述稳压器D1的第一端，所述电阻R2的第二端连接所述比较器LM1的反向输入端，所述稳压器D1的第二端接地；
所述第二比较电路包括依次串联的电阻R5、电阻R7、电阻R9，其中，所述电阻R5的第一端与所述电阻R2的第一端相连接，所述电阻R5的第二端与所述电阻R7的第一端相连接，所述电阻R7的第二端与所述电阻R9的第一端相连接，所述电阻R9的第二端接地，所述电阻R7的第一端与所述比较器的正向输入端相连接；
所述调整电路包括电阻R8、电阻R6、三极管Q3和三极管Q4，其中，所述三极管Q3的基极与电阻R6的第一端相连接，所述电阻R6第二端与所述比较器的输出端相连接，所述三极管Q3的发射极与电阻R5的第一端相连接，集电极与电阻R8的第一端相连接，所述电阻R8的第二端与三极管Q4的基极相连接，所述三极管Q4的发射极接地，集电极与电阻R9的第一端相连接。
3.根据权利要求1所述的欠压保护电路，其特征在于，所述调整电路与所述第一比较电路相连接，所述第一比较电路包括电阻R11、稳压器D2和稳压器D3，其中，所述电阻R11的第一端连接所述电源，所述电阻R11的第二端连接所述稳压器D2的第一端，所述稳压器D2的第一端与所述比较器的反向输入端相连接，所述稳压器D2的第二端连接所述稳压器D3的第一端，所述稳压器D3的第二端接地；
所述第二比较电路包括依次串联的电阻R14和电阻R16,其中，所述电阻R14的第一端连接所述电源，所述电阻R14的第二端与所述电阻R16的第一端相连接，所述电阻R16的第一端与所述比较器的正向输入端相连，所述电阻R16的第二端接地；
所述调整电路包括电阻R15和三极管Q7，其中，所述三极管Q7的基极与电阻R15的第一端相连接，所述电阻R15的第二端与所述比较器的输出端相连接，所述三极管Q7的发射极与稳压器D3的第二端相连接，集电极与稳压器D3的第一端相连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的欠压保护电路，其特征在于，所述开关电路包括：MOS管Q1、电阻R3、电阻R1、电阻R4和三极管Q2，其中，MOS管Q1的源极连接所述电源，漏极连接负载，栅极与所述电阻R3的第一端相连，同时与所述电阻R1的第一端相连接；所述电阻R1的第二端与所述电源相连；所述电阻R3的第二端与所述三极管Q2的集电极相连；所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的基极连接所述电阻R4的第一端，所述电阻R4的第二端与所述比较器的输出端相连接。
5.根据权利要求1所述的欠压保护电路，其特征在于，在所述调整电路与所述第一比较电路相连接时，所述调整电路调节所述第一比较电路的电压，以保持所述比较器当前输出的电平。
6.根据权利要求5所述的欠压保护电路，其特征在于，
在所述比较器输出高电平时，所述调整电路调节所述第一比较电路的电压降低；或者在所述比较器输出低电平时，所述调整电路调节所述第一比较电路的电压升高。
7.根据权利要求1所述的欠压保护电路，其特征在于，在所述调整电路与所述第二比较电路相连接时，所述调整电路调节所述第二比较电路的电压，以保持所述比较器当前输出的电平。
8.根据权利要求7所述的欠压保护电路，其特征在于，
在所述比较器输出高电平时，所述调整电路调节所述第二比较电路的电压升高；或者在所述比较器输出低电平时，所述调整电路调节所述第一比较电路的电压降低。
9.根据权利要求1所述的欠压保护电路，其特征在于，
所述开关电路用于在接收到所述比较器的高电平时，所述开关电路导通，所述电源向所述负载供电；或者所述开关电路还用于在接收到所述比较器的低电平时，所述开关电路关闭，所述电源停止向所述负载供电。
10.根据权利要求9所述的欠压保护电路，其特征在于，在所述比较器输出所述高电平，且所述开关电路导通之后，所述调整电路调节所述第一比较电路的电压或所述第二比较电路的电压，以保持所述比较器当前输出的电平。
11.根据权利要求9所述的欠压保护电路，其特征在于，在所述比较器输出所述低电平，且所述开关电路关闭之后，所述调整电路调节所述第一比较电路的电压或所述第二比较电路的电压，以保持所述比较器当前输出的电平。
欠压保护电路
技术领域
[0001] 本发明涉及电路领域，具体而言，涉及一种欠压保护电路。
背景技术
[0002] 现在越来越多家用产品使用可充电电池供电，如带电池的直流电风扇、带电池的加湿器等等。其中，电池的电量监测显得尤为重要，如果电池过放的话将会对电池使用寿命产生较大影响，因此欠压保护功能是必不可少的。目前通用的做法有，通过软件检测电池电压，当电压低于设定阀值时，判断为低电量，关断输出进入保护，但它存在一个较严重的缺点，当欠压保护时，由于电池从有载到空载，电池电压升高，重新超过阀值时，保护取消，又带载，电压又降低，因此电压会在保护阀值上下跳变，导致误判，使系统频繁开启和关断。
[0003] 针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
[0004] 本发明实施例提供了一种欠压保护电路，以至少解决电池电压进入欠压保护后出现系统频繁开启和关断的技术问题。
[0005] 根据本发明实施例的一个方面，提供了一种欠压保护电路，包括：电源；开关电路，连接在所述电源和负载之间；第一比较电路，与所述电源和比较器相连接；第二比较电路，与所述电源和比较器相连接；比较器，所述比较器的正向输入端与所述第二比较电路相连接，所述比较器的反向输入端与所述第一比较电路相连接,所述比较器的输出端与所述开关电路相连接；调整电路，所述调整电路与所述比较器的所述输出端相连接，并且所述调整电路连接所述第一比较电路或者所述第二比较电路，其中，所述调整电路用于根据所述比较器输出的电压调整所述调整电路所连接所述第一比较电路的电压或者所述第二比较电路的电压，以保持所述比较器当前输出的电平。
[0006] 进一步地，所述调整电路与所述第二比较电路相连接，所述第一比较电路包括电阻R2和稳压器D1，其中，所述电阻R2的第一端连接所述电源，所述电阻R2的第二端连接所述稳压器D1的第一端，所述电阻R2的第二端连接所述比较器LM1的反向输入端，所述稳压器D1的第二端接地；进一步地，所述第二比较电路包括依次串联的电阻R5、电阻R7、电阻R9，其中，所述电阻R5的第一端与所述电阻R2的第一端相连接，所述电阻R5的第二端与所述电阻R7的第一端相连接，所述电阻R7的第二端与所述电阻R9的第一端相连接，所述电阻R9的第二端接地，所述电阻R7的第一端与所述比较器的正向输入端相连接；所述调整电路包括电阻R8、电阻R6、三极管Q3和三极管Q4，其中，所述三极管Q3的基极与电阻R6的第一端相连接，所述电阻R6第二端与所述比较器的输出端相连接，所述三极管Q3的发射极与电阻R5的第一端相连接，集电极与电阻R8的第一端相连接，所述电阻R8的第二端与三极管Q4的基极相连接，所述三极管Q4的发射极接地，集电极与电阻R9的第一端相连接。
[0007] 进一步地，所述调整电路与所述第一比较电路相连接，所述第一比较电路包括电阻R11、稳压器D2和稳压器D3，其中，所述电阻R11的第一端连接所述电源，所述电阻R11的第二端连接所述稳压器D2的第一端，所述稳压器D2的第一端与所述比较器的反向输入端相连接，所述稳压器D2的第二端连接所述稳压器D3的第一端，所述稳压器D3的第二端接地；所述第二比较电路包括依次串联的电阻R14和电阻R16,其中，所述电阻R14的第一端连接所述电源，所述电阻R14的第二端与所述电阻R16的第一端相连接，所述电阻R16的第一端与所述比较器的正向输入端相连，所述电阻R16的第二端接地；所述调整电路包括电阻R15和三极管Q7，其中，所述三极管Q7的基极与电阻R15的第一端相连接，所述电阻R15的第二端与所述比较器的输出端相连接，所述三极管Q7的发射极与稳压器D3的第二端相连接，集电极与稳压器D3的第一端相连接。
[0008] 进一步地，所述开关电路包括：MOS管Q1、电阻R3、电阻R1、电阻R4和三极管Q2，其中，MOS管Q1的源极连接所述电源，漏极连接负载，栅极与所述电阻R3的第一端相连，同时与所述电阻R1的第一端相连接；所述电阻R1的第二端与所述电源相连；所述电阻R3的第二端与所述三极管Q2的集电极相连；所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的基极连接所述电阻R4的第一端，所述电阻R4的第二端与所述比较器的输出端相连接。
[0009] 进一步地，在所述调整电路与所述第一比较电路相连接时，所述调整电路调节所述第一比较电路的电压，以保持所述比较器当前输出的电平。
[0010] 进一步地，在所述比较器输出高电平时，所述调整电路调节所述第一比较电路的电压降低；或者在所述比较器输出低电平时，所述调整电路调节所述第一比较电路的电压升高。
[0011] 进一步地，在所述调整电路与所述第二比较电路相连接时，所述调整电路调节所述第二比较电路的电压，以保持所述比较器当前输出的电平。
[0012] 进一步地，在所述比较器输出高电平时，所述调整电路调节所述第二比较电路的电压升高；或者在所述比较器输出低电平时，所述调整电路调节所述第一比较电路的电压降低。
[0013] 进一步地，所述开关电路用于在接收到所述比较器的高电平时，所述开关电路导通，所述电源向所述负载供电；或者所述开关电路还用于在接收到所述比较器的低电平时，所述开关电路关闭，所述电源停止向所述负载供电。
[0014] 进一步地，在所述比较器输出所述高电平、且所述开关电路导通之后，所述调整电路调节所述第一比较电路的电压或所述第二比较电路的电压，以保持所述比较器当前输出的电平。
[0015] 进一步地，在所述比较器输出所述低电平、且所述开关电路关闭之后，所述调整电路调节所述第一比较电路的电压或所述第二比较电路的电压，以保持所述比较器当前输出的电平。
[0016] 在本发明实施例中，欠压保护电路通过电源端输入信号，自动调整比较电压的数值，实现迟滞比较功能，进而解决了电池电压进入欠压保护后出现系统频繁开启和关断的技术问题。
附图说明
[0017] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0018] 图1是根据本发明实施例的一种欠压保护电路的系统框图；
[0019] 图2是根据本发明实施例的一种欠压保护电路的输出电压与输入电压关系的示意图；
[0020] 图3是根据本发明实施例的一种调整第二比较电路的电路示意图；
[0021] 图4是根据本发明实施例的一种调整第一比较电路的电路示意图。
具体实施方式
[0022] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0023] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0024] 图1是根据本发明实施例的一种欠压保护电路的系统框图，如图1所示，本发明提供了一种欠压保护电路，包括：电源、输出端、第一比较电路、第二比较电路、比较器、开关电路和调整电路。
[0025] 电源，可选地，电源为充电电池端，比如锂离子电池端。
[0026] 输出端，连接负载(图1并未给出)。由于输出端直接连接欠压保护电路和负载，因此，当欠压保护电路处于非保护状态时，输出端输出电能给负载，保障负载正常工作，不需要设置专门的储能器件为负载提供电能，避免了为负载提供电能的专门储能器件的使用，简化了电路中储能电路的设置。
[0027] 第一比较电路，与电源输入端相连，是电阻和稳压二极管串联电压，用于为比较器提供输入信号；第二比较电路，与电源输入端相连，是在电源输入端串联的多个电阻的分压，用于为比较器提供输入信号；第一比较电路与比较器的反向输入端连接，第二比较电路与正向输入端连接。欠压保护电路工作时，通过调整电路，由比较器输出电压自动调整第一比较电路或者第二比较电路，从而实现迟滞比较，保持欠压保护电路将保护状态或非保护状态维持在一定的迟滞区间内，有效防止欠压保护电路电压的频繁跳变。
[0028] 比较器，其输出端与开关电路和调整电路相连。这里的比较器为常规的比较器集成电路，其输出信号用于控制开关电路导通或断开，控制调整电路工作。开关电路，与电源输入端和电源输出端相连，用于依据欠压保护电路的工作状态，闭合或断开，即当欠压保护电路处于非保护状态时，开关电路导通，输出端输出电源给负载，负载工作；当该保护电路处于欠压保护状态时，开关电路断开，输出端关闭输出。
[0029] 开关电路包括：MOS管Q1、电阻R3、电阻R1、电阻R4和三极管Q2，其中，MOS管Q1的源极连接电源，漏极连接负载，栅极与电阻R3的第一端相连，同时与电阻R1的第一端相连接；电阻R1的第二端与电源相连；R3的第二端与三极管Q2的集电极相连；三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极连接电阻R4的第一端，电阻R4的第二端与比较器的输出端相连接。
[0030] 调整电路，包括三极管，根据比较器的输出电压自动调整第一比较电路或者第二比较电路；调整电路，可以与第一比较电路或第二比较电路相连，对其中一个电压进行调节即可，使得比较器保持输出；通过调整电路，由比较器输出电压自动调整第一比较电路或者第二比较电路，从而实现迟滞比较。
[0031] 图2是根据本发明实施例的一种欠压保护电路的输出电压与输入电压关系的示意图。电源输入端为电池输入端时，根据本发明实施例的欠压保护电路通过自身的输出信号自动改变第一比较电路电压或第二比较电路电压的数值大小，实现迟滞比较功能。当电池电压高于设定值VH时，欠压保护电路输出相应信号控制开关电路接通电池，给系统供电，负载工作，欠压保护解除；当电池电压低于设定值VL时，该欠压保护电路输出相应控制信号，控制开关电路断开电池与系统连接，进入欠压保护状态；一旦进入欠压保护状态后，电池电压需要再次升高到VH时保护电路才能解除保护状态，即需要经过迟滞时间段来维持此时间段的欠压保护状态。其中，VL电压小于VH电压，两者大小可以设定；VL—VH区间即为迟滞区间。通过此欠压保护电路的迟滞区间的设定，可防止当电池从有载到空载，电池电压升高，重新超过阈值VH，欠压保护取消；再次带载，电压又降低，电压在阈值上下跳变的现象，使得根据本发明实施例的一种欠压保护电路能准确进行欠压保护，进入保护后不会出现反复开启和关断现象。
[0032] 图3是根据本发明实施例的一种调整第二比较电路电压的电路示意图，如图所示：①为电源，此处为充电电池；②为第一比较电路，第一比较电路包括电阻R2和稳压器D1，其中，电阻R2的第一端连接电源，电阻R2的第二端连接稳压器D1的第一端，电阻R2的第二端连接比较器LM1的反向输入端，稳压器D1的第二端接地；当电源电压VIN高于稳压值VZ时，VZ为第一比较电路电压输入到比较器反向输入端。③为第二比较电路，通过三个电阻R5、R7和R9与电源分压后得到。第二比较电路包括依次串联的电阻R5、电阻R7、电阻R9，其中，电阻R5的第一端与电阻R2的第一端相连接，电阻R5的第二端与电阻R7的第一端相连接，电阻R7的第二端与电阻R9的第一端相连接，电阻R9的第二端接地，电阻R7的第一端与比较器的正向输入端相连接。④为比较器LM1。⑤为调整电路，包括电阻R8、电阻R6、三极管Q3和三极管Q4，其中，三极管Q3的基极与电阻R6的第一端相连接，电阻R6第二端与比较器的输出端相连接，三极管Q3的发射极与电阻R5的第一端相连接，集电极与电阻R8的第一端相连接，电阻R8的第二端与三极管Q4的基极相连接，三极管Q4的发射极接地，集电极与电阻R9的第一端相连接；
当比较器LM1输出低电平时三极管Q3，Q4导通，电阻R9被三极管Q4短路，此时第二比较电路电压为R7*VIN/(R5+R7)；当比较器输出高电平时三极管Q3，Q4截止，此时第二比较电路电压为(R7+R9)*VIN/(R5+R7+R9)，以此实现对第二比较电路电压的调整。⑥为开关电路，包括：
MOS管Q1、电阻R3、电阻R1、电阻R4和三极管Q2，其中，MOS管Q1的源极连接电源，漏极连接负载，栅极与电阻R3的第一端相连，同时与电阻R1的第一端相连接；电阻R1的第二端与电源相连；R3的第二端与三极管Q2的集电极相连；三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极连接电阻R4的第一端，电阻R4的第二端与比较器的输出端相连接；图中三极管Q2控制MOS管Q1，比较器输出高电平时Q2，Q1导通，此时欠压保护电路输出电源给负载，比较器LM1输出低电平时关断，进入欠压保护。
[0033] 当电源电压VIN由小到大升高，在电源电压VIN小于稳压值VZ之前，由于第一比较电路电压值V1(此时V1＝VIN)大于第二比较电路电压值V2(此时为电阻R5，R7对电源电压VIN的分压V2＝R7*VIN/(R5+R7))因此比较器输出为低电平，该保护电路处于欠压保护状态。当电源电压VIN大于稳压值VZ后，V1稳定在VZ，V1＝VZ，V2仍为R7*VIN/(R5+R7)，随着电源电压VIN升高，当电源电压VIN达到一定值时，V2高于VZ(R7*VIN/(R5+R7)>VZ，即VIN>(R5+R7)VZ/R7)，此时比较器输出高电平，开关电路导通，该保护电路解除保护，输出电源到负载；同时调整电路工作，调整V2为(R7+R9)*VIN/(R5+R7+R9)，由于加入了电阻R9进行分压，此时的第二比较电路电压值V2值比欠压保护状态时的要大。当要再次进入保护时，需要将V2降低到VZ以下，即(R7+R9)*VIN/(R5+R7+R9)
[0034] 图4是根据本发明实施例的一种调整第一比较电压的电路示意图。①为电源，此处为充电电池；②为第一比较电压电路，第一比较电路包括电阻R11、稳压器D2和稳压器D3，其中，电阻R11的第一端连接电源，电阻R11的第二端连接稳压器D2的第一端，D2的第一端与比较器LM2的反向输入端相连接，稳压器D2的第二端连接稳压器D3的第一端，稳压器D3的第二端接地。当电源电压VIN高于稳压值VZ2+VZ3时，VZ2+VZ3为第一比较电压输入到比较器反向输入端。③为第二比较电压电路，包括依次串联的电阻R14和电阻R16,其中，电阻R14的第一端连接电源，电阻R14的第二端与电阻R16的第一端相连接，电阻R16的第一端与比较器的正向输入端相连，电阻R16的第二端接地；V2＝R16*VIN/(R16+R14)固定不变。⑤为调整电路，包括电阻R15和三极管Q7，其中，三极管Q7的基极与电阻R15的第一端相连接，电阻R15的第二端与比较器LM2的输出端相连接，三极管Q7的发射极与稳压器D3的第二端相连接，集电极与稳压器D3的第一端相连接；当比较器输出低电平时Q7截止，此时第一比较电压为VZ2+VZ3，当比较器LM2输出高电平时Q7导通，此时稳压管D3被短路，第一比较电压为VZ2，以此实现对第一比较电压的调整。⑥为开关电路，包括：MOS管Q5、电阻R12、电阻R10、电阻R13和三极管Q6，其中，MOS管Q5的源极连接电源，漏极连接负载，栅极与电阻R12的第一端相连，同时与电阻R10的第一端相连接；电阻R10的第二端与电源相连；R12的第二端与三极管Q6的集电极相连；三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的基极连接电阻R13的第一端，电阻R13的第二端与比较器LM2的输出端相连接；图中三极管Q2控制MOS管Q1，比较器输出高电平时Q2，Q1导通，此时欠压保护电路输出电源给负载C2，比较器LM2输出低电平时关断，进入欠压保护。其中，图4的MOS管Q5、电阻R12、电阻R10、电阻R13和三极管Q6分别相当于图3的MOS管Q1、电阻R3、电阻R1、电阻R4和三极管Q2。
[0035] 当电源电压VIN从小往大升高，在VIN小于VZ2+VZ3之前，由于V1(此时V1＝VIN)大于V2(V2＝R16*VIN/(R16+R14)固定不变的)因此比较器LM2输出为低电平,该电路处于保护状态。当VIN大于VZ2+VZ3后，V1稳定在VZ2+VZ3，V1＝VZ2+VZ3，V2为R16*VIN/(R16+R14)，随着VIN升高，当VIN达到一定值时V2高于VZ2+VZ3(R16*VIN/(R16+R14)>VZ2+VZ3，即VIN>(R14+R16)(V2+V3)/R16)，此时比较器LM2输出高电平，开关电路导通，该保护电路解除保护，输出电源到负载；同时调整电路工作，调整V1为VZ2，此时的V2值比保护状态时的要小。当要再次进入保护时，需要将V2降低到VZ2以下，即R16*VIN/(R16+R14)
[0036] 当电源电压VIN从大往小降低时，由于V1小于V2，比较器LM2输出为高电平，该电路处于非保护状态。当VIN降低后，比较器输出低电平，开关电路关闭，保护电路进入保护状态，不再输出电源到负载。同时，调整电路工作，使得V2小于V1，继续保持保护状态。
[0037] 其中，图3和图4的比较器LM1和比较器LM2是相同的，以及图3的开关电路⑥和负载部分的电路结构与图4的开关电路⑥和负载部分的电路结构是相同的。结合以上实施例可得出，本发明的欠压保护电路通过调整电路，根据比较器的输出信号控制比较电压的改变；当比较器输出信号时，与调整电路相连的比较电压被自动调整，使得比较器保持当前的输出电平；调整电路可以连接第一比较电路也可以连接第二比较电路，对其中一个电路的电压进行调整即可实现迟滞比较。
[0038] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
