一種無支路泄漏電流的主動式電流限制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種主動式電流限制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]電流限制電路因電流限制電路常被置于電壓源及負(fù)載之間，因其可在負(fù)載異?；蛘吆蠹夒娐范搪窌r避免電源，電氣連接及負(fù)載由于通過的電流過大而損害特點被廣泛應(yīng)用于實際電路中，目前常用的電流限制電路可分為主動式和被動式兩種。
[0003]被動式具有電路簡單、制作成本低的優(yōu)點，但是被動式電流限制電路卻存在觸發(fā)其進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)的電流要遠(yuǎn)高于使其退出保護(hù)狀態(tài)的電流，即保護(hù)電流滯回區(qū)間過大且不可調(diào)整和保護(hù)電流的閾值受使用環(huán)境溫度影響大的缺點。相較于被動式電流限制電路(尤指利用正溫度系數(shù)熱敏電阻實現(xiàn)的電流限制電路)電流滯回區(qū)間過大的問題，主動式電流控制電路由于不依賴于溫度變化來限制電流的特點避免了被動式電流限制電路電流滯回區(qū)間過大的問題。然而，主動式電流控制電路依舊存在泄露電流較大，不適合對待機(jī)電流要求非常嚴(yán)格的應(yīng)用場合，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高的缺點。
[0004]面對被動式電流限制電路保護(hù)電流滯回區(qū)間過大且不可調(diào)整，被動式電流限制電路泄漏電流大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，在當(dāng)前的電流限制電路結(jié)構(gòu)中迫切需要一種可解決上述問題的，電流滯回區(qū)間小，泄漏電流小的簡單電路結(jié)構(gòu)以滿足實際生產(chǎn)應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在提供一種拓?fù)錈o支路泄露電流，無保護(hù)電流滯回區(qū)間，電路結(jié)構(gòu)簡單的無支路泄漏電流的主動式電流限制電路。
[0006]本發(fā)明所述的一種無支路泄漏電流的主動式電流限制電路，包括:第一電阻，第四電阻和第一三極管，第二三極管;第一三極管發(fā)射極連接電路電源端和第一電阻的一端，基極連接第一電阻的另一端和第二三極管的發(fā)射極，集電極連接第四電阻的一端和第二三極管的基極，第二三極管集電極連接電路負(fù)載端和第四電阻的另一端。
[0007]本發(fā)明所述的一種無支路泄漏電流的主動式電流限制電路，在整個電路系統(tǒng)的工作電流改變時，流經(jīng)第一電阻的電流改變導(dǎo)致第一三極管發(fā)射極與基極間的電壓改變，第一三極管及第二三極管的工作狀態(tài)改變，電流限制電路將限制整個電路系統(tǒng)的工作電流的變化，當(dāng)負(fù)載電阻降為0時，整個電路系統(tǒng)的工作電流將由電流限制電路的參數(shù)和特性決定使之保持在一個穩(wěn)定值附近，避免了負(fù)載異?；蛘吆蠹夒娐范搪窌r電流過大對電源，負(fù)載及電氣連接造成的損害，保障了電路系統(tǒng)安全。由于該種電流結(jié)構(gòu)利用三極管的工作特性實現(xiàn)對整個電路系統(tǒng)的工作電流的實時限制，保護(hù)電流滯回區(qū)間小，解決了被動式電流限制電路保護(hù)電流滯回區(qū)間過大且不可調(diào)整的問題。并且，由于該種電路僅有一個輸入和一個輸出端，電流限制電路本身沒有對電源負(fù)極的電流通路，所有流入保護(hù)電路的電流I都將從保護(hù)電路流出而且流入負(fù)載，區(qū)別于現(xiàn)有主動式電流限制電路本身有對電源負(fù)極的電流通路的結(jié)構(gòu)，解決了目前主動式電流限制電路存在較大的泄漏電流的問題。實現(xiàn)了一種無支路泄露電流，保護(hù)電流滯回區(qū)間小的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。且其整個電路由兩個通用小功率三極管及幾個中小功率電阻構(gòu)成，電路結(jié)構(gòu)也極其簡單，成本極低。
【附圖說明】
[0008]圖1是一種無支路泄漏電流的主動式電流限制電路的典型電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2是一種無支路泄漏電流的主動式電流限制電路的典型應(yīng)用連接示意圖。
[0010]圖3是一種無支路泄漏電流的主動式電流限制電路的優(yōu)化電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖4是一種無支路泄漏電流的主動式電流限制電路中的第二電阻R2和第三電阻R3的取值對短路瞬間沖擊電流的限制作用對比圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，一種無支路泄漏電流的主動式電流限制電路，包括第一電阻R1，第四電阻R4和第一三極管Q1，第二三極管Q2;第一三極管Q1發(fā)射極e連接保護(hù)電路的輸入端INPUT和第一電阻R1的一端，基極b連接第一電阻R1的另一端和第二三極管Q2的發(fā)射極e，集電極c連接第四電阻R4的一端和第二三極管Q2的基極b，第二三極管Q2集電極c連接保護(hù)電路的輸出端OUTPUT和第四電阻R4的另一端。其中第一三極管Q1，第二三極管Q2均為PNP型三極管。
[0013]如圖1和圖2所示，在典型電路結(jié)構(gòu)中，第一電阻R1的阻值選定為10 Ω，第四電阻R4的阻值選定為1500 Ω，以此為該電路的典型應(yīng)用介紹此發(fā)明的工作原理。負(fù)載正常工作時，PNP型三極管Q2的eb兩極的壓降大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，從而使，第二三極管Q2的eb兩端的PN結(jié)導(dǎo)通，由于第二三極管Q2的放大特性，在第二三極管Q2的發(fā)射極e到集電極c就會有一個電流，在典型應(yīng)用中，由于負(fù)載電阻的量值要遠(yuǎn)大于第一電阻R1的值，且Q2工作于飽和導(dǎo)通的狀態(tài)，從Q2的發(fā)射極e流向集電極c的電流主要取決于負(fù)載的電阻。此時Q1由于eb兩極的壓降小于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，從Q1的發(fā)射極e流向集電極c并流向第四電阻R4的電流非常小，不足以使第二三極管Q2由于eb兩極的壓降減少而退出飽和導(dǎo)通的狀態(tài)。后級電路的電阻降低至觸發(fā)保護(hù)電路工作時(出現(xiàn)于負(fù)載異?；蛘唠姎膺B接短路等情況)，后級電路的電阻從正常狀態(tài)降低，流經(jīng)第一電阻R1的電流就會隨之上升，從而導(dǎo)致第一三極管Q1由于eb兩極的壓降達(dá)到PN結(jié)的導(dǎo)通壓降之上，此時從第一三極管Q1的發(fā)射極e流向集電極c并流向第三電阻R4的電流將快速增加，從而降低了經(jīng)第二三極管Q2的發(fā)射極e，基極b的電流，導(dǎo)致第二三極管Q2退出飽和導(dǎo)通或接近飽和導(dǎo)通的狀態(tài)，進(jìn)入放大狀態(tài)。如果后級電路的電阻降低至0，流經(jīng)保護(hù)電路的電流將完全由電路自己本身的參數(shù)和特性所決定，保持在一個穩(wěn)定的值附近，并且由于在典型應(yīng)用中此保護(hù)電路是串接在電壓源的正極之后的，所以流經(jīng)此保護(hù)電路的電流的量值亦等于電源的輸出電流的量值。本發(fā)明中第一三極管Q1的主要作用是與第四電阻R4組合，在需要限制電流時降低第一三極管Q1的發(fā)射極e及基極b之間的電壓差，第一電阻R4的阻值越高，在后級電路短路時此電流限制電路的短路輸出電流越低;第一電阻R1的對保護(hù)電流的設(shè)定起主要作用，增大其電阻值可降低保護(hù)電流的閾值，反之提高保護(hù)電流的閾值。在實際應(yīng)用中，可將第一電阻R1的阻值限定為2 Ω至20 Ω，避免保護(hù)電流的閥過低影響電路正常工作或保護(hù)電流的閥過高，未起到保護(hù)電源，負(fù)載和連接電氣的作用。第四電阻R4用于調(diào)整在后級電路正常情況下第二三極管Q2的飽和深度及與第一電阻R1協(xié)同調(diào)整后級電路短路時該保護(hù)電路的輸出電流。第四電阻R4的電阻的取值范圍一般為200 Ω至5000 Ω，若第四電阻R4的阻值小于200 Ω則可能導(dǎo)致在后級電路短路時此電流限制電路的短路輸出電流過大，不能真正起到保護(hù)電源，負(fù)載和連接電氣的作用;而第四電阻R4的阻值大于5000 Ω雖然可以使后級電路短路時此電流限制電路的短路輸出電流值更小，卻可能導(dǎo)致電流限制電路工作能耗過大，做此限定則可將在后級電路短路時此電流限制電路的短路輸出電流限定在合理范圍內(nèi)，避免使用中出現(xiàn)上述情況。
[0014]如圖3所示，本發(fā)明所述的一種無支路泄漏電流的主動式電流限制電路，還包括第二電阻R2和第三電阻R3，第二電阻R2串聯(lián)于第一電阻R1與第一三極管Q1基極b間，第三電阻R3連接于第四電阻R4與第二三極Q2管基極b間。在該電路中增加第二電阻R2和第三電阻R3可以顯著的限制但負(fù)載端OUTPUT端口電壓急劇下降，減小負(fù)載急劇變小時流經(jīng)電路即負(fù)載的沖擊電流。如圖4所示，當(dāng)負(fù)載電阻從正常狀態(tài)急劇降低時，由于實際三極管Q1和Q2寄生電容的影響，如果沒有第二電阻R2和第三電阻R3的限制，在非常短暫的時間內(nèi)，會出現(xiàn)非常大的經(jīng)第一電阻Q1的發(fā)射極e，基極b，第二電阻Q2的發(fā)射極e流向Q2的集電極c以及經(jīng)Q1的發(fā)射極e，集電極c，Q2的基極b流向Q2的發(fā)射極e的電流，如圖4圖所示。在實際應(yīng)用中，譬如在印刷電路板上，印刷電路板上寄生電容會增加這個電流幅度和持續(xù)時間。這個電流的危害性在于可能引發(fā)寄生振蕩以及電磁噪聲。對比如圖4圖中第二電阻R2與第三電阻R3為lmΩ和第二電阻R2與第三電阻R3為500 Ω時的沖擊電流變化情況，第二電阻R2與第三電阻R3對沖擊電流起限定作用，且R2和R3的電阻值越小，對上述的沖擊電流的限制作用越弱。但是，實際應(yīng)用中適宜將R2和R3的電阻值限制為0 Ω至2000 Ω，因為當(dāng)R2和R3的電阻值大于2000 Ω時，電路的正常輸出電流會變小，影響電路的正常工作，不適宜實際應(yīng)用。
【主權(quán)項】
1.一種無支路泄漏電流的主動式電流限制電路，其特征在于:包括第一電阻，第四電阻和第一三極管，第二三極管;第一三極管發(fā)射極連接電路電源端和第一電阻的一端，基極連接第一電阻的另一端和第二三極管的發(fā)射極，集電極連接第四電阻的一端和第二三極管的基極，第二三極管集電極連接電路負(fù)載端和第四電阻的另一端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無支路泄漏電流的主動式電流限制電路，其特征在于:所述的第一三極管及第二三極管為PNP型三極管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無支路泄漏電流的主動式電流限制電路，其特征在于:所述電路還包括第二電阻和第三電阻，第二電阻串聯(lián)于第一電阻與第一三極管基極間，第三電阻連接于第四電阻與第二三極管基極間。
【專利摘要】本發(fā)明公開的一種無支路泄漏電流的主動式電流限制電路，包括：第一電阻，第四電阻和第一三極管，第二三極管；第一三極管發(fā)射極連接電路電源端和第一電阻的一端，基極連接第一電阻的另一端和第二三極管的發(fā)射極，集電極連接第四電阻的一端和第二三極管的基極，第二三極管集電極連接電路負(fù)載端和第四電阻的另一端。僅采用2只通用小功率三極管及一些中小功率電阻構(gòu)成，同時解決了主動式電流限制電路泄漏電流大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，和被動式電流限制電路滯回區(qū)間大，受溫度影響大的問題，提供了一種拓?fù)錈o支路泄露電流，無保護(hù)電流滯回區(qū)間，保護(hù)電流閾值受使用環(huán)境溫度影響小的主動式電流限制電路。
【IPC分類】G05F1/56
【公開號】CN105468078
【申請?zhí)枴緾N201511010988
【發(fā)明人】李曉華
【申請人】馬瑞利汽車電子(廣州)有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月30日