負(fù)載短接保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種負(fù)載短接保護(hù)電路，包括輸出控制電路、第一電流采樣電路、電壓開(kāi)關(guān)控制電路、第一開(kāi)關(guān)電路；輸出控制電路、第一電流采樣電路、第一開(kāi)關(guān)電路依次相連，電壓開(kāi)關(guān)控制電路分別連接至第一電流采樣電路和第一開(kāi)關(guān)電路；輸出控制電路用于輸出電壓給負(fù)載；第一電流采樣電路用于采樣輸出控制電路輸出的電流，并輸出采樣電壓；電壓開(kāi)關(guān)控制電路用于在采樣電壓超過(guò)一預(yù)設(shè)值時(shí)自動(dòng)輸出控制信號(hào)；第一開(kāi)關(guān)電路用于接收控制信號(hào)并斷開(kāi)輸出控制電路與負(fù)載的通路。由于電壓開(kāi)關(guān)控制電路是通過(guò)電壓實(shí)現(xiàn)自動(dòng)輸出使第一開(kāi)關(guān)電路斷開(kāi)的控制信號(hào)，該電壓來(lái)自第一電流采樣電路，整個(gè)過(guò)程中開(kāi)關(guān)的控制是通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)，可靠性提高，靈敏性能有效提高。
【專利說(shuō)明】負(fù)載短接保護(hù)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及電壓輸出保護(hù)，更具體地說(shuō)，涉及一種負(fù)載短接保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 在常用的電子產(chǎn)品中，很多都有電壓輸出的接口，輸出一定的電壓供外接負(fù)載使 用，例如手機(jī)充電器以及一些電子工程師常用的如編程器、開(kāi)發(fā)板之類的，由于此類產(chǎn)品的 負(fù)載經(jīng)常需要插撥或更換，如果由于連接線或者負(fù)載本身的原因，造成產(chǎn)品的輸出"電源" 與"地"之間短路，將會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品輸出回路元器件燒壞，產(chǎn)品無(wú)法繼續(xù)正常工作，影響了用戶 產(chǎn)品使用體驗(yàn)，增加了產(chǎn)品的維修售后服務(wù)等成本。
[0003] 因此電源短路保護(hù)顯得尤為重要，參考圖1和圖2,目前大家常用的做法就是在 負(fù)載和穩(wěn)壓電路之間串聯(lián)一個(gè)開(kāi)關(guān)電路，然后通過(guò)第二電流采樣電路部分采集輸出到負(fù)載 的電流，控制電路根據(jù)第二電流采樣電路采集到的電流判斷是否短路，并在短路時(shí)控制開(kāi) 關(guān)電路斷開(kāi)實(shí)現(xiàn)電路保護(hù)，結(jié)合圖2,第二電流采樣電路包括阻值較小的電阻R4,如圖2中 Ι-ADC示意的第二電流采樣電阻R4上的電流送至AD采樣，開(kāi)關(guān)電路包括三級(jí)管Q1和M0S管 Q2,三級(jí)管Q1的基極連接至控制電路中的MCU的0UT-EN，如果短路，則電阻R4上的電流增 力口，從而輸出到MCU的電壓增加，于是MCU的OUT-ΕΝ輸出低電平，三極管Q1截止，于是M0S 管Q2截止，負(fù)載與穩(wěn)壓器（U1)直接的回路斷開(kāi)，切斷電源輸出，進(jìn)行短路保護(hù)。也有較簡(jiǎn) 單的就是在輸出回路中串聯(lián)保險(xiǎn)電阻，當(dāng)電流大于一定值時(shí)保險(xiǎn)電阻開(kāi)路來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)。
[0004] 這種借助MCU軟件執(zhí)行的短路保護(hù)，可靠性和反應(yīng)速度受到軟件程序的制約，可 靠性不高，反應(yīng)速度靈敏性受限制。
[0005] 因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述MCU軟件執(zhí)行的短路保 護(hù)存在的可靠性和反應(yīng)速度受限制的實(shí)現(xiàn)缺陷，提供一種完全由硬件實(shí)現(xiàn)的負(fù)載短接保護(hù) 電路。
[0007] 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種負(fù)載短接保護(hù)電路， 包括輸出控制電路，其中，還包括第一電流采樣電路、電壓開(kāi)關(guān)控制電路、與負(fù)載連接的第 一開(kāi)關(guān)電路；
[0008] 所述輸出控制電路、第一電流采樣電路、第一開(kāi)關(guān)電路依次相連，所述電壓開(kāi)關(guān)控 制電路分別連接至所述第一電流采樣電路和第一開(kāi)關(guān)電路；
[0009] 所述輸出控制電路用于輸出電壓給負(fù)載；所述第一電流米樣電路用于米樣所述輸 出控制電路輸出的電流，并輸出與所述電流對(duì)應(yīng)的采樣電壓；所述電壓開(kāi)關(guān)控制電路用于 檢測(cè)所述采樣電壓并在所述采樣電壓超過(guò)一預(yù)設(shè)值時(shí)自動(dòng)輸出控制信號(hào)至所述第一開(kāi)關(guān) 電路；所述第一開(kāi)關(guān)電路用于接收所述控制信號(hào)并斷開(kāi)所述輸出控制電路與所述負(fù)載的通 路。
[0010] 在本實(shí)用新型所述的負(fù)載短接保護(hù)電路，其中，
[0011] 所述第一電流采樣電路包括第一電流采樣電阻，所述電壓開(kāi)關(guān)控制電路包括第 一三極管、第二三極管、第一分壓電阻、第二分壓電阻，所述第一開(kāi)關(guān)電路包括第三三極管 和第一 M0S管；
[0012] 所述第一三極管的發(fā)射極分別連接至所述第一電流采樣電阻的一端和所述輸出 控制電路的電壓輸出端，所述第一電流采樣電阻的另一端分別連接至所述第一三極管的基 極和所述第一 M0S管的源極，所述第一三極管的集電極連接至所述第一分壓電阻的一端， 所述第一分壓電阻的另一端分別連接至所述第二三極管的基極和第二分壓電阻的一端，所 述第二分壓電阻的另一端和所述第二三極管的發(fā)射極均接地；
[0013] 所述第三三極管的基極分別連接至所述第二三極管的集電極和所述輸出控制電 路的控制端，所述第三三極管的發(fā)射極接地，所述第三三極管的集電極連接至所述第一 M0S 管的柵極，所述第一 M0S管的漏極連接至負(fù)載的正極。
[0014] 在本實(shí)用新型所述的負(fù)載短接保護(hù)電路，其中，所述第一電流采樣電路還包括連 接所述第一三極管的基極和第一電流采樣電阻的限流電阻。
[0015] 在本實(shí)用新型所述的負(fù)載短接保護(hù)電路，其中，所述電壓開(kāi)關(guān)控制電路還包括第 一濾波電容和第一電阻，所述第一開(kāi)關(guān)電路還包括第二濾波電容、偏置電阻、第二電阻、第 三電阻；
[0016] 所述第一濾波電容的兩端分別連接至所述第一三極管的基極和發(fā)射極；所述第二 濾波電容的一端接地，所述第二濾波電容的另一端連接至所述第一 M0S管的漏極；所述偏 置電阻的兩端分別連接至所述第一 M0S管的柵極和源極；所述第一電阻分別連接所述第一 分壓電阻和第二三極管的基極；所述第二電阻分別連接所述第三三極管的基極和所述輸出 控制電路的控制端；所述第三電阻的一端接地，所述第三電阻的另一端連接至所述輸出控 制電路的控制端。
[0017] 在本實(shí)用新型所述的負(fù)載短接保護(hù)電路，其中，所述負(fù)載短接保護(hù)電路還包括穩(wěn) 壓電路；
[0018] 所述穩(wěn)壓電路分別連接所述輸出控制電路和第一電流采樣電路，或者所述穩(wěn)壓電 路分別連接所述第一開(kāi)關(guān)電路和負(fù)載。
[0019] 在本實(shí)用新型所述的負(fù)載短接保護(hù)電路，其中，所述穩(wěn)壓電路包括型號(hào)為AMS1117 的穩(wěn)壓器。
[0020] 在本實(shí)用新型所述的負(fù)載短接保護(hù)電路，其中，所述負(fù)載短接保護(hù)電路還包括第 二電流采樣電路和第二開(kāi)關(guān)電路；
[0021] 所述第二電流采樣電路分別連接所述負(fù)載和輸出控制電路，所述第二開(kāi)關(guān)電路連 接至所述輸出控制電路，所述第二開(kāi)關(guān)電路還分別連接所述第一開(kāi)關(guān)電路和負(fù)載，或者所 述第二開(kāi)關(guān)電路還分別連接所述輸出控制電路和第一電流采樣電路；
[0022] 所述第二電流采樣電路用于采樣流過(guò)負(fù)載的電流；所述第二開(kāi)關(guān)電路用于在第二 電流采樣電路采樣到的電流超過(guò)一預(yù)定值時(shí)，在所述輸出控制電路的控制下斷開(kāi)所述輸出 控制電路與所述負(fù)載的通路。
[0023] 在本實(shí)用新型所述的負(fù)載短接保護(hù)電路，其中，所述第二電流采樣電路包括第二 電流采樣電阻，所述第二開(kāi)關(guān)電路包括第四三極管和第二M0S管、第四電阻；
[0024] 所述第二電流采樣電阻的一端分別連接至所述輸出控制電路和所述負(fù)載的負(fù)極， 所述第二電流采樣電阻的另一端接地；
[0025] 所述第四三極管的基極連接至所述輸出控制電路，所述第四三極管的發(fā)射極接 地，所述第四三極管的集電極連接至所述第二M0S管的柵極；
[0026] 所述第四電阻的兩端分別連接至所述第二M0S管的源極和柵極，所述第二M0S管 的源極連接至所述第一 M0S管的漏極，所述第二M0S管的漏極連接至所述負(fù)載的正極；或 者，所述第二M0S管的源極連接至所述輸出控制電路的電壓輸出端，所述第二M0S管的漏極 連接至所述第一三極管的發(fā)射極。
[0027] 實(shí)施本實(shí)用新型的負(fù)載短接保護(hù)電路，具有以下有益效果：本實(shí)用新型在負(fù)載短 路時(shí)，通路中的電流增加，導(dǎo)致第一電流采樣電路輸出的采樣電壓增加，由于電壓開(kāi)關(guān)控制 電路在采樣電壓增加到一預(yù)設(shè)值時(shí)電壓開(kāi)關(guān)控制電路會(huì)自動(dòng)輸出控制信號(hào)，于是與其連接 的第一開(kāi)關(guān)電路接收到控制信號(hào)時(shí)斷開(kāi)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在負(fù)載短接時(shí)斷開(kāi)輸出控制電路與所述 負(fù)載的通路，達(dá)到保護(hù)電路的目的。由于電壓開(kāi)關(guān)控制電路是通過(guò)電壓實(shí)現(xiàn)自動(dòng)輸出使第 一開(kāi)關(guān)電路斷開(kāi)的控制信號(hào)的，而其所感受的電壓來(lái)自第一電流采樣電路，因此，整個(gè)過(guò)程 中開(kāi)關(guān)的控制是通過(guò)硬件電路改變的，取代了現(xiàn)有技術(shù)中借助MCU軟件程序進(jìn)行電壓判斷 再控制斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的技術(shù)，整個(gè)控制過(guò)程可靠性提高，靈敏性能有效提高。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0028] 下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：
[0029] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中短路保護(hù)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖2是現(xiàn)有技術(shù)中短路保護(hù)的電路圖；
[0031] 圖3是本實(shí)用新型負(fù)載短接保護(hù)電路的第一實(shí)施例與負(fù)載連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖4是本實(shí)用新型負(fù)載短接保護(hù)電路的第一實(shí)施例中第一短路保護(hù)電路的電路 示意圖；
[0033] 圖5是本實(shí)用新型負(fù)載短接保護(hù)電路的第二實(shí)施例與負(fù)載連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖6是本實(shí)用新型負(fù)載短接保護(hù)電路的第二實(shí)施例的電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì) 說(shuō)明本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0036] 圖3是本實(shí)用新型負(fù)載短接保護(hù)電路的第一實(shí)施例與負(fù)載連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037] 本實(shí)用新型的負(fù)載短接保護(hù)電路，包括輸出控制電路，還包括第一電流采樣電路、 電壓開(kāi)關(guān)控制電路、第一開(kāi)關(guān)電路；
[0038] 所述輸出控制電路、第一電流采樣電路、第一開(kāi)關(guān)電路、負(fù)載依次相連，所述電壓 開(kāi)關(guān)控制電路分別連接至所述第一電流采樣電路和第一開(kāi)關(guān)電路；
[0039] 所述輸出控制電路用于輸出電壓給負(fù)載；所述第一電流米樣電路用于米樣所述輸 出控制電路輸出的電流，并輸出與所述電流對(duì)應(yīng)的采樣電壓；所述電壓開(kāi)關(guān)控制電路用于 檢測(cè)所述采樣電壓并在所述采樣電壓超過(guò)一預(yù)設(shè)值時(shí)自動(dòng)輸出控制信號(hào)至所述第一開(kāi)關(guān) 電路；所述第一開(kāi)關(guān)電路用于接收所述控制信號(hào)并斷開(kāi)所述輸出控制電路與所述負(fù)載的通 路。
[0040] 在負(fù)載短路時(shí)，通路中的電流增加，導(dǎo)致第一電流采樣電路輸出的采樣電壓增加， 由于電壓開(kāi)關(guān)控制電路在采樣電壓增加到一預(yù)設(shè)值時(shí)電壓開(kāi)關(guān)控制電路會(huì)自動(dòng)輸出控制 信號(hào)，于是與其連接的第一開(kāi)關(guān)電路接收到控制信號(hào)時(shí)斷開(kāi)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在負(fù)載短接時(shí)斷開(kāi) 輸出控制電路與所述負(fù)載的通路，達(dá)到保護(hù)電路的目的。由于電壓開(kāi)關(guān)控制電路是通過(guò)電 壓實(shí)現(xiàn)自動(dòng)輸出使第一開(kāi)關(guān)電路斷開(kāi)的控制信號(hào)的，而其所感受的電壓來(lái)自第一電流采樣 電路，因此，整個(gè)過(guò)程中開(kāi)關(guān)的控制是通過(guò)硬件電路改變的，取代了現(xiàn)有技術(shù)中借助MCU軟 件程序進(jìn)行電壓判斷再控制斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的技術(shù)，整個(gè)控制過(guò)程可靠性提高，靈敏性能有效提 商。
[0041] 圖4是本實(shí)用新型負(fù)載短接保護(hù)電路的第一實(shí)施例中第一短路保護(hù)電路的電路 示意圖；
[0042] 所述第一電流采樣電路包括第一電流采樣電阻R5、限流電阻R8 ;第一電流采樣電 阻R5為阻值較小的電阻，本實(shí)施例中為3. 3 Ω，限流電阻R8阻值較大，為1. 5ΚΩ。
[0043] 所述電壓開(kāi)關(guān)控制電路PNP型的第一三極管Q3、NPN型的第二三極管Q6、第一分 壓電阻R6、第二分壓電阻R7、第一濾波電容C5和第一電阻R12，
[0044] 所述第一開(kāi)關(guān)電路包括NPN型的第三三極管Q4、P型的第一 M0S管Q5、第二濾波 電容C4、偏置電阻R9、第二電阻R10、第三電阻R11 ;
[0045] 輸出控制電路可以為MCU或單片機(jī)等，輸出控制電路的控制端SC表示MCU的一個(gè) 10 口，輸出控制電路的電壓輸出端DC_IN為電路的前端輸入電壓的一個(gè)端口，本例中接入 12V直流電壓，其可以是MCU的10 口，也可以是穩(wěn)壓器U1的輸出端或者其他電壓輸出電路 的輸出端。
[0046] 所述第一三極管Q3的發(fā)射極分別連接至所述第一電流采樣電阻R5的一端和所述 輸出控制電路的電壓輸出端DC_IN，所述第一電流采樣電阻R5的另一端分別連接至限流電 阻R8的一端和所述第一 M0S管Q5的源極，限流電阻R8的另一端連接至所述第一三極管Q3 的基極，所述第一濾波電容C5的兩端分別連接至所述第一三極管Q3的基極和發(fā)射極，所述 第一三極管Q3的集電極連接至所述第一分壓電阻R6的一端，所述第一分壓電阻R6的另一 端連接至第一電阻R12的一端和第二分壓電阻R7的一端，第一電阻R12的另一端連接至所 述第二三極管Q6的基極，所述第二分壓電阻R7的另一端和所述第二三極管Q6的發(fā)射極均 接地；
[0047] 所述第三三極管Q4的基極通過(guò)第二電阻R10分別連接至所述第二三極管Q6的集 電極和所述輸出控制電路的控制端SC，所述第三電阻R11的一端接地，所述第三電阻R11的 另一端連接至所述輸出控制電路的控制端SC。所述第三三極管Q4的發(fā)射極接地，所述第 三三極管Q4的集電極連接至所述第一 M0S管Q5的柵極，所述第一 M0S管Q5的漏極連接至 負(fù)載的正極。所述第二濾波電容C4的一端接地，所述第二濾波電容C4的另一端連接至所 述第一 M0S管Q5的漏極；所述偏置電阻R9的兩端分別連接至所述第一 M0S管Q5的柵極和 源極。
[0048] 工作原理如下：
[0049] 正常負(fù)載的情況下，流過(guò)第一電流采樣電阻R5的電流很小，在第一電流采樣電阻 R5上產(chǎn)生的采樣電壓，即第一電流采樣電阻R5兩端產(chǎn)生的電位差，不足以使第一三極管Q3 導(dǎo)通，因此第二三極管Q6也截止，控制端SC的電平僅來(lái)自輸出控制電路的高電平，第三三 極管Q4導(dǎo)通，第一 MOS管Q5導(dǎo)通，電路輸出正常；
[0050] 當(dāng)外部負(fù)載短路或內(nèi)阻較小導(dǎo)致電流增大到一定程度時(shí)，因流經(jīng)第一電流采樣電 阻R5的電流增大，其上電位差會(huì)增大，大于0. 7V時(shí)，第一三極管Q3導(dǎo)通，第一分壓電阻R6 與第二分壓電阻R7直接通過(guò)第一三極管Q3的集電極與電壓輸出端DC_IN相連，第二分壓 電阻R7上分壓使第二三極管Q6導(dǎo)通，于是第二三極管Q6的集電極輸出低電平的控制信 號(hào)，控制端SC由高電平被拉低成低電平，于是第三三極管Q4截止，第一 M0S管Q5關(guān)斷， DC_12V變?yōu)榱?，使后?jí)無(wú)輸出，達(dá)到輸出短路保護(hù)的目的。當(dāng)外部負(fù)載移除或短路的問(wèn)題已 解決，則恢復(fù)正常輸出。
[0051] 可見(jiàn)，第一三極管Q3的導(dǎo)通和截止直接由第一電流采樣電阻R5的采用電壓控制， 相比于現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)軟件判斷過(guò)流再控制開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的技術(shù)來(lái)說(shuō)，這種硬件控制的實(shí)現(xiàn)達(dá) 到了提高電路反應(yīng)靈敏性和可靠性的效果。
[0052] 圖5是本實(shí)用新型負(fù)載短接保護(hù)電路的第二實(shí)施例與負(fù)載連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053] 第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同在于：一是增加了穩(wěn)壓電路，二是保留了現(xiàn)有技 術(shù)中的通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)的部分，以實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)。
[0054] 軟件實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)相關(guān)的電路只要設(shè)計(jì)在電壓輸出端和負(fù)載之間、與上述硬件實(shí) 現(xiàn)短路保護(hù)相關(guān)的電路串聯(lián)即可，軟件實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)相關(guān)的電路包括第二電流采樣電路和 第二開(kāi)關(guān)電路；所述第二電流采樣電路用于采樣流過(guò)負(fù)載的電流；所述第二開(kāi)關(guān)電路用于 在第二電流采樣電路采樣到的電流超過(guò)一預(yù)定值時(shí)，在所述輸出控制電路的控制下斷開(kāi)所 述輸出控制電路與所述負(fù)載的通路。
[0055] 所述第二電流采樣電路分別連接所述負(fù)載和輸出控制電路；所述第二電流采樣電 路分別連接所述負(fù)載和輸出控制電路，所述第二開(kāi)關(guān)電路連接至所述輸出控制電路，所述 第二開(kāi)關(guān)電路在負(fù)載和輸出控制電路的連接通路中的位置有兩種：一是分別連接所述第一 開(kāi)關(guān)電路和負(fù)載，二是分別連接所述輸出控制電路和第一電流采樣電路。
[0056] 同樣的，穩(wěn)壓電路的連接方法有兩種：一種是穩(wěn)壓電路分別連接所述輸出控制電 路的電壓輸出端DC_IN和第一電流采樣電路，另一種是分別連接所述第一開(kāi)關(guān)電路和負(fù) 載。
[0057] 本實(shí)施例中，穩(wěn)壓電路分別連接第一開(kāi)關(guān)電路和第二開(kāi)關(guān)電路，第二開(kāi)關(guān)電路再 連接至負(fù)載。即穩(wěn)壓電路的輸入端連接硬件實(shí)現(xiàn)的短路保護(hù)相關(guān)的電路，穩(wěn)壓電路的輸出 端連接現(xiàn)有技術(shù)中軟件實(shí)現(xiàn)的路保護(hù)相關(guān)的電路。
[0058] 圖6是本實(shí)用新型負(fù)載短接保護(hù)電路的第二實(shí)施例的電路示意圖。
[0059] 具體的，所述穩(wěn)壓電路包括型號(hào)為AMS1117的穩(wěn)壓器U1、電容C1、電容C2。電路中 還包括2A的保險(xiǎn)絲FUSE1，圖中LOAD表示負(fù)載。
[0060] 所述第二電流采樣電路包括第二電流采樣電阻R4、電容C3，第二電流采樣電阻R4 為阻值較小的電阻，本實(shí)施例中為〇. 05 Ω。
[0061] 所述第二開(kāi)關(guān)電路包括NPN型的第四三極管Ql、P型的第二M0S管Q2、第四電阻 R3、電阻R1、電阻R2 ;
[0062] 所述第二電流采樣電阻R4的一端分別連接至所述輸出控制電路中MCU的一個(gè)10 口（圖中Ι-ADC示意）和所述負(fù)載的負(fù)極，所述第二電流采樣電阻R4的另一端接地，電容 C3與第二電流采樣電阻R4并聯(lián)；
[0063] 所述第四三極管Q1的基極通過(guò)電阻R1連接至所述輸出控制電路中MCU的一個(gè)10 口（圖中OUT-ΕΝ示意），該10 口還經(jīng)電阻R2接地，所述第四三極管Q1的發(fā)射極接地，所述 第四三極管Q1的集電極連接至所述第二M0S管Q2的柵極；
[0064] 第四電阻R3的兩端分別連接至第二M0S管Q2的源極和柵極，所述第二M0S管Q2 的源極連接至穩(wěn)壓器U1的輸出端，穩(wěn)壓器U1的輸出端還經(jīng)電容C1和C2的并聯(lián)支路接地， 穩(wěn)壓器U1的輸入端連接至所述第一 M0S管Q5的漏極，所述第二M0S管Q2的漏極通過(guò)保險(xiǎn) 絲FUSE1連接至所述負(fù)載的正極；
[0065] 當(dāng)然，實(shí)際上也可以將第一開(kāi)關(guān)電路和第二開(kāi)關(guān)電路互換位置，對(duì)應(yīng)的，則將所述 第二M0S管Q2的源極連接至所述輸出控制電路的電壓輸出端DC_IN，所述第二M0S管Q2的 漏極連接至所述第一三極管Q3的發(fā)射極。
[0066] 關(guān)于硬件部分實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)的原理參考上述第一實(shí)施例，軟件實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)為： 如果短路，則第二電流采樣電阻R4上的電流增加，從而輸出到MCU的電壓增加，于是MCU判 斷過(guò)流，控制OUT-ΕΝ輸出低電平，第四三極管Q1截止，于是第二M0S管Q2截止，負(fù)載與穩(wěn) 壓器U1直接的回路斷開(kāi)，切斷電源輸出，進(jìn)行短路保護(hù)。也有較簡(jiǎn)單的就是在輸出回路中 串聯(lián)保險(xiǎn)電阻，當(dāng)電流大于一定值時(shí)保險(xiǎn)電阻開(kāi)路來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)。
[0067] 綜上所述，實(shí)施本實(shí)用新型的負(fù)載短接保護(hù)電路，在負(fù)載短路時(shí)，通路中的電流增 力口，導(dǎo)致第一電流采樣電路輸出的采樣電壓增加，由于電壓開(kāi)關(guān)控制電路在采樣電壓增加 到一預(yù)設(shè)值時(shí)電壓開(kāi)關(guān)控制電路會(huì)自動(dòng)輸出控制信號(hào)，于是與其連接的第一開(kāi)關(guān)電路接收 到控制信號(hào)時(shí)斷開(kāi)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在負(fù)載短接時(shí)斷開(kāi)輸出控制電路與所述負(fù)載的通路，達(dá)到保 護(hù)電路的目的。由于電壓開(kāi)關(guān)控制電路是通過(guò)電壓實(shí)現(xiàn)自動(dòng)輸出使第一開(kāi)關(guān)電路斷開(kāi)的控 制信號(hào)的，而其所感受的電壓來(lái)自第一電流采樣電路，因此，整個(gè)過(guò)程中開(kāi)關(guān)的控制是通過(guò) 硬件電路改變的，取代了現(xiàn)有技術(shù)中借助MCU軟件程序進(jìn)行電壓判斷再控制斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的技 術(shù)，整個(gè)控制過(guò)程可靠性提高，靈敏性能有效提高。
[〇〇68] 上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上 述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況 下，還可做出很多形式，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種負(fù)載短接保護(hù)電路，包括輸出控制電路，其特征在于，還包括第一電流采樣電 路、電壓開(kāi)關(guān)控制電路、與負(fù)載連接的第一開(kāi)關(guān)電路； 所述輸出控制電路、第一電流采樣電路、第一開(kāi)關(guān)電路依次相連，所述電壓開(kāi)關(guān)控制電 路分別連接至所述第一電流采樣電路和第一開(kāi)關(guān)電路； 所述輸出控制電路用于輸出電壓給負(fù)載；所述第一電流米樣電路用于米樣所述輸出控 制電路輸出的電流，并輸出與所述電流對(duì)應(yīng)的采樣電壓；所述電壓開(kāi)關(guān)控制電路用于檢測(cè) 所述采樣電壓并在所述采樣電壓超過(guò)一預(yù)設(shè)值時(shí)自動(dòng)輸出控制信號(hào)至所述第一開(kāi)關(guān)電路； 所述第一開(kāi)關(guān)電路用于接收所述控制信號(hào)并斷開(kāi)所述輸出控制電路與所述負(fù)載的通路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載短接保護(hù)電路，其特征在于， 所述第一電流采樣電路包括第一電流采樣電阻（R5)，所述電壓開(kāi)關(guān)控制電路包括第 一三極管（Q3)、第二三極管（Q6)、第一分壓電阻（R6)、第二分壓電阻（R7)，所述第一開(kāi)關(guān)電 路包括第三三極管（Q4)和第一 MOS管（Q5); 所述第一三極管（Q3)的發(fā)射極分別連接至所述第一電流采樣電阻（R5)的一端和所述 輸出控制電路的電壓輸出端（DC_IN)，所述第一電流采樣電阻（R5)的另一端分別連接至所 述第一三極管（Q3)的基極和所述第一 MOS管（Q5)的源極，所述第一三極管（Q3)的集電極 連接至所述第一分壓電阻（R6)的一端，所述第一分壓電阻（R6)的另一端分別連接至所述 第二三極管（Q6)的基極和第二分壓電阻（R7)的一端，所述第二分壓電阻（R7)的另一端和 所述第二三極管（Q6)的發(fā)射極均接地； 所述第三三極管（Q4)的基極分別連接至所述第二三極管（Q6)的集電極和所述輸出 控制電路的控制端（SC)，所述第三三極管（Q4)的發(fā)射極接地，所述第三三極管（Q4)的集電 極連接至所述第一 MOS管（Q5)的柵極，所述第一 MOS管（Q5)的漏極連接至負(fù)載的正極。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)載短接保護(hù)電路，其特征在于，所述第一電流采樣電路還 包括連接所述第一三極管（Q3)的基極和第一電流采樣電阻（R5)的限流電阻（R8)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的負(fù)載短接保護(hù)電路，其特征在于，所述電壓開(kāi)關(guān)控制電路還 包括第一濾波電容（C5)和第一電阻（R12)，所述第一開(kāi)關(guān)電路還包括第二濾波電容（C4)、 偏置電阻（R9)、第二電阻（R10)、第三電阻（R11); 所述第一濾波電容（C5)的兩端分別連接至所述第一三極管（Q3)的基極和發(fā)射極；所 述第二濾波電容（C4)的一端接地，所述第二濾波電容（C4)的另一端連接至所述第一 MOS 管（Q5)的漏極；所述偏置電阻（R9)的兩端分別連接至所述第一 MOS管（Q5)的柵極和源 極；所述第一電阻（R12)分別連接所述第一分壓電阻（R6)和第二三極管（Q6)的基極；所述 第二電阻（R10)分別連接所述第三三極管（Q4)的基極和所述輸出控制電路的控制端（SC); 所述第三電阻（R11)的一端接地，所述第三電阻（R11)的另一端連接至所述輸出控制電路 的控制端（SC)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載短接保護(hù)電路，其特征在于，所述負(fù)載短接保護(hù)電路還 包括穩(wěn)壓電路； 所述穩(wěn)壓電路分別連接所述輸出控制電路和第一電流采樣電路，或者所述穩(wěn)壓電路分 別連接所述第一開(kāi)關(guān)電路和負(fù)載。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的負(fù)載短接保護(hù)電路，其特征在于，所述穩(wěn)壓電路包括型號(hào)為 AMS1117的穩(wěn)壓器（U1)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)載短接保護(hù)電路，其特征在于，所述負(fù)載短接保護(hù)電路還 包括第二電流采樣電路和第二開(kāi)關(guān)電路； 所述第二電流采樣電路分別連接所述負(fù)載和輸出控制電路，所述第二開(kāi)關(guān)電路連接至 所述輸出控制電路，所述第二開(kāi)關(guān)電路還分別連接所述第一開(kāi)關(guān)電路和負(fù)載，或者所述第 二開(kāi)關(guān)電路還分別連接所述輸出控制電路和第一電流采樣電路； 所述第二電流采樣電路用于采樣流過(guò)負(fù)載的電流；所述第二開(kāi)關(guān)電路用于在第二電流 采樣電路采樣到的電流超過(guò)一預(yù)定值時(shí)，在所述輸出控制電路的控制下斷開(kāi)所述輸出控制 電路與所述負(fù)載的通路。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的負(fù)載短接保護(hù)電路，其特征在于，所述第二電流采樣電路包 括第二電流采樣電阻（R4)，所述第二開(kāi)關(guān)電路包括第四三極管（Q1)和第二MOS管（Q2)、第 四電阻（R3); 所述第二電流采樣電阻（R4)的一端分別連接至所述輸出控制電路和所述負(fù)載的負(fù) 極，所述第二電流采樣電阻（R4)的另一端接地； 所述第四三極管（Q1)的基極連接至所述輸出控制電路，所述第四三極管（Q1)的發(fā)射 極接地，所述第四三極管（Q1)的集電極連接至所述第二MOS管（Q2)的柵極； 所述第四電阻（R3)的兩端分別連接至所述第二MOS管（Q2)的源極和柵極，所述第二 MOS管（Q2)的源極連接至所述第一 MOS管（Q5)的漏極，所述第二MOS管（Q2)的漏極連接 至所述負(fù)載的正極；或者，所述第二MOS管（Q2)的源極連接至所述輸出控制電路的電壓輸 出端（DC_IN)，所述第二MOS管（Q2)的漏極連接至所述第一三極管（Q3)的發(fā)射極。
【文檔編號(hào)】H02H3/08GK203850812SQ201420231178
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】涂柏生 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙市博巨興電子科技有限公司