一种检测和限流保护电路

摘要

本发明涉及一种检测和限流保护电路，用于在电流采样电阻的采样电流过大时关断MOS管，第二三极管的发射极接所述MOS管的源极，所述第二三极管的基极和集电极都通过第四电阻连接电源；所述第一三极管的基极连接所述第二三极管的基极，所述第一三极管的发射极通过第一电容接地，所述第一三极管的集电极通过第一电阻连接MOS管的栅极；所述第二电阻和所述第三电阻串联后，一端接电源，另一端接地，且所述第二电阻和所述第三电阻的交汇点接所述第一三极管的发射极。实施本发明的技术方案，检测和限流保护电路反应迅速，而且电路简单，运行可靠性好，成本低廉。

权利要求

1.一种检测和限流保护电路，用于在电流采样电阻的采样电流过大时关断MOS管，其特征在于，所述检测和限流保护电路包括第一三极管、第二三极管、第一二极管、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，其中，第二三极管的发射极接所述MOS管的源极及所述电流采样电阻的第一端，所述电流采样电阻的第二端接地，所述第二三极管的基极和集电极都通过第四电阻连接电源；所述第一三极管的基极连接所述第二三极管的基极，所述第一三极管的发射极通过第一电容接地，所述第一三极管的集电极连接所述第一二极管的负极，所述第一二极管的正极通过第一电阻连接MOS管的栅极；所述第二电阻和所述第三电阻串联后，一端接电源，另一端接地，且所述第二电阻和所述第三电阻的交汇点接所述第一三极管的发射极。

2.根据权利要求1所述的检测和限流保护电路，其特征在于，所述第二电阻的阻值大于所述第三电阻的阻值。

3.根据权利要求1所述的检测和限流保护电路，其特征在于，所述第一三极管和所述第二三极管为同一封装内的三极管。

4.根据权利要求1所述的检测和限流保护电路，其特征在于，还包括第二二极管和第三二极管，所述第二二极管的正极接所述第一三极管的发射极，所述第二二极管的负极接所述第二电阻和第三电阻的交汇点；所述第三二极管的正极接所述第二三极管的发射极，其负极接所述MOS管的源极。

5.根据权利要求4所述的检测和限流保护电路，其特征在于，所述第二二极管和所述第三二极管为同一封装内的二极管。

6.根据权利要求1所述的检测和限流保护电路，其特征在于，还包括第四二极管，所述第四二极管的正极接所述MOS管的栅极，所述第四二极管的负极接所述第一二极管的正极。

7.根据权利要求1所述的检测和限流保护电路，其特征在于，还包括第二电容，所述第二电容的一端接所述第二三极管的发射极，所述第二电容的另一端接地。

说明书

一种检测和限流保护电路

技术领域

[0001] 本发明涉及电路设计领域，更具体地说，涉及一种电源及配电产品中的检测和限流保护电路。

背景技术

[0002] 在电路技术领域，过电流保护电路是一种可以在流经电流过大的情况下对整个电路进行保护的一种电路。

[0003] 如图1所示，该图是现有技术中常见的过电流保护的电路原理图，其工作原理是，通过电流采样电阻R0(也可为分流器)对电流进行采样，将电流值转换为相应的电压值，由于这个原始的电流采样电压值很小，需要在后面通过一个放大电路对其进行放大，然后送入比较与保护电路，比较与保护电路将根据这个信号的幅值做出相应的保护动作。当发生过流或端口短路等极端情况的时候，流过MOS管S1的电流会很大，需要将MOS管快速关断，才能保证MOS管S1运行在安全工作区内，保证MOS管S1不会发生损坏。而在图1所示的电路图中，电流采样放大电路一般由运放构成，比较与保护电路可以是运放，也可以由DSP、CPLD或单片机来完成，但无论是哪一种情况，从电流采样放大到比较保护电路做出保护动作，都会存在一定的延时，而在这段延时内足以损害MOS管S1。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述过流保护电路存在延时的缺陷，提供一种反应迅速的检测和限流保护电路。

[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种检测和限流保护电路，用于在电流采样电阻的采样电流过大时关断MOS管，所述检测和限流保护电路包括第一三极管、第二三极管、第一二极管、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，其中，第二三极管的发射极接所述MOS管的源极及所述电流采样电阻的第一端，所述电流采样电阻的第二端接地，所述第二三极管的基极和集电极都通过第四电阻连接电源；所述第一三极管的基极连接所述第二三极管的基极，所述第一三极管的发射极通过第一电容接地，所述第一三极管的集电极连接所述第一二极管的负极，所述第一二极管的正极通过第一电阻连接MOS管的栅极；所述第二电阻和所述第三电阻串联后，一端接电源，另一端接地，且所述第二电阻和所述第三电阻的交汇点接所述第一三极管的发射极。

[0006] 在本发明所述的检测和限流保护电路中，所述第二电阻的阻值大于所述第三电阻的阻值。

[0007] 在本发明所述的检测和限流保护电路中，所述第一三极管和所述第二三极管为同一封装内的三极管。

[0008] 在本发明所述的检测和限流保护电路中，还包括第二二极管和第三二极管，所述第二二极管的正极接所述第一三极管的发射极，所述第二二极管的负极接所述第二电阻和第三电阻的交汇点；所述第三二极管的正极接所述第二三极管的发射极，其负极接所述MOS管的源极。

[0009] 在本发明所述的检测和限流保护电路中，所述第二二极管和所述第三二极管为同一封装内的二极管。

[0010] 在本发明所述的检测和限流保护电路中，还包括第四二极管，所述第四二极管的正极接所述MOS管的栅极，所述第四二极管的负极接所述第一二极管的正极。

[0011] 在本发明所述的检测和限流保护电路中，还包括第二电容，所述第二电容的一端接所述第二三极管的发射极，所述第二电容的另一端接地。

[0012] 实施本发明的检测和限流保护电路，无需电流采样放大的过程，也无需再经比较与保护电路根据放大的电流采样来动作，而仅仅围绕两个三极管来构成，因此，本发明的过电流保护电路反应迅速，而且电路简单，运行可靠性好，成本低廉。

附图说明

[0013] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

[0014] 图1是现有技术检测和限流保护的电路原理图；

[0015] 图2是本发明检测和限流保护电路应用的原理图；

[0016] 图3是本发明检测和限流保护电路实施例一的电路图；

[0017] 图4是本发明检测和限流保护电路实施例二的电路图；

[0018] 图5是本发明检测和限流保护电路实施例三的电路图；

[0019] 图6是本发明检测和限流保护电路实施例四的电路图。

具体实施方式

[0020] 如图2所示，在本发明检测和限流保护电路应用的原理图中，当电路正常工作，即没发生过流或端口短路时，MOS管S1导通；当电路发生过流或端口短路等极端情况的时候，通过电流采样电阻R0（也可以是分流器）的电流急剧增加，检测和限流保护电路动作，将MOS管S1的栅极电压迅速拉低，流过电流采样电阻的电流被限制下来，保证MOS管S1工作在安全区，不会发生损坏。

[0021] 在图3示出的本发明的检测和限流保护电路实施例一中，该检测和限流保护电路包括三极管Q1、Q2、电阻R1、R2、R3、R4、二极管D1和电容C1，其中，点Gate Control Signal接MOS管S1的栅极，信号I（Shunt）为电流采样电阻R0上的电流采样电压，即三极管Q2的发射极接MOS管S1的源极，三极管Q1、Q2为同一封装内的三极管，且三极管Q1、Q2的基极连接，三极管Q2的基极和集电极均通过电阻R4连接电源（VCC），三极管Q1的发射极通过电容C1接地，其集电极接二极管D1的负极，二极管D1的正极通过电阻R1接点Gate Control Signal，电阻R2和R3串联，一端接电源（VCC），另一端接地，且其串联的交汇点接三极管Q1的发射极。

[0022] 在图3所示的电路图中，当电路正常工作时，点I（Shunt）的电压值很小，即三极管Q2的发射极电压值很小，三极管Q2的基极电压值也很小，由于三极管Q1、Q2的基极相连，因此，三极管Q1的基极电压值很小，其发射极电压值很小，即电阻R3的电压值很小（电阻R2的阻值大于电阻R3的阻值，电源VCC的电压大都加在电阻R2上），流过三极管Q1集电极的电流也很小，因此对点Gate Control Signal的电压影响很小，即对MOS管S1的栅极电压影响很小，MOS管S1正常启动。当发生过流或端口短路等极端情况时，点I（Shunt）的电压急剧上升，三极管Q1、Q2的基极电压也随之上升，对于三极管Q1，由于电容C1的影响，其发射极电压不能突变，从而使三极管Q1的基极和发射极之间的电压急剧增大，因此，流过三极管Q1的基极电流急剧增大，使得其集电极的电流也急剧增大，从而将MOS管S1的栅极和源极之间的输入电容上的正电荷迅速抽调，MOS管的栅极和源极之间的电压小于其开启电压，从而MOS管S1迅速关断，保证MOS管S1始终工作在安全区。在本实施例中，该过检测和限流保护电路仅仅围绕两个三极管Q1、Q2来构成，相比现有技术中的先放大采样电流，然后比较与保护电路根据放大的采样电流作出保护动作，本发明的检测和限流保护电路反应更加迅速，而且电路简单、运行可靠、成本低廉。

[0023] 在图4示出的本发明的检测和限流保护电路实施例二中，该检测和限流保护电路与图3所示的实施例一中的相同部分在此不做赘述，在该实施例中，还包括二极管D2和二极管D3，其中，二极管D2的正极连接三极管Q1的发射极，其负极连接电阻R2和R3的交汇点，二极管D3的正极连接三极管Q2的发射极，其负极接点I（Shunt）。二极管D2、D3用于当电流采样电阻发生断路故障，三极管Q1、Q2的基极和发射极之间承受的反压不至于使三极管损坏。所加的两个二极管D2、D3的PN结及温度特性一致，优选两个二极管D2、D3为同一封装内的二极管。

[0024] 在图5示出的本发明的检测和限流保护电路实施例三中，该检测和限流保护电路与图3所示的实施例一中的相同部分在此不做赘述，在该实施例中，还包括二极管D4，其正极连接点Gate Control Signal，其负极接二极管D1的正极，MOS管S1的漏源极之间的漏电流可通过二极管D4流向三极管Q1的集电极，进一步增大流过三极管Q1集电极的电流，从而进一步加快MOS管S1的关断速度。

[0025] 在图6示出的本发明的检测和限流模保护电路实施例四中，该检测和限流保护电路与图3所示的实施例一中的相同部分在此不做赘述，在该实施例中，该电路还包括电容C2，其一端连接点I（Shunt），另一端接地，该电容C2用于增强电路的抗扰性，增强电路带容性负载的能力。

[0026] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。