一种具有限流功能的短路保护电路制造技术

本发明专利技术公开了一种具有限流功能的短路保护电路，包括：过流检测电路、N沟道增强型MOS管电路、延迟控制电路和短路保护电路，过流检测电路用于检测从大电流直流母线向小电流负载供电时电流的大小；N沟道增强型MOS管电路可替代保险丝起到限制短路电流并切断短路电流的作用；延迟控制电路用于直流输入电流通过过流检测电路检测后电路判定超过电流限定值，并且持续时间超过限定时间后，向短路保护电路发出关断信号；短路保护电路与延迟控制电路电连接，接收延迟控制电路发出的信号，如果延迟控制电路发出关断信号，短路保护电路向N沟道增强型MOS管电路发出关断信号切断母线电流并进入锁死状态。

【技术实现步骤摘要】
一种具有限流功能的短路保护电路
本专利技术涉及开关电源
，特别是涉及一种具有限流功能的短路保护电路。
技术介绍
目前，开关电源广泛应用到各个领域，要求开关电源的可靠性越来越高，体积越来越小。为了保证开关电源在不同的环境中稳定可靠地工作，需要设计各种保护功能，其中，限流保护功能和短路保护功能是设计中优先考虑的功能，主要作用是在过载或者短路状态时，避免开关电源由于内部功耗大而烧毁或者损坏负载。目前，一般将限流保护功能和短路保护功能设计成自动恢复模式，保证开关电源稳定连续工作，即故障状态消除后，开关电源自动恢复正常输出。实现上述保护功能最常用的方法是通过自复型保险丝，这种自复型保险丝利用可连续使用并能够表面贴装化的弹性部件，例如利用形状记忆合金材料的弹性部件，从而可以自动实施电源阻断以及电源阻断状态的解除，并由于形状记忆合金材料的弹性部件的温度偏差较小而具有较高的可靠度。然而，从大电流直流母线，向小电流负载连接的供电线路中，如果自复型保险丝重复进行阻断电源和在电路等部件尚未被充分冷却的状态下自动解除电源阻断状态的过程，则最终将在自复型保险丝自身当中引起异常，致使无法实现切断短路电流的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种具有限流功能的短路保护电路，以用于从大电流直流母线，向小电流负载连接的供电线路中，替代自复型保险丝实现切断短路电流。为达到上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种具有限流功能的短路保护电路，包括：过流检测电路、N沟道增强型MOS管电路、延迟控制电路和短路保护电路，其中：所述过流检测电路的输入端与直流母线输入电连接，所述过流检测电路的第一输出端与所述N沟道增强型MOS管电路的输入端电连接，所述N沟道增强型MOS管电路的输出端与负载电连接，所述过流检测电路的控制信号反馈端与所述N沟道增强型MOS管电路的控制端电连接，所述过流检测电路的第一输出端和第二输出端与所述延迟控制电路的输入端电连接，所述延迟控制电路的输出端与所述短路保护电路的输入端电连接，所述短路保护电路的控制信号反馈端与所述N沟道增强型MOS管电路的控制端电连接；所述过流检测电路用于检测直流母线电流的大小，并将检测结果反馈给所述N沟道增强型MOS管电路，所述N沟道增强型MOS管电路根据反馈信号调整保证电流在设计值的范围内；所述N沟道增强型MOS管电路为N沟道MOSFET串联在母线供电线路负线，利用所述N沟道MOSFET恒流区限制所述直流母线电流的大小，并且通过控制所述N沟道MOSFET的关断切断直流母线电流；所述延迟控制电路用于所述直流母线输入电流通过所述过流检测电路检测后，当所述直流母线电流超过电流设定值，且持续超过预设时间时，向所述短路电路发出关断信号；所述短路保护电路用于接收所述延迟控制电路发出的所述关断信号，所述短路保护电路向所述N沟道增强型MOS管电路发出关断信号切断直流母线电流并进入锁死状态。优选的，所述延迟控制电路包括差分放大电路、运算延迟电路和VCC基准电路，其中：所述差分放大电路的输入端作为所述延迟控制电路的输入端与所述过流检测电路的第二输出端电连接，所述差分放大电路的输出端与所述运算延迟电路的输入端电连接，所述运算延迟电路的输出端作为所述延迟控制电路的输出端与所述短路保护电路的输入端电连接，所述VCC基准电路的输出端分别与所述差分放大电路和所述运算延迟电路的电源输入端电连接；所述差分放大电路用于将所述过流检测电路采集的信号进行放大，并提供给所述运算延迟电路；所述运算延迟电路用于将放大后的信号与过流设定值比较，若所述放大后的信号超过所述过流设定值，则延迟预设时间后发出关断信号给所述短路保护电路；所述VCC基准电路用于为所述差分放大电路和所述延时运算电路提供供电和基准设定值。优选的，所述过流检测电路包括：第二保护电阻、第三保护电阻、电流采样电阻和NPN型三极管，其中：所述电流采样电阻的第一端作为所述过流检测电路的输入端与所述直流母线输入电连接，所述电流采样电阻的第二端作为所述过流检测电路的第一输出端与所述N沟道增强型MOS管电路的输入端电连接；所述第二保护电阻的第一端与所述电流采样电阻的第二端电连接，所述第二保护电阻的第二端与所述NPN型三极管的基极电连接，所述NPN型三极管的发射极与所述电流采样电阻的第一端电连接，所述NPN型三极管的集电极与所述第三保护电阻的第一端电连接，所述第三保护电阻的第二端作为所述过流检测电路的控制信号反馈端与所述N沟道增强型MOS管电路的控制端电连接；所述电流采样电阻的第一端与所述NPN型三极管的发射极的公共端作为所述过流检测电路的第二输出端与所述延迟控制电路的输入端电连接。优选的，所述N沟道增强型MOS管电路包括：第一N沟道MOS管、第一稳压二极管、第一分压电阻、第二分压电阻、滤波电容及滤波电感，其中：所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的公共端作为所述N沟道增强型MOS管电路的控制端与所述过流检测电路的控制信号反馈端电连接；所述第一分压电阻的另一端与所述滤波电感的一端电连接，所述滤波电感的另一端与所述滤波电容的一端电连接，其公共端作为所述N沟道增强型MOS管电路的正相输出端与所述负载的正极电连接；所述滤波电容的另一端与所述第一N沟道MOS管的漏极电连接，其公共端作为所述N沟道增强型MOS管电路的负相输出端与所述负载的负极电连接；所述第一N沟道MOS管的栅极与所述第一稳压二极管的负极电连接，其公共端作为所述N沟道增强型MOS管电路的控制端与所述过流检测电路的控制信号反馈端电连接；所述第一N沟道MOS管的源极、所述第一稳压二极管和所述第二分压电阻的公共端作为所述N沟道增强型MOS管电路的输入端与所述过流检测电路的第一输出端电连接。优选的，所述短路保护电路包括：第六分压电阻、第七分压电阻和第二N沟道MOS管，其中：所述第二N沟道MOS管的漏极作为所述短路保护电路的控制信号反馈端与所述N沟道增强型MOS管电路的控制端电连接；所述第六分压电阻和所述第七分压电阻的公共端与所述第二N沟道MOS管的栅极电连接，所述第七分压电阻的另一端作为所述短路保护电路的的输入端与所述延迟控制电路的输出端电连接，所述第二N沟道MOS管的源极与所述第六分压电阻的另一端相连。优选的，所述VCC基准电路包括：线性稳压电路和基准电压电路，其中：所述线性稳压电路包括：第一电容、第八电阻、第九电阻、第三N沟道MOS管、第十电阻、第十一电容、第二稳压二极管，所述第一电容、所述第八电阻、所述第九电阻、所述第三N沟道MOS管、所述第十电阻、所述第十一电容以及所述第二稳压二极管构成所述线性稳压电路产生基准电压VCC为所述差分放大电路提供电源；所述基准电压电路包括：第十二电阻、第三三端稳压器、第十三电阻、第十四电阻、第三电容，所述第十二电阻、所述第三三端稳压器、所述第十三电阻、所述第十四电阻以及所述第三电容构成所述线性稳压电路产生基准电压REF为所述运算延迟电路提供基准电压。优选的，所述差分放大电路包括：第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第四电容、第五电容、第六电容、第一运算放大器，所述差分放大电路将所述过流检测电路中电流采样电阻两端的电压进行放大后提供给所述运算延迟电路，所述第一运算放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有限流功能的短路保护电路，其特征在于，包括：过流检测电路、N沟道增强型MOS管电路、延迟控制电路和短路保护电路，其中：所述过流检测电路的输入端与直流母线输入电连接，所述过流检测电路的第一输出端与所述N沟道增强型MOS管电路的输入端电连接，所述N沟道增强型MOS管电路的输出端与负载电连接，所述过流检测电路的控制信号反馈端与所述N沟道增强型MOS管电路的控制端电连接，所述过流检测电路的第一输出端和第二输出端与所述延迟控制电路的输入端电连接，所述延迟控制电路的输出端与所述短路保护电路的输入端电连接，所述短路保护电路的控制信号反馈端与所述N沟道增强型MOS管电路的控制端电连接；所述过流检测电路用于检测直流母线电流的大小，并将检测结果反馈给所述N沟道增强型MOS管电路，所述N沟道增强型MOS管电路根据反馈信号调整保证电流在设计值的范围内；所述N沟道增强型MOS管电路为N沟道MOSFET串联在母线供电线路负线，利用所述N沟道MOSFET恒流区限制所述直流母线电流的大小，并且通过控制所述N沟道MOSFET的关断切断直流母线电流；所述延迟控制电路用于所述直流母线输入电流通过所述过流检测电路检测后，当所述直流母线电流超过电流设定值，且持续超过预设时间时，向所述短路电路发出关断信号；所述短路保护电路用于接收所述延迟控制电路发出的所述关断信号，所述短路保护电路向所述N沟道增强型MOS管电路发出关断信号切断直流母线电流并进入锁死状态。...

【技术特征摘要】
1.一种具有限流功能的短路保护电路，其特征在于，包括：过流检测电路、N沟道增强型MOS管电路、延迟控制电路和短路保护电路，其中：所述过流检测电路的输入端与直流母线输入电连接，所述过流检测电路的第一输出端与所述N沟道增强型MOS管电路的输入端电连接，所述N沟道增强型MOS管电路的输出端与负载电连接，所述过流检测电路的控制信号反馈端与所述N沟道增强型MOS管电路的控制端电连接，所述过流检测电路的第一输出端和第二输出端与所述延迟控制电路的输入端电连接，所述延迟控制电路的输出端与所述短路保护电路的输入端电连接，所述短路保护电路的控制信号反馈端与所述N沟道增强型MOS管电路的控制端电连接；所述过流检测电路用于检测直流母线电流的大小，并将检测结果反馈给所述N沟道增强型MOS管电路，所述N沟道增强型MOS管电路根据反馈信号调整保证电流在设计值的范围内；所述N沟道增强型MOS管电路为N沟道MOSFET串联在母线供电线路负线，利用所述N沟道MOSFET恒流区限制所述直流母线电流的大小，并且通过控制所述N沟道MOSFET的关断切断直流母线电流；所述延迟控制电路用于所述直流母线输入电流通过所述过流检测电路检测后，当所述直流母线电流超过电流设定值，且持续超过预设时间时，向所述短路电路发出关断信号；所述短路保护电路用于接收所述延迟控制电路发出的所述关断信号，所述短路保护电路向所述N沟道增强型MOS管电路发出关断信号切断直流母线电流并进入锁死状态。2.根据权利要求1所述的具有限流功能的短路保护电路，其特征在于，所述延迟控制电路包括差分放大电路、运算延迟电路和VCC基准电路，其中：所述差分放大电路的输入端作为所述延迟控制电路的输入端与所述过流检测电路的第二输出端电连接，所述差分放大电路的输出端与所述运算延迟电路的输入端电连接，所述运算延迟电路的输出端作为所述延迟控制电路的输出端与所述短路保护电路的输入端电连接，所述VCC基准电路的输出端分别与所述差分放大电路和所述运算延迟电路的电源输入端电连接；所述差分放大电路用于将所述过流检测电路采集的信号进行放大，并提供给所述运算延迟电路；所述运算延迟电路用于将放大后的信号与过流设定值比较，若所述放大后的信号超过所述过流设定值，则延迟预设时间后发出关断信号给所述短路保护电路；所述VCC基准电路用于为所述差分放大电路和所述延时运算电路提供供电和基准设定值。3.根据权利要求1所述的具有限流功能的短路保护电路，其特征在于，所述过流检测电路包括：第二保护电阻、第三保护电阻、电流采样电阻和NPN型三极管，其中：所述电流采样电阻的第一端作为所述过流检测电路的输入端与所述直流母线输入电连接，所述电流采样电阻的第二端作为所述过流检测电路的第一输出端与所述N沟道增强型MOS管电路的输入端电连接；所述第二保护电阻的第一端与所述电流采样电阻的第二端电连接，所述第二保护电阻的第二端与所述NPN型三极管的基极电连接，所述NPN型三极管的发射极与所述电流采样电阻的第一端电连接，所述NPN型三极管的集电极与所述第三保护电阻的第一端电连接，所述第三保护电阻的第二端作为所述过流检测电路的控制信号反馈端与所述N沟道增强型MOS管电路的控制端电连接；所述电流采样电阻的第一端与所述NPN型三极管的发射极的公共端作为所述过流检测电路的第二输出端与所述延迟控制电路的输入端电连接。4.根据权利要求1所述的具有限流功能的短路保护电路，其特征在于，所述N沟道增强型MOS管电路包括：第一N沟道MOS管、第一稳压二极管、第一分压电阻、第二分压电阻、滤波电容及滤波电感，其中：所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的公共端...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑晓云，刘点，
申请(专利权)人：北京新雷能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11