一种带过载保护的晶体管输出电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带过载保护的晶体管输出电路，涉及电路过载保护领域，解决了现有技术复杂，成本高的问题。其包括功率输出晶体管和用于控制功率输出晶体管在过载或负载短路时关断的保护晶体管，功率输出晶体管的基极连接一电阻并接入电路控制输入端，功率输出晶体管的集电极直接接入功率输出端，功率输出晶体管的发射级直接接地，保护晶体管与功率输出晶体管并联，保护晶体管的集电极接在功率输出晶体管的基极，保护晶体管的基极和保护晶体管的发射极之间接有电容并接入功率输出晶体管的发射极。本实用新型专利技术的保护晶体管可用于在过载和负载短路时关断功率输出晶体管的输出，能实现电路的过流和短路保护功能，具有电路结构简单，成本低的特点。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
—种带过载保护的晶体管输出电路
本技术涉及电路过载保护
，具体涉及一种电路结构简单，成本低，带过载保护的晶体管输出电路。
技术介绍
诸如工业自动化系统中，需要控制外部电磁阀、继电器等执行部件负载的场合，或者电源模块向各种电子装置提供直流(DC)供应。负载可以包括电容性、电阻性以及电感性负载构件。当输出电路工作过程中，具有特定工作电压的电力被连接至负载，由于容性负载初始输出的高电流、负载的短路、负载超过输出电路的额定值等等原因，引起输出控制电路元件被损坏。为了在这种情况下保护输出控制电路，可使用过载保护。在输出控制电路的输出处检测到过电流值的情况下，这些电路限制和/或断开供应至负载的电流。传统的保险丝等保护电路在速度上、在自恢复上显然不适应现代高集成的集成电路，因此，通过晶体管的电流输出特性可设计出电路成本低，电路结构简单的过载和短路保护电路，对于NPN型晶体管集电极开路输出电路，因为NPN型晶体管的Vra随着I。的增大而增大，选定一个最大L就可确定最大Vra值，通过检测Vra是否大于这个设定最大值就可控制晶体管的开关，从而实现NPN晶体管输出的过流和负载过载保护。
技术实现思路
为了解决上述技术存在的缺陷，本技术提供一种电路结构简单，成本低，带过载保护的晶体管输出电路。本技术实现上述技术效果所采用的技术方案是:一种带过载保护的晶体管输出电路，包括功率输出晶体管Q1，所述功率输出晶体管Ql的基极连接一分压电阻R3并接入电路控制输入端IN，所述功率输出晶体管Ql的集电极直接接入功率输出端0UT，所述功率输出晶体管Ql的发射级直接接地，其中，所述的一种带过载保护的晶体管输出电路还包括与功率输出晶体管Ql并联的保护晶体管Q2，所述保护晶体管Q2的集电极接在所述功率输出晶体管Ql的基极，所述保护晶体管Q2的基极和所述保护晶体管Q2的发射极之间接有电容Cl并接入所述功率输出晶体管Ql的发射极。上述的一种带过载保护的晶体管输出电路，所述功率输出晶体管Ql的集电极和基极之间并联有隔断电路，所述隔断电路包括串联的分压电阻Rl和二极管D1，所述分压电阻Rl的输入端接在所述电路控制输入端IN，所述分压电阻Rl的输出端接在所述二极管Dl的输入端，所述二极管Dl的输出端接在所述功率输出晶体管Ql的集电极。上述的一种带过载保护的晶体管输出电路，所述保护晶体管Q2的基极接在所述电容Cl的输出端，所述电容Cl的输入端接在所述保护晶体管Q2的发射极。上述的一种带过载保护的晶体管输出电路，所述分压电阻Rl的输出端和所述保护晶体管Q2的基极之间接有分压电阻R2，所述保护晶体管Q2的基极和所述电容Cl的输出端之间接有分压电阻R4。上述的一种带过载保护的晶体管输出电路，所述功率输出晶体管Ql和保护晶体管Q2为NPN型晶体管。本技术的有益效果为:本技术所述的一种带过载保护的晶体管输出电路，其保护晶体管Q2可用于在过载和负载短路时关断功率输出晶体管Ql的输出，能实现输出电路的过流和短路保护功能，具有电路结构简单，电路成本低，可靠性高以及能够自恢复的特点。【附图说明】图1为本技术的电路图；【具体实施方式】为使对本技术作进一步的了解，下面参照说明书附图和具体实施例对本技术作进一步说明:如图1所示，一种带过载保护的晶体管输出电路，包括功率输出晶体管Q1，功率输出晶体管Ql的基极连接一分压电阻R3并接入电路控制输入端IN，该电路控制输入端IN可以直接连接CPU的输出管脚，也可以通过光耦隔离后再连接CPU的输出管脚。功率输出晶体管Ql的集电极直接接入功率输出端0UT，该功率输出端OUT为功率输出晶体管Ql的集电极开路功率输出端，用于连接负载，功率输出晶体管Ql的发射级直接接地；其中，本技术所述的晶体管输出电路还包括与功率输出晶体管Ql并联的保护晶体管Q2。在本实施例中，功率输出晶体管Ql和保护晶体管Q2均为NPN型晶体管，保护晶体管Q2用于过载和负载短路时关断功率输出晶体管Ql的输出，保护晶体管Q2的集电极接在功率输出晶体管Ql的基极，保护晶体管Q2的基极和保护晶体管Q2的发射极之间接有电容Cl并接入功率输出晶体管Ql的发射极，该电容Cl起到初始隔离保护晶体管Q2的基极和发射极的作用，同时还可防止保护晶体管Q2的基极电压突变。具体地，在本实施例中，功率输出晶体管Ql的集电极和基极之间并联有隔断电路，该隔断电路包括串联的分压电阻Rl和二极管D1，分压电阻Rl的输入端接在电路控制输入端IN，分压电阻Rl的输出端接在二极管Dl的输入端，二极管Dl的输出端接在功率输出晶体管Ql的集电极，二极管Dl用于防止外部负载电流倒灌到电路控制输入端IN。保护晶体管Q2的基极接在电容Cl的输出端，电容Cl的输入端接在保护晶体管Q2的发射极。分压电阻Rl的输出端和保护晶体管Q2的基极之间接有分压电阻R2，保护晶体管Q2的基极和电容Cl的输出端之间接有分压电阻R4。分压电阻R1、分压电阻R2和分压电阻R3可根据需要选定合适值，用于对采集到的进行分压来控制保护晶体管Q2的关断。该输出电路的过载和短路保护是这样实现的:当电路控制输入端IN为低电平时，功率输出晶体管Ql和保护晶体管Q2都关断，功率输出端OUT处于开路状态，所连接的负载也不工作。当电路控制输入端IN端从低电平转换成高电平时，功率输出晶体管Ql导通；对于保护晶体管Q2，其基极电压为电路控制输入端IN的电压被分压电阻R1、分压电阻R2和分压电阻R4分压后的电压值，但由于电容Cl的作用，在功率输出晶体管Ql导通瞬间，保护晶体管Q2的基极仍为低电平，就是说保护晶体管Q2还没有开通；接着，由于功率输出晶体管Ql的导通，功率输出晶体管Ql的集电极电压Vce加上二极管Dl的正向压降，被分压电阻R2和分压电阻R4分压后作用在保护晶体管Q2的基极上，如果该电压低于保护晶体管Q2的导通电压，则保护晶体管Q2关断，整个电路处在正常工作状态，如果该电压高于保护晶体管Q2的导通电压，则保护晶体管Q2导通，从而把功率输出晶体管Ql的基极拉到低电平，整个电路进入保护关闭状态。根据确定的功率输出晶体管Ql的曲线，可选定一个本输出电路的最大输出电流，确定对应的Vra值；以该Vra值和二极管Dl的正向压降值作为基础，合适选择分压电阻R1、分压电阻R2和分压电阻R4的具体阻值，就能实现输出电路的过流和短路保护功能。另外，通过调整电路中具体元器件的规格，能适用于3.3V、5.0V等各种电源供电的CPU，可以控制5.0V、9.0V、12V、24V等电源的负载，输入端也可以增加光耦进行隔离。本技术的保护晶体管可用于在过载和负载短路时关断功率输出晶体管的输出，能实现电路的过流和短路保护功能，具有电路结构简单，成本低的特点。以上显示和描述了本技术的基本原理、主要特征和本技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本技术的原理，在不脱离本技术精神和范围的前提下本技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本技术的范围内，本技术要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带过载保护的晶体管输出电路，包括功率输出晶体管Q1，所述功率输出晶体管Q1的基极连接一分压电阻R3并接入电路控制输入端IN，所述功率输出晶体管Q1的集电极直接接入功率输出端OUT，所述功率输出晶体管Q1的发射级直接接地，其特征在于，还包括与功率输出晶体管Q1并联的保护晶体管Q2，所述保护晶体管Q2的集电极接在所述功率输出晶体管Q1的基极，所述保护晶体管Q2的基极和所述保护晶体管Q2的发射极之间接有电容C1并接入所述功率输出晶体管Q1的发射极。

【技术特征摘要】
1.一种带过载保护的晶体管输出电路，包括功率输出晶体管Ql，所述功率输出晶体管Ql的基极连接一分压电阻R3并接入电路控制输入端IN，所述功率输出晶体管Ql的集电极直接接入功率输出端OUT，所述功率输出晶体管Ql的发射级直接接地，其特征在于，还包括与功率输出晶体管Ql并联的保护晶体管Q2，所述保护晶体管Q2的集电极接在所述功率输出晶体管Ql的基极，所述保护晶体管Q2的基极和所述保护晶体管Q2的发射极之间接有电容Cl并接入所述功率输出晶体管Ql的发射极。2.根据权利要求1所述的一种带过载保护的晶体管输出电路，其特征在于，所述功率输出晶体管Ql的集电极和基极之间并联有隔断电路，所述隔断电路包括串联的分压电阻Rl和二极管D1，所述分压电阻Rl的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何雄伦，张继周，
申请(专利权)人：临海市新睿电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33