负载短接保护电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种负载短接保护电路，包括输出控制电路、第一电流采样电路、电压开关控制电路、第一开关电路；输出控制电路、第一电流采样电路、第一开关电路依次相连，电压开关控制电路分别连接至第一电流采样电路和第一开关电路；输出控制电路用于输出电压给负载；第一电流采样电路用于采样输出控制电路输出的电流，并输出采样电压；电压开关控制电路用于在采样电压超过一预设值时自动输出控制信号；第一开关电路用于接收控制信号并断开输出控制电路与负载的通路。由于电压开关控制电路是通过电压实现自动输出使第一开关电路断开的控制信号，该电压来自第一电流采样电路，整个过程中开关的控制是通过硬件实现，可靠性提高，灵敏性能有效提高。

【技术实现步骤摘要】
负载短接保护电路
本技术涉及电压输出保护，更具体地说，涉及一种负载短接保护电路。
技术介绍
在常用的电子产品中，很多都有电压输出的接口，输出一定的电压供外接负载使 用，例如手机充电器以及一些电子工程师常用的如编程器、开发板之类的，由于此类产品的 负载经常需要插拨或更换，如果由于连接线或者负载本身的原因，造成产品的输出电源 与地之间短路，将会导致产品输出回路元器件烧坏，产品无法继续正常工作，影响了用户 产品使用体验，增加了产品的维修售后服务等成本。 因此电源短路保护显得尤为重要，参考图1和图2,目前大家常用的做法就是在 负载和稳压电路之间串联一个开关电路，然后通过第二电流采样电路部分采集输出到负载 的电流，控制电路根据第二电流采样电路采集到的电流判断是否短路，并在短路时控制开 关电路断开实现电路保护，结合图2,第二电流采样电路包括阻值较小的电阻R4,如图2中 Ι-ADC示意的第二电流采样电阻R4上的电流送至AD采样，开关电路包括三级管Q1和M0S管 Q2,三级管Q1的基极连接至控制电路中的MCU的0UT-EN，如果短路，则电阻R4上的电流增 力口，从而输出到MCU的电压增加，于是MCU的OUT-ΕΝ输出低电平，三极管Q1截止，于是M0S 管Q2截止，负载与稳压器（U1)直接的回路断开，切断电源输出，进行短路保护。也有较简 单的就是在输出回路中串联保险电阻，当电流大于一定值时保险电阻开路来实现保护。 这种借助MCU软件执行的短路保护，可靠性和反应速度受到软件程序的制约，可 靠性不高，反应速度灵敏性受限制。 因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述MCU软件执行的短路保 护存在的可靠性和反应速度受限制的实现缺陷，提供一种完全由硬件实现的负载短接保护 电路。 本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种负载短接保护电路， 包括输出控制电路，其中，还包括第一电流采样电路、电压开关控制电路、与负载连接的第 一开关电路； 所述输出控制电路、第一电流采样电路、第一开关电路依次相连，所述电压开关控 制电路分别连接至所述第一电流采样电路和第一开关电路； 所述输出控制电路用于输出电压给负载；所述第一电流米样电路用于米样所述输 出控制电路输出的电流，并输出与所述电流对应的采样电压；所述电压开关控制电路用于 检测所述采样电压并在所述采样电压超过一预设值时自动输出控制信号至所述第一开关 电路；所述第一开关电路用于接收所述控制信号并断开所述输出控制电路与所述负载的通 路。 在本技术所述的负载短接保护电路，其中， 所述第一电流采样电路包括第一电流采样电阻，所述电压开关控制电路包括第 一三极管、第二三极管、第一分压电阻、第二分压电阻，所述第一开关电路包括第三三极管 和第一 M0S管； 所述第一三极管的发射极分别连接至所述第一电流采样电阻的一端和所述输出 控制电路的电压输出端，所述第一电流采样电阻的另一端分别连接至所述第一三极管的基 极和所述第一 M0S管的源极，所述第一三极管的集电极连接至所述第一分压电阻的一端， 所述第一分压电阻的另一端分别连接至所述第二三极管的基极和第二分压电阻的一端，所 述第二分压电阻的另一端和所述第二三极管的发射极均接地； 所述第三三极管的基极分别连接至所述第二三极管的集电极和所述输出控制电 路的控制端，所述第三三极管的发射极接地，所述第三三极管的集电极连接至所述第一 M0S 管的栅极，所述第一 M0S管的漏极连接至负载的正极。 在本技术所述的负载短接保护电路，其中，所述第一电流采样电路还包括连 接所述第一三极管的基极和第一电流采样电阻的限流电阻。 在本技术所述的负载短接保护电路，其中，所述电压开关控制电路还包括第 一滤波电容和第一电阻，所述第一开关电路还包括第二滤波电容、偏置电阻、第二电阻、第 三电阻； 所述第一滤波电容的两端分别连接至所述第一三极管的基极和发射极；所述第二 滤波电容的一端接地，所述第二滤波电容的另一端连接至所述第一 M0S管的漏极；所述偏 置电阻的两端分别连接至所述第一 M0S管的栅极和源极；所述第一电阻分别连接所述第一 分压电阻和第二三极管的基极；所述第二电阻分别连接所述第三三极管的基极和所述输出 控制电路的控制端；所述第三电阻的一端接地，所述第三电阻的另一端连接至所述输出控 制电路的控制端。 在本技术所述的负载短接保护电路，其中，所述负载短接保护电路还包括稳 压电路； 所述稳压电路分别连接所述输出控制电路和第一电流采样电路，或者所述稳压电 路分别连接所述第一开关电路和负载。 在本技术所述的负载短接保护电路，其中，所述稳压电路包括型号为AMS1117 的稳压器。 在本技术所述的负载短接保护电路，其中，所述负载短接保护电路还包括第 二电流采样电路和第二开关电路； 所述第二电流采样电路分别连接所述负载和输出控制电路，所述第二开关电路连 接至所述输出控制电路，所述第二开关电路还分别连接所述第一开关电路和负载，或者所 述第二开关电路还分别连接所述输出控制电路和第一电流采样电路； 所述第二电流采样电路用于采样流过负载的电流；所述第二开关电路用于在第二 电流采样电路采样到的电流超过一预定值时，在所述输出控制电路的控制下断开所述输出 控制电路与所述负载的通路。 在本技术所述的负载短接保护电路，其中，所述第二电流采样电路包括第二 电流采样电阻，所述第二开关电路包括第四三极管和第二M0S管、第四电阻； 所述第二电流采样电阻的一端分别连接至所述输出控制电路和所述负载的负极， 所述第二电流采样电阻的另一端接地； 所述第四三极管的基极连接至所述输出控制电路，所述第四三极管的发射极接 地，所述第四三极管的集电极连接至所述第二M0S管的栅极； 所述第四电阻的两端分别连接至所述第二M0S管的源极和栅极，所述第二M0S管 的源极连接至所述第一 M0S管的漏极，所述第二M0S管的漏极连接至所述负载的正极；或 者，所述第二M0S管的源极连接至所述输出控制电路的电压输出端，所述第二M0S管的漏极 连接至所述第一三极管的发射极。 实施本技术的负载短接保护电路，具有以下有益效果：本技术在负载短 路时，通路中的电流增加，导致第一电流采样电路输出的采样电压增加，由于电压开关控制 电路在采样电压增加到一预设值时电压开关控制电路会自动输出控制信号，于是与其连接 的第一开关电路接收到控制信号时断开，进而实现在负载短接时断开输出控制电路与所述 负载的通路，达到保护电路的目的。由于电压开关控制电路是通过电压实现自动输出使第 一开关电路断开的控制信号的，而其所感受的电压来自第一电流采样电路，因此，整个过程 中开关的控制是通过硬件电路改变的，取代了现有技术中借助MCU软件程序进行电压判断 再控制断开开关的技术，整个控制过程可靠性提高，灵敏性能有效提高。 【附图说明】 下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中： 图1是现有技术中短路保护的结构示意图； 图2是现有技术中短路保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负载短接保护电路，包括输出控制电路，其特征在于，还包括第一电流采样电路、电压开关控制电路、与负载连接的第一开关电路； 所述输出控制电路、第一电流采样电路、第一开关电路依次相连，所述电压开关控制电路分别连接至所述第一电流采样电路和第一开关电路； 所述输出控制电路用于输出电压给负载；所述第一电流采样电路用于采样所述输出控制电路输出的电流，并输出与所述电流对应的采样电压；所述电压开关控制电路用于检测所述采样电压并在所述采样电压超过一预设值时自动输出控制信号至所述第一开关电路；所述第一开关电路用于接收所述控制信号并断开所述输出控制电路与所述负载的通路。

【技术特征摘要】
1. 一种负载短接保护电路，包括输出控制电路，其特征在于，还包括第一电流采样电 路、电压开关控制电路、与负载连接的第一开关电路； 所述输出控制电路、第一电流采样电路、第一开关电路依次相连，所述电压开关控制电 路分别连接至所述第一电流采样电路和第一开关电路； 所述输出控制电路用于输出电压给负载；所述第一电流米样电路用于米样所述输出控 制电路输出的电流，并输出与所述电流对应的采样电压；所述电压开关控制电路用于检测 所述采样电压并在所述采样电压超过一预设值时自动输出控制信号至所述第一开关电路； 所述第一开关电路用于接收所述控制信号并断开所述输出控制电路与所述负载的通路。2. 根据权利要求1所述的负载短接保护电路，其特征在于， 所述第一电流采样电路包括第一电流采样电阻（R5)，所述电压开关控制电路包括第 一三极管（Q3)、第二三极管（Q6)、第一分压电阻（R6)、第二分压电阻（R7)，所述第一开关电 路包括第三三极管（Q4)和第一 MOS管（Q5); 所述第一三极管（Q3)的发射极分别连接至所述第一电流采样电阻（R5)的一端和所述 输出控制电路的电压输出端（DC_IN)，所述第一电流采样电阻（R5)的另一端分别连接至所 述第一三极管（Q3)的基极和所述第一 MOS管（Q5)的源极，所述第一三极管（Q3)的集电极 连接至所述第一分压电阻（R6)的一端，所述第一分压电阻（R6)的另一端分别连接至所述 第二三极管（Q6)的基极和第二分压电阻（R7)的一端，所述第二分压电阻（R7)的另一端和 所述第二三极管（Q6)的发射极均接地； 所述第三三极管（Q4)的基极分别连接至所述第二三极管（Q6)的集电极和所述输出 控制电路的控制端（SC)，所述第三三极管（Q4)的发射极接地，所述第三三极管（Q4)的集电 极连接至所述第一 MOS管（Q5)的栅极，所述第一 MOS管（Q5)的漏极连接至负载的正极。3. 根据权利要求2所述的负载短接保护电路，其特征在于，所述第一电流采样电路还 包括连接所述第一三极管（Q3)的基极和第一电流采样电阻（R5)的限流电阻（R8)。4. 根据权利要求3所述的负载短接保护电路，其特征在于，所述电压开关控制电路还 包括第一滤波电容（C5)和第一电阻（R12)，所述第一开关电路还包括第二滤波电容（C4)、 偏置电阻（R9)、第二电阻（R10)、第三电阻（R11); 所述第一滤波电容（C5)的两端分别连接至所述第一三极管（Q3)的基极和发射极；所 述第二滤波电容（C4)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂柏生，
申请(专利权)人：长沙市博巨兴电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43