过流保护电路制造技术

本实用新型专利技术涉及电子电路技术领域，尤其是一种过流保护电路，包括第一开关管、第二开关管和D触发器，其中，第二开关管串接在输入端和输出端上阻断直接形成通路，D触发器通过第四开关管控制第二开关管的导通或关闭，第一开关管在输入电流过大时导通，并通过第三开关管改变D触发器的输出电平，截止第二开关管，从而截止输入端和输出端的通路。本实用新型专利技术根据D触发器的输出特性设计，能迅速且平稳地关断过流电路，避免电流增大瞬间对电路元器件造成不可逆的物理损伤；同时，不依赖于软件系统控制，仅通过电子元件自身的特点实现功能，具有更高的可靠性，电路结构自身的成本较低。

Overcurrent protection circuit

【技术实现步骤摘要】
过流保护电路
本技术涉及电子电路
，尤其是一种过流保护电路。
技术介绍
现有多数电机(尤其是直流电机)会在工作了一段时间后因控制不稳定或电机本身工艺等原因，出现短路或过载等故障，导致用于驱动该电机的驱动电路也因过流而烧毁，为了解决上述问题，大多数现有设计是在电路上串联一个保险丝或PTC；这种通过强行切断供电的虽然符合基本的安规要求，避免电路板过热烧毁，但是所选用保险丝的熔断电流通常是是正常工作电流2-3倍，且实际电流超过熔断电流到保险丝熔断的过程中存在一段时间，这无疑会十分容易对元器件造成不可逆的物理损伤，缩短驱动电路或电机的寿命，也增加了后期维修的难度和成本。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有熔断性过流保护电路容易对受保护元器件造成不可逆物理伤害且增加维护难度和成本的缺陷。为了实现上述目的，本技术公开一种过流保护电路，包括输入端和输出端，以及：第一开关管Q1和第二开关管Q2，所述第一开关管Q1的第一端和第二端分别与输入端电连接，第二开关管Q2的第二端和第三端串接在输入端和输出端之间，第二开关管Q2的第一端与输入端电连接，第一开关管Q1的导通特性为第一端接有高电平信号时导通，第二开关管Q2的导通特性为第一端接有高电平信号时截止；D触发器U1，所述D触发器U1的电源端VCC、置位端数据端D和复位端均接有高电平信号，D触发器U1的置位端和输出端分别接有第三开关管Q3和第四开关管Q4；其中，第三开关管Q3的第一端与第一开关管Q1的第三端电连接，第三开关管Q3的第二端接地，第三开关管Q3的第三端与D触发器U1的置位端电连接，第四开关管Q4的第一端与D触发器U1的第一逻辑输出端电连接，第四开关管Q4的第二端接地，第四开关管Q4的第三端与第二开关管Q2的第一端电连接。作为优选，输入端和输出端之间设有电流检测元件，电流检测元件串接在输入端和第一开关管Q1的第一端之间。进一步的，电流检测元件可以是电流检测电阻RS1或电流检测芯片。作为优选，第一开关管Q1的第三端与第三开关管Q3的第一端之间设有低通滤波器，所述低通滤波器包括串接在第一开关管Q1的第三端与第三开关管Q3的第一端通路上的滤波电阻R4以及分别旁接在滤波电阻R4两端的第一滤波电容C1和第二滤波电容C2。作为优选，D触发器U1的型号为74HC74PW型触发器芯片。进一步的，D触发器U1的复位端接有用于设定复位端延时上电时间的延时电阻R6和延时电容C3，延时电阻R6串接在高电平信号和复位端之间，延时电容C3的一端与复位端电连接，延时电容C3的另一端接地。作为优选，D触发器U1的第二逻辑输出端接有警示电路过流的发光二极管LED1。作为优选，第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4为晶体管或场效应管。本技术的有益效果：根据D触发器的输出特性设计，能迅速且平稳地关断过流电路，避免电流增大瞬间对电路元器件造成不可逆的物理损伤；同时，不依赖于软件系统控制，仅通过电子元件自身的特点实现功能，具有更高的可靠性，电路结构自身的成本较低。附图说明图1：本技术过流保护电路的原理示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清晰，下面将结合实施例和附图，对本技术作进一步的描述。本技术公开一种过流保护电路。请参照图1所示，为本技术一较佳实施例，过流保护电路包括输入端和输出端，输入端和输出端之间电性导通，输入端和输出端之间设有过流保护拓扑，用于截断输入端过流接通至输出端。过流保护拓扑包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4和D触发器U1，上述第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4为晶体管或场效应管，开关管的第一端、第二端和第三端分别表示基极(或栅极)、发射极(或源极)和集电极(或漏极)。过流保护拓扑的结构关系为第一开关管Q1的第一端和第二端分别与输入端电连接，第二开关管Q2的第二端和第三端串接在输入端和输出端之间，第二开关管Q2的第一端与输入端电连接；D触发器U1的电源端VCC、置位端数据端D和复位端均接有高电平信号，第三开关管Q3的第一端与第一开关管Q1的第三端电连接，第三开关管Q3的第二端接地，第三开关管Q3的第三端与D触发器U1的置位端电连接，第四开关管Q4的第一端与D触发器U1的第一逻辑输出端电连接，第四开关管Q4的第二端接地，第四开关管Q4的第三端与第二开关管Q2的第一端电连接。其中，第一开关管Q1的导通特性为第一端接有高电平信号时导通(输入端-输出端通路电流在正常范围内不导通)，用于利用输入端的高电平信号改变D触发器U1的置位端电平信号，第二开关管Q2的导通特性为第一端接有高电平信号时截止，用于阻断输入端和输出端直接形成电通路，第三开关管Q3和第四开关管Q4导通特性也为第一端接有高电平信号时导通，第三开关管Q3被第一开关管Q1导通后将D触发器U1的置位端高电平信号接地，从而改变D触发器U1的置位端电平信号，第四开关管Q4被D触发器U1的第一逻辑输出端导通后将第二开关管Q2的第一端高电平信号接地，从而导通输入端和输出端的电通路。在实际应用中，输入端和输出端之间设有电流检测元件，串接在输入端和第一开关管Q1的第一端之间，用于设定过流保护电路的电流过流值，该电流检测元件可以是电流检测电阻RS1或电流检测芯片(例如MAX4080型芯片)。过流保护拓扑的关断时间与输入端-输出端通路电流及电流检测电阻RS1(或电流检测芯片)的阻值正比例关系，电流检测电阻RS1或电流检测芯片确定后，关断时间受输入端-输出端通路电流影响，即输入端-输出端通路电流越大，时间越短。由于输入端可能存在影响过流保护拓扑的高频干扰信号，第一开关管Q1的第三端与第三开关管Q3的第一端之间设有低通滤波器，低通滤波器包括串接在第一开关管Q1的第三端与第三开关管Q3的第一端通路上的滤波电阻R4以及分别旁接在滤波电阻R4两端的第一滤波电容C1和第二滤波电容C2。D触发器U1选用型号为74HC74PW型的触发器芯片，D触发器U1的复位端接有延时电阻R6和延时电容C3，延时电阻R6串接在高电平信号和复位端之间，延时电容C3的一端与复位端电连接，延时电容C3的另一端接地，延时电阻R6和延时电容C3用于设定复位端相对于置位端的延时上电时间t，延时上电时间t＝1.414*R6*C3。D触发器U1的第二逻辑输出端的输出逻辑与第一逻辑输出端的输出逻辑相反，D触发器U1的第二逻辑输出端接有警示电路过流的发光二极管LED1，当第一逻辑输出端输出为低电平时，表示输入过流，此时第一逻辑输出端输出为高电平，从而点亮发光二极管LED1，提醒用户输入过流。应该注意的是，以上描述仅为过流保护电路的主要功能结构，电路中有多处分压或滤波结构，例如电阻R2和电阻R3构成第一开关管Q1第三端的分压网络，电阻R10和电阻R11构成第二开关管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过流保护电路，包括输入端和输出端，其特征在于，还包括：/n第一开关管Q1和第二开关管Q2，所述第一开关管Q1的第一端和第二端分别与输入端电连接，第二开关管Q2的第二端和第三端串接在输入端和输出端之间，第二开关管Q2的第一端与输入端电连接，第一开关管Q1的导通特性为第一端接有高电平信号时导通，第二开关管Q2的导通特性为第一端接有高电平信号时截止；/nD触发器U1，所述D触发器U1的电源端VCC、置位端

【技术特征摘要】
1.一种过流保护电路，包括输入端和输出端，其特征在于，还包括：
第一开关管Q1和第二开关管Q2，所述第一开关管Q1的第一端和第二端分别与输入端电连接，第二开关管Q2的第二端和第三端串接在输入端和输出端之间，第二开关管Q2的第一端与输入端电连接，第一开关管Q1的导通特性为第一端接有高电平信号时导通，第二开关管Q2的导通特性为第一端接有高电平信号时截止；
D触发器U1，所述D触发器U1的电源端VCC、置位端数据端D和复位端均接有高电平信号，D触发器U1的置位端和输出端分别接有第三开关管Q3和第四开关管Q4；
所述第三开关管Q3的第一端与第一开关管Q1的第三端电连接，第三开关管Q3的第二端接地，第三开关管Q3的第三端与D触发器U1的置位端电连接，所述第四开关管Q4的第一端与D触发器U1的第一逻辑输出端电连接，第四开关管Q4的第二端接地，第四开关管Q4的第三端与第二开关管Q2的第一端电连接。


2.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述输入端和输出端之间设有电流检测元件，所述电流检测元件串接在输入端和第一开关管Q1的第一端之间。


3.根据权利要求2所述的过流保护电路，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁军华，雷杰中，黄仲波，
申请(专利权)人：广州正心智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44