本申请实施例提供了一种电路关断装置，该电路关断装置包括：输入接口、输出接口、第一电容、控制组件和场效应晶体管。其中，输入接口的第一接口与外部电路的正极连接，第二接口与外部电路的负极连接；第一电容的第一端与第一接口连接，第二端与第二接口连接；场效应晶体管设置在第一电容与第一接口之间，或者，设置在第一电容与第二接口之间；控制组件用于在检测到第一接口与第二接口之间发生短路时，控制场效应晶体管断开电路。本申请实施例通过利用场效应晶体管在短路时关断电路实现了电路断开装置功率消耗的降低。装置功率消耗的降低。装置功率消耗的降低。
【技术实现步骤摘要】
一种电路关断装置
[0001]本申请实施例涉及电子
，尤其涉及电路关断装置。
技术介绍
[0002]目前，降压型(buck)电路广泛应用于电路设计中，为了使电路结构稳定，一般会将buck电路与滤波电容并联。但是一但发生短路，滤波电容中的能量会流向短路点形成能量倒灌，烧坏整个电路，在一些特殊作业环境，例如煤矿油气等作业场景，这些场景随时可能会有可燃易爆气体产生，能量倒灌甚至会引发燃爆。因此，一般会在电路中设置电路关断装置。
[0003]目前，业内通常采用二极管做电路关断装置，利用二极管正向导通、反向不导通的特性可以有效防止短路时产生的能量倒灌。但是二极管压降较大，电源会在二极管上产生过多的能量消耗。
[0004]因此，如何在保证满足安全使用的前提下，降低电路关断装置的消耗成为亟待解决的问题。
技术实现思路
[0005]本申请实施例提供一种电路关断装置，能够有效降低电路关断装置上的功率消耗。
[0006]第一方面，提供了一种电路关断装置，其特征在于，该电路关断装置包括：输入接口，输出接口，第一电容，场效应晶体管，控制组件；所述输入接口，包括：第一接口，用于与正极连接，第二接口，用于与负极连接；所述第一电容的第一端与所述第一接口连接，所述第一电容的第二端与所述第二接口连接；所述场效应晶体管包括源极、栅极和漏极，所述源极与所述第一接口连接，所述漏极与所述第一电容的第一端连接，所述栅极与所述控制组件的输出端连接，或，所述漏极与所述第二接口连接，所述源极与所述第一电容的第二端连接，所述栅极与所述控制组件的输出端连接；所述控制组件用于通过检测所述第一端口与所述第二端口之间短路时电流的流向控制所述场效应晶体管关断。
[0007]本申请中，当第一接口和第二接口不发生短路时，第一电容起到滤波的作用，保证输出接口电压的稳定，并且也会储存部分能量；当第一接口和第二接口发生短路时，第一电容会释放储存的能量，产生能量倒灌，在短路点聚集大量能量，控制组件通过检测电流的方向向场效应晶体管发出指示，场效应晶体管可以及时关断电路，从而保证安全。本申请使用了场效应晶体管关断电路，因为场效应晶体管的内阻恒定(毫欧姆级别)并且响应时间快，所以本申请既可以及时处理短路时由滤波电容引起的能量倒灌，又可以降低电路关断装置的功率消耗。
[0008]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述电路关断装置还包括：第一二极管，所述第一二极管并联在所述场效应晶体管上，并且所述第一二极管的导通方向与所述场效应晶体管的导通方向相同。
[0009]本申请通过在场效应晶体管上并联二极管，可以有效地防止场效应晶体管被烧坏，提高了电路关断装置的可靠性。
[0010]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述控制组件包括：第一比较器、采样电阻、运算放大器、第二电容和参考电源；所述第一比较器的输出端与所述场效应晶体管连接，正向输入端与所述运算放大器的输出端连接，负向输入端经过所述第二电容与所述参考电源连接；所述运算放大器的正向输入端与所述第一电容的第二端连接，负向输入端与所述第二接口连接，输出端与所述第一比较器电路的正向输入端连接，或，所述运算放大器的正向输入端与所述第一接口连接，负向输入端与所述第一电容的第一端连接，输出端与所述第一比较器的正向输入端连接；所述采样电阻的一端与所述运算放大器的正向输入端连接，另一端与所述运算放大器的负向输入端连接；所述参考电源的电压小于所述运算放大器输出电压的绝对值。
[0011]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第一比较器输出第一电压或第二电压，第一电压大于所述场效应晶体管的导通电压，第二电压小于所述场效应晶体管的导通电压。
[0012]本申请中，电路正常运行时，运算放大器输出正向电压，该正向电压大于参考电源提供的电压，第一比较器输出第一电压，场效应晶体管导通，整个电路导通；第一接口和第二接口发生短路时，第一电容释放能量，引起能量向短路点倒灌，采样电阻上的电流反向流动，运算放大器输出反向电压，第一比较器输出第二电压，场效应晶体管关断，整个电路关断，能量倒灌被阻止。本申请中，运算放大器的作用是为了放大采样电阻上电流的变化，使得短路时的电压变化更加明显。
[0013]应理解，本申请中所述采样电阻的阻值应该尽可能小。使用小阻值的采样电阻可以降低采样电阻消耗的功率，提高电源的有效使用率。
[0014]示例性地，所述所述采样电阻的阻值为毫欧姆级别。
[0015]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述电路关断装置可以应用于煤矿油气等井下作业环境。
[0016]井下作业环境随时可能会有可燃易爆气体产生，一但发生短路引起能量向短路点倒灌，很可能会因为聚集能量过大引起燃爆，应用本申请电路关断装置可以有效避免因电路短路产生能量倒灌而发生的安全事故。
[0017]第二方面，提供了一种电路关断装置，其特征在于，该电路关断装置包括：输入接口，输出接口，第一电容，场效应晶体管，控制组件；所述输入接口，包括：第一接口，用于与正极连接，第二接口，用于与负极连接；所述第一电容的第一端与所述第一接口连接，所述第一电容的第二端与所述第二接口连接；所述场效应晶体管包括源极、栅极和漏极，所述源极与所述第一接口连接，所述漏极与所述第一电容的第一端连接，所述栅极与所述控制组件的输出端连接，或，所述漏极与所述第二接口连接，所述源极与所述第一电容的第二端连接，所述栅极与所述控制组件的输出端连接；所述控制组件用于通过检测所述第一端口与所述第二端口之间短路时所述控制组件上电压的下降速度控制所述场效应晶体管的关断。
[0018]本申请中，当第一接口和第二接口不发生短路时，第一电容起到滤波的作用，保证输出接口电压的稳定，并且也会储存部分能量；当第一接口和第二接口发生短路时，第一电容会释放储存的能量，产生能量倒灌，在短路点聚集大量能量，控制组件通过检测自身两个
输入端电压的下降速度向场效应晶体管发出指示，场效应晶体管可以及时关断电路，从而保证安全。本申请使用了场效应晶体管关断电路，因为场效应晶体管的内阻恒定(毫欧姆级别)并且响应时间快，所以本申请既可以及时处理滤波电容引起的能量倒灌，又可以降低电路关断装置的功率消耗。
[0019]结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述电路关断装置还包括：第一二极管，所述第一二极管并联在所述场效应晶体管上，并且所述第一二极管的导通方向与所述场效应晶体管的导通方向相同。
[0020]本申请通过在场效应晶体管上并联二极管，可以有效地防止场效应晶体管被烧坏，提高了电路关断装置的可靠性。
[0021]结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，控制组件包括：第二比较器、第一电阻、第二电阻、第三电容和第二二极管；所述第二比较器的输出端与所述场效应晶体管连接，正向输入端与所述第一接口连接，负向输入端与所述第二二极管的负极连接；所述第一电阻的阻值大于所述第二电阻，所述第一电阻的一端与所述第二比较器的负向输入端连接，另一端与本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电路关断装置，其特征在于，所述电路关断装置包括：输入接口，输出接口，第一电容，场效应晶体管，控制组件；所述输入接口，包括：第一接口，用于与外部电路的正极连接，第二接口，用于与外部电路的负极连接；所述第一电容的第一端与所述第一接口连接，所述第一电容的第二端与所述第二接口连接；所述场效应晶体管包括源极、栅极和漏极，所述源极与所述第一接口连接，所述漏极与所述第一电容的第一端连接，所述栅极与所述控制组件的输出端连接，或，所述漏极与所述第二接口连接，所述源极与所述第一电容的第二端连接，所述栅极与所述控制组件的输出端连接；所述控制组件用于通过检测所述第一端口与所述第二端口之间短路时电流的流向控制所述场效应晶体管关断。2.根据权利要求1所述的电路关断装置，其特征在于，所述电路关断装置还包括：第一二极管，所述第一二极管并联在所述场效应晶体管上，并且所述第一二极管的导通方向与所述场效应晶体管的导通方向相同。3.根据权利要求1或2所述的电路关断装置，其特征在于，所述控制组件包括：第一比较器、采样电阻、运算放大器、第二电容和参考电源；所述第一比较器的输出端与所述场效应晶体管连接，所述第一比较器的正向输入端与所述运算放大器的输出端连接，所述第一比较器的负向输入端通过所述第二电容与所述参考电源连接；所述运算放大器的正向输入端与所述第一电容的第二端连接，负向输入端与所述第二接口连接，输出端与所述第一比较器电路的正向输入端连接，或，所述运算放大器的正向输入端与所述第一接口连接，负向输入端与所述第一电容的第一端连接，输出端与所述第一比较器的正向输入端连接；所述采样电阻的一端与所述运算放大器的正向输入端连接，另一端与所述运算放大器的负向输入端连接；所述参考电源的电压小于所述运算放大器输出端电压的绝对值。4.根据权利要求3所述的电路关断装置，其特征在于，所述第一比较器输出第一电压或第二电压，所述第一电压大于所述场效应晶体管的导通电压，所述第二电压小于所述场效应晶体...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶树德，同伟锋，张国柱，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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