【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电路保护，具体涉及一种双向可控的芯片限流检测电路。
技术介绍
1、现有的限流技术方案主要分为以下几种，一种是以三极管为主要器件，通过电阻分压导通/关断三极管实现限流；一种是以运放为主要器件，通过对采样电阻上的分压进行处理判断是否存在过流现象并处理；第三种是通过专用的限流芯片配合外围器件实现限流功能。
2、三极管限流技术方案在电流超载后，所有的压降都在三极管上，三极管存在过热的风险，若在此基础上增加自锁功能的话，当过流消除后，限流保护电路不能自行恢复。运放限流技术方案主要适用于电流比较大的应用，如电源输出限流等，不适用于ma级信号传输线应用。专用限流芯片技术方案外围电路复杂，成本较高，普适性较差，因此本专利技术提出了一种双向可控的芯片限流检测电路。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种双向可控的芯片限流检测电路，解决以下技术问题：
2、现有技术方案中：三极管限流技术方案在电流超载后，存在过热的风险，若在此基础上增加自锁功能的话，当过流消除后，限流保护电路不能自行恢复；运放限流技术方案主要适用于电流比较大的应用，不适用于ma级信号传输线应用；专用限流芯片技术方案外围电路复杂，成本较高，普适性较差。
3、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
4、一种双向可控的芯片限流检测电路，包括控制回路，电流限制回路和过流检测回路，其中：
5、所述控制回路包括电阻r1和mosfet驱动器o1，其中r1为mosfe
6、所述电流限制回路包括mosfet驱动器o1，电阻r2至r7，稳压管dz1，n沟道mosfetq1、q4，n沟道jfet q2、q3；r2为dz1的限流电阻，r3和r4分别为q1和q4的栅极驱动电阻，q1和q4为限流电路的主开关，q2和q3为限流电路的电流调节器件；r5为驱动回路的分压电阻；r6和r7分别为q2和q3的分流电阻；
7、所述过流检测回路包括电阻r8至r15、运算放大器u1和u2、二极管d1和d2，其中r8、r9、r10、r14、u1组成第一差分运放电路，r11、r12、r13、r15、u2组成第二差分运放电路，二极管d1和d2用于选择两个差分运放电路的输出信号。
8、作为本专利技术进一步的方案：所述控制回路中，r1的电阻值由控制信号的电压和mosfet驱动器o1驱动led允许的电流确定。
9、作为本专利技术进一步的方案：所述电流限制回路中：
10、dz1的稳压值根据q1和q4的特性选择，r2的电阻值根据o1输出的驱动电压和dz1的稳压值确定；
11、r3和r4的阻值根据q1和q4的特性来确定，q1、q2、q3、q4的选型根据传输信号的电压和电流等级确定；
12、r5用于微调q1和q4的静态工作点；
13、r6和r7的阻值根据限制电流值与q2和q3的特性确定。
14、作为本专利技术进一步的方案：所述电流限制回路中r3、r6、q1、q2组成的电路与r4、r7、q4、q3组成的电路完全对称。
15、作为本专利技术进一步的方案：当所述控制信号置高后，mosfet驱动器o1的驱动led有电流通过，mosfet驱动器o1的输出端产生一个浮动的驱动电压，电流限制回路开始工作，当控制信号置零时，mosfet驱动器o1关闭，电流限制回路关闭。
16、作为本专利技术进一步的方案：当控制回路信号置高时，mosfet驱动器o1输出驱动信号，q1、q4开通，传输信号电流从q1的d端流入，s端流出，q2和q3的s端和g端短接，q2和q3处于放大区，传输信号电流流入r6的一端和q2的d端，从r6的另一端和q2的s端流出后再流入r7的一端和q3的s端，传输信号电流从r7的另一端和q3的d端流出后，从q4的s端流入，然后从q4的d端流出，进入信号的下一级。
17、作为本专利技术进一步的方案：当检测电路中的传输信号电流值在预设范围内时，q1至q4 的ds端电压降处于mv级，信号传输正常，调整r8至r15的值，控制差分电路对电流限制回路输出电压差的放大比例，使过流检测回路输出电压的值小于二极管正向导通压降，此时检测信号的电压值为零，整个检测电路正常运行。
18、作为本专利技术进一步的方案：当传输信号电流增大时，q2和q3工作于放大区，q2和q3的ds端之间分别相当于等效电阻rq2和rq3，rq2和rq3分别与r6和r7并联，q1的工作区间由饱和区向放大区靠近，q4的工作区间进一步进入饱和区，当电流持续增大时，q1的工作区间由饱和区进入放大区，q1的ds端之间的电压变大，q1、q2、q3在放大区的工作区间达到动态平衡，q1至q4的ds端导通压降，该压降为传输信号在输入端和输出端的电压差，当输出负载降低至短路状态时，传输信号的电压全部分压在q1至q4的ds端，输出电压接近为零，传输信号的电流则限制在预设最大允许电流值，此时q1的ds端的导通压降最大，q2和q3的ds端的导通压降相等，q4的ds端的导通压降最小。
19、作为本专利技术进一步的方案：当允许的最大导通电流值越大，r6、r7的电阻值越小，r6、r7上流过的电流值越大，当允许的最大导通电流值越小，r6、r7的电阻值越大，r6、r7上流过的电流值越小；当允许的最大导通电流在q2、q3的电流范围内，则去除r6和r7，此时仅通过q2和q3进行通流；
20、当q1至q4的型号确定时，选择r6和r7的阻值，使导通电流值达到预设最小阈值，则当去除r6和r7时，将此时电路中的允许导通电流值设为电路最大允许导通电流值的下限值。
21、作为本专利技术进一步的方案：当电流达到最大允许电流值时，电流限制回路输出的电压差经过差分运放电路放大后，输出被下一级信号输入端识别的高电平，此时判定系统出现过流故障，控制信号置低，整个限流检测系统关闭，信号传输路径断开，当故障排除后重新将控制信号置高，系统重新工作。
22、本专利技术的有益效果：
23、本专利技术的可控双向限流检测电路是针对小电流传输信号的限流保护方案，当传输信号的电流超过允许的最大电流或者发生短路时，可以将传输信号的电流限制在允许的最大电流，同时检测信号置位，在需要的情况下，可以通过控制信号完全切断传输信号，等故障消除后再次通过控制信号恢复通路。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种双向可控的芯片限流检测电路，其特征在于，包括控制回路，电流限制回路和过流检测回路，其中：
2.根据权利要求1所述的一种双向可控的芯片限流检测电路，其特征在于，所述控制回路中，R1的电阻值由控制信号的电压和MOSFET驱动器O1驱动LED允许的电流确定。
3.根据权利要求1所述的一种双向可控的芯片限流检测电路，其特征在于，所述电流限制回路中：
4.根据权利要求1所述的一种双向可控的芯片限流检测电路，其特征在于，所述电流限制回路中R3、R6、Q1、Q2组成的电路与R4、R7、Q4、Q3组成的电路完全对称。
5.根据权利要求1所述的一种双向可控的芯片限流检测电路，其特征在于，当所述控制信号置高后，MOSFET驱动器O1的驱动LED有电流通过，MOSFET驱动器O1的输出端产生一个浮动的驱动电压，电流限制回路开始工作，当控制信号置零时，MOSFET驱动器O1关闭，电流限制回路关闭。
6.根据权利要求5所述的一种双向可控的芯片限流检测电路，其特征在于，当控制回路信号置高时，MOSFET驱动器O1输出驱动信号，Q1、Q4开通
7.根据权利要求1所述的一种双向可控的芯片限流检测电路，其特征在于，当检测电路中的传输信号电流值在预设范围内时，Q1至Q4 的DS端电压降处于mV级，信号传输正常，调整R8至R15的值，控制差分电路对电流限制回路输出电压差的放大比例，使过流检测回路输出电压的值小于二极管正向导通压降，此时检测信号的电压值为零，整个检测电路正常运行。
8.根据权利要求7所述的一种双向可控的芯片限流检测电路，其特征在于，当传输信号电流增大时，Q2和Q3工作于放大区，Q2和Q3的DS端之间分别相当于等效电阻RQ2和RQ3，RQ2和RQ3分别与R6和R7并联，Q1的工作区间由饱和区向放大区靠近，Q4的工作区间进一步进入饱和区，当电流持续增大时，Q1的工作区间由饱和区进入放大区，Q1的DS端之间的电压变大，Q1、Q2、Q3在放大区的工作区间达到动态平衡，Q1至Q4的DS端导通压降，该压降为传输信号在输入端和输出端的电压差，当输出负载降低至短路状态时，传输信号的电压全部分压在Q1至Q4的DS端，输出电压接近为零，传输信号的电流则限制在预设最大允许电流值，此时Q1的DS端的导通压降最大，Q2和Q3的DS端的导通压降相等，Q4的DS端的导通压降最小。
9.根据权利要求8所述的一种双向可控的芯片限流检测电路，其特征在于，当允许的最大导通电流值越大，R6、R7的电阻值越小，R6、R7上流过的电流值越大，当允许的最大导通电流值越小，R6、R7的电阻值越大，R6、R7上流过的电流值越小；当允许的最大导通电流在Q2、Q3的电流范围内，则去除R6和R7，此时仅通过Q2和Q3进行通流；
10.根据权利要求9所述的一种双向可控的芯片限流检测电路，其特征在于，当电流达到最大允许电流值时，电流限制回路输出的电压差经过差分运放电路放大后，输出被下一级信号输入端识别的高电平，此时判定系统出现过流故障，控制信号置低，整个限流检测系统被关闭，信号传输路径断开，当故障排除后重新将控制信号置高，系统重新工作。
...【技术特征摘要】
1.一种双向可控的芯片限流检测电路，其特征在于，包括控制回路，电流限制回路和过流检测回路，其中：
2.根据权利要求1所述的一种双向可控的芯片限流检测电路，其特征在于，所述控制回路中，r1的电阻值由控制信号的电压和mosfet驱动器o1驱动led允许的电流确定。
3.根据权利要求1所述的一种双向可控的芯片限流检测电路，其特征在于，所述电流限制回路中：
4.根据权利要求1所述的一种双向可控的芯片限流检测电路，其特征在于，所述电流限制回路中r3、r6、q1、q2组成的电路与r4、r7、q4、q3组成的电路完全对称。
5.根据权利要求1所述的一种双向可控的芯片限流检测电路，其特征在于，当所述控制信号置高后，mosfet驱动器o1的驱动led有电流通过，mosfet驱动器o1的输出端产生一个浮动的驱动电压，电流限制回路开始工作，当控制信号置零时，mosfet驱动器o1关闭，电流限制回路关闭。
6.根据权利要求5所述的一种双向可控的芯片限流检测电路，其特征在于，当控制回路信号置高时，mosfet驱动器o1输出驱动信号，q1、q4开通，传输信号电流从q1的d端流入，s端流出，q2和q3的s端和g端短接，q2和q3处于放大区，传输信号电流流入r6的一端和q2的d端，从r6的另一端和q2的s端流出后再流入r7的一端和q3的s端，传输信号电流从r7的另一端和q3的d端流出后，从q4的s端流入，然后从q4的d端流出，进入信号的下一级。
7.根据权利要求1所述的一种双向可控的芯片限流检测电路，其特征在于，当检测电路中的传输信号电流值在预设范围内时，q1至q4 的ds端电压降处于mv级，信号传输正常，调整r8至r15的值，控制差分电路对电...
【专利技术属性】
技术研发人员：王光会，张庆洋，金星，
申请(专利权)人：悦芯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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