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一种开关型晶体管的过载保护电路制造技术

技术编号:5720627 阅读:220 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种开关型晶体管的过载保护电路,被保护晶体管“输入极”与“输出极”串接在负载回路上,其特征在于过载保护电路为包括有第一输入端、第二输入端和输出端的门电路,第一输入端接电平信号,第二输入端连接“输入极”,输出端连接“控制极”,当第一输入端、第二输入端为低电平“0”,输出端为低电平“0”;当第一输入端为低电平“0”且第二输入端为高电平“1”,输出端为低电平“0”;当第一输入端为高电平“1”且第二输入端为低电平“0”,输出端为高电平“1”;当第一输入端、第二输入端为高电平“1”,输出端为低电平“0”。本实用新型专利技术的开关管保护电路为一门电路,电路中减少了场效应管,功率消耗更低。(*该技术在2018年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种晶体管的过载保护,特别是一种晶体管作为开关管使用时的过载保护电路。
技术介绍
三极管和场效应管都是晶体管元件(由于三极管和场效应管均由NPN和PNP两种,工作电流方向正好相反,为叙述方便,按电流流入、流出方向,将NPN型三极管的集电极、PNP型三极管的发射极、NPN型场效应管的漏极及PNP场效应管的源极统称为"输入极";将NPN型三极管的发射极、PNP型三极管的集电极、NPN场效应管的源极及PNP场效应管的漏极统称为"输出极";将三极管的基极与场效应管的栅极统称为"控制极"),电路中通常将它们用来作为开关器件,其缺点在于一旦过载极易造成损坏。为了解决这个问题,人们设计出了各种各样的晶体管保护电路,在外电路发生过载或短路时可以实现晶体管的截止,防止晶体管烧坏。如图4所述,即为现有技术中常见的一种晶体管过载保护电路,被保护的开关型晶体管为场效应管Q1,该保护电路在正常工作状态下,场效应管Q1、场效应管Q2导通,负载RL正常工作,而当负载RL短路或过载时,场效应管Q2自锁使得场效应管Q1截止而获得保护。但是,上述电路在开关管回路中串接了两个晶体管,整个控制回路会额外增加压降和功率损耗,使得开关型晶体管的开关特性变差,这个矛盾在低电压大电流的工作状态下尤其突出。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种既可有效保护晶体管又不增加压降和功率损耗的开关晶体管过载保护电路。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案为该开关型晶体管的过载保护电路,被保护晶体管的"输入极"与"输出极"串接在负载回路上,其特征在于该被保护晶体管的过载保护电路为一包括有第一输入端(TO)、第二输入端(Fo)和输出端(Ko)的门电路,其中,所述过载保护电路的第一输入端(To)接收外接开关信号电路的输出电平信号,所述过载保护电路的第二输入端(Fo)连接被保护晶体管的"输入极",所述过载保护电路的输出端(Ko)连接被保护晶体管的"控制极",并且,所述的过载保护电路的输入端与输出端之间具有如下的逻辑关系当所述过载保护电路的第一输入端(To)、第二输入端(Fo)同时为低电平"0"时,所述过载保护电路的输出端(Ko)也为低电平"0";当所述过载保护电路的第一输入端(To)为低电平"0",且第二输入端(Fo)为高电平"1"时,所述过载保护电路的输出端(Ko)为低电平"0";当所述过载保护电路的第一输入端(To)为高电平"1",且第二输入端(Fo)为低电平"0"时,所述过载保护电路的输出端(Ko)为高电平"1";当所述过载保护电路的第一输入端(To)、第二输入端(Fo)同时为高电平"1"时,所述过载保护电路的输出端(Ko)为低电平"0"。作为优选,可以在电路中采用由运放和三极管相配合的信号控制电路,将直接来自开关信号电路的输出信号通过运放转换为可控制三极管工作的信号电平,进而通过三极管控制场效应管的导通和截止。所述的保护电路包括有第一运放(IC1)、第一三极管(BG1)和第二三极管(BG2),其中,所述开关信号电路的电平信号输出端(out)作为整个保护电路的输入端(Fo)—路经第二电阻(R2)接场效应管(Q)的栅极,另一路经第一电阻(R1)接第一三极管(BG1)的基极,第一三极管(BG)的发射极接地,第一三极管(BG1)的集电极经第三电阻(R3)分为两路,一路接第一运放(IC1)的负输入端(A),另一路经第四电阻(R4)接电源(U)正极,第一运放(IC1)的正输入端(B)—路经第六电阻(R6)和场效应管(Q)的漏极相连,该第六电阻(R6)和场效应管(Q)漏极的交结点即为整个保护电路的反馈端(Fo),第一运放(IC1)的正输入端(B)的另一路经第五电阻(R5)接地,负载(RL)的一端接电源(U)正极,另一端接场效应管(Q)的漏极,场效应管(Q)的源极接地,第一运放(IC1)的输出端经第七电阻(R7)接第二三极管(BG2)的基极,第二三极管(BG2)的发射极接地,第二三极管(BG2)的集电极作为整个保护电路的输出端(Ko)连接场效应管(Q)的栅极;在所述的第一三极管(BG1)的基极和发射极之间还连接有第一电容(C1),在输入高电平时,可以保证场效应管(Q)先导通;这里,所述的第一运放(IC1)的正输入端(B)电位通过第五电阻(R5)和第六电阻(R6)的分压比确定,而第一运放(IC1)的负输入端(A)电位通过第四电阻(R4)和第三电阻(R3)的分压比确定;在正常工作状态下,第二三极管(BG2)是截止的,第一运放(IC1)的负输入端(A)电位始终高于第一运放(IC1)的正输入端(B)电位,只有在负载(RL)短路或过载时,第一运放(IC1)的正输入端(B)电位才会高于第一运放(IC1)的负输入端(A)电位而发生翻转,第二二极管(BG2)导通,即对场效应管(Q)起到截止保护作用。作为另一优选,所述的保护电路也可以通过若干个串接三极管实现,具体地,包括有第三三极管(BG3)、第四三极管(BG4)和第五三极管(BG5),其中,所述开关信号电路的输出端(out)作为整个保护电路的输入端(To)—路经第九电阻(R9)连接第三三极管(BG3)的基极,另一路经第十电阻(R10)连接场效应管(Q)的栅极,该第三三极管(BG3)的集电极和所述电源(U)的正极相连,第三三极管(BG3)的发射极连接第四三极管(BG4)的集电极,该第四三极管(BG4)的发射极一路经第十二电阻(R12)连接所述电源(U)的负极,另一路连接第五三极管(BG5)的基极,所述第四三极管(BG4)的基极经第十一电阻和场效应管(Q)的漏极相连,该第十一电阻0U1)和场效应管(Q)漏极的交结点即为整个保护电路的反馈端(Fo),第五三极管(BG5)的发射极和电源(U)的负极相连,该第五三极管②G5)的集电极作为整个保护电路的输出端(Ko;)连接场效应管(;Q)的栅极;还包括有一由第二电容(C2)和第八电阻(R8)组成的延时回路,并且,所述的第二电容(C2)和第八电阻(R8)分别并接在所述第三三极管(BG3)的基极和所述电源(U)负极之间,在输入高电平时,可以保证场效应管(Q)优先导通;于是,场效应管(Q)在开关信号电路输出低电平时截止,在开关信号电路输出高电平且电路处于正常工作状态时导通,并且,第五三极管(BG5)均是截止的;只有当负载短路或过载时,第三三极管(BG3)、第四三极管(BG4)同时导通,此时,第五三极管(BG5)才会导通,此时,场效应管(Q)截止并获得保护。三极管在饱和导通状态下,同样可以作为开关管使用,于是,所述的场效应管(Q)可以由三极管替代,相应地,所述场效应管的栅极、源极和漏极分别由所述三极管的基极、发射极和集电极替代。与现有技术相比,本技术的优点在于本技术设计的开关管保护电路为一门电路,输入端和输出端之间具有一定的逻辑关系,由第二输入端来检测电路是否过载或短路,并控制保护电路的输出端,即在负载正常工作时,能够保证场效应管的导通,以保证电路的正常接通状态,而在外接负载短路时,场效应管能够自动截止,从而实现过载保护;而且,整个电路只采用一个场效应管来实现开关功能和截止保护功能,功率消耗更低,也降低了成本。附图说明图1为本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关型晶体管的过载保护电路,被保护晶体管的“输入极”与“输出极”串接在负载回路上,其特征在于:该被保护晶体管的过载保护电路为一包括有第一输入端(To)、第二输入端(Fo)和输出端(Ko)的门电路,其中,所述过载保护电路的第一输入端(To)接收外接开关信号电路(2)的输出端(out)电平信号,所述过载保护电路的第二输入端(Fo)连接被保护晶体管的“输入极”,所述过载保护电路的输出端(Ko)连接被保护晶体管的“控制极”,并且,所述的过载保护电路的输入端与输出端之间具有如下的逻辑关系: 当所述过载保护电路的第一输入端(To)、第二输入端(Fo)同时为低电平“0”时,所述过载保护电路的输出端(Ko)也为低电平“0”; 当所述过载保护电路的第一输入端(To)为低电平“0”,且第二输入端(Fo)为高电平“1”时,所述过载保护电路的输出端(Ko)为低电平“0”; 当所述过载保护电路的第一输入端(To)为高电平“1”,且第二输入端(Fo)为低电平“0”时,所述过载保护电路的输出端(Ko)为高电平“1”; 当所述过载保护电路的第一输入端(To)、第二输入端(Fo)同时为高电平“1”时,所述过载保护电路的输出端(Ko)为低电平“0”。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:何岳明
申请(专利权)人:何岳明
类型:实用新型
国别省市:97[]

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