CN102931627A - 一种保护电路及保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种保护电路及保护方法，涉及通信领域，能够在电源或总线发生短路时，快速地切断问题电路，同时无需更换器件，降低了维护成本。该电路包括第一回路和/或第二回路，以及设置于直流电源的输出端与总线之间热敏电阻，第一回路包括与直流电源的输出端连接的第一晶体管，分别与第一晶体管连接的第一电阻、第二电阻，与第二电阻串联的第一三极管，第一三极管的发射极接地，第一三极管通过串联第一稳压管及第三电阻与总线连接，第二回路包括与总线连接的第二晶体管，分别与第二晶体管连接的第四电阻、第五电阻，与第五电阻串联的第二三极管，第二三极管的发射极接地，第二三极管通过串联第二稳压管及第六电阻与直流电源的输出端连接。

Description

一种保护电路及保护方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种保护电路及保护方法。

背景技术

在直流电源系统中，直流电源同时向多个负载供电，如果直流电源或者总线发生短路，则会使得电路中有很大的电流流过，影响电路正常的使用，降低系统的可靠性，甚至会引发火灾等严重后果。

现有技术中，保护电路的方法分为两种：一种为使用热敏电阻、继电器或保险丝等过流保护元件以实现对电路的保护；另一种为利用三极管和晶体管的特性来建立保护电路，如图1所示，保护电路中，串联的三极管Q_A、电阻R_B、R_C并联于负载的正负极回路上，串联的电阻R_D、R_E也并联于负载的正负极回路上，晶体管Q₁₁的输入端与负载的负极连接，且晶体管Q₁₁的输入端与电阻R_B、R_C连接，电阻R_A与晶体管Q₁₁并联，当直流电源正常工作时，三极管Q_A基极电压低于发射极电压，三极管Q_A导通，电流经由三极管Q_A流向电阻R_B和R_C，进而晶体管Q₁₁的栅极得到电压，晶体管Q₁₁导通。若负载的正极与负极相接触使电路出现短路的情形，负载正负极之间的电压为0，三极管Q_A基极电压等于发射极电压，三极管Q_A断开，进而导致电阻R_B和R_C的电压为0，晶体管Q₁₁的栅极无触发电压，晶体管Q₁₁断开，实现对开关电源电路的实时保护。

然而，采用现有技术实现保护电路的过程中，对于上述第一种保护电路的方法，热敏电阻、继电器等元件在电源或者总线发生短路后反应速度较慢，保险丝在电源或者总线发生短路后会熔断，需要维护人员拆机进行更换，维护成本较高；对于上述第二种保护电路的方法，由于将晶体管Q₁₁设置于负极回路上，对于多路输出，当其中一路短路，其它输出路也会被保护而无输出，影响其他负载的工作，同时该电路也无法保护小电阻短路的情况，并且无法在发生短路时快速地切断问题电路，系统可靠性低。

发明内容

本发明的实施例提供一种保护电路及方法，能够在电源或总线发生短路时，快速地切断问题电路，同时无需更换器件，降低了维护成本。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种保护电路，设置于直流电源的输出端与总线之间，其特征在于，包括第一回路和/或第二回路，以及设置于所述直流电源的输出端与总线之间热敏电阻；其中，

所述第一回路包括与所述直流电源的输出端连接的第一晶体管，分别与所述第一晶体管的源极、栅极连接的第一电阻，与所述第一晶体管的栅极连接的第二电阻，与所述第二电阻串联的第一三极管，所述第一三极管的集电极与所述第二电阻连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的基极通过串联第一稳压管及第三电阻与所述总线连接；

所述第二回路包括与所述总线连接的第二晶体管，分别与所述第二晶体管的源极、栅极连接的第四电阻，与所述第二晶体管的栅极连接的第五电阻，与所述第五电阻串联的第二三极管，所述第二三极管的集电极与所述第五电阻连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的基极通过串联第二稳压管及第六电阻与所述直流电源的输出端连接。

在第一种可能的实现方式中，根据第一方面，具体实现为：

若所述直流电源的输出端的输出电压为正，则所述第一晶体管为P沟道型晶体管，所述第二晶体管为P沟道型晶体管，所述第一三极管为NPN型三极管，所述第二三极管为NPN型三极管；或者，

若所述直流电源的输出端的输出电压为负，则所述第一晶体管为N沟道型晶体管，所述第二晶体管为N沟道型晶体管，所述第一三极管为PNP型三极管，所述第二三极管为PNP型三极管。

在第二种可能的实现方式中，结合第一方面或第一种可能的实现方式，具体实现为：

若所述保护电路包括所述第一回路和第二回路，则所述第一晶体管的漏极和第二晶体管的漏极连接。

在第三种可能的实现方式中，结合第一方面或第一种可能的实现方式或第二种可能的实现方式，该电路还包括：

所述第一回路还包括与所述第一三极管的基极和发射极连接的第一电容；

所述第二回路还包括与所述第二三极管的基极和发射极连接的第二电容。

在第四种可能的实现方式中，结合第一方面或第一种可能的实现方式至第三种可能的实现方式，具体实现为：

所述第一电阻和第四电阻为偏置电阻，用于设置所述第一晶体管和第二晶体管的静态工作点；

所述第二电阻和第五电阻为驱动电阻，用于限制开启所述第一晶体管和第二晶体管的电流值；

所述第三电阻和第六电阻为限流电阻，用于防止电流过大损坏所述第一三极管和第二三极管。

第二方面，本发明实施例提供了一种保护方法，该方法包括：

若直流电源且总线的电压大于第一电压或直流电源且总线的电压小于第二电压，则所述第一晶体管和第二晶体管开启；

若所述直流电源的电压小于第一电压或大于第二电压，则所述第二晶体管关断，或者若所述总线的电压小于第一电压或大于第二电压，则所述第一晶体管关断，电流从热敏电阻流过，当所述电流大于所述热敏电阻的门限电流时，所述热敏电阻断开。

在第一种可能的实现方式中，根据第二方面，所述若直流电源且总线的电压大于第一电压或直流电源且总线的电压小于第二电压，所述第一晶体管和第二晶体管开启，具体包括：

若直流电源且总线的电压大于第一电压，则与所述第一晶体管连接的第一三极管的基极和发射极之间的电压大于所述第一三极管的开启电压，所述第一三极管开启，与所述第二晶体管连接的第二三极管的基极和发射极之间的电压大于所述第二三极管的开启电压，所述第二三极管开启；

所述第一晶体管的栅极和源极之间的电压小于所述第一晶体管的开启电压，所述第一晶体管开启，所述第二晶体管的栅极和源极之间的电压小于所述第二晶体管的开启电压，所述第二晶体管开启。

在第二种可能的实现方式中，结合第二方面或第一种可能的实现方式，所述若直流电源且总线的电压大于第一电压或直流电源且总线的电压小于第二电压，所述第一晶体管和第二晶体管开启，具体包括：

若直流电源且总线的电压小于第二电压，则与所述第一晶体管连接的第一三极管的发射极和基极之间的电压大于所述第一三极管的开启电压，所述第一三极管开启，与所述第二晶体管连接的第二三极管的发射极和基极之间的电压大于所述第二三极管的开启电压，所述第二三极管开启；

所述第一晶体管的栅极和源极之间的电压大于所述第一晶体管的开启电压，所述第一晶体管开启，所述第二晶体管的栅极和源极之间的电压大于所述第二晶体管的开启电压，所述第二晶体管开启。

在第三种可能的实现方式中，结合第二方面或第一种可能的实现方式或第二种可能的实现方式，所述若所述直流电源的电压小于第一电压或大于第二电压，则所述第二晶体管关断，或者若所述总线的电压小于第一电压或大于第二电压，则所述第一晶体管关断，具体包括：

若所述直流电源的电压小于所述第一电压，则所述第二三极管的基极和发射极之间的电压小于或等于所述第二三极管的开启电压，所述第二三极管关断，所述第二晶体管的栅极和源极之间的电压大于或等于所述第二晶体管的开启电压，所述第二晶体管关断；或者，

若所述总线的电压小于所述第一电压，则所述第一三极管的基极和发射极之间的电压小于或等于所述第一三极管的开启电压，所述第一三极管关断，所述第一晶体管的栅极和源极之间的电压大于或等于所述第一晶体管的开启电压，所述第一晶体管关断。

在第四种可能的实现方式中，结合第二方面或第一种可能的实现方式至第三种可能的实现方式，所述若所述直流电源的电压小于第一电压或大于第二电压，则所述第二晶体管关断，或者若所述总线的电压小于第一电压或大于第二电压，则所述第一晶体管关断，具体包括：

若所述直流电源的电压大于所述第二电压，则所述第二三极管的发射极和基极之间的电压小于或等于所述第二三极管的开启电压，所述第二三极管关断，所述第二晶体管的栅极和源极之间的电压小于或等于所述第二晶体管的开启电压，所述第二晶体管关断；或者，

若所述总线的电压大于所述第二电压，则所述第一三极管的发射极和基极之间的电压小于或等于所述第一三极管的开启电压，所述第一三极管关断，所述第一晶体管的栅极和源极之间的电压小于或等于所述第一晶体管的开启电压，所述第一晶体管关断。

本发明实施例所提供的保护电路及保护方法，保护电路包括第一回路和/或第二回路，以及设置于直流电源的输出端与总线之间热敏电阻，其中，第一回路包括与直流电源的输出端连接的第一晶体管，分别与第一晶体管的源极、栅极连接的第一电阻，与第一晶体管的栅极连接的第二电阻，与第二电阻串联的第一三极管，第一三极管的集电极与第二电阻连接，第一三极管的发射极接地，第一三极管的基极通过串联第一稳压管及第三电阻与总线连接，第二回路包括与总线连接的第二晶体管，分别与第二晶体管的源极、栅极连接的第四电阻，与第二晶体管的栅极连接的第五电阻，与第五电阻串联的第二三极管，第二三极管的集电极与第五电阻连接，第二三极管的发射极接地，第二三极管的基极通过串联第二稳压管及第六电阻与直流电源的输出端连接。通过该方案，根据晶体管栅极和源极之间的电压控制晶体管的关断和导通，使晶体管在电路正常工作的时候导通，在电源或总线发生短路的时候关断，能够保证在电源或总线发生短路时，热敏电阻快速地切断问题电路，同时无需更换器件，降低了维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中保护电路的示意图；

图2为本发明实施例提供的保护电路示意图一；

图3为本发明实施例提供的保护电路结构示意图二；

图4为本发明实施例提供的保护电路结构示意图三；

图5为本发明实施例提供的保护电路结构示意图四；

图6为本发明实施例提供的保护方法流程示意图一；

图7为本发明实施例提供的保护方法流程示意图二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的保护电路，设置于直流电源的输出端与总线之间，其特征在于，包括第一回路和/或第二回路，以及设置于直流电源的输出端与总线之间热敏电阻；其中，

第一回路包括与直流电源的输出端连接的第一晶体管，分别与第一晶体管的源极、栅极连接的第一电阻，与第一晶体管的栅极连接的第二电阻，与第二电阻串联的第一三极管，第一三极管的集电极与第二电阻连接，第一三极管的发射极接地，第一三极管的基极通过串联第一稳压管及第三电阻与总线连接；

第二回路包括与总线连接的第二晶体管，分别与第二晶体管的源极、栅极连接的第四电阻，与第二晶体管的栅极连接的第五电阻，与第五电阻串联的第二三极管，第二三极管的集电极与第五电阻连接，第二三极管的发射极接地，第二三极管的基极通过串联第二稳压管及第六电阻与直流电源的输出端连接。

由于本发明实施例提供的保护电路中可以是多样的，第一晶体管和第二晶体管可以为P沟道型晶体管或N沟道型晶体管，第一三极管和第二三极管可以为NPN型三极管或PNP型三极管，即，通过P沟道型晶体管和NPN型三极管实现对输出电压为正时的电路保护，或者N沟道型晶体管和PNP型三极管实现对输出电压为负时的电路保护。下面，根据第一晶体管、第二晶体管、第一三极管和第二三极管的不同对各个保护电路分别进行描述。

可选的，本发明实施例提供的一种保护电路，如图2所示，设置于直流电源Vo+的输出端与总线Vo+_bus之间，直流电源Vo+的输出端的输出电压为正，保护电路包括第一回路和第二回路，以及设置于直流电源的输出端与总线之间热敏电阻RT1，其中，

第一回路包括与直流电源Vo+的输出端连接的第一晶体管Q1，其中，第一晶体管Q1为P沟道型晶体管，分别与第一晶体管Q1的源极、栅极连接的第一电阻R1，与第一晶体管Q1的栅极连接的第二电阻R2，与第二电阻R2串联的第一三极管Q3，其中，第一三极管Q3为NPN型三极管，第一三极管Q3的集电极与第二电阻R2连接，第一三极管Q3的发射极接地，第一三极管Q3的基极通过串联第一稳压管Dl及第三电阻R3与总线Vo+_bus连接，第一稳压管D1的阳极和第一三极管Q3的基极相连，第一稳压管D1的阴极和第三电阻R3相连，第一回路还包括与第一三极管Q3的基极和发射极连接的第一电容C1；

第二回路包括与总线Vo+_bus连接的第二晶体管Q2，其中，第二晶体管Q2为P沟道型晶体管，分别与第二晶体管Q2的源极、栅极连接的第四电阻R4，与第二晶体管Q2的栅极连接的第五电阻R5，与第五电阻R5串联的第二三极管Q4，其中，第二三极管Q4为NPN型三极管，第二三极管Q4的集电极与第五电阻R5连接，第二三极管Q4的发射极接地，第二三极管Q4的基极通过串联第二稳压管D2及第六电阻R6与直流电源Vo+的输出端连接，第二稳压管D2的阳极和第二三极管Q4的基极相连，第二稳压管D2的阴极和第六电阻R6相连，第二回路还包括与第二三极管Q4的基极和发射极连接的第二电容C2；

保护电路包括第一回路和第二回路，第一晶体管Ql的漏极和第二晶体管Q2的漏极连接。

进一步地，第一电阻R1和第四电阻R4为偏置电阻，用于设置第一晶体管Q1和第二晶体管Q2的静态工作点；

第二电阻R2和第五电阻R5为驱动电阻，用于限制开启第一晶体管Q1和第二晶体管Q2的电流值；

第三电阻R3和第六电阻R6为限流电阻，用于防止电流过大损坏第一三极管Q3和第二三极管Q4。

可选的，本发明实施例提供的一种保护电路，如图3所示，设置于直流电源Vo-的输出端与总线Vo-_bus之间，直流电源Vo-的输出端的输出电压为负，保护电路包括第一回路和第二回路，以及设置于直流电源的输出端与总线之间热敏电阻RT1，其中，

第一回路包括与直流电源Vo-的输出端连接的第一晶体管Q1，其中，第一晶体管Q1为N沟道型晶体管，分别与第一晶体管Q1的源极、栅极连接的第一电阻R1，与第一晶体管Q1的栅极连接的第二电阻R2，与第二电阻R2串联的第一三极管Q3，其中，第一三极管Q3为PNP型三极管，第一三极管Q3的集电极与第二电阻R2连接，第一三极管Q3的发射极接地，第一三极管Q3的基极通过串联第一稳压管D1及第三电阻R3与总线Vo-_bus连接，第一稳压管D1的阴极和第一三极管Q3的基极相连，第一稳压管D1的阳极和第三电阻R3相连，第一回路还包括与第一三极管Q3的基极和发射极连接的第一电容C1；

第二回路包括与总线Vo-_bus连接的第二晶体管Q2，其中，第二晶体管Q2为N沟道型晶体管，分别与第二晶体管Q2的源极、栅极连接的第四电阻R4，与第二晶体管Q2的栅极连接的第五电阻R5，与第五电阻R5串联的第二三极管Q4，其中，第二三极管Q4为PNP型三极管，第二三极管Q4的集电极与第五电阻R5连接，第二三极管Q4的发射极接地，第二三极管Q4的基极通过串联第二稳压管D2及第六电阻R6与直流电源Vo-的输出端连接，第二稳压管D2的阴极和第二三极管Q4的基极相连，第二稳压管D2的阳极和第六电阻R6相连，第二回路还包括与第二三极管Q4的基极和发射极连接的第二电容C2；

保护电路包括第一回路和第二回路，第一晶体管Q1的漏极和第二晶体管Q2的漏极连接。

需要说明的是，本发明实施例的晶体管可以分为P沟道型晶体管和N沟道型晶体管。其中，P沟道型晶体管适用于源极接高端驱动的情况，当源极和栅极之间的电压小于晶体管的开启电压时导通，当源极和栅极之间的电压大于或等于晶体管的开启电压时关断；N沟道型晶体管适用于源极接地的情况，当源极和栅极之间的电压大于晶体管的开启电压时导通，当源极和栅极之间的电压小于或等于晶体管的开启电压时关断。本发明实施例的三极管可以分为NPN型三极管和PNP型三极管。其中，NPN型三极管当基极和发射极之间的电压大于三极管的开启电压时导通，当基极和发射极之间的电压小于或等于三极管的开启电压时关断；PNP型三极管当发射极和基极之间的电压大于三极管的开启电压时导通，当发射极和基极之间的电压小于或等于三极管的开启电压时关断。

进一步地，第一电阻R1和第四电阻R4为偏置电阻，用于设置第一晶体管Q1和第二晶体管Q2的静态工作点；

第二电阻R2和第五电阻R5为驱动电阻，用于限制开启第一晶体管Q1和第二晶体管Q2的电流值；

第三电阻R3和第六电阻R6为限流电阻，用于防止电流过大损坏第一三极管Q3和第二三极管Q4。

可选的，本发明实施例提供的一种保护电路，如图4所示，设置于直流电源Vo+的输出端与总线Vo+_bus之间，直流电源Vo+的输出端的输出电压为正，保护电路包括第一回路，以及设置于直流电源的输出端与总线之间热敏电阻RT1，其中，

第一回路包括与直流电源Vo+的输出端连接的第一晶体管Q1，其中，第一晶体管Q1为P沟道型晶体管，分别与第一晶体管Q1的源极、栅极连接的第一电阻R1，与第一晶体管Q1的栅极连接的第二电阻R2，与第二电阻R2串联的第一三极管Q3，其中，第一三极管Q3为NPN型三极管，第一三极管Q3的集电极与第二电阻R2连接，第一三极管Q3的发射极接地，第一三极管Q3的基极通过串联第一稳压管D1及第三电阻R3与总线Vo+_bus连接，第一稳压管D1的阳极和第一三极管Q3的基极相连，第一稳压管D1的阴极和第三电阻R3相连，第一回路还包括与第一三极管Q3的基极和发射极连接的第一电容C1。

进一步地，第一电阻R1为偏置电阻，用于设置第一晶体管Q1的静态工作点；

第二电阻R2为驱动电阻，用于限制开启第一晶体管Q1的电流值；

第三电阻R3为限流电阻，用于防止电流过大损坏第一三极管Q3。

可选的，本发明实施例提供的一种保护电路，如图5所示，设置于直流电源Vo-的输出端与总线Vo-_bus之间，直流电源Vo-的输出端的输出电压为负，保护电路包括第二回路，以及设置于直流电源的输出端与总线之间热敏电阻RT1，其中，

第二回路包括与总线Vo-_bus连接的第二晶体管Q2，其中，第二晶体管Q2为N沟道型晶体管，分别与第二晶体管Q2的源极、栅极连接的第四电阻R4，与第二晶体管Q2的栅极连接的第五电阻R5，与第五电阻R5串联的第二三极管Q4，其中，第二三极管Q4为PNP型三极管，第二三极管Q4的集电极与第五电阻R5连接，第二三极管Q4的发射极接地，第二三极管Q4的基极通过串联第二稳压管D2及第六电阻R6与直流电源Vo-的输出端连接，第二稳压管D2的阴极和第二三极管Q4的基极相连，第二稳压管D2的阳极和第六电阻R6相连，第二回路还包括与第二三极管Q4的基极和发射极连接的第二电容C2。

进一步地，第四电阻R4为偏置电阻，用于设置第二晶体管Q2的静态工作点；

第五电阻R5为驱动电阻，用于限制开启第二晶体管Q2的电流值；

第六电阻R6为限流电阻，用于防止电流过大损坏第二三极管Q4。

本发明实施例所提供的保护电路，包括第一回路和/或第二回路，以及设置于直流电源的输出端与总线之间热敏电阻，其中，第一回路包括与直流电源的输出端连接的第一晶体管，分别与第一晶体管的源极、栅极连接的第一电阻，与第一晶体管的栅极连接的第二电阻，与第二电阻串联的第一三极管，第一三极管的集电极与第二电阻连接，第一三极管的发射极接地，第一三极管的基极通过串联第一稳压管及第三电阻与总线连接，第二回路包括与总线连接的第二晶体管，分别与第二晶体管的源极、栅极连接的第四电阻，与第二晶体管的栅极连接的第五电阻，与第五电阻串联的第二三极管，第二三极管的集电极与第五电阻连接，第二三极管的发射极接地，第二三极管的基极通过串联第二稳压管及第六电阻与直流电源的输出端连接。通过该方案，根据晶体管栅极和源极之间的电压控制晶体管的关断和导通，使晶体管在电路正常工作的时候导通，在电源或总线发生短路的时候关断，能够保证在电源或总线发生短路时，热敏电阻快速地切断问题电路，同时无需更换器件，降低了维护成本。

本发明实施例提供一种保护方法，如图6所示，该方法包括：

S101、若直流电源且总线的电压大于第一电压或直流电源且总线的电压小于第二电压，则第一晶体管和第二晶体管开启。

保护电路设置于直流电源的输出端与总线之间，保护电路包括第一回路和/或第二回路，以及设置于直流电源的输出端与总线之间热敏电阻。

若直流电源且总线的电压大于第一电压，也就是直流电源的输出端的输出电压为正，直流电源正常供电，第一晶体管和第二晶体管开启，输出电流从第一晶体管和第二晶体管流过，其中，第一电压是指直流电源和总线发生短路的正临界电压。

若直流电源且总线的电压小于第二电压，也就是直流电源的输出端的输出电压为负，直流电源正常供电，第一晶体管和第二晶体管开启，输出电流从第一晶体管和第二晶体管流过，其中，第二电压是指直流电源和总线发生短路的负临界电压。

S102、若直流电源的电压小于第一电压或大于第二电压，则第二晶体管关断，或者若总线的电压小于第一电压或大于第二电压，则第一晶体管关断，电流从热敏电阻流过，当电流大于热敏电阻的门限电流时，热敏电阻断开。

若直流电源或总线的电压小于第一电压，也就是直流电源的输出端的输出电压为正，直流电源或总线发生短路。若直流电源发生短路，则第一晶体管关断，若总线发生短路，则第二晶体管关断，电流从热敏电阻流过，当电流大于热敏电阻的门限电流时，热敏电阻断开。

若直流电源或总线的电压大于第二电压，也就是直流电源的输出端的输出电压为负，直流电源或总线发生短路。若直流电源发生短路，则第一晶体管关断，若总线发生短路，则第二晶体管关断，电流从热敏电阻流过，当电流大于热敏电阻的门限电流时，热敏电阻断开。

需要说明的是，本发明实施例所选用的热敏电阻为小型号的正温度系数热敏电阻，故小型号的正温度系数热敏电阻的门限电流远远小于直流电源给负载供电时的正常额定电流，能够保证在直流电源或总线发生短路时，快速地切断问题电路。

需要补充的是，本发明实施例所选用的热敏电阻除了能够保证在直流电源或总线发生短路时，快速地切断问题电路之外，还用于在直流电源开始工作时，输出电流流过热敏电阻，以建立总线的初始电压。

本发明实施例所提供的保护方法，通过第一回路和/或第二回路，以及设置于直流电源的输出端与总线之间热敏电阻，其中，第一回路包括与直流电源的输出端连接的第一晶体管，分别与第一晶体管的源极、栅极连接的第一电阻，与第一晶体管的栅极连接的第二电阻，与第二电阻串联的第一三极管，第一三极管的集电极与第二电阻连接，第一三极管的发射极接地，第一三极管的基极通过串联第一稳压管及第三电阻与总线连接，第二回路包括与总线连接的第二晶体管，分别与第二晶体管的源极、栅极连接的第四电阻，与第二晶体管的栅极连接的第五电阻，与第五电阻串联的第二三极管，第二三极管的集电极与第五电阻连接，第二三极管的发射极接地，第二三极管的基极通过串联第二稳压管及第六电阻与直流电源的输出端连接。通过该方案，根据晶体管栅极和源极之间的电压控制晶体管的关断和导通，使晶体管在电路正常工作的时候导通，在电源或总线发生短路的时候关断，能够保证在电源或总线发生短路时，热敏电阻快速地切断问题电路，同时无需更换器件，降低了维护成本。

本发明实施例提供一种保护方法，如图7所示，该方法包括：

S201、若直流电源且总线的电压大于第一电压，则与第一晶体管连接的第一三极管的基极和发射极之间的电压大于第一三极管的开启电压，第一三极管开启，与第二晶体管连接的第二三极管的基极和发射极之间的电压大于第二三极管的开启电压，第二三极管开启。

S202、第一晶体管的栅极和源极之间的电压小于第一晶体管的开启电压，第一晶体管开启，第二晶体管的栅极和源极之间的电压小于第二晶体管的开启电压，第二晶体管开启。

下面，结合步骤S201和S202，对于在直流电源且总线的电压大于第一电压的情况下，第一晶体管和第二晶体管的开启过程进行说明。

保护电路设置于直流电源的输出端与总线之间，保护电路包括第一回路和/或第二回路，以及设置于直流电源的输出端与总线之间热敏电阻，其中，

第一回路包括与直流电源的输出端连接的第一晶体管，其中，第一晶体管为P沟道型晶体管，分别与第一晶体管的源极、栅极连接的第一电阻，与第一晶体管的栅极连接的第二电阻，与第二电阻串联的第一三极管，其中，第一三极管为NPN型三极管，第一三极管的集电极与第二电阻连接，第一三极管的发射极接地，第一三极管的基极通过串联第一稳压管及第三电阻与总线连接，第一稳压管的阳极和第一三极管的基极相连，第一稳压管的阴极和第三电阻相连，第一回路还包括与第一三极管的基极和发射极连接的第一电容，

第二回路包括与总线连接的第二晶体管，其中，第二晶体管为P沟道型晶体管，分别与第二晶体管的源极、栅极连接的第四电阻，与第二晶体管的栅极连接的第五电阻，与第五电阻串联的第二三极管，其中，第二三极管为NPN型三极管，第二三极管的集电极与第五电阻连接，第二三极管的发射极接地，第二三极管的基极通过串联第二稳压管及第六电阻与直流电源的输出端连接，第二稳压管的阳极和第二三极管的基极相连，第二稳压管的阴极和第六电阻相连，第二回路还包括与第二三极管的基极和发射极连接的第二电容，

保护电路包括第一回路和第二回路，第一晶体管的漏极和第二晶体管的漏极连接。

进一步地，第一电阻和第四电阻为偏置电阻，用于设置第一晶体管和第二晶体管的静态工作点；

第二电阻和第五电阻为驱动电阻，用于限制开启第一晶体管和第二晶体管的电流值；

第三电阻和第六电阻为限流电阻，用于防止电流过大损坏第一三极管和第二三极管。

具体的，若直流电源且总线的电压大于第一电压，其中，第一电压是指直流电源和总线发生短路的正临界电压，也就是直流电源的输出端的输出电压为正，直流电源正常供电，则与第一晶体管连接的第一三极管的基极和发射极之间的电压大于第一三极管的开启电压，第一三极管开启，与第二晶体管连接的第二三极管的基极和发射极之间的电压大于第二三极管的开启电压，第二三极管开启。

第一三极管和第二三极管导通后，第一晶体管和第二晶体管的栅极电压被拉低，由于第一晶体管和第二晶体管是P沟道型晶体管，从而第一晶体管的栅极和源极之间的电压小于第一晶体管的开启电压，第一晶体管开启，第二晶体管的栅极和源极之间的电压小于第二晶体管的开启电压，第二晶体管开启。

第一晶体管和第二晶体管开启，输出电流从第一晶体管和第二晶体管流过。

S203、若直流电源且总线的电压小于第二电压，则与第一晶体管连接的第一三极管的发射极和基极之间的电压大于第一三极管的开启电压，第一三极管开启，与第二晶体管连接的第二三极管的发射极和基极之间的电压大于第二三极管的开启电压，第二三极管开启。

S204、第一晶体管的栅极和源极之间的电压大于第一晶体管的开启电压，第一晶体管开启，第二晶体管的栅极和源极之间的电压大于第二晶体管的开启电压，第二晶体管开启。

下面，结合步骤S203和S204，对于在直流电源且总线的电压小于第二电压的情况下，第一晶体管和第二晶体管的开启过程进行说明。

保护电路设置于直流电源的输出端与总线之间，保护电路包括第一回路和/或第二回路，以及设置于直流电源的输出端与总线之间热敏电阻，其中，

第一回路包括与直流电源的输出端连接的第一晶体管，其中，第一晶体管为N沟道型晶体管，分别与第一晶体管的源极、栅极连接的第一电阻，与第一晶体管的栅极连接的第二电阻，与第二电阻串联的第一三极管，其中，第一三极管为PNP型三极管，第一三极管的集电极与第二电阻连接，第一三极管的发射极接地，第一三极管的基极通过串联第一稳压管及第三电阻与总线连接，第一稳压管的阴极和第一三极管的基极相连，第一稳压管的阳极和第三电阻相连，第一回路还包括与第一三极管的基极和发射极连接的第一电容，

第二回路包括与总线连接的第二晶体管，其中，第二晶体管为N沟道型晶体管，分别与第二晶体管的源极、栅极连接的第四电阻，与第二晶体管的栅极连接的第五电阻，与第五电阻串联的第二三极管，其中，第二三极管为PNP型三极管，第二三极管的集电极与第五电阻连接，第二三极管的发射极接地，第二三极管的基极通过串联第二稳压管及第六电阻与直流电源的输出端连接，第二稳压管的阴极和第二三极管的基极相连，第二稳压管的阳极和第六电阻相连，第二回路还包括与第二三极管的基极和发射极连接的第二电容，

保护电路包括第一回路和第二回路，第一晶体管的漏极和第二晶体管的漏极连接。

进一步地，第一电阻和第四电阻为偏置电阻，用于设置第一晶体管和第二晶体管的静态工作点；

第二电阻和第五电阻为驱动电阻，用于限制开启第一晶体管和第二晶体管的电流值；

第三电阻和第六电阻为限流电阻，用于防止电流过大损坏第一三极管和第二三极管。

具体的，若直流电源且总线的电压小于第二电压，其中，第二电压是指直流电源和总线发生短路的负临界电压，也就是直流电源的输出端的输出电压为负，直流电源正常供电，则与第一晶体管连接的第一三极管的发射极和基极之间的电压大于第一三极管的开启电压，第一三极管开启，与第二晶体管连接的第二三极管的发射极和基极之间的电压大于第二三极管的开启电压，第二三极管开启。

第一三极管和第二三极管导通后，第一晶体管和第二晶体管的栅极电压被拉高，由于第一晶体管和第二晶体管是N沟道型晶体管，从而第一晶体管的栅极和源极之间的电压大于第一晶体管的开启电压，第一晶体管开启，第二晶体管的栅极和源极之间的电压大于第二晶体管的开启电压，第二晶体管开启。

第一晶体管和第二晶体管开启，输出电流从第一晶体管和第二晶体管流过。

S205、若直流电源的电压小于第一电压，则第二三极管的基极和发射极之间的电压小于或等于第二三极管的开启电压，第二三极管关断，第二晶体管的栅极和源极之间的电压大于或等于第二晶体管的开启电压，第二晶体管关断。

若直流电源的电压小于第一电压，直流电源短路，第二三极管基极的电压等于直流电源短路的电压，第二三极管发射极的电压等于地线的电压，则第二三极管的基极和发射极之间的电压小于或等于第二三极管的开启电压，第二三极管关断。

第二三极管关断后，第二晶体管的栅极电压被抬高至源极的电压，由于第二晶体管是P沟道型晶体管，第二晶体管的开启电压为负，第二晶体管的栅极和源极之间的电压大于或等于第二晶体管的开启电压，第二晶体管关断。

S206、若总线的电压小于第一电压，则第一三极管的基极和发射极之间的电压小于或等于第一三极管的开启电压，第一三极管关断，第一晶体管的栅极和源极之间的电压大于或等于第一晶体管的开启电压，第一晶体管关断。

若总线的电压小于第一电压，总线短路，第一三极管基极的电压等于总线短路的电压，第一三极管发射极的电压等于地线的电压，则第一三极管的基极和发射极之间的电压小于或等于第一三极管的开启电压，第一三极管关断。

第一三极管关断后，第一晶体管的栅极电压被抬高至源极的电压，由于第一晶体管是P沟道型晶体管，第一晶体管的开启电压为负，第一晶体管的栅极和源极之间的电压大于或等于第一晶体管的开启电压，第一晶体管关断。

S207、若直流电源的电压大于第二电压，则第二三极管的发射极和基极之间的电压小于或等于第二三极管的开启电压，第二三极管关断，第二晶体管的栅极和源极之间的电压小于或等于第二晶体管的开启电压，第二晶体管关断。

若直流电源的电压大于第二电压，直流电源短路，第二三极管基极的电压等于直流电源短路的电压，第二三极管发射极的电压等于地线的电压，则第二三极管的基极和发射极之间的电压小于或等于第二三极管的开启电压，第二三极管关断。

第二三极管关断后，第二晶体管的栅极电压被拉低至源极的电压，由于第二晶体管是N沟道型晶体管，第二晶体管的开启电压为正，第二晶体管的栅极和源极之间的电压小于或等于第二晶体管的开启电压，第二晶体管关断。

S208、若总线的电压大于第二电压，则第一三极管的发射极和基极之间的电压小于或等于第一三极管的开启电压，第一三极管关断，第一晶体管的栅极和源极之间的电压小于或等于第一晶体管的开启电压，第一晶体管关断。

若总线的电压大于第二电压，总线短路，第一三极管基极的电压等于总线短路的电压，第一三极管发射极的电压等于地线的电压，则第一三极管的基极和发射极之间的电压小于或等于第一三极管的开启电压，第一三极管关断。

第一三极管关断后，第一晶体管的栅极电压被拉低至源极的电压，由于第一晶体管是N沟道型晶体管，第一晶体管的开启电压为正，第一晶体管的栅极和源极之间的电压小于或等于第一晶体管的开启电压，第一晶体管关断。

S209、电流从热敏电阻流过，当电流大于热敏电阻的门限电流时，热敏电阻断开。

若第一晶体管或第二晶体管关断，电流从热敏电阻流过，当电流大于热敏电阻的门限电流时，热敏电阻断开。

需要说明的是，本发明实施例所选用的热敏电阻为小型号的正温度系数热敏电阻，故小型号的正温度系数热敏电阻的门限电流远远小于直流电源给负载供电时的正常额定电流，能够保证在直流电源或总线发生短路时，快速地切断问题电路。

需要补充的是，保护电路在正常情况下，输出电流经过第一晶体管和第二晶体管流至负载，由于第一晶体管和第二晶体管低阻值的特点，降低电路上的压降，减少了保护电路的损耗。

需要补充的是，若保护电路包括第一回路和第二回路，直流电源发生短路，关断第一晶体管，或者总线发生短路，关断第二晶体管，由于第一晶体管的漏极和第二晶体管的漏极连接，避免了晶体管的体二极管效应。

本发明实施例所提供的保护方法，通过第一回路和/或第二回路，以及设置于直流电源的输出端与总线之间热敏电阻，其中，第一回路包括与直流电源的输出端连接的第一晶体管，分别与第一晶体管的源极、栅极连接的第一电阻，与第一晶体管的栅极连接的第二电阻，与第二电阻串联的第一三极管，第一三极管的集电极与第二电阻连接，第一三极管的发射极接地，第一三极管的基极通过串联第一稳压管及第三电阻与总线连接，第二回路包括与总线连接的第二晶体管，分别与第二晶体管的源极、栅极连接的第四电阻，与第二晶体管的栅极连接的第五电阻，与第五电阻串联的第二三极管，第二三极管的集电极与第五电阻连接，第二三极管的发射极接地，第二三极管的基极通过串联第二稳压管及第六电阻与直流电源的输出端连接。通过该方案，根据晶体管栅极和源极之间的电压控制晶体管的关断和导通，使晶体管在电路正常工作的时候导通，在电源或总线发生短路的时候关断，能够保证在电源或总线发生短路时，热敏电阻快速地切断问题电路，同时无需更换器件，降低了维护成本。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种保护电路，设置于直流电源的输出端与总线之间，其特征在于，包括第一回路和/或第二回路，以及设置于所述直流电源的输出端与总线之间热敏电阻；其中，

所述第一回路包括与所述直流电源的输出端连接的第一晶体管，分别与所述第一晶体管的源极、栅极连接的第一电阻，与所述第一晶体管的栅极连接的第二电阻，与所述第二电阻串联的第一三极管，所述第一三极管的集电极与所述第二电阻连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的基极通过串联第一稳压管及第三电阻与所述总线连接；

所述第二回路包括与所述总线连接的第二晶体管，分别与所述第二晶体管的源极、栅极连接的第四电阻，与所述第二晶体管的栅极连接的第五电阻，与所述第五电阻串联的第二三极管，所述第二三极管的集电极与所述第五电阻连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的基极通过串联第二稳压管及第六电阻与所述直流电源的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，

若所述直流电源的输出端的输出电压为正，则所述第一晶体管为P沟道型晶体管，所述第二晶体管为P沟道型晶体管，所述第一三极管为NPN型三极管，所述第二三极管为NPN型三极管；或者，

若所述直流电源的输出端的输出电压为负，则所述第一晶体管为N沟道型晶体管，所述第二晶体管为N沟道型晶体管，所述第一三极管为PNP型三极管，所述第二三极管为PNP型三极管。

3.根据权利要求1或2所述的保护电路，其特征在于，

若所述保护电路包括所述第一回路和第二回路，则所述第一晶体管的漏极和第二晶体管的漏极连接。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的保护电路，其特征在于，

所述第一回路还包括与所述第一三极管的基极和发射极连接的第一电容；

所述第二回路还包括与所述第二三极管的基极和发射极连接的第二电容。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的保护电路，其特征在于，

所述第一电阻和第四电阻为偏置电阻，用于设置所述第一晶体管和第二晶体管的静态工作点；

所述第二电阻和第五电阻为驱动电阻，用于限制开启所述第一晶体管和第二晶体管的电流值；

所述第三电阻和第六电阻为限流电阻，用于防止电流过大损坏所述第一三极管和第二三极管。

6.一种保护方法，其特征在于，包括：

若直流电源且总线的电压大于第一电压或直流电源且总线的电压小于第二电压，则所述第一晶体管和第二晶体管开启；

若所述直流电源的电压小于第一电压或大于第二电压，则所述第二晶体管关断，或者若所述总线的电压小于第一电压或大于第二电压，则所述第一晶体管关断，电流从热敏电阻流过，当所述电流大于所述热敏电阻的门限电流时，所述热敏电阻断开。

7.根据权利要求6所述的保护方法，其特征在于，所述若直流电源且总线的电压大于第一电压或直流电源且总线的电压小于第二电压，所述第一晶体管和第二晶体管开启，具体包括：

若直流电源且总线的电压大于第一电压，则与所述第一晶体管连接的第一三极管的基极和发射极之间的电压大于所述第一三极管的开启电压，所述第一三极管开启，与所述第二晶体管连接的第二三极管的基极和发射极之间的电压大于所述第二三极管的开启电压，所述第二三极管开启；

所述第一晶体管的栅极和源极之间的电压小于所述第一晶体管的开启电压，所述第一晶体管开启，所述第二晶体管的栅极和源极之间的电压小于所述第二晶体管的开启电压，所述第二晶体管开启。

8.根据权利要求6所述的保护方法，其特征在于，所述若直流电源且总线的电压大于第一电压或直流电源且总线的电压小于第二电压，所述第一晶体管和第二晶体管开启，具体包括：

若直流电源且总线的电压小于第二电压，则与所述第一晶体管连接的第一三极管的发射极和基极之间的电压大于所述第一三极管的开启电压，所述第一三极管开启，与所述第二晶体管连接的第二三极管的发射极和基极之间的电压大于所述第二三极管的开启电压，所述第二三极管开启；

所述第一晶体管的栅极和源极之间的电压大于所述第一晶体管的开启电压，所述第一晶体管开启，所述第二晶体管的栅极和源极之间的电压大于所述第二晶体管的开启电压，所述第二晶体管开启。

9.根据权利要求6-8任一项所述的保护方法，其特征在于，所述若所述直流电源的电压小于第一电压或大于第二电压，则所述第二晶体管关断，或者若所述总线的电压小于第一电压或大于第二电压，则所述第一晶体管关断，具体包括：

若所述直流电源的电压小于所述第一电压，则所述第二三极管的基极和发射极之间的电压小于或等于所述第二三极管的开启电压，所述第二三极管关断，所述第二晶体管的栅极和源极之间的电压大于或等于所述第二晶体管的开启电压，所述第二晶体管关断；或者，

若所述总线的电压小于所述第一电压，则所述第一三极管的基极和发射极之间的电压小于或等于所述第一三极管的开启电压，所述第一三极管关断，所述第一晶体管的栅极和源极之间的电压大于或等于所述第一晶体管的开启电压，所述第一晶体管关断。

10.根据权利要求6-8任一项所述的保护方法，其特征在于，所述若所述直流电源的电压小于第一电压或大于第二电压，则所述第二晶体管关断，或者若所述总线的电压小于第一电压或大于第二电压，则所述第一晶体管关断，具体包括：

若所述直流电源的电压大于所述第二电压，则所述第二三极管的发射极和基极之间的电压小于或等于所述第二三极管的开启电压，所述第二三极管关断，所述第二晶体管的栅极和源极之间的电压小于或等于所述第二晶体管的开启电压，所述第二晶体管关断；或者，

若所述总线的电压大于所述第二电压，则所述第一三极管的发射极和基极之间的电压小于或等于所述第一三极管的开启电压，所述第一三极管关断，所述第一晶体管的栅极和源极之间的电压小于或等于所述第一晶体管的开启电压，所述第一晶体管关断。

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