CN107591778A - 一种可自恢复的过流保护电路 - Google Patents

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王猛
宋春雨
马华超
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Jiangsu Linyang Solarfun Co Ltd
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Jiangsu Linyang Solarfun Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种可自恢复的过流保护电路，它包括限流三极管Q1、取样电阻R1、控制三极管Q2、充电电阻R3、充电电容C1、控制开关三极管Q3‑Q5、反馈电阻R2、R6、限流电阻R4、R5、R7和R8，当电源输出回路中有过流情况发生时，电路工作在间歇工作模式，保护输入电源，减少了电路的发热量，当电源输出回路的过流状态解除后，电路可以快速恢复到正常供电状态，可以有效保护主电源的稳定。

Description

一种可自恢复的过流保护电路
技术领域
本发明涉及过流保护电路，可适用于用直流电源供电的电路应用，具体地说是一种可自恢复的过流保护电路。
背景技术
目前已知的直流过流保护电路中，实现方案一般采用：1、在电路中串入PTC热敏元器件，依靠PTC热敏元器件自身发热来调整回路阻抗，限制电流的输出；2、采用分立器件搭建，电路发生过流后，依靠反馈切断电源输出回路；3、采用专用芯片，检测回路电流，实现过流保护。这三种实现方案，要么电路整体发热量很大，影响电路的稳定性，要么电路无法实现过流解除后自恢复，要么电路的生产成本过高，目前，尚无可靠的解决方案。
发明内容
本发明目的是针对直流电源供电电路中元器件温度过高，无法实现自恢复的问题，提出一种可恢复的过流保护电路。
本发明的技术方案是：
本发明提供一种可自恢复的过流保护电路，它包括限流三极管Q1、取样电阻R1、控制三极管Q2、充电电阻R3、充电电容C1、控制开关三极管Q3-Q5、反馈电阻R2、R6、限流电阻R4、R5、R7和R8，其中；限流三极管Q1的发射极连接电源输入端Vin，限流三极管Q1的基极连接控制开关三极管Q3的集电极，限流三极管Q1的集电极与取样电阻R1、控制三极管Q2的发射极相连；控制三极管Q2基极连接取样电阻R1的另外一端，并连接到输出电源端Vout，控制三极管Q2的集电极接电源地，控制三极管Q2的集电极串接限流电阻R5之后，连接控制开关三极管Q4的基极；充电电阻R3的一端连接电源输入端Vin，另外一端连接充电电容C1之后接电源地，充电电阻R3和充电电容C1的连接点与控制开关三极管Q4的集电极相连，控制开关三极管Q4的发射极连接到电源地，控制开关三极管Q4的集电极与控制开关三极管Q3的基极相连，其间串有限流电阻R4；控制开关三极管Q3的发射极与控制开关三极管Q5的集电极相连；控制开关三极管Q5的发射极串接限流电阻R8之后连接到电源地，控制开关三极管Q5的基极串接限流电阻R7之后作为电源被控信号端接收外部使能控制信号。
进一步地，限流三极管Q1选择中功率管或大功率管，优选耗散功率PD大于25W。
进一步地，控制三极管Q2和控制开关三极管Q3-Q5选择小功率开关管，优选耗散功率PD小于300mW。
进一步地，限流三极管Q1的基极与发射极之间连接反馈电阻R2。
进一步地，控制开关三极管Q4的基极连接有反馈电阻R6到电源地。
进一步地，当输出回路电流增大导致取样电阻R1两端电压高于0.7V时，控制三极管Q2导通，抬高控制开关三极管Q4的基极电压，控制开关三极管Q4由截止状态转变为导通状态，对充电电容C1放电，当控制开关三极管Q3的基极电压低于0.7V后，控制开关三极管Q3关断，限流三极管Q1集电极电流输出关闭，实现过流保护。
进一步地，当需要对输出电源端Vout进行主动关断时，控制开关三极管Q5接收关断控制信号，限流电阻R7和控制开关三极管Q5停止工作，关断限流三极管Q1的基极电流回路，限流三极管Q1的发射极无电流输出。
本发明的有益效果：
本发明的可自回复的过流保护电路，发生输出过流后，电路工作在间歇模式，不影响输入电源的正常工作，有效降低电路的发热量，过流状况解除后，可快速恢复电路输出，对多路电源输出的场合，可以有效保护主电源的稳定。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了本发明的结构框图。
图2示出了本发明的电路原理图。
图3示本出了本发明的测试结果图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
如图1、2所示，本发明的一种过流保护电路，包括限流三极管Q1、取样电阻R1、控制三极管Q2、充电电阻R3、充电电容C1、控制开关三极管Q3、控制开关三极管Q4、控制开关三极管Q5、反馈电阻R2、反馈电阻R6、限流电阻R4、限流电阻R5、限流电阻R7、限流电阻R8。
限流三极管Q1的发射极连接电源输入Vin，基极与发射极之间连接反馈电阻R2，基极连接控制开关三极管Q3的集电极，集电极与取样电阻R1和控制三极管Q2的发射极相连；控制三极管Q2基极连接取样电阻R1的另外一端，并连接到输出电源Vout，集电极连接反馈电阻R6到电源地，并连接到控制开关三极管Q4的基极，其间串有限流电阻R5；充电电阻R3一端连接到电源输入Vin，另外一端连接到充电电容C1，并连接到控制开关三极管Q4的集电极；充电电容C1另外一端连接到电源地；控制开关三极管Q4的发射极连接到电源地，集电极与控制开关三极管Q3的基极想连，其间串有限流电阻R4，与充电电阻R3和充电电容C1相连；控制开关三极管Q3的发射极与控制开关三极管Q5的集电极相连；控制开关三极管Q5的基极与开关控制信号相连，其间串有限流电阻R7，发射极连接到电源地，其间串有限流电阻R8。
具体实施时：
当输出回路电流增大导致取样电阻R1两端电压高于0.7V时，控制三极管Q2导通，抬高了控制开关三极管Q4的基极电压，控制开关三极管Q4由截止状态转变为导通状态，对充电电容C1放电，控制开关三极管Q3的基极电压低于0.7V后，控制开关三极管Q3关断，限流三极管Q1集电极电流输出关闭。
限流三极管Q1关断后，控制三极管Q2，控制开关三极管Q4关断，充电电阻R3重新给充电电容C1充电，控制开关三极管Q3的基极电压高于0.7V后，控制开关三极管Q3开启，限流三极管Q1集电极恢复电流输出。
如果电源输出端的过流状态不解除，限流三极管Q1会一直工作在开启和关闭交替的间歇工作模式，可有效减轻电源输入端的负载，减少限流三极管Q1处在保护状态的时间，降低限流三极管Q1的发热；如果电源输出端的过流状态解除，在下一个震荡周期，限流三极管Q1会一直维持电流输出，快速实现从过流保护状态恢复到正常工作状态。
通过调节充电电阻R3和充电电容C1的参数，间歇工作模式中保护时间和工作时间的占比，减少限流三极管Q1处在保护状态的时间，减少发热量。
通过控制开关三极管Q5控制限流三极管Q1的基极电流回路，当需要关断限流三极管Q1的集电极电流输出时，关断控制开关三极管Q5即可实现，达到电源可控制的目的。
发生过流保护时电路输入和输出波形如图3所示：由图可看到，在过流保护状态，输出处于间歇模式，工作时间和保护时间比约为1:2，有效保护电路输出，减少器件发热。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (7)

1.一种可自恢复的过流保护电路，其特征在于，它包括限流三极管Q1、取样电阻R1、控制三极管Q2、充电电阻R3、充电电容C1、控制开关三极管Q3-Q5、反馈电阻R2、R6、限流电阻R4、R5、R7和R8，其中；限流三极管Q1的发射极连接电源输入端Vin，限流三极管Q1的基极连接控制开关三极管Q3的集电极，限流三极管Q1的集电极与取样电阻R1、控制三极管Q2的发射极相连；控制三极管Q2基极连接取样电阻R1的另外一端，并连接到输出电源端Vout，控制三极管Q2的集电极接电源地，控制三极管Q2的集电极串接限流电阻R5之后，连接控制开关三极管Q4的基极；充电电阻R3的一端连接电源输入端Vin，另外一端连接充电电容C1之后接电源地，充电电阻R3和充电电容C1的连接点与控制开关三极管Q4的集电极相连，控制开关三极管Q4的发射极连接到电源地，控制开关三极管Q4的集电极与控制开关三极管Q3的基极相连，其间串有限流电阻R4；控制开关三极管Q3的发射极与控制开关三极管Q5的集电极相连；控制开关三极管Q5的发射极串接限流电阻R8之后连接到电源地，控制开关三极管Q5的基极串接限流电阻R7之后作为电源被控信号端接收外部使能控制信号。
2.根据权利要求1所述的可自恢复的过流保护电路，其特征在于，限流三极管Q1选择中功率管或大功率管，优选耗散功率PD大于25W。
3.根据权利要求1所述的可自恢复的过流保护电路，其特征在于，控制三极管Q2和控制开关三极管Q3-Q5选择小功率开关管，优选耗散功率PD小于300mW。
4.根据权利要求1所述的可自恢复的过流保护电路，其特征在于，限流三极管Q1的基极与发射极之间连接反馈电阻R2。
5.根据权利要求1所述的可自恢复的过流保护电路，其特征在于，控制开关三极管Q4的基极连接有反馈电阻R6到电源地。
6.根据权利要求1所述的可自恢复的过流保护电路，其特征在于，当输出回路电流增大导致取样电阻R1两端电压高于0.7V时，控制三极管Q2导通，抬高控制开关三极管Q4的基极电压，控制开关三极管Q4由截止状态转变为导通状态，对充电电容C1放电，当控制开关三极管Q3的基极电压低于0.7V后，控制开关三极管Q3关断，限流三极管Q1集电极电流输出关闭，实现过流保护。
7.根据权利要求1所述的可自恢复的过流保护电路，其特征在于，当需要对输出电源端Vout进行主动关断时，控制开关三极管Q5接收关断控制信号，限流电阻R7和控制开关三极管Q5停止工作，关断限流三极管Q1的基极电流回路，限流三极管Q1的发射极无电流输出。
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