CN111987703A - 一种直流电路中mos管限流保护电路 - Google Patents

一种直流电路中mos管限流保护电路 Download PDF

Info

Publication number
CN111987703A
CN111987703A CN202010872004.4A CN202010872004A CN111987703A CN 111987703 A CN111987703 A CN 111987703A CN 202010872004 A CN202010872004 A CN 202010872004A CN 111987703 A CN111987703 A CN 111987703A
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
mos transistor
circuit
voltage
transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010872004.4A
Other languages
English (en)
Inventor
刘炳山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Jinhang Computing Technology Research Institute
Original Assignee
Tianjin Jinhang Computing Technology Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin Jinhang Computing Technology Research Institute filed Critical Tianjin Jinhang Computing Technology Research Institute
Priority to CN202010872004.4A priority Critical patent/CN111987703A/zh
Publication of CN111987703A publication Critical patent/CN111987703A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
    • H02H9/025—Current limitation using field effect transistors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种直流电路中MOS管限流保护电路，属于航空固态功率控制器技术领域。本发明提供的一种直流电路中MOS管限流保护电路，应用于航空固态功率控制器的功率回路，能够将短路电流限制在规定值范围内，防止电流超过功率器件的最大承受电流而导致器件损坏。

Description

一种直流电路中MOS管限流保护电路
技术领域
本发明属于航空固态功率控制器技术领域，具体涉及一种直流电路中MOS管限流保护电路。
背景技术
随着航空技术的迅速发展，我国飞机供电系统传统的机械开关已经不能满足控制需求，逐渐采用固态功率控制器作为配电系统控制的开关器件。固态功率控制器具有响应快、电磁干扰小、寿命长、可靠性高、保护曲线准确、无拉弧现象及便于计算机远程控制等优点，能够有效保护输出线路及用电设备、防止因短路、过载造成的导线及用电设备损害。传统固态功率控制器仅仅具备短路保护的能力，但不具备限流功能，在短路发生时，负载电流理论上可以无限大，对线路和负载具有极大损害，在很大程度上限制了的应用范围。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何设计一种直流电路中MOS管限流保护电路，应用于航空固态功率控制器的功率回路，能够将短路电流限制在规定值范围内，防止电流超过功率器件的最大承受电流而导致器件损坏。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种直流电路中MOS管限流保护电路，包括：固态功率控制器功率回路电路和限流电路；
所述固态功率控制器功率回路电路包括MOS管Q2、TVS管D1、采样电阻R3、限流电路R1和分压电阻R2；MOS管Q2的漏极与功率源DC28V、TVS管D1的阴极连接，保证在MOS管Q2接通时，能够注入DC28V功率源，MOS管Q2的源极与所述采样电阻R3的一端、TVS管D1的阳极连接，采样电阻R3的另一端与负载输入端POUT连接，保证在MOS管Q2接通时，功率源DC28V能够通过MOS管Q2、采样电阻R3的流向负载，进而通过负载流向功率地PGND，形成功率回路；MOS管Q2的栅极通过电阻R2与MOS管Q2的源极连接，MOS管Q2的栅极还通过电阻R1与驱动信号DRV连接，负载输出端POUT与功率地PGND之间端接二极管D2，实现负载回路续流；
所述限流电路包括三极管Q1和限流电阻R4，三极管Q1的基极b通过限流电阻R4与采样电阻R3的一端连接，三极管Q1的发射极e与采样电阻R3的另一端连接，将采样电阻R3上产生的采样电压作为三极管基极-发射极电压为Ube，三极管Q1的集电极c和发射极e分别与所述驱动信号DRV和驱动地GND连接，通过三极管Q1实现对驱动信号DRV的控制。
优选地，电阻R2用于实现MOS管Q2的驱动电压分压稳压。
优选地，电阻R1用于实现MOS管的驱动电压分压和限流。
本发明还提供了一种所述的MOS管限流保护电路的工作方法，包括以下步骤：固态功率控制器功率回路电路工作时，通过驱动信号DRV的电压Udrv经分压后形成MOS管Q2的驱动电压Ugs＝R2/(R1+R2)*Udrv，实现MOS管Q2接通，固态功率控制器功率回路电路中有电流通过，设置正常工作时通道电流为额定电流I，设置短路保护电流为10倍额定电流Is＝10*I，当通道电流达到Is时，检测电路去判断是否发生短路，但此时短路电流会持续增大，通过此限流方法，当通道电流达到10倍额定电流Is时，采样电阻R3上形成电压UR3＝10*I*R3，此时三极管Q1的基极-发射极电压为Ube＝UR3。
优选地，还包括以下步骤：选择开启电压Uth＝UR3＝10*I*R3的三极管，当达到10倍额定电流时，三极管Q1导通，将驱动电压Udrv拉低为0，使得MOS管Q2的栅极电压Ugs拉低为0，MOS管Q2立即关断，但随着功率回路通道电流的减小，Ube小于三极管的开启电压，三极管Q1关断，驱动电压Udrv恢复正常，使得MOS管Q2的栅极电压Ugs恢复正常，MOS管Q2又开通，最终使通道电流在10倍处振荡，避免电流过大对MOS管Q2造成损坏。
本发明还提供了一种航空固态功率控制器，包括所述的MOS管限流保护电路。
本发明又提供了一种所述的MOS管限流保护电路在航空固态功率控制器中的应用。
本发明还提供了一种所述的MOS管限流保护电路在功率回路限流领域中的应用。
本发明又提供了一种所述的方法在航空固态功率控制器中的应用。
本发明还提供了一种所述的方法在功率回路限流领域中的应用。
(三)有益效果
本发明公开了一种直流电路中MOS管限流保护电路，适用于固态功率控制器的功率电路的限流控制，在MOS管接通后，在负载存在时，功率回路中有电流通过，当负载短路或MOS管开通瞬间，功率回路中会产生较大电流，对MOS管产生冲击，该MOS管限流保护电路通过监测功率回路中的电流，对MOS管驱动信号进行控制，限制流过功率回路MOS管电流，达到保护负载目的。该电路简单，易于实现，可靠性高。
附图说明
图1是本发明的MOS管限流保护电路原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明提供的一种直流电路中MOS管限流保护电路包括固态功率控制器功率回路电路和限流电路，通过以下技术方案来实现：
如图1所示，所述固态功率控制器功率回路电路由MOS管Q2、TVS管D1、采样电阻R3、限流电路R1和分压电阻R2组成；MOS管Q2的漏极(引脚2)与功率源DC28V、TVS管D1的阴极(引脚1)连接，保证在MOS管Q2接通时，能够注入DC28V功率源，MOS管Q2的源极(引脚3)与所述采样电阻R3的一端(引脚1)、TVS管D1的阳极(引脚2)连接，采样电阻R3的另一端(引脚2)与负载输入端POUT连接，保证在MOS管Q2接通时，功率源DC28V能够通过MOS管Q2、采样电阻R3的流向负载，进而通过负载流向功率地PGND，形成功率回路；MOS管Q2的栅极(引脚1)通过电阻R2与MOS管Q2的源极(引脚3)连接，电阻R2用于实现MOS管Q2的驱动电压分压稳压，MOS管Q2的栅极(引脚1)还通过电阻R1与驱动信号DRV连接，电阻R1用于实现MOS管的驱动电压分压和限流，负载输出端POUT与功率地PGND之间端接二极管D2，实现负载回路续流。
所述限流电路由三极管Q1和限流电阻R4组成，三极管Q1的基极b通过限流电阻R4与采样电阻R3的一端(引脚1)连接，三极管Q1的发射极e与采样电阻R3的另一端(引脚2)连接，将采样电阻R3上产生的采样电压作为三极管基极-发射极电压为Ube，三极管Q1的集电极c和发射极e分别与所述驱动信号DRV和驱动地GND连接，通过三极管Q1实现对驱动信号DRV的控制。
固态功率控制器功率回路电路工作时，通过驱动信号DRV的电压Udrv经分压后形成MOS管Q2的驱动电压Ugs＝R2/(R1+R2)*Udrv，实现MOS管Q2接通，固态功率控制器功率回路电路中有电流通过，设置正常工作时通道电流为额定电流I，设置短路保护电流为10倍额定电流Is＝10*I，当通道电流达到Is时，检测电路去判断是否发生短路，但此时短路电流会持续增大，通过此限流方法，当通道电流达到10倍额定电流Is时，采样电阻R3上形成电压UR3＝10*I*R3，此时三极管Q1的基极-发射极电压为Ube＝UR3，因此选择开启电压Uth＝UR3＝10*I*R3的三极管，当达到10倍额定电流时，三极管Q1导通，将驱动电压Udrv拉低为0，使得MOS管Q2的栅极电压Ugs拉低为0，MOS管Q2立即关断，但随着功率回路通道电流的减小，Ube小于三极管的开启电压，三极管Q1关断，驱动电压Udrv恢复正常，使得MOS管Q2的栅极电压Ugs恢复正常，MOS管Q2又开通，最终使通道电流在10倍左右处振荡，避免电流过大对MOS管Q2造成损坏。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种直流电路中MOS管限流保护电路，其特征在于，包括：固态功率控制器功率回路电路和限流电路；
所述固态功率控制器功率回路电路包括MOS管Q2、TVS管D1、采样电阻R3、限流电路R1和分压电阻R2；MOS管Q2的漏极与功率源DC28V、TVS管D1的阴极连接，保证在MOS管Q2接通时，能够注入DC28V功率源，MOS管Q2的源极与所述采样电阻R3的一端、TVS管D1的阳极连接，采样电阻R3的另一端与负载输入端POUT连接，保证在MOS管Q2接通时，功率源DC28V能够通过MOS管Q2、采样电阻R3的流向负载，进而通过负载流向功率地PGND，形成功率回路；MOS管Q2的栅极通过电阻R2与MOS管Q2的源极连接，MOS管Q2的栅极还通过电阻R1与驱动信号DRV连接，负载输出端POUT与功率地PGND之间端接二极管D2，实现负载回路续流；
所述限流电路包括三极管Q1和限流电阻R4，三极管Q1的基极b通过限流电阻R4与采样电阻R3的一端连接，三极管Q1的发射极e与采样电阻R3的另一端连接，将采样电阻R3上产生的采样电压作为三极管基极-发射极电压为Ube，三极管Q1的集电极c和发射极e分别与所述驱动信号DRV和驱动地GND连接，通过三极管Q1实现对驱动信号DRV的控制。
2.如权利要求1所述的MOS管限流保护电路，其特征在于，电阻R2用于实现MOS管Q2的驱动电压分压稳压。
3.如权利要求1所述的MOS管限流保护电路，其特征在于，电阻R1用于实现MOS管的驱动电压分压和限流。
4.一种如权利要求1或2或3所述的MOS管限流保护电路的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：固态功率控制器功率回路电路工作时，通过驱动信号DRV的电压Udrv经分压后形成MOS管Q2的驱动电压Ugs＝R2/(R1+R2)*Udrv，实现MOS管Q2接通，固态功率控制器功率回路电路中有电流通过，设置正常工作时通道电流为额定电流I，设置短路保护电流为10倍额定电流Is＝10*I，当通道电流达到Is时，检测电路去判断是否发生短路，但此时短路电流会持续增大，通过此限流方法，当通道电流达到10倍额定电流Is时，采样电阻R3上形成电压UR3＝10*I*R3，此时三极管Q1的基极-发射极电压为Ube＝UR3。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：选择开启电压Uth＝UR3＝10*I*R3的三极管，当达到10倍额定电流时，三极管Q1导通，将驱动电压Udrv拉低为0，使得MOS管Q2的栅极电压Ugs拉低为0，MOS管Q2立即关断，但随着功率回路通道电流的减小，Ube小于三极管的开启电压，三极管Q1关断，驱动电压Udrv恢复正常，使得MOS管Q2的栅极电压Ugs恢复正常，MOS管Q2又开通，最终使通道电流在10倍处振荡，避免电流过大对MOS管Q2造成损坏。
6.一种航空固态功率控制器，其特征在于，包括如权利要求1或2或3所述的MOS管限流保护电路。
7.一种如权利要求1或2或3所述的MOS管限流保护电路在航空固态功率控制器中的应用。
8.一种如权利要求1或2或3所述的MOS管限流保护电路在功率回路限流领域中的应用。
9.一种如权利要求4或5所述的方法在航空固态功率控制器中的应用。
10.一种如权利要求4或5所述的方法在功率回路限流领域中的应用。
CN202010872004.4A 2020-08-26 2020-08-26 一种直流电路中mos管限流保护电路 Pending CN111987703A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010872004.4A CN111987703A (zh) 2020-08-26 2020-08-26 一种直流电路中mos管限流保护电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010872004.4A CN111987703A (zh) 2020-08-26 2020-08-26 一种直流电路中mos管限流保护电路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111987703A true CN111987703A (zh) 2020-11-24

Family

ID=73439920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010872004.4A Pending CN111987703A (zh) 2020-08-26 2020-08-26 一种直流电路中mos管限流保护电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111987703A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113612209A (zh) * 2021-07-20 2021-11-05 Tcl华星光电技术有限公司 限流电路

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104979813A (zh) * 2015-08-11 2015-10-14 中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心 一种限流保护电路
CN105356425A (zh) * 2015-12-02 2016-02-24 上海航空电器有限公司 一种用于直流固态功率控制器的过流关断电路

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104979813A (zh) * 2015-08-11 2015-10-14 中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心 一种限流保护电路
CN105356425A (zh) * 2015-12-02 2016-02-24 上海航空电器有限公司 一种用于直流固态功率控制器的过流关断电路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113612209A (zh) * 2021-07-20 2021-11-05 Tcl华星光电技术有限公司 限流电路

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103606895B (zh) 一种过电压关断保护电路
CN102315632A (zh) 抑制igbt过电流的驱动电路
CN212210475U (zh) 一种过流过压自锁保护电路
CN113885636B (zh) 一种输入电压范围可调保护电路
CN111987703A (zh) 一种直流电路中mos管限流保护电路
CN202333786U (zh) 抑制igbt过电流的驱动电路
CN105356425A (zh) 一种用于直流固态功率控制器的过流关断电路
CN202586313U (zh) 绝缘栅双极型晶体管过流保护电路及感性负载控制电路
CN104393571A (zh) 一种igbt模块过流保护系统
CN217769867U (zh) 一种抑制浪涌电流的供电电路及作业设备
CN108092256B (zh) 一种输出动态下拉电路及过压保护开关
CN113363945A (zh) 一种高压h桥短路保护电路
CN210469110U (zh) 一种分立式高边驱动电路系统
CN113746312A (zh) 一种双极工艺开关电源的限流保护电路
CN108092254B (zh) 一种电池限流保护电路及电池限流保护方法
CN210380234U (zh) 一种直流电源输入过流保护电路
CN110706977A (zh) 一种pwm控制型继电器
CN111987686B (zh) 一种可配置mos管限流保护电路
CN110601512A (zh) 一种分立式高边驱动电路系统
CN219144998U (zh) 一种短路保护电路及开关电源
CN103795037A (zh) 一种开关电源保护电路及包含该保护电路的开关电源
CN218124677U (zh) Igbt过流保护电路
CN115021740B (zh) 一种nmos高边驱动开关独立控制电路
CN216215869U (zh) 一种dc电源反接保护电路
CN217642689U (zh) 一种mos管控制开关的过压保护电路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201124

RJ01 Rejection of invention patent application after publication