CN113725810A - 一种保护电路及电路保护装置 - Google Patents
一种保护电路及电路保护装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113725810A CN113725810A CN202110994265.8A CN202110994265A CN113725810A CN 113725810 A CN113725810 A CN 113725810A CN 202110994265 A CN202110994265 A CN 202110994265A CN 113725810 A CN113725810 A CN 113725810A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resistor
- protection
- circuit
- protection circuit
- thyristor
- 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.)
- Granted
Links
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims description 17
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 15
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 6
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 13
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 4
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 101000669528 Homo sapiens Tachykinin-4 Proteins 0.000 description 1
- OKUGPJPKMAEJOE-UHFFFAOYSA-N S-propyl dipropylcarbamothioate Chemical compound CCCSC(=O)N(CCC)CCC OKUGPJPKMAEJOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100039365 Tachykinin-4 Human genes 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
- H02H3/10—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current additionally responsive to some other abnormal electrical conditions
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/20—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/24—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to undervoltage or no-voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H5/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
- H02H5/04—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature
- H02H5/042—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature using temperature dependent resistors
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
本发明实施例公开了一种保护电路及电路保护装置。一种保护电路，包括：控制单元、过压保护单元和过流保护单元；控制单元为第一MOS管，第一MOS管的源极连接低电平，第一MOS管的栅极连接第一电阻后接入高电平，第一MOS管的漏极连接被保护的用电负载，用于控制用电负载的接通与关断；过压保护单元由第一稳压二极管与第二电阻串联后连接至三极管的基极构成；过流保护单元由可控硅、第三电阻和第四电阻组成分流电路。解决保险丝功能单一、响应慢、响应不精确和不可恢复的问题，实现过压、过流过温及短路保护功能，提高响应速度和精确度的效果。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电路技术，尤其涉及一种保护电路及电路保护装置。
背景技术
保险丝(fuse)也被称为电流保险丝，IEC127标准将它定义为“熔断体(fuse-link)”，主要将其安置在电路中，使各个用电回路中承载的电流限制在一个安全的范围内。当电路发生故障或异常时，保险丝会在电流异常升高到一定的高度和热度时，自身熔断而切断电流，从而起到保护电路和用电设备的作用。
目前较为常用的保险丝为保险管，温度保险丝，PPTC等，熔断式保险丝存在功能单一、响应慢、响应不精确和不可恢复的缺点。
发明内容
本发明提供一种保护电路及电路保护装置，以实现过压、过流过温及短路保护功能，提高响应速度和精确度的效果。
第一方面，本发明实施例提供了一种保护电路，包括：控制单元、欠压保护单元、过压保护单元和过流保护单元；
所述控制单元为第一MOS管，所述第一MOS管的源极连接低电平，所述第一MOS管的栅极连接第一电阻后接入高电平，所述第一MOS管的漏极连接被保护的用电负载，用于控制用电负载的接通与关断；
所述过压保护单元由第一稳压二极管与第二电阻串联后连接至三极管的基极构成，用于在保护电路电压大于第一稳压二极管与三极管的饱和电压之和时，从而短路所述第一MOS管保护所述用电负载；
所述过流保护单元由可控硅、第三电阻和第四电阻组成分流电路，用于在所述第三电阻的电流大于所述可控硅的阈值电流时，触发所述可控硅导通，从而短路所述第一MOS管保护所述用电负载。
可选的，所述三极管的发射极与所述第一MOS管的源极连接，所述三极管的集电极连接至所述第一MOS管的栅极。
可选的，所述可控硅的阴极连接至第四电阻的输入端，所述可控硅的控制极通过第三电阻的和第四电阻的输出端共同接所述第一MOS管的源极，可控硅的阳极通过第一电阻连接至电源输入端，所述第三电阻作为采样电阻。
可选的，所述第三电阻采用负温度敏感电阻，当保护电路的温度超过预设温度时，所述第三电阻的阻值减小，流过所述第三电阻的电流随阻值的减小而增加。
可选的，所述第一MOS管为NMOS管。
可选的，所述三极管为NPN三极管。
可选的，还包括第一双向瞬态抑制二极管，所述第一双向瞬态抑制二极管一端与第一MOS管的源极连接，另一端与第一MOS管的栅极连接。
可选的，还包括第二双向瞬态抑制二极管，第二双向瞬态抑制二极管连接在供电系统的两极之间。
第二方面，本发明实施例还提供一种电路保护装置，包括第一方面任一项所述的保护电路，所述电路保护装置连接在用电负载的负极与电源的负极之间。
本发明实施例通过第一MOS管控制保护电路的回路，第一MOS管的源极连接电流输入端，第一MOS管的漏极连接被保护的用电负载，用于控制用电负载的接通与关断，欠压保护单元由第一电阻与第一稳压二极管串联后连接至第一MOS管的栅极构成，过压保护单元由第二电阻与第二稳压二极管串联后连接至三极管的基极构成，过流保护单元由第二MOS管、第四电阻和可控硅组成，欠压保护单元、过压保护单元和过流保护单元分别对用电负载进行欠压、过压和过流保护，解决保险丝功能单一、响应慢、响应不精确和不可恢复的问题，实现过压、过流过温及短路保护功能，提高响应速度和精确度的效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种保护电路的电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为本发明实施例提供的一种保护电路的电路示意图，如图1所示，一种保护电路，包括：控制单元1、过压保护单元2和过流保护单元3；
所述控制单元1为第一MOS管Q1，所述第一MOS管Q1的源极S连接低电平，所述第一MOS管Q1的栅极G连接第一电阻R1后接入高电平，所述第一MOS管Q1的漏极D连接被保护的用电负载4，用于控制用电负载4的接通与关断。
所述过压保护单元2由第一稳压二极管DW1与第二电阻R2串联后连接至三极管Q2的基极B构成，用于在保护电路电压大于第一稳压二极管DW1与三极管Q2的饱和电压之和时，从而短路所述第一MOS管Q1保护所述用电负载4。
所述过流保护单元3由可控硅Q3、第三电阻R3和第四电阻R4组成，用于在所述第四电阻R4的电压大于所述可控硅Q3的阈值电压时，触发所述可控硅Q3导通，从而短路所述第一MOS管Q1保护所述用电负载4。
可选的，所述三极管Q2的发射极与所述第一MOS管Q1的源极S连接，所述三极管Q2的集电极C连接至所述第一MOS管Q1的栅极G。
在直流设备供电入口需要设置保护电路用于过压、过流、短路等防护，保护电路连接在电源和负载之间，对用电负载进行保护。本实施例的保护电路应用在负电压供电系统中，当保护电路的电压超过第1稳压二极管DW1的临界击穿电压与三极管Q2的击穿临界电压之和时，触发保护电路的过压保护单元2，三极管Q2的发射极E和集电极C导通，将所述第一MOS管Q1短路，电流通过所述第一稳压二极管DW1和串联的所述第二电阻R2接低电平，从而对用电负载4实现过压保护。三极管Q2的开关响应速度即电路过压保护判断的速度，一般在10uS以内，提高了过压保护的判断速度，并且判断结果比常规电阻丝更精确。当流过第四电阻R4的电流达到可控硅Q3的控制电流时，可控硅Q3导通，触发过流保护单元3，短路第一MOS管Q1保护用电负载。其中，所述第一MOS管Q1为PMOS管，所述三极管Q2为NPN三极管。
过流保护单元3中的第三电阻R3为采样电阻，可控硅Q3的阴极K连接至第四电阻R4的输入端，可控硅Q3的控制极G通过第三电阻R3的和第四电阻R4的输出端共同接所述第一MOS管Q1的源极S，可控硅Q3的阳极A通过第一电阻R1连接至电源输入端。第三电阻R3、第四电阻R4和可控硅Q3的内阻组成分流电路，流过第三电阻R3的电流与流过可控硅Q3的电流相等，当保护电路的电流增加时，第三电阻R3的电流增加，当第三电阻R3的电流大于可控硅Q3的阈值电流时，触发所述可控硅Q3导通，从而短路第一MOS管Q1保护所述用电负载4。
本实施例的保护电路没有常规电阻丝发热再熔断的过程，反应更快，且控制更精确。
可选的，所述第三电阻R3采用负温度敏感电阻，当保护电路的温度超过预设温度时，所述第三电阻R3的阻值减小，流过所述第三电阻R3的电流随阻值的减小而增加。
当保护电路的温度过高时，第三电阻R3的电阻减小，第三电阻R3两端的电压不变，则流过第三电阻R3的电流逐渐升高，过流保护单元3动作，断开对用电负载4的供电，进一步达到过流保护的效果。
可选的，还包括第一双向瞬态抑制二极管DW2，所述第一双向瞬态抑制二极管DW2一端与第一MOS管Q1的源极S连接，另一端与第一MOS管Q1的栅极G连接。
可选的，还包括第二双向瞬态抑制二极管DW3，第二双向瞬态抑制二极管DW3连接在供电系统的两极之间。
第一MOS管Q1的漏极D与用电负载4连接，在第一MOS管Q1受到瞬态高能量冲击时，第一双向瞬态抑制二极管DW2将其第一MOS管Q1的栅极G和漏极D两极间的高阻抗变为低阻抗，有效地保护第一MOS管Q1；在保护电路受到瞬态高能量冲击时，第二双向瞬态抑制二极管DW3能以10的负12次方秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护用电负载中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。
本发明实施例通过第一MOS管控制保护电路的回路，第一MOS管的源极连接电流输入端，第一MOS管的漏极连接被保护的用电负载，用于控制用电负载的接通与关断，欠压保护单元由第一电阻与第一稳压二极管串联后连接至第一MOS管的栅极构成，过压保护单元由第二电阻与第二稳压二极管串联后连接至三极管的基极构成，过流保护单元由第二MOS管、第四电阻和可控硅组成，欠压保护单元、过压保护单元和过流保护单元分别对用电负载进行欠压、过压和过流保护，解决保险丝功能单一、响应慢、响应不精确和不可恢复的问题，实现过压、欠压、过流过温及短路保护功能，提高响应速度和精确度的效果。
在上述是实施例的基础上，另一实施例还包括一种电路保护装置，包括上述实施例中任一项的保护电路，所述电路保护装置连接在用电负载的负极与电源的负极之间。示例性的，用电负载可以为汽车影音电子设备前端，电脑电源入口等。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (9)
1.一种保护电路，其特征在于，包括：控制单元、过压保护单元和过流保护单元；
所述控制单元为第一MOS管，所述第一MOS管的源极连接低电平，所述第一MOS管的栅极连接第一电阻后接入高电平，所述第一MOS管的漏极连接被保护的用电负载，用于控制用电负载的接通与关断；
所述过压保护单元由第一稳压二极管与第二电阻串联后连接至三极管的基极构成，用于在保护电路电压大于第一稳压二极管与三极管的饱和电压之和时，从而短路所述第一MOS管保护所述用电负载；
所述过流保护单元由可控硅、第三电阻和第四电阻组成分流电路，用于在所述第三电阻的电流大于所述可控硅的阈值电流时，触发所述可控硅导通，从而短路所述第一MOS管保护所述用电负载。
2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述三极管的发射极与所述第一MOS管的源极连接，所述三极管的集电极连接至所述第一MOS管的栅极。
3.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述可控硅的阴极连接至第四电阻的输入端，所述可控硅的控制极通过第三电阻的和第四电阻的输出端共同接所述第一MOS管的源极，可控硅的阳极通过第一电阻连接至电源输入端，所述第三电阻作为采样电阻。
4.根据权利要求3所述的保护电路，其特征在于，所述第三电阻采用负温度敏感电阻，当保护电路的温度超过预设温度时，所述第三电阻的阻值减小，流过所述第三电阻的电流随阻值的减小而增加。
5.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述第一MOS管为NMOS管。
6.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述三极管为NPN三极管。
7.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，还包括第一双向瞬态抑制二极管，所述第一双向瞬态抑制二极管一端与第一MOS管的源极连接，另一端与第一MOS管的栅极连接。
8.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，还包括第二双向瞬态抑制二极管，第二双向瞬态抑制二极管连接在供电系统的两极之间。
9.一种电路保护装置，包括权利要求1-8任一项所述的保护电路，其特征在于，所述电路保护装置连接在用电负载的负极与电源的负极之间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110994265.8A CN113725810B (zh) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | 一种保护电路及电路保护装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110994265.8A CN113725810B (zh) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | 一种保护电路及电路保护装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113725810A true CN113725810A (zh) | 2021-11-30 |
| CN113725810B CN113725810B (zh) | 2024-09-06 |
Family
ID=78678372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110994265.8A Active CN113725810B (zh) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | 一种保护电路及电路保护装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113725810B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113746063A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-12-03 | 深圳市槟城电子股份有限公司 | 一种保护电路及电路保护装置 |
| CN116632003A (zh) * | 2023-07-25 | 2023-08-22 | 深圳市槟城电子股份有限公司 | Esd保护器件的制备方法及esd保护器件 |
| CN118399318A (zh) * | 2024-06-21 | 2024-07-26 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种电路和电源设备 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6603221B1 (en) * | 1999-04-22 | 2003-08-05 | Zhongdu Liu | Solid state electrical switch |
| CN104917431A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-09-16 | 成都冠深科技有限公司 | 一种具有过压过流保护的宽脉冲触发式直流调速系统 |
-
2021
- 2021-08-27 CN CN202110994265.8A patent/CN113725810B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6603221B1 (en) * | 1999-04-22 | 2003-08-05 | Zhongdu Liu | Solid state electrical switch |
| CN104917431A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-09-16 | 成都冠深科技有限公司 | 一种具有过压过流保护的宽脉冲触发式直流调速系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 杨发顺 等: ""一种大电流高精度集成汽车电压调节器"", 《微电子学》, vol. 39, no. 4, 31 August 2009 (2009-08-31), pages 491 - 495 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113746063A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-12-03 | 深圳市槟城电子股份有限公司 | 一种保护电路及电路保护装置 |
| CN113746063B (zh) * | 2021-08-27 | 2024-09-06 | 深圳市槟城电子股份有限公司 | 一种保护电路及电路保护装置 |
| CN116632003A (zh) * | 2023-07-25 | 2023-08-22 | 深圳市槟城电子股份有限公司 | Esd保护器件的制备方法及esd保护器件 |
| CN116632003B (zh) * | 2023-07-25 | 2023-12-15 | 深圳市槟城电子股份有限公司 | Esd保护器件的制备方法及esd保护器件 |
| CN118399318A (zh) * | 2024-06-21 | 2024-07-26 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种电路和电源设备 |
| CN118399318B (zh) * | 2024-06-21 | 2024-08-30 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种电路和电源设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113725810B (zh) | 2024-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113725810B (zh) | 一种保护电路及电路保护装置 | |
| US3539865A (en) | Crowbar protection device | |
| US7956581B2 (en) | Rechargeable battery pack | |
| US10447024B2 (en) | Current circuit breaker | |
| AU5535594A (en) | A short-circuit limiting protector | |
| CN113746063B (zh) | 一种保护电路及电路保护装置 | |
| CN108075460A (zh) | 具有反馈控制的浪涌保护电路 | |
| WO2022111240A1 (zh) | 一种智能低边功率开关的控制电路及芯片 | |
| EP3934040A1 (en) | Depletion mode mosfet for overcurrent protection | |
| CN112602244B (zh) | 用于过电流和过电压保护式电能传输的多级保护装置 | |
| US3311787A (en) | Transistorized circuit breaker | |
| US20120287548A1 (en) | Surge protector | |
| CN210577795U (zh) | 一种带超温保护功能的双通道直流浪涌抑制电路 | |
| EP0286739A1 (en) | Transit suppression system | |
| CN113131436A (zh) | 过压保护电路、过压保护装置以及电子设备 | |
| US3842317A (en) | Protected semiconductor control circuit | |
| CN118399318B (zh) | 一种电路和电源设备 | |
| CN217956683U (zh) | 电源保护电路和包括该电路的车载电子设备 | |
| GB1594313A (en) | Equipment for power line surge eliminator | |
| CN217607472U (zh) | 一种改进型过电压保护电路 | |
| CN211480923U (zh) | 一种用于直流输出的过流和短路的保护电路 | |
| CN220985364U (zh) | 一种充电保护电路及电子设备 | |
| CN211629863U (zh) | 一种功率器件的过流保护电路 | |
| CN221669550U (zh) | 一种电源保护电路及电源 | |
| CN221806474U (zh) | 一种保护电路和电机装置 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |