CN202009225U - 一种升压dc-dc的短路保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种升压DC-DC的短路保护电路，电路由二极管D1、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、MOS管M1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5电连接构成。采用本实用新型，可以在升压DC-DC的输出短路时，在极短的时间内，及时地切断该DC-DC的输入电源，并在短路撤销后，及时开通该DC-DC的输入，有效地防止了后端短路对前级电源的影响，实现了升压DC-DC电路以及与升压DC-DC电路相连接的负载电路的保护。
Description
技术领域
本实用新型涉及DC-DC变换器领域，尤其涉及一种升压DC-DC的短路保护电路。
背景技术
目前，在很多的电子产品中，采用了直流变换电源芯片，升压DC-DC（直流电源到直流电源）的Boost电路可以将电压较低的直流电转变成电压较高的直流电输出，适用于只有低电压输入的电路，例如以5V或12V直流适配器作为电源的电路。
升压DC-DC的电路原理如图1所示，电子开关T导通瞬间，二极管D反偏截止，电感L储能，电容C给负载R提供能量。T断开瞬间，二极管D导通，电感L通过二极管D给电容C充电，并向负载R提供能量。
但是，该类电路的缺陷在于，当负载R短路，电流io很大的时候，为了获得充足的电压电流输出，T会处于常闭状态，L将磁饱和，成了一截导线的作用，这时候相当于电源Ud长时间对地短路，这样必然影响到前级电源，从而导致电源掉电，在那些没有短路保护功能的电源板或适配器上，还可能会导致整个电路烧毁。
实用新型内容
本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种升压DC-DC的短路保护电路，可在升压DC-DC电路发生短路的瞬间及时地切断该DC-DC支路，实现电路保护。
为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种升压DC-DC的短路保护电路，包括：二极管D1、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、MOS管M1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5，其中，
所述二极管D1的负极连接至升压DC-DC高电压输出端和负载，所述二极管D1的正极连接至三极管Q1的射极，所述三极管Q1的基极连接至通路开关ON/OFF，三极管Q1的集电极连接至三极管Q2的基极，所述三极管Q2的射极连接至电源VCC，三极管Q2的集电极连接至三极管Q3的基极，所述三极管Q3的射极接地，三极管Q3的集电极连接至三极管Q4的基极，所述三极管Q4的射极接地，三极管Q4的集电极连接至MOS管M1的栅极，所述MOS管M1的源极连接至前级电源，MOS管M1的漏极连接至升压DC-DC低电压输入端，所述通路开关ON/OFF连接至三极管Q4的基极，同时连接至三极管Q1的基极，所述三极管Q2的基极与三极管Q1的集电极之间设有电阻R1，所述三极管Q2的基极与三极管Q2的集电极之间设有电阻R2，所述三极管Q4的集电极与MOS管M1的栅极之间设有电阻R3，所述MOS管M1的栅极与MOS管M1的源极之间设有电阻R4，所述升压DC-DC输出端通过电阻R5接地。
可选地，所述三极管Q2的集电极与三极管Q3的基极之间设有电阻R6。
可选地，所述三极管Q4的基极与通路开关ON/OFF之间设有电阻R7。
可选地，所述三极管Q1的基极与通路开关ON/OFF之间设有电阻R8。
可选地，还包括：与所述通路开关ON/OFF相连接的微处理器，所述微处理器控制所述通路开关ON/OFF输出用来控制升压DC-DC通路的开通/关断的开关信号。
实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：
利用二极管、三极管、MOS管以及电阻的特性构成的保护电路，可以在升压DC-DC的输出短路时，在极短的时间内，及时地切断该DC-DC的输入电源，并在短路撤销后，及时开通该DC-DC的输入，有效地防止了后端短路对前级电源的影响，实现了升压DC-DC电路以及与升压DC-DC电路相连接的负载电路的保护。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是现有的升压DC-DC电路的结构示意图；
图2是本实用新型实施例的升压DC-DC的短路保护电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参见图2，是本实用新型实施例的升压DC-DC的短路保护电路结构示意图，如图2所示，该升压DC-DC的短路保护电路具体包括：电路由二极管D1、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、MOS管M1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5，电阻R6、电阻R7以及电阻R8。
其中，所述二极管D1的负极连接至升压DC-DC高电压输出端和负载，二极管D1的正极连接至三极管Q1的射极，所述三极管Q1的射极连接至D1的正极，三极管Q1的基极连接至通路开关ON/OFF，三极管Q1的集电极连接至三极管Q2的基极，所述三极管Q2的射极连接至电源VCC，三极管的Q2基极连接至三极管Q1的集电极，三极管Q2的集电极连接至三极管Q3的基极，所述三极管Q3的射极接地，三极管Q3的基极连接至三极管Q2的集电极，三极管Q3的集电极连接至三极管Q4的基极，所述三极管Q4的射极接地，三极管Q4的基极连接至三极管Q3的集电极，三极管Q4的集电极连接至MOS管M1的栅极，所述MOS管M1的栅极连接至三极管Q4的集电极，MOS管M1的源极连接至前级电源，MOS管M1的漏极连接至升压DC-DC低电压输入端，所述通路开关ON/OFF连接至三极管Q4的基极，同时连接至三极管Q1的基极，所述三极管Q2的基极与三极管Q1的集电极之间设有电阻R1，所述三极管Q2的基极与三极管Q2的集电极之间设有电阻R2，所述三极管Q4的集电极与MOS管M1的栅极之间设有电阻R3，所述MOS管M1的栅极与MOS管M1的源极之间设有电阻R4，所述升压DC-DC输出端通过电阻R5接地。
所述三极管Q2的集电极与三极管Q3的基极之间设有电阻R6。
所述三极管Q4的基极与通路开关ON/OFF之间设有电阻R7。
所述三极管Q1的基极与通路开关ON/OFF之间设有电阻R8。
通路开关ON/OFF是用来控制正常情况下的DC-DC通路开通/关断的一个开关信号，可以连接到CPU（Central Processing Unit，微处理器），由CPU来控制，也可以直接接高电平，默认DC-DC通路是开通的。正常情况下，当通路开关ON/OFF为高电平的时候，三极管Q4的基极为高电平，三极管Q4导通。电阻R3和电阻R4分压，MOS管M1的栅源电压为负值，M1开通，升压DC-DC正常工作，输出高电压。此时二极管D1处于反向截止状态，三极管Q1的射极电压高于基极电压，也同样处于截止状态，其集电极电流为0；于是三极管Q2的基极电流为0，三极管Q2截止，其集电极电流为0；于是三极管Q3的基极电流为0，三极管Q3截止。升压DC-DC正常输出高电压。通路开关ON/OFF为低电平时，无论Q3导通或是截止，三极管Q4的基极电压都为0，MOS管M1的栅源电压为0，MOS管M1不导通，DC-DC通路断开，此时在电阻R5的下拉作用下，输出电压为0。
当通路开关DC-DC通路处于导通状态时，负载端出现短路，电流突然增大，电压突然掉到0V或接近0V。此时，三极管Q1的基极电压高于射极电压，三极管Q1导通，并且二极管D1的正极电压高于负极电压，也导通。整个二极管D1、三极管Q1、电阻R1、电阻R2构成的通路导通，在电阻R1、电阻R2的分压作用下，三极管Q2的基极射极达到导通电压条件，三极管Q2导通。于是三极管Q3的基极电压变为高电平，基极出现电流，三极管Q3导通，将三极管Q4的基极电压拉到0电平。三极管Q4截止，MOS管M1关断。升压DC-DC通路被截断。于是前后级电源被隔离开，防止了后端短路对前级电源的影响。由于二极管和三极管的开关速度都是纳秒级的，因此可以保证在短路出现后1uS以内就实现硬件电路的自动保护。当短路撤销后，电阻R5、二极管D1、三极管Q1、电阻R1、电阻R2构成的通路使三极管Q2的基极射极电压小于导通电压，三极管Q2截止，MOS管M1导通。保证了该电路可以在短路撤销后的1uS内及时打开供电通路。
上述的电阻R6、电阻R7以及电阻R8主要用于控制相应的三极管Q1、三极管Q3以及三极管Q4的基极电压，起到保护三极管Q1、三极管Q3以及三极管Q4的作用，在具体实施中，上述的电阻R6、电阻R7以及电阻R8为可选电阻。
实施本实用新型实施例，具有以下有益效果：
利用二极管、三极管、MOS管以及电阻的特性构成的保护电路，可以在升压DC-DC的输出短路时，在极短的时间内，及时地切断该DC-DC的输入电源，并在短路撤销后，及时开通该DC-DC的输入，有效地防止了后端短路对前级电源的影响，实现了升压DC-DC电路以及与升压DC-DC电路相连接的负载电路的保护。
以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
Claims (5)
1.一种升压DC-DC的短路保护电路，其特征在于，包括：二极管D1、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、MOS管M1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5，其中，
所述二极管D1的负极连接至升压DC-DC高电压输出端和负载，所述二极管D1的正极连接至三极管Q1的射极，所述三极管Q1的基极连接至通路开关ON/OFF，三极管Q1的集电极连接至三极管Q2的基极，所述三极管Q2的射极连接至电源VCC，三极管Q2的集电极连接至三极管Q3的基极，所述三极管Q3的射极接地，三极管Q3的集电极连接至三极管Q4的基极，所述三极管Q4的射极接地，三极管Q4的集电极连接至MOS管M1的栅极，所述MOS管M1的源极连接至前级电源，MOS管M1的漏极连接至升压DC-DC低电压输入端，所述通路开关ON/OFF连接至三极管Q4的基极，同时连接至三极管Q1的基极，所述三极管Q2的基极与三极管Q1的集电极之间设有电阻R1，所述三极管Q2的基极与三极管Q2的集电极之间设有电阻R2，所述三极管Q4的集电极与MOS管M1的栅极之间设有电阻R3，所述MOS管M1的栅极与MOS管M1的源极之间设有电阻R4，所述升压DC-DC输出端通过电阻R5接地。
2.如权利要求1所述的升压DC-DC的短路保护电路，其特征在于，所述三极管Q2的集电极与三极管Q3的基极之间设有电阻R6。
3.如权利要求1所述的升压DC-DC的短路保护电路，其特征在于，所述三极管Q4的基极与通路开关ON/OFF之间设有电阻R7。
4.如权利要求1所述的升压DC-DC的短路保护电路，其特征在于，所述三极管Q1的基极与通路开关ON/OFF之间设有电阻R8。
5.如权利要求1-4任一项所述的升压DC-DC的短路保护电路，其特征在于，还包括：与所述通路开关ON/OFF相连接的微处理器，所述微处理器控制所述通路开关ON/OFF输出用来控制升压DC-DC通路的开通/关断的开关信号。
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