CN202797902U - 用于升压电路的短路保护电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种用于升压电路的短路保护电路,其包括:第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、三极管、MOS管、第一单向导通器件、第二导线导通器件、第三单向导通器件和升压电路,其中,第一电阻一端连接电源输入正极;第二电阻一端连接电源输入负极;第三电阻一端连接电源输入正极;第一单向导通器件一端连接电源输入正极;三极管的集电极通过第四电阻连接MOS管的栅极;MOS管的源极连接电源输入正极;第二单向导通器件一端连接三极管的基极。本实用新型实现了短路保护功能,电路结构简单,组件较少,适合普遍运用。

Description

用于升压电路的短路保护电路
技术领域
本实用新型涉及电子电路技术领域,尤其涉及用于升压电路的短路保护电路。
背景技术
采用非隔离升压(Boost)式拓扑结构能够实现该电源模块的功率部分。升压式(Boost)拓扑结构具有结构简单,器件少、成本低等优点。且升压拓扑多用于低功率(小于10W)的场合。但升压拓扑不能完全满足本电源模块的功能要求。如短路保护功能,由于升压拓扑的结构决定了其在短路时,即使关断了控制电路,其主功率回路中仍有电流通路,而产生极大的短路电流,以至无法实现短路保护功能。
实用新型内容
为解决上述升压拓扑电路无法实现短路保护的问题,本实用新型采用如下技术方案:
本实用新型提供一种用于升压电路的短路保护电路,其包括:
一种用于升压电路的短路保护电路,其包括:第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、三极管、场效应管(MOS管)、第一单向导通器件、第二导线导通器件、第三单向导通器件和升压电路,其中,
第一电阻一端连接电源输入正极,另一端连接三极管的基极;
第二电阻一端连接电源输入负极,另一端连接三极管的基极;
第三电阻一端连接电源输入正极,另一端通过第四电阻连接三极管的集电极;
第一单向导通器件一端连接电源输入正极,另一端连接MOS管的栅极;
三极管的集电极通过第四电阻连接MOS管的栅极,发射极通过第五电阻连接电源输入负极;
MOS管的源极连接电源输入正极,漏极连接升压电路的输入正极;
第二单向导通器件一端连接三极管的基极,另一端连接升压电路的输出正极;
第三单向导通器件一端连接电源输入正极,另一端通过第六电阻连接升压电路的输出正极;
升压电路的输出负极与电源输入负极连接。
较佳地,所述的用于升压电路的短路保护电路还包括:一端与MOS管的源极连接,另一端与MOS管的漏极连接的电容。
较佳地,所述第一单向导通器件、第二单向导通器件、第三单向导通器件分别为二极管。
较佳地,所述第一单向导通器件为稳压二极管,所述第二单向导通器件为快速恢复二极管,所述第三单向导通器件为快速恢复二极管。
较佳地,所述三极管为NPN型三极管。
较佳地,所述MOS管为P型MOS管。
较佳地,所述导线导通器件是具有单向导通功能的电路结构或集成电路。
本实用新型在升压电路输出短路时,在升压电路的输入端关断给升压电路的供电,从而断开了主功率回路中的电流通路,实现了短路保护功能。当输出短路故障解除以后,升压电路的输入端开通给升压电路供电以恢复其正常功能。此外,本实用新型电路结构简单,组件较少,适合普遍运用。
附图说明
图1为本实用新型一种用于升压电路的短路保护电路的实施例电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。
请参阅图1,其是本实用新型一种用于升压电路的短路保护电路的实施例电路示意图。
本实用新型一种用于升压电路的短路保护电路,其包括:第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、三极管Q2、MOS管Q1、第一单向导通器件D1、第二单向导通器件D2、第三单向导通器件D3、电容C1和升压电路。
其中,上述用于升压电路的短路保护电路各个组件的连接关系如下所述:
第一电阻R1一端连接电源输入正极11,另一端连接三极管Q2的基极;
第二电阻R2一端连接电源输入负极12,另一端连接三极管Q2的基极;
第三电阻R3一端连接电源输入正极11,另一端通过第四电阻R4连接三极管Q2的集电极;
第一单向导通器件D1一端连接电源输入正极11,另一端连接MOS管Q1的栅极;
三极管Q2的集电极通过第四电阻R4连接MOS管Q1的栅极,发射极通过第五电阻R5连接电源输入负极12;
MOS管Q1的源极连接电源输入正极11,漏极连接升压电路的输入正极13;
第二单向导通器件D2一端连接三极管Q2的基极,另一端连接升压电路的输出正极15;
第三单向导通器件D3一端连接电源输入正极11,另一端通过第六电阻R6连接升压电路的输出正极15;
升压电路的输出负极14与电源输入负极12连接。
电容C1的一端与MOS管Q1的源极连接,另一端与MOS管Q1的漏极连接。
其中,所述第一单向导通器件D1、第二单向导通器件D2、第三单向导通器件D3分别为二极管。具体地,所述第一单向导通器件D1为稳压二极管,所述第二单向导通器件D2为快速恢复二极管,所述第三单向导通器件D3为快速恢复二极管。
在本实施例中,所述三极管Q2为NPN型三极管,所述MOS管Q1为P型MOS管。
在本实施例中,所述导线导通器件还可以是具有单向导通功能的电路结构或集成电路。
在本实施例中,升压电路为非隔离升压(Boost)拓扑结构。
其中,上述用于升压电路的短路保护电路的各个组件的作用如下所述:
第一电阻R1和第二电阻R2组成分压电路为MOS管Q1提供开通电压;
三极管Q2与第二单向导通器件D2共同构成短路探测动作电路,控制MOS管Q1的关断和导通;
第二单向导通器件D2为快速恢复二极管,其作用是检测升压电路的输出正极15有无发生短路;
第五电阻R5用于抬高三极管Q2的发射极电压,控制短路保护的启动门限;
MOS管Q1其功能为一个可控开关;
第三电阻R3和第四电阻R4组成分压电路为MOS管Q1提供导通电压;
第一单向导通器件D1为稳压二极管,其主要功能是为MOS管Q1的栅极提供保护,以免电压过高而损坏;
电容C1用于保护MOS管Q1,以防止电流过冲而使其损坏;
第三单向导通器件D3为快速恢复二极管,其功能是当短路恢复时,使电路脱离短路保护状态;
第六电阻R6为限流电阻。
本实用新型一种用于升压电路的短路保护电路的工作原理如下所述:
(1)正常工作状态:电源输入正极11和负极之间加电时,通过第一电阻R1和第二电阻R2分压使三极管Q2导通,三极管Q2的导通将MOS管Q1的栅极电压拉低,致使MOS管Q1导通,为升压电路正常供电,此时由于升压电路输出端(升压电路的输出正极15和输出负极之间)电压高于电源输入(电源输入正极11和负极之间)电压和三极管Q2基极端的电压,第三单向导通器件D3、第二单向导通器件D2处于截止状态,电路处于正常工作状态;
(2)升压电路输出短路:当升压电路输出端短路时(比如升压电路输出正极与输出负极连接在一起),升压电路输出正极的电压降至零(与升压电路输出负极电压相等),此时三极管Q2的基极的电压高于升压电路输出正极(第二单向导通器件D2的负极)的电压,第二单向导通器件D2导通,而第二单向导通器件D2的导通导致三极管Q2的基极电压降低致使三极管Q2截止,三极管Q2的截止抬高MOS栅极电压而使MOS管Q1关断,从而关断了升压电路的供电进入短路保护状态。此时,由于输入电压高于输出正极电压,第三单向导通器件D3导通。由于第六电阻R6的限流作用,故仅有极少的电流通过;
(3)短路恢复:当输出短路解除时,第三单向导通器件D3仍处于导通状态,输入电压通过第三单向导通器件D3和第六电阻R6施加于输出正极,致使第二单向导通器件D2的负极的电压高于正极电压,第二单向导通器件D2截止。第二单向导通器件D2的截止抬高三极管Q2的基极电压,三极管Q2导通。三极管Q2的导通拉低了MOS管Q1的栅极电压致使MOS管Q1导通,升压电路供电正常,升压电路的输出正极15电压升高,第三单向导通器件D3截止。
本实用新型在升压电路输出短路时,在升压电路的输入端关断给升压电路的供电,从而断开了主功率回路中的电流通路,实现了短路保护功能。当输出短路故障解除以后,升压电路的输入端开通给升压电路供电以恢复其正常功能。此外,本实用新型电路结构简单,组件较少,适合普遍运用。
这里本实用新型的描述和应用是说明性的,并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的,对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是,在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下,本实用新型可以以其它形式、结构、布置,以及用其它组件和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下,可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (7)

1.一种用于升压电路的短路保护电路,其特征在于,包括:第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、三极管、MOS管、第一单向导通器件、第二导线导通器件、第三单向导通器件和升压电路,其中,
第一电阻一端连接电源输入正极,另一端连接三极管的基极;
第二电阻一端连接电源输入负极,另一端连接三极管的基极;
第三电阻一端连接电源输入正极,另一端通过第四电阻连接三极管的集电极;
第一单向导通器件一端连接电源输入正极,另一端连接MOS管的栅极;
三极管的集电极通过第四电阻连接MOS管的栅极,发射极通过第五电阻连接电源输入负极;
MOS管的源极连接电源输入正极,漏极连接升压电路的输入正极;
第二单向导通器件一端连接三极管的基极,另一端连接升压电路的输出正极;
第三单向导通器件一端连接电源输入正极,另一端通过第六电阻连接升压电路的输出正极;
升压电路的输出负极与电源输入负极连接。
2.根据权利要求1所述的用于升压电路的短路保护电路,其特征在于,还包括:一端与MOS管的源极连接,另一端与MOS管的漏极连接的电容。
3.根据权利要求1所述的用于升压电路的短路保护电路,其特征在于,所述第一单向导通器件、第二单向导通器件、第三单向导通器件分别为二极管。
4.根据权利要求1所述的用于升压电路的短路保护电路,其特征在于,所述第一单向导通器件为稳压二极管,所述第二单向导通器件为快速恢复二极管,所述第三单向导通器件为快速恢复二极管。
5.根据权利要求1所述的用于升压电路的短路保护电路,其特征在于,所述三极管为NPN型三极管。
6.根据权利要求1所述的用于升压电路的短路保护电路,其特征在于,所述MOS管为P型MOS管。
7.根据权利要求1所述的用于升压电路的短路保护电路,其特征在于,所述导线导通器件是具有单向导通功能的电路结构或集成电路。
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