CN203911459U - 一种直流电压输出短路保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种直流电压输出短路保护电路，包括保护单元、直流输出单元及短路检测单元，所述保护单元的输入端接直流输入端，输出端接直流输出单元的输入端；直流输出单元的输出端接负载，同时接短路检测单元的输入端；短路检测单元的输出端接保护单元的控制端。本实用新型提供的直流电压输出短路保护电路在直流输出电路处于短路或过载时通过分立元件达到锁定保护的目的，有效地保护直流输出电路元件，且该保护电路的结构简单，实现成本低，通用性好，适用性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路保护技术，具体涉及一种直流电压输出短路保护电路。
背景技术
随着经济的发展及消费者生活水平的提高，消费者对电子产品的性能要求也越来越高。目前绝大多数电子产品的电压输出电路都带有短路保护电路，以便在发生短路时对电路进行及时的保护，防止电路损坏。目前的短路保护电路一般有如下几种方案：1、在直流输出端设有专门的短路保护IC，2、采用基于CPU控制的短路保护电路，3、采用分立元件组成保护电路。然而采用IC短路保护成本高，采用基于CPU控制的短路保护电路需要占用一部分CPU资源，不适于高集成度的电子产品，现有技术中采用分立元件组成的保护电路不能持续锁定保护，锁定保护功能随短路的出现而锁定，短路的消失而解锁，在间歇性短路的情况下，会给电路元器件产生较大的电应力，容易损坏电路中的元器件。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种具有锁定保护的直流电压输出短路保护电路。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种直流电压输出短路保护电路，其特征在于，包括保护单元、直流输出单元及短路检测单元，所述保护单元的输入端接直流输入端，输出端接直流输出单元的输入端；直流输出单元的输出端接负载，同时接短路检测单元的输入端；短路检测单元的输出端接保护单元的控制端。
所述保护单元包括第一二极管、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第一三极管及第二三极管，第一二极管的负极接直流输入端，正极接第一电容的一端，第一电容的另一端接地；第二电阻的一端接第一二极管的正极，另一端接第一三极管的基极，同时通过第一电阻接直流输入端；第一三极管的发射极接直流输入端，集电极接第二三极管的基极；第二三极管的发射极接直流输入端，基极通过第二电容接直流输入端；
所述直流输出单元包括第三电容、第三三极管及第三电阻，第三电容跨接在第二三极管的发射极及集电极之间，同时跨接在第三三极管的发射极和基极之间；第三三极管的基极串接第三电阻后接地，集电极作为输出端接负载；
所述短路检测单元包括第四电阻及第五电阻，第四电阻的一端接第三三极管的集电极，另一端作为控制端接第二三极管的基极，第五电阻的一端接第三三极管的集电极，另一端接地。
进一步地，所述第一三极管、第二三极管、第三三极管均为PNP三极管。
本实用新型所述直流电压输出短路保护电路的工作原理为：
正常上电时，所述直流输入端输入直流电压瞬间第一电容对地短路，使第二电阻接地，第一电阻与第二电阻进行分压，使第一三极管导通，从而第二三极管截止；直流输入端输入直流电压后第一电容通过第一电阻、第二电阻进行充电，同时第三电容通过第三电阻进行充电，对第一电阻、第二电阻、第一电容、第三电阻、第三电容的参数进行设置，使其满足：当第三电容两端的电压达到0.7V时，第一三极管依然处于导通状态，直流输出单元输出端正常输出。
输出短路或严重过载时，直流输出单元的输出端，即第三三极管的集电极电压下降，第二电容通过第四电阻充电，从而使第二三极管导通，进而使第三三极管截止，进一步降低第三三极管的集电极电压，使第二三极管导通持续，第三三极管持续截止，达到锁定保护的目的。
本实用新型相对于现有技术具有如下的优点：
(1)本实用新型在直流输出电路处于短路或过载时通过分立元件达到锁定保护的目的，有效地保护直流输出电路元件，且该保护电路的结构简单，实现成本低，通用性好，适用性强。
(2)通过第一二极管为第一电容提供一个低阻回路放电，并保护第一三极管的be结。
附图说明
图1为实施例中直流电压输出短路保护电路的原理框图；
图2为实施例中直流电压输出短路保护电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型创造的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，一种直流电压输出短路保护电路，包括保护单元、直流输出单元及短路检测单元，所述保护单元的输入端接直流输入端，输出端接直流输出单元的输入端；直流输出单元的输出端接负载，同时接短路检测单元的输入端；短路检测单元的输出端接保护单元的控制端。
如图2所示，所述保护单元包括第一二极管D1、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2、第一三极管Q1及第二三极管Q2，第一二极管D1的负极接直流输入端，正极接第一电容C1的一端，第一电容C1的另一端接地；第二电阻R2的一端接第一二极管D1的正极，另一端接第一三极管Q1的基极，同时通过第一电阻R1接直流输入端；第一三极管Q1的发射极接直流输入端，集电极接第二三极管Q2的基极；第二三极管Q2的发射极接直流输入端，基极通过第二电容C2接直流输入端。
所述直流输出单元包括第三电容C3、第三三极管Q3及第三电阻R3，第三电容C3跨接在第二三极管Q2的发射极及集电极之间，同时跨接在第三三极管Q3的发射极和基极之间；第三三极管Q3的基极串接第三电阻R3后接地，集电极作为输出端接负载R6。
所述短路检测单元包括第四电阻R4及第五电阻R5，第四电阻R4的一端接第三三极管Q3的集电极，另一端作为控制端接第二三极管Q2的基极，第五电阻R5的一端接第三三极管Q3的集电极，另一端接地。
所述第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3均为PNP三极管。
正常上电时，所述直流输入端输入直流电压瞬间第一电容C1对地短路，使第二电阻R2接地，第一电阻R1与第二电阻R2进行分压，使第一三极管Q1导通，从而第二三极管Q2截止；直流输入端输入直流电压后第一电容C1通过第一电阻R1、第二电阻R2进行充电，充电常数τ1＝(R1+R2)*C1，(其中，R1、R2为分别为第一电阻R1、第二电阻R2的阻值，C1为第一电容C1的电容值)；同时第三电容C3通过电阻R3进行充电，充电常数τ2＝R3*C3，(其中，R3为第三电阻R3的阻值，C3为第三电容C3的电容值)，对第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、 第三电阻R3、第三电容C3的参数进行设置，使其满足：当第三电容C3两端的电压达到0.7V时，第一三极管Q1依然处于导通状态，直流输出单元输出端正常输出。
输出短路或严重过载时，直流输出单元的输出端，即第三三极管Q3的集电极电压下降，第二电容C2通过第四电阻R4充电，从而使第二三极管Q2导通，进而使第三三极管Q3截止，进一步降低第三三极管Q3的集电极电压，使第二三极管Q2导通持续，第三三极管Q3持续截止，输出关闭。此时即便将短路的负载摘除，由于第二三极管Q2仍然处于导通状态，导致第三三极管Q3截止，直流输出单元的输出端持续关闭；只有将直流输入端的直流电压断开，排除短路故障，并重新加直流电压输入，所述直流输出单元的输出端才能正常输出。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (2)
1.一种直流电压输出短路保护电路，其特征在于：包括保护单元、直流输出单元及短路检测单元，所述保护单元的输入端接直流输入端，输出端接直流输出单元的输入端；直流输出单元的输出端接负载，同时接短路检测单元的输入端；短路检测单元的输出端接保护单元的控制端，
所述保护单元包括第一二极管D1、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2、第一三极管Q1及第二三极管Q2，第一二极管D1的负极接直流输入端，正极接第一电容C1的一端，第一电容C1的另一端接地；第二电阻R2的一端接第一二极管D1的正极，另一端接第一三极管Q1的基极，同时通过第一电阻R1接直流输入端；第一三极管Q1的发射极接直流输入端，集电极接第二三极管Q2的基极；第二三极管Q2的发射极接直流输入端，基极通过第二电容C2接直流输入端；
所述直流输出单元包括第三电容C3、第三三极管Q3及第三电阻R3，第三电容C3跨接在第二三极管Q2的发射极及集电极之间，同时跨接在第三三极管Q3的发射极和基极之间；第三三极管Q3的基极串接第三电阻R3后接地，集电极作为输出端接负载R6；
所述短路检测单元包括第四电阻R4及第五电阻R5，第四电阻R4的一端接第三三极管Q3的集电极，另一端接作为控制端接第二三极管Q2的基极，第五电阻R5的一端接第三三极管Q3的集电极，另一端接地。
2.根据权利要求1所述的直流电压输出短路保护电路，其特征在于：所述第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3均为PNP三极管。
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|---|---|---|---|---|
| CN107069650A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-08-18 | 天津津航计算技术研究所 | 一种电流型传感器过流保护电路 |
| CN108336900A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-07-27 | 四川莱福德科技有限公司 | 一种短路保护电路和供电电路 |
| CN109738728A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-05-10 | 盛瑞传动股份有限公司 | Eol检测模块与检测装置 |
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