CN204578475U - 一种功放输出短路保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种功放输出短路保护电路，包括短路检测电路、延时电路、比较输出电路、计数电路和锁定电路，短路检测电路的输出端分别与延时电路的输入端和计数电路的输入端连接，计数电路的输出端与锁定电路的输入端连接，延时电路的输出端和锁定电路的输出端分别与比较输出电路的输入端连接，计数电路用于统计功放输出的短路次数或者短路时间；优点是对于人为误操作导致的瞬间短路消除后可使功放恢复正常工作，且不会对功放的稳定性和可靠性造成不良影响。

Description

一种功放输出短路保护电路

技术领域

本实用新型涉及一种功放保护电路，尤其是涉及一种功放输出短路保护电路。

背景技术

现有的功放输出短路保护电路主要有两种：自锁式短路保护电路和循环式短路保护电路。自锁式短路保护电路在功放输出短路后即将功放锁死，功放不再输出，即使短路故障消除后功放也不能恢复工作，功放必须重新开启后才能正常工作，由此无法避免人为误操作导致的瞬间短路，工作效率较低，操作不便。循环式短路保护电路在功放输出短路后，持续对功放的输出进行检测，根据检测结果控制功放输出端的通断开关循环吸合和断开，虽然循环式短路保护电路可以避免人为误操作导致的瞬间短路，但是会使功放内部的功率放大晶体管一直处于过流和保护的循环状态，对功放的稳定性和可靠性造成不良。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种对于人为误操作导致的瞬间短路消除后可使功放恢复正常工作，且不会对功放的稳定性和可靠性造成不良影响的功放输出短路保护电路。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种功放输出短路保护电路，包括短路检测电路、延时电路、比较输出电路、计数电路和锁定电路，所述的短路检测电路的输出端分别与所述的延时电路的输入端和所述的计数电路的输入端连接，所述的计数电路的输出端与所述的锁定电路的输入端连接，所述的延时电路的输出端和所述的锁定电路的输出端分别与所述的比较输出电路的输入端连接，所述的计数电路用于统计功放输出的短路次数或者短路时间。

所述的短路检测电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一比较器和第一三极管，所述的第一电阻的一端为所述的短路检测电路的第一输入端，所述的第二电阻的一端为所述的短路检测电路的第二输入端，所述的第一电阻的另一端、所述的第二电阻的另一端和所述的第一比较器的反相输入端连接，所述的第三电阻的一端、所述的第四电阻的一端和所述的第一比较器的同相输入端连接，所述的第三电阻的另一端、所述的第五电阻的一端、所述的第一比较器的电源端和所述的第一三极管的集电极连接且其连接端接入15V电压，所述的第四电阻的另一端和所述的第一比较器的接地端连接且其连接端接地，所述的第一比较器的输出端、所述的第五电阻的另一端和所述的第一三极管的基极连接，所述的第一三极管的发射极为所述的短路检测电路的输出端。

所述的延时电路包括第一电容、第六电阻、第七电阻、第一二极管和第二二极管，所述的第六电阻的一端和所述的第一电容的一端连接且其连接端为所述的延时电路的输入端，所述的第一电容的另一端、所述的第一二极管的正极和所述的第二二极管的负极连接，所述的第六电阻的另一端、所述的第二二极管的正极和所述的第七电阻的一端连接且其连接端接地，所述的第一二极管的负极和所述的第七电阻的另一端连接且其连接端为所述的延时电路的输出端。

所述的比较输出电路包括第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第二比较器、第二三极管、第三三极管和第四三极管；所述的第二比较器的反相输出端为所述的比较输出电路的输入端，所述的第二比较器的同相输出端、所述的第八电阻的一端和所述的第九电阻的一端连接，所述的第九电阻的另一端接地，所述的第八电阻的另一端、所述的第十一电阻的一端和所述的第二三极管的发射极连接且其连接端接入15V电压，所述的第二比较器的输出端和所述的第十电阻的一端连接，所述的第十电阻的另一端、所述的第十一电阻的另一端和所述的第二三极管的基极连接，所述的第二三极管的集电极、所述的第十二电阻的一端和所述的第十四电阻的一端连接，所述的第十二电阻的另一端、所述的第十三电阻的一端和所述的第三三极管的基极连接，所述的第十四电阻的另一端、所述的第十五电阻的一端和所述的第四三极管的基极连接，所述的第四三极管的集电极为所述的比较输出电路的第一输出端，所述的第十三电阻的另一端、所述的第三三极管的发射极、所述的第十五电阻的另一端和所述的第四三极管的发射极连接且其连接端接入-5V电压，所述的第三三极管的集电极为所述的比较输出电路的第二输出端。

所述的计数电路包括型号为CD4024B的计数器、第二电容、第三电容、第四电容、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻和稳压管；所述的第二电容的一端为所述的计数电路的输入端，所述的第二电容的另一端、所述的第十六电阻的一端和所述的计数器的第1脚连接，所述的第十六电阻的另一端接地，所述的第三电容的一端接入15V电压，所述的第三电容的另一端、所述的第十七电阻的一端和所述的计数器的第2脚连接，所述的第十七电阻的另一端接地，所述的计数器的第4脚和所述的第十九电阻的一端连接，所述的计数器的第5脚和所述的第十八电阻的一端连接，所述的第十八电阻的另一端和所述的第十九电阻的另一端连接且其连接端为所述的计数电路的输出端，所述的计数器的第7脚接地，所述的计数器的第14脚、所述的稳压管的正极和所述的第四电容的一端连接，所述的第四电容的另一端接地，所述的稳压管的负极接入15V电压。

所述的锁定电路包括第五三极管、第六三极管、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻和第五电容；所述的第五三极管的基极和所述的第二十电阻的一端连接且其连接端为所述的锁定电路的输入端，所述的第二十电阻的另一端和所述的第五三极管的发射极连接且其连接端接地，所述的第五三极管的集电极和所述的第二十一电阻的一端连接，所述的第二十一电阻的另一端、所述的第二十二电阻的一端、所述的第五电容的一端和所述的第六三极管的基极连接，所述的第二十二电阻的另一端、所述的第五电容的另一端和所述的第六三极管的发射极连接且其连接端接入15V电压，所述的第六三极管的集电极为所述的锁定电路的输出端。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于通过短路检测电路检测功放输出端的电平信号，短路检测电路将检测到的电平信号分两路分别传输给延时电路和计数电路，延时电路将接收到的信号延时处理后传输给比较输出电路，计数电路统计功放输出端的短路次数或者短路时间后生成控制信号输出给锁定电路，锁定电路根据控制信号生成输出信号传输给比较输出电路，比较输出电路控制功放的开启或者关闭；计数器内设定有短路次数或者短路时间的参考值，在短路检测电路首次检测到功放输出短路后，比较输出电路控制功放关闭，与此同时计数电路开始统计功放输出短路次数或者短路时间，当计数电路统计的功放输出短路次数或者短路时间未达到参考值时，锁定电路不工作，比较输出电路根据短路检测电路的检测信号控制功放的开启或者关闭，当计数电路统计的功放输出短路次数或者短路时间超过参考值时，认定功放短路为故障而非人为误操作，锁定电路工作，比较输出电路控制功放持续关闭；由此，通过短路检测电路、延时电路和比较输出电路组成第一路功放控制电路，再通过短路检测电路、计数电路、锁定电路和比较输出电路组成第二路功放控制电路，由此确保人为误操作导致的瞬间短路消除后可使功放恢复正常工作，在确认功放故障短路后即将功放切断，不会对功放的稳定性和可靠性造成不良影响。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型的短路检测电路的电路图；

图3为本实用新型的延时电路的电路图；

图4为本实用新型的比较输出电路的电路图；

图5为本实用新型的计数电路的电路图；

图6为本实用新型的锁定电路的电路图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例：如图1所示，一种功放输出短路保护电路，包括短路检测电路1、延时电路2、比较输出电路3、计数电路4和锁定电路5，短路检测电路1的输出端分别与延时电路2的输入端和计数电路4的输入端连接，计数电路4的输出端与锁定电路5的输入端连接，延时电路2的输出端和锁定电路5的输出端分别与比较输出电路3的输入端连接，计数电路4用于统计功放输出的短路次数或者短路时间。

如图2所示，本实施例中，短路检测电路1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、第一比较器U1和第一三极管Q1，第一电阻R1的一端为短路检测电路1的第一输入端，第二电阻R2的一端为短路检测电路1的第二输入端，第一电阻R1的另一端、第二电阻R2的另一端和第一比较器U1的反相输入端连接，第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端和第一比较器U1的同相输入端连接，第三电阻R3的另一端、第五电阻R5的一端、第一比较器U1的电源端和第一三极管Q1的集电极连接且其连接端接入15V电压，第四电阻R4的另一端和第一比较器U1的接地端连接且其连接端接地，第一比较器U1的输出端、第五电阻R5的另一端和第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的发射极为短路检测电路1的输出端。

如图3所示，本实施例中，延时电路2包括第一电容C1、第六电阻R6、第七电阻R7、第一二极管D1和第二二极管D2，第六电阻R6的一端和第一电容C1的一端连接且其连接端为延时电路2的输入端，第一电容C1的另一端、第一二极管D1的正极和第二二极管D2的负极连接，第六电阻R6的另一端、第二二极管D2的正极和第七电阻R7的一端连接且其连接端接地，第一二极管D1的负极和第七电阻R7的另一端连接且其连接端为延时电路2的输出端。

如图4所示，本实施例中，比较输出电路3包括第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第二比较器U2、第二三极管Q2、第三三极管Q3和第四三极管Q4；第二比较器U2的反相输出端为比较输出电路3的输入端，第二比较器U2的同相输出端、第八电阻R8的一端和第九电阻R9的一端连接，第九电阻R9的另一端接地，第八电阻R8的另一端、第十一电阻R11的一端和第二三极管Q2的发射极连接且其连接端接入15V电压，第二比较器U2的输出端和第十电阻R10的一端连接，第十电阻R10的另一端、第十一电阻R11的另一端和第二三极管Q2的基极连接，第二三极管Q2的集电极、第十二电阻R12的一端和第十四电阻R14的一端连接，第十二电阻R12的另一端、第十三电阻R13的一端和第三三极管Q3的基极连接，第十四电阻R14的另一端、第十五电阻R15的一端和第四三极管Q4的基极连接，第四三极管Q4的集电极为比较输出电路3的第一输出端，第十三电阻R13的另一端、第三三极管Q3的发射极、第十五电阻R15的另一端和第四三极管Q4的发射极连接且其连接端接入-5V电压，第三三极管Q3的集电极为比较输出电路3的第二输出端。

如图5所示，本实施例中，计数电路4包括型号为CD4024B的计数器U3、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19和稳压管Z1；第二电容C2的一端为计数电路4的输入端，第二电容C2的另一端、第十六电阻R16的一端和计数器U3的第1脚连接，第十六电阻R16的另一端接地，第三电容C3的一端接入15V电压，第三电容C3的另一端、第十七电阻R17的一端和计数器U3的第2脚连接，第十七电阻R17的另一端接地，计数器U3的第4脚和第十九电阻R19的一端连接，计数器U3的第5脚和第十八电阻R18的一端连接，第十八电阻R18的另一端和第十九电阻R19的另一端连接且其连接端为计数电路4的输出端，计数器U3的第7脚接地，计数器U3的第14脚、稳压管Z1的正极和第四电容C4的一端连接，第四电容C4的另一端接地，稳压管Z1的负极接入15V电压。

如图6所示，本实施例中，锁定电路5包括第五三极管Q5、第六三极管Q6、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22和第五电容；第五三极管Q5的基极和第二十电阻R20的一端连接且其连接端为锁定电路5的输入端，第二十电阻R20的另一端和第五三极管Q5的发射极连接且其连接端接地，第五三极管Q5的集电极和第二十一电阻R21的一端连接，第二十一电阻R21的另一端、第二十二电阻R22的一端、第五电容的一端和第六三极管Q6的基极连接，第二十二电阻R22的另一端、第五电容的另一端和第六三极管Q6的发射极连接且其连接端接入15V电压，第六三极管Q6的集电极为锁定电路5的输出端。

本实施例中，第一比较器U1和第二比较器U2可采用型号为4558的集成芯片内部的两组运算放大器来实现。

本实施例的功放输出短路保护电路的工作原理为：将短路检测电路1的第一输入端和比较输出电路3的第一输出端与功放的一个输出端连接，将短路检测电路1的第二输入端和比较输出电路3的第二输出端与功放的另一个输出端连接。在计数器内设定短路次数的参考值为8次。当功放短路后，短路检测电路1的输出端输出高电平，延时电路的输出端输出高电平，与此同时，计数电路4统计功放短路次数，当功放短路次数未超过其参考值时，比较输出电路3控制功放输出端循环断开和闭合，计数电路4的输出端输出低电平，锁定电路5中的第五三极管Q5截止，锁定电路5的输出端无信号输出，当功放短路次数未超过其参考值时，计数电路4的输出端输出高电平，锁定电路5中的第五三极管Q5闭合，锁定电路5的输出端输出高电平，此时比较输出电路3的输入端恒定为高电平，比较输出电路3控制功放持续关闭。

Claims (6)

1.一种功放输出短路保护电路，其特征在于包括短路检测电路、延时电路、比较输出电路、计数电路和锁定电路，所述的短路检测电路的输出端分别与所述的延时电路的输入端和所述的计数电路的输入端连接，所述的计数电路的输出端与所述的锁定电路的输入端连接，所述的延时电路的输出端和所述的锁定电路的输出端分别与所述的比较输出电路的输入端连接，所述的计数电路用于统计功放输出的短路次数或者短路时间。

2.根据权利要求1所述的一种功放输出短路保护电路，其特征在于所述的短路检测电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一比较器和第一三极管，所述的第一电阻的一端为所述的短路检测电路的第一输入端，所述的第二电阻的一端为所述的短路检测电路的第二输入端，所述的第一电阻的另一端、所述的第二电阻的另一端和所述的第一比较器的反相输入端连接，所述的第三电阻的一端、所述的第四电阻的一端和所述的第一比较器的同相输入端连接，所述的第三电阻的另一端、所述的第五电阻的一端、所述的第一比较器的电源端和所述的第一三极管的集电极连接且其连接端接入15V电压，所述的第四电阻的另一端和所述的第一比较器的接地端连接且其连接端接地，所述的第一比较器的输出端、所述的第五电阻的另一端和所述的第一三极管的基极连接，所述的第一三极管的发射极为所述的短路检测电路的输出端。

3.根据权利要求1所述的一种功放输出短路保护电路，其特征在于所述的延时电路包括第一电容、第六电阻、第七电阻、第一二极管和第二二极管，所述的第六电阻的一端和所述的第一电容的一端连接且其连接端为所述的延时电路的输入端，所述的第一电容的另一端、所述的第一二极管的正极和所述的第二二极管的负极连接，所述的第六电阻的另一端、所述的第二二极管的正极和所述的第七电阻的一端连接且其连接端接地，所述的第一二极管的负极和所述的第七电阻的另一端连接且其连接端为所述的延时电路的输出端。

4.根据权利要求1所述的一种功放输出短路保护电路，其特征在于所述的比较输出电路包括第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第二比较器、第二三极管、第三三极管和第四三极管；所述的第二比较器的反相输出端为所述的比较输出电路的输入端，所述的第二比较器的同相输出端、所述的第八电阻的一端和所述的第九电阻的一端连接，所述的第九电阻的另一端接地，所述的第八电阻的另一端、所述的第十一电阻的一端和所述的第二三极管的发射极连接且其连接端接入15V电压，所述的第二比较器的输出端和所述的第十电阻的一端连接，所述的第十电阻的另一端、所述的第十一电阻的另一端和所述的第二三极管的基极连接，所述的第二三极管的集电极、所述的第十二电阻的一端和所述的第十四电阻的一端连接，所述的第十二电阻的另一端、所述的第十三电阻的一端和所述的第三三极管的基极连接，所述的第十四电阻的另一端、所述的第十五电阻的一端和所述的第四三极管的基极连接，所述的第四三极管的集电极为所述的比较输出电路的第一输出端，所述的第十三电阻的另一端、所述的第三三极管的发射极、所述的第十五电阻的另一端和所述的第四三极管的发射极连接且其连接端接入-5V电压，所述的第三三极管的集电极为所述的比较输出电路的第二输出端。

5.根据权利要求1所述的一种功放输出短路保护电路，其特征在于所述的计数电路包括型号为CD4024B的计数器、第二电容、第三电容、第四电容、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻和稳压管；所述的第二电容的一端为所述的计数电路的输入端，所述的第二电容的另一端、所述的第十六电阻的一端和所述的计数器的第1脚连接，所述的第十六电阻的另一端接地，所述的第三电容的一端接入15V电压，所述的第三电容的另一端、所述的第十七电阻的一端和所述的计数器的第2脚连接，所述的第十七电阻的另一端接地，所述的计数器的第4脚和所述的第十九电阻的一端连接，所述的计数器的第5脚和所述的第十八电阻的一端连接，所述的第十八电阻的另一端和所述的第十九电阻的另一端连接且其连接端为所述的计数电路的输出端，所述的计数器的第7脚接地，所述的计数器的第14脚、所述的稳压管的正极和所述的第四电容的一端连接，所述的第四电容的另一端接地，所述的稳压管的负极接入15V电压。

6.根据权利要求1所述的一种功放输出短路保护电路，其特征在于所述的锁定电路包括第五三极管、第六三极管、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻和第五电容；所述的第五三极管的基极和所述的第二十电阻的一端连接且其连接端为所述的锁定电路的输入端，所述的第二十电阻的另一端和所述的第五三极管的发射极连接且其连接端接地，所述的第五三极管的集电极和所述的第二十一电阻的一端连接，所述的第二十一电阻的另一端、所述的第二十二电阻的一端、所述的第五电容的一端和所述的第六三极管的基极连接，所述的第二十二电阻的另一端、所述的第五电容的另一端和所述的第六三极管的发射极连接且其连接端接入15V电压，所述的第六三极管的集电极为所述的锁定电路的输出端。