CN205092836U - 功率管短路检测保护电路、加热电路及电器设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种功率管短路检测保护电路、加热电路以及电器设备。该功率管短路检测保护电路包括：短路检测电路，其与功率管的输出端连接，在短路电流流过功率管时输出逐步升高的电压；第一关断电路，其连接在功率管的控制端和地之间，用于在所述短路检测电路输出的逐步升高的电压控制下逐步下拉功率管控制端的驱动电压，以关断功率管。该功率管短路检测保护电路可以对电感负载最大程度地减低其反向电动势，且保护速度快，从而可以最大限度地保护功率管，并由于减少了因异常情况而损坏关键器件的概率，进而降低了维修成本。因此，根据本实用新型的加热电路和电器设备具有有效的短路保护，提高了稳定性和安全性，并降低了维护成本。

Description

功率管短路检测保护电路、加热电路及电器设备

技术领域

本实用新型涉及短路检测保护电路，具体而言涉及功率管短路检测保护电路、加热电路及电器设备。

背景技术

诸如IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅极型晶体管)的功率管的一个主要应用就是作为负载导通和关断的开关器件，例如在诸如电磁炉、微波炉及其它采用电磁加热的装置中，常使用IGBT等功率管作为负载导通和关断的开关器件，通过IGBT高频的导通和关断来使诸如线圈的负载产生高频交变磁场，进而产生热量以实现电磁加热。

然而，功率管作为负载导通和关断的开关器件，因为其比较脆弱，在很多使用场合因为负载内部短路或其它异常情况，例如交流电源的浪涌电流(或电压)干扰等其他原因，会造成电流过大快速发热而烧毁功率管，所以对功率管的保护尤为重要。目前通常通过对功率管进行电流采样或电压采样来进行功率管的过流或短路保护。但是这些保护电路反应时间往往不够快，一旦发生异常还是容易导致功率管损坏。此外，部分保护电路往往采用硬关断，即在出现短路时直接通过切断功率管的驱动电压来关断功率管，而这在使用诸如线圈等电感器件作为负载的电路中往往会产生非常高的反向电动势，威胁到功率管的安全，甚至击穿功率管。

因此，为解决上述技术问题，有必要提出一种改进的功率管短路检测保护电路。

实用新型内容

为至少部分地解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种功率管短路检测保护电路。其中，所述功率管的控制端与驱动单元连接，以在驱动单元驱动电压的控制下实现导通或关断，该功率管短路检测保护电路包括：短路检测电路，其与所述功率管的输出端连接，用于检测是否有短路电流流过所述功率管，且在短路电流流过所述功率管时输出逐步升高的电压；第一关断电路，其连接在所述功率管的控制端和地之间，用于在短路电流流过所述功率管时在所述短路检测电路输出的逐步升高的电压控制下逐步下拉所述功率管控制端的驱动电压，以关断所述功率管。

可以理解，在本实用新型的功率管短路检测保护电路中，首先设置短路检测电路，以检测电路是否出现短路电流，即大电流，并且当出现短路电流时，短路检测电路的两端电压逐步升高，从而可以输出一个逐步升高的电压信号，这样在该逐步升高的电压信号控制下，连接在所述功率管的控制端和地之间的第一关断电路逐步将功率管的驱动电压下拉，并最终关断功率管。

所以，根据本实用新型的功率管短路检测保护电路，由于功率管的关断通过逐步下拉驱动电压完成，相对直接通过切断驱动电压的硬关断是一个较缓慢的过程，因而对电感负载能最大程度地减低其反向电动势，从而最大程度地保护功率管。并且该短路保护检测电路通过硬件电路关断功率管，保护速度快，最大限度地保护了功率管。进一步地，由于有效的保护了功率管，因此减少了因异常情况而损坏关键器件的概率，进而降低了维修成本。

优选地，所述短路检测电路包括并联连接的滤波电容和短路检测电阻，所述并联连接的滤波电容和短路检测电阻一端与所述功率管的输出端连接，另一端接地。

可以理解，在本实用新型的功率管短路检测保护电路中，使用短路检测电阻来检测短路电流，当出现短路电流时，其两端的电压会升高，并且由于并联有滤波电容，一方面可以防止误触发，另一方面可以使短路检测电阻两端的电压近似呈线性上升，这样便可以在出现短路时输出一个逐步升高的电压，进而使第一关断电路逐步下拉功率管的驱动电压。

更优选地，所述短路检测电阻为康铜丝。

可以理解，在本实用新型的功率管短路检测保护电路中，利用了康铜丝阻值稳定、受温度影响较小和价格低廉的优点，因而根据本实用新型的功率管短路检测保护电路具有稳定性高、成本低的优点。

优选地，所述第一关断电路包括第一下拉三极管，所述第一下拉三极管的集电极和发射极分别与所述功率管的控制端和地连接，所述第一下拉三级管的基极受所述短路检测电路的输出电压控制。

可以理解的是，在本实用新型的功率管短路检测保护电路中，利用了三极管在基极电压/电流逐渐增大的过程中，逐步进入放大区和饱和区的特性，从而在短路检测电路的输出电压控制下，当出现短路电流时，逐步进入放大区和饱和区，进而逐步下拉功率管的驱动电压，并最终关断功率管。因而，根据本实用新型的功率管短路检测保护电路，可以对电感负载能最大程度地减低其反向电动势，从而最大程度地保护功率管。

优选地，所述第一下拉三极管的基极与所述功率管的输出端连接。

可以理解的是，通过将第一下拉三极管的基极与所述功率管的输出端连接，使得短路检测电路的输出电压或短路检测电阻两端的电压可以施加在第一下拉三级管的基极上，进而在出现短路电流时，可以在第一下拉三级管的基极上施加一个逐步升高的电压，以实现上述目的。

优选地，该功率管短路检测保护电路还包括：分压电路，其并联在所述短路检测电路的两端，且具有分压点。

可以理解的是，通过设置分压电路，可以合理分配短路检测电路的输出电压，进而在分压点输出所需大小的电压。

优选地，所述分压电路包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述分压点位于所述第一分压电阻和第二分压电阻之间。

可以理解的是，通过合理设置第一分压电阻和第二分压电阻的大小，便可以调节分压点的电压大小，使其处于合理/需要的范围内。

优选地，所述第一下拉三极管的基极与分压点连接。

可以理解的是，通过将所述第一下拉三极管的基极与分压点连接，一方面可以在出现短路电流时，可以在第一下拉三级管的基极上施加一个逐步升高的电压，另一方面可以防止施加在基极上的电压超出第一下拉三级管承受范围，避免由于施加的电压过高而损坏第一下拉三极管。

优选地，该功率管短路检测保护电路还包括：第二关断电路，其连接在工作电源和地之间，且具有关断信号输出端；其中所述关断信号输出端用于在所述短路检测电路检测到短路电流时向控制器输出短路信号，以使所述控制器关断所述驱动单元的驱动电压。

可以理解的是，通过设置第二关断电路，在出现短路电流时，可以通过关断功率管驱动单元的驱动电压来彻底关断功率管而实现保护。因而，根据本实用新型的功率管短路检测保护电路，在出现短路电流时，一方面通过第一关断电路逐步下拉功率管的驱动电压实现功率管的关断，另一发面通过第二关断电路彻底关断功率管，并且由于第一关断电路的存在，给了控制器足够的处理时间，这样，在第一关断电路和第二关断电路的协同作用下，可以防止由于情况突发而导致控制器响应不及的情形出现，大大提高了短路检测保护电路的可靠性。

优选地，所述第二关断电路包括第三分压电阻和第二下拉三极管，所述关断信号输出端位于所述第三分压电阻和第二下拉三极管之间，所述第三分压电阻一端与工作电源连接，另一端与第二下拉三极管的集电极连接，所述第二下拉三极管的发射极接地，且所述第二下拉三极管的基极受所述短路检测电路的输出电压控制。

可以理解的是，在此同样利用了前述三极管的特性，作为开关元件，在出现短路电流时，逐步将关断信号输出端的电压下拉，当关断信号输出端出现下降沿时，控制器便可以知道出现短路电流，进而做出处理，关断功率管的驱动电压。

优选地，所述第二下拉三极管的基极与所述功率管的输出端连接。

可以理解的是，通过将第二下拉三极管的基极与所述功率管的输出端连接，使得短路检测电路的输出电压或短路检测电阻两端的电压可以施加在第二下拉三级管的基极上，进而在出现短路电流时，可以在第二下拉三级管的基极上施加一个逐步升高的电压，以实现上述目的。

优选地，该功率管短路检测保护电路还包括：分压电路，其并联在所述短路检测电路的两端，且具有分压点；所述第二下拉三极管的基极与所述分压点连接。

可以理解的是，通过设置分压电路，可以合理分配短路检测电路的输出电压，进而在分压点输出所需大小的电压。这样，一方面可以在出现短路电流时，在第二下拉三级管的基极上施加一个逐步升高的电压，另一方面可以防止施加在基极上的电压超出第二下拉三级管的承受范围，避免由于施加的电压过高而损坏第二下拉三极管。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种加热电路，用于进行电加热，其包括依次串联连接的整流单元、加热单元和功率管，以及本实用新型上述的功率管短路检测保护电路。如上所述，该功率管短路检测保护电路可以对电感负载最大程度地减低其反向电动势，保护速度快，从而可以最大限度地保护功率管，因而减少了因异常情况而损坏关键器件的概率，进而降低了维修成本。因此，根据本实用新型的加热电路具有有效的短路保护，提高了稳定性和安全性，并降低了维护成本。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种电器设备，其包括功率管和本实用新型上述的功率管短路检测保护电路。如上所述，该功率管短路检测保护电路可以对电感负载最大程度地减低其反向电动势，保护速度快，从而可以最大限度地保护功率管，因而减少了因异常情况而损坏关键器件的概率，进而降低了维修成本。因此，根据本实用新型的电器设备具有有效的短路保护，提高了稳定性和安全性，并降低了维护成本。

优选地，所述电器设备为电烹饪器具、电水壶和咖啡机中的一个。

更优选地，所述电烹饪器具包括电饭煲、电水壶、电磁炉、电压力锅、电炸锅、电炖锅、微波炉和电烤箱。

附图说明

通过参考下文结合附图的详细说明，将容易地获得对本实用新型及其很多优点的更完整的了解，同时也会更好地理解，其中：

图1示出了根据本实用新型的第一实施例的功率管短路检测保护电路示意图；

图2示出了根据本实用新型的第二实施例的功率管短路检测保护电路示意图；

图3示出了根据本实用新型的第三实施例的功率管短路检测保护电路示意图；

图4示出了根据本实用新型的第四实施例的功率管短路检测保护电路示意图；

图5示出了根据本实用新型的一个优选实施例的加热电路示意图，该加热电路中包括如第四实施例的功率管短路检测保护电路。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本实用新型能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本实用新型的范围完全地传递给本领域技术人员。

为了彻底理解本实用新型，现在将参考附图描述优选实施例，其中，各个附图中，同样的附图标记表示相应或相同的元件。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种功率管短路检测保护电路，可以参见图1-4。

图1示出了根据本实用新型的第一实施例的功率管短路检测保护电路示意图。其中功率管Q1，示例性为IGBT，其控制端(栅端)G与驱动单元连接，以在驱动单元驱动电压的控制下实现导通或关断。示例性地，在本实施例中，当驱动单元的驱动电压大于6V(例如为12V)时，功率管Q1导通，此时功率管Q1相当于一个闭合的开关；当驱动单元的驱动电压小于6V(例如为0V或负电压)时，功率管Q1关断，此时功率管Q1相当于一个断开的开关。

进一步地，为了避免在驱动单元无驱动电压时功率管Q1的控制端G电压处于浮动状态，本实施例优选在功率管Q1的控制端G和驱动电压之间设置稳定保护电路，其包括串联在地GND和驱动单元之间的稳定电阻R1和R2，其中稳定电阻R2一端接地，另一端接功率管Q1的控制端G和稳定电阻R1的一端。这样，当驱动单元不施加驱动电压(即功率管Q1的控制端G上没有来自驱动单元的低电平或高电平信号)时，功率管Q1的控制端G将被偏置在地电压。

当将功率管应用于具体电路时，功率管Q1的输入端(集电极)C和输出端(发射极)E接入对应的电路，例如电磁加热电路中，以作为该电路的开关器件或其他器件。在本文中，所谓功率管的输入端指的是与负载和/或电源正极端等连接的一端，所谓功率管的输出端指的是接地或与电源负极端连接的一端，下文所涉及的功率管的输入端和输出端均同本含义，将不再做说明。

在本实施例中，为了对功率管Q1进行短路检测保护，首先在功率管Q1的输出端设置有短路检测电路。该短路检测电路与所述功率管Q1的输出端E连接，用于检测是否有短路电流流过所述功率管Q1，且在短路电流流过所述功率管Q1时输出逐步升高的电压。示例性地，在本实施例中，该短路检测电路包括并联连接的滤波电容C1和短路检测电阻R8，且该并联连接的滤波电容C1和短路检测电阻R8一端与所述功率管Q1的输出端E连接，另一端接地GND。

其中短路检测电阻R8为一小阻值电阻，例如为10mΩ，当功率管Q1所在电路出现短路时，即有大的短路电流流过功率管Q1，从输出端E流出时，短路检测电阻R8两端的电压会上升，例如当短路电流约为100A时，短路检测电阻R8为10mΩ时则R8两端的电压会上升至大约1V。在其他实例中，当电路出现短路时，经过功率管Q1和短路检测电阻R8的电流有可能在瞬间达到数百安培，根据U＝I*R公式可知，此时短路检测电阻R8的电压(以10mΩ为例)即可超过1V。

在本实施例中，优选地，所述短路检测电阻R8为康铜丝，其具有阻值稳定、受温度影响较小和价格低廉等优点，因而使得本实施例的功率管短路检测保护电路稳定性较高，且成本较低。

滤波电容C1并联在短路检测电阻R8两端，其具有一较小电容值，通过并联滤波电容C1可以在出现短路电流时，使R8两端的电压近似线性地上升，以输出逐步升高的电压，来实现功率管Q1的软关断和防止误触发，而不是一次就完全关断，这就在后文进一步描述。

在本实施例中，为了对功率管Q1进行短路检测保护，除了设置有短路检测电路，还设置有第一关断电路。该第一关断电路连接在所述功率管Q1的控制端G和地GND之间，用于在短路电流流过功率管Q1时在所述短路检测电路输出的逐步升高的电压控制下逐步下拉功率管Q1控制端G的驱动电压，以逐步关断所述功率管Q1。

在本实施例中，所述第一关断电路包括第一下拉三极管Q2，第一下拉三极管Q2的集电极和发射极分别与功率管Q1的控制端G和地GND连接，第一下拉三极管Q2的基极与功率管Q1的输出端E连接，其中第一下拉三级管Q2的基极受所述短路检测电路的输出电压控制。如前所述，当出现短路电流时，R8两端的电压近似线性上升，即短路检测电路输出逐步升高的电压，从而在第一下拉三极管Q2的基极施加一个逐步升高的电压，当该电压达到第一下拉三极管Q2的导通电压，例如0.65V时，第一下拉三极管Q2导通进入放大区甚至饱和区，从而将功率管Q1的控制端G驱动电压逐步下拉至地电压，该过程中功率管Q1的控制端G驱动电压的变化近似线性曲线，这样功率管Q1的关断为逐步完成的过程，实现软关断。因而，与直接切断功率管Q1驱动电压的硬关断相比，软关断是相对缓慢的过程/变化，这样使得功率管Q1所在电路的电流变化率(即，di/dt)相对变小，因而即使电路存在电感负载，由于di/dt变小，这样由电流变化产生感应电动势也变小，从而可以避免产生很高的感应电动势而导致功率管Q1损坏。

此外，为了保护第一下拉三极管Q2，还可以设置有第一限流电阻R5，其连接在功率管Q1的输出端和第一下拉三极管Q2的基极之间，通过合理选择第一限流电阻R5的大小，可以使第一下拉三极管Q2的基极电流处于合理范围，避免因基极电流过大而导致第一下拉三极管Q2损坏。应当了解，本文中所述及的“连接”包括了直接连接和间接连接的含义。因此，上文提到的“第一下拉三极管Q2的基极与功率管Q1的输出端E连接”实际上包括“第一下拉三极管Q2的基极与功率管Q1的输出端通过第一限流电阻R5间接连接”的意义。

本实施例的功率管短路检测保护电路，由于功率管的关断通过逐步下拉驱动电压完成，相对直接通过切断驱动电压的硬关断是一个较缓慢的过程，因而对电感负载能最大程度地减低其反向电动势，从而最大程度地保护功率管。并且该短路保护检测电路通过硬件电路关断功率管，保护速度快，最大限度地保护了功率管。进一步地，由于有效的保护了功率管，因此减少了因异常情况而损坏关键器件的概率，进而降低了维修成本。

图2示出了根据本实用新型的第二实施例的功率管短路检测保护电路示意图。本实施例的功率管短路检测保护电路同样包括第一实施例的功率管短路检测保护电路中的短路检测电路和第一关断电路，不同之处在于，与第一实施例相比，本实施例的功率管短路检测保护电路增加了分压电路，该分压电路并联在所述短路检测电路的两端，且具有分压点A，第一下拉三极管Q2的基极与分压点A连接。通过分压电路可以合理分配短路检测电路的输出电压，进而在分压点A输出所需大小的电压，并通过将所述第一下拉三极管Q2的基极与分压点A连接，一方面可以在出现短路电流时，可以在第一下拉三级管Q2的基极上施加一个逐步升高的电压，另一方面可以防止施加在基极上的电压超出第一下拉三级管Q2的承受范围，避免由于施加的电压过高而损坏第一下拉三极管Q2。

在本实施例中，该分压电路包括第一分压电阻R3和第二分压电阻R4，所述分压点A位于所述第一分压电阻R3和第二分压电阻R4之间。通过合理设置第一分压电阻R3和第二分压电阻R4的大小，调节第一分压电阻R3和第二分压电阻R4的比值，便可以调节分压点A的电压大小，使其处于合理/需要的范围内。例如通过调节第一分压电阻R3和第二分压电阻R4的比值，使得在出现短路电流时，分压点A的电压处于能驱动第一下拉三极管Q2，且不会损坏第一下拉三极管Q2的范围内。

此外，与第一实施例类似，同样为第一下拉三极管Q2设置有第一限流电阻R5，不同之处在于，在本实施例中，第一限流电阻R5设置在分压点A和第一下拉三极管Q2的基极之间，其实现前述同样的目的，在此不再赘述。

图3示出了根据本实用新型的第三实施例的功率管短路检测保护电路示意图。本实施例的功率管短路检测保护电路同样包括第一实施例的功率管短路检测保护电路中的短路检测电路和第一关断电路，不同之处在于，与第一实施例相比，本实施例的功率管短路检测保护电路增加了第二关断电路。该第二关断电路连接在工作电源VCC和地GND之间，且具有关断信号输出端B。关断信号输出端B用于在所述短路检测电路检测到短路电流时向控制器MCU输出短路信号，以使控制器MCU关断所述驱动单元的驱动电压，以彻底关断功率管Q1。这样由于在本实施中设置有第二关断电路，因而在出现短路电流时，可以通过关断功率管Q1驱动单元的驱动电压来彻底关断功率管Q1实现保护。

进一步地，根据本实施例的功率管短路检测保护电路，在出现短路电流时，一方面通过第一关断电路逐步下拉功率管Q1的驱动电压实现功率管的关断，另一发面通过第二关断电路彻底关断功率管Q1，并且由于第一关断电路的存在，给了控制器MCU足够的处理时间，这样，在第一关断电路和第二关断电路的协同作用下，可以防止由于情况突发而导致控制器MCU响应不及的情形出现，大大提高了短路检测保护电路的可靠性。

在本实施例中，所述第二关断电路包括第三分压电阻R7和第二下拉三极管Q3，所述关断信号输出端B位于第三分压电阻R7和第二下拉三极管Q3之间，第三分压电阻R7一端与工作电源VCC连接，另一端与第二下拉三极管Q3的集电极连接，第二下拉三极管Q3的发射极接地，且所述第二下拉三极管Q3的基极与功率管Q1的输出端连接，受所述短路检测电路的输出电压控制。

当出现短路电流时，短路检测电阻R8两端的电压逐步升高，第二下拉三极管Q3导通进入放大区甚至饱和区，从而逐步将关断信号输出端B的电压下拉，当关断信号输出端B出现下降沿时，控制器MCU便可以知道出现短路电流，进而做出处理，关断功率管Q1的驱动电压，以彻底关断功率管Q1。

类似地，在本实施中，为保护第二下拉三极管Q3而可以设置有第二限流电阻R6，其设置在功率管Q1的输出端和第二下拉三极管Q3的基极之间，通过合理选择第二限流电阻R6的大小，可以使第二下拉三极管Q3的基极电流处于合理范围，避免因基极电流过大而导致第二下拉三极管Q3损坏。

可以理解的是，控制器MCU在检测到下降沿时，可以直接控制驱动单元关断驱动电压，也可以向其他诸如单片机的控制单元发出信号，使其他控制单元来控制驱动单元关断驱动电压，其均能实现上述目的，本领域技术人员根据设计需要合理选择即可。

图4示出了根据本实用新型的第四实施例的功率管短路检测保护电路示意图。本实施例的功率管短路检测保护电路同样包括第三实施例的功率管短路检测保护电路中的短路检测电路、第一关断电路和第二关断电流，不同之处在于，与第三实施例相比，本实施例的功率管短路检测保护电路增加了分压电路，该分压电路并联在所述短路检测电路的两端，且具有分压点A，第一下拉三极管Q2和第二下拉三极管Q3的基极与分压点A连接。通过分压电路可以合理分配短路检测电路的输出电压，进而在分压点A输出所需大小的电压，并通过将所述第一下拉三极管Q2和第二下拉三极管Q3的基极与分压点A连接，一方面可以在出现短路电流时，可以在第一下拉三级管Q2和第二下拉三极管Q3的基极上施加一个逐步升高的电压，另一方面可以防止施加在基极上的电压超过第一下拉三级管Q2和第二下拉三极管Q3的承受范围，避免由于施加的电压过高而损坏第一下拉三极管Q2和第二下拉三极管Q3。

在本实施例中，该分压电路包括第一分压电阻R3和第二分压电阻R4，所述分压点A位于所述第一分压电阻R3和第二分压电阻R4之间。通过合理设置第一分压电阻R3和第二分压电阻R4的大小，调节第一分压电阻R3和第二分压电阻R4的比值，便可以调节分压点A的电压大小，使其处于合理/需要的范围内。例如在出现短路电流时，可以使分压点A的电压处于能驱动第一下拉三极管Q2和第二下拉三极管Q3，且不会损坏第一下拉三极管Q2和第二下拉三极管Q3的范围内。

此外，与第三实施例类似，同样可以为第一下拉三极管Q2和第二下拉三极管Q3分别设置有第一限流电阻R5和第二限流电阻R6，不同之处在于，在本实施例中，第一限流电阻R5设置在分压点A和第一下拉三极管Q2基极之间，第二限流电阻R6设置在分压点A和第二下拉三极管Q3基极之间，其实现前述同样的目的，在此不再赘述。

本实施例的功率管短路检测保护电路兼具本实用新型前述第一、第二和第三实施例的功率管短路检测保护电路的优点，通过第一关断电路软关断功率管，不仅反应时间快，而且能有效减低电感负载的反向感应电动势，以防止功率管被损坏，同时也为控制器关断驱动单元提供足够的处理时间，使控制器有充足的时间关断驱动单元，以使功率管彻底关断。

根据本实用新型另一个方面，提供了一种加热电路用于进行电加热。该加热电路包括依次串联连接的整流单元、加热单元和功率管，以及本实用新型上述任何一种功率管短路检测保护电路。

图5示出了根据本实用新型的一个优选实施例的加热电路示意图。如图5所示，本实施例的加热电路包括桥式整流器DB1、负载CON1、功率管Q1，以及本实用新型第四实施例所述的功率管短路检测保护电路。其中供电电路输入的交流电L、N经引脚1、4输入桥式整流器DB1，并由桥式整流器DB1整流成直流电，然从引脚2输出，经过负载CON1和功率管Q1，以及功率管短路检测保护电路中的短路检测电阻R8回到桥式整流器DB1的引脚3。功率管Q1的控制端G与驱动端单元连接，负载CON1示例性为类似线圈的电感负载，当功率管Q1在驱动单元驱动电压控制下，高频地导通、关断时，负载CON1产生高频交变磁场，从而可以进行电磁加热。

如前所述，该功率管短路检测保护电路可以对电感负载能最大程度地减低其反向电动势，保护速度快，从而可以最大限度地保护功率管，因而减少了因异常情况而损坏关键器件的概率，进而降低了维修成本。因此，根据本实用新型的加热电路，具有有效的短路保护，提高了稳定性和安全性，并降低了维护成本。

可以理解的是，图5示出本实用新型一个示例性实施例，而在其他实施方式中，可以根据需要在加热电路中采用本实用新型的其它功率管短路检测保护电路。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种电器设备，该电器设备可以包括上述任何一种功率管短路检测保护电路。如上所述，该功率管短路检测保护电路可以对电感负载能最大程度地减低其反向电动势，保护速度快，从而可以最大限度地保护功率管，因而减少了因异常情况而损坏关键器件的概率，进而降低了维修成本。因此，根据本实用新型的电器设备，具有有效的短路保护，提高了稳定性和安全性，并降低了维护成本。

根据本实用新型的电器设备可以是任何应用功率管进行电路通断控制的电器设备。优选地，该电器设备可以为电烹饪器具、电水壶和咖啡机中的一个。其中，电烹饪器具包括但不限于电饭煲、电水壶、电磁炉、电压力锅、电炸锅、电炖锅、微波炉和电烤箱。

为了进行说明，上文参照了具体实施例进行描述。然而应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (16)

1.一种功率管短路检测保护电路，所述功率管(Q1)的控制端(G)与驱动单元连接，以在驱动单元驱动电压的控制下实现导通或关断，其特征在于，该功率管短路检测保护电路包括：

短路检测电路，其与所述功率管(Q1)的输出端(E)连接，用于检测是否有短路电流流过所述功率管(Q1)，且在短路电流流过所述功率管时输出逐步升高的电压；

第一关断电路，其连接在所述功率管(Q1)的控制端(G)和地之间，用于在短路电流流过所述功率管(Q1)时在所述短路检测电路输出的逐步升高的电压控制下逐步下拉所述功率管(Q1)控制端(G)的驱动电压，以关断所述功率管(Q1)。

2.如权利要求1所述的功率管短路检测保护电路，其特征在于，所述短路检测电路包括并联连接的滤波电容(C1)和短路检测电阻(R8)，

所述并联连接的滤波电容(C1)和短路检测电阻(R8)一端与所述功率管的输出端连接，另一端接地。

3.如权利要求2所述的功率管短路检测保护电路，其特征在于，所述短路检测电阻(R8)为康铜丝。

4.如权利要求1所述的功率管短路检测保护电路，其特征在于，

所述第一关断电路包括第一下拉三极管(Q2)，所述第一下拉三极管(Q2)的集电极和发射极分别与所述功率管(Q1)的控制端和地连接，所述第一下拉三级管(Q2)的基极受所述短路检测电路的输出电压控制。

5.如权利要求4所述的功率管短路检测保护电路，其特征在于，所述第一下拉三极管(Q2)的基极与所述功率管(Q1)的输出端连接。

6.如权利要求4所述的功率管短路检测保护电路，其特征在于，还包括：

分压电路，其并联在所述短路检测电路的两端，且具有分压点(A)。

7.如权利要求6所述的功率管短路检测保护电路，其特征在于，

所述分压电路包括第一分压电阻(R3)和第二分压电阻(R4)，所述分压点(A)位于所述第一分压电阻(R3)和第二分压电阻(R4)之间。

8.如权利要求6或7所述的功率管短路检测保护电路，其特征在于，所述第一下拉三极管(Q2)的基极与分压点连接。

9.如权利要求4所述的功率管短路检测保护电路，其特征在于，还包括：

第二关断电路，其连接在工作电源(VCC)和地之间，且具有关断信号输出端；

其中所述关断信号输出端用于在所述短路检测电路检测到短路电流时向控制器输出短路信号，以使所述控制器关断所述驱动单元的驱动电压。

10.如权利要求9所述的功率管短路检测保护电路，其特征在于，所述第二关断电路包括第三分压电阻(R7)和第二下拉三极管(Q3)，所述关断信号输出端位于所述第三分压电阻(R7)和第二下拉三极管(Q3)之间，所述第三分压电阻(R7)一端与工作电源(VCC)连接，另一端与第二下拉三极管(Q3)的集电极连接，所述第二下拉三极管(Q3)的发射极接地，且所述第二下拉三极管(Q3)的基极受所述短路检测电路的输出电压控制。

11.如权利要求10所述的功率管短路检测保护电路，其特征在于，所述第二下拉三极管(Q3)的基极与所述功率管(Q1)的输出端(E)连接。

12.如权利要求10所述的功率管短路检测保护电路，其特征在于，还包括：

分压电路，其并联在所述短路检测电路的两端，且具有分压点(A)；

所述第二下拉三极管(Q3)的基极与所述分压点连接。

13.一种加热电路，用于进行电加热，其特征在于，包括依次串联连接的整流单元、加热单元和功率管，以及如权利要求1-12中的任一项所述的功率管短路检测保护电路。

14.一种电器设备，其特征在于，所述电器设备包括功率管和如权利要求1-12中的任一项所述的功率管短路检测保护电路。

15.根据权利要求14所述的电器设备，其特征在于，所述电器设备为电烹饪器具、电水壶和咖啡机中的一个。

16.根据权利要求15所述的电器设备，其特征在于，所述电烹饪器具包括电饭煲、电水壶、电磁炉、电压力锅、电炸锅、电炖锅、微波炉和电烤箱。