CN207426670U - 一种和过放电路共同组建的过流保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种和过放电路共同组建的过流保护电路，包括：电阻R4、电阻R8、电阻R10、电容C1、第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关和第四控制开关；第四控制开关和电阻R8串联且并联连接于电源；电阻R4和电容C1串联且并联连接于电源，第四控制开关的控制端a1电连接于电阻R4和电源之间；第二控制开关并联连接于所述电容C1且其控制端a2电连接于所述第四控制开关和电阻R8之间的节点；第一控制开关和电阻R10串联连接且电连接于电源和电源单侧负载接线端子之间,第一控制开关的控制端子a3电连接于第四控制开关和电阻R8之间的节点；第三控制开关并联连接于电阻R8且其控制端a4电连接于第一控制开关和电阻R10之间的节点。该电路具有自动保护电源的效果。

Description

一种和过放电路共同组建的过流保护电路

技术领域

本实用新型涉及电源装置安全保护技术领域。

背景技术

电池作为供电电源，其是否安全直接关系到电路的工作稳定性和可靠性；而对电池影响最常见的是电路负载过大引起电路电流过大而带来可能烧坏电子元器件或者发热甚至导致火灾的隐患，为了防范此问题，而现有技术中最为常见的是设置检测芯片将信号反馈，控制电路的开关从而控制电源供电的通断。

以上基于检测芯片的电路往往还需要芯片外围的电路，其往往过于复杂且成本偏高，容易过于复杂的电路也容易出现故障和难于维修。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷(不足)，提供一种。为解决上述技术问题。

本实用新型的技术方案如下：一种和过放电路共同组建的过流保护电路，所述过流保护电路包括：电阻R4、电阻R8、电阻R10、电容C1、第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关和第四控制开关；所述第四控制开关和电阻R8串联且并联连接于电源；所述电阻R4和电容C1串联且并联连接于电源，所述第四控制开关的控制端a1电连接于所述电阻R4和电源之间；所述第二控制开关并联连接于所述电容C1且其控制端a2电连接于所述第四控制开关和电阻R8之间的节点；所述第一控制开关和电阻R10串联连接且电连接于电源和电源单侧负载接线端子之间,第一控制开关的控制端子a3电连接于所述第四控制开关和电阻R8之间的节点；所述第三控制开关并联连接于所述电阻R8且其控制端a4电连接于所述第一控制开关和电阻R10之间的节点。

当电源接通后，电池BT1通过电阻R4给电容C1充电，电容C1 在通电瞬间相当于短路，由此形成电源BT1、电阻R4、电容C1和电源BT1的回路，由此，电阻R4与第四控制开关连接的节点处产生控制信号使第四控制开关打开；从而形成电源BT1、第四控制开关的输入端b1和输出端b2、电阻R8和电源BT1的回路，由于第一控制开关的控制端a3和第二控制开关的a2分别连接于该回路，回路的电流一方面流入第一控制开关的控制端a3使第一控制开关打开；从而形成电源BT1、电阻R10、第一控制开关输入端b4、输出端b3、负载和电源BT1的回路，从而，电源BT1输出的电流经由第一控制开关传输至负载形成回路，即电源BT1给负载供电，回路的电流另一方面流入第二控制开关的控制端a2，使第二控制开关打开，从而将电容C1短路 (以防止电容C1充满电后相当于断路而使由电源BT1、电阻R4、电容 C1和电源BT1的回路断开，从而断开第四控制开关的控制端a1的信号)即形成电源BT1、电阻R4、第二控制开关和电源BT1的回路，由此保证了第四控制开关的控制端a1有持续电流流入，从而保证了第四控制开关的打开，保证了第一控制开关打开使其处于持续的导通状态，电源输出的电流经由第一控制开关持续传输至负载形成回路，即电源BT1给负载正常供电。

当负载过流或者过载，电源BT1、负载、电阻R10和电源BT1回路的电流升高，其电流的升高值达到第三控制开关控制端a4的临界导通电流，从而第三控制开关打开，电阻R8被短路，从而第二控制开关的控制端a2被短路，第二控制开关关断，从而第四控制开关的控制端 a1的控制信号断开，第四控制开关关断，从而使第一控制开关的控制端a3的控制信号断开，第一控制开关关断，从而，电源BT1、电阻 R10、第一控制开关输入端b4、输出端b3、负载和电源BT1的回路断开，电源BT1停止给负载供电，此时电源BT1处于断开状态，从而起到保护电源BT1的作用。

在一些实施方式中，所述的电源单侧负载接线端子为负载接线端out 的正极V+。

在一些实施方案式中，所述的电源单侧负载接线端子为负载接线端out 的负极V-。

在一些实施方式中，所述的过流保护电路还包括启动开关SW1，所述启动开关SW1串联连接于所述第四控制开关和电源之间，所述启动开关 SW1串联连接于所述电阻R4和电源之间，所述电阻R4的输入端和第四控制开关的输入端b1分别电连接于所述启动开关SW1的输出端b2。

电源BT1、电阻R10、第一控制开关输入端b4、输出端b3、负载和电源BT1的回路断开后，电源BT1停止给负载供电，当需要恢复电源BT1供电，从新闭合启动开关SW1即可，因为在启动开关SW1闭合瞬间，电容C1被充电，其相当于短路，即形成了电源BT1、启动开关SW1、电阻R4、电容C1和电源BT1的回路，由此，电阻R4与第四控制开关连接的节点处产生控制信号使第四控制开关打开；从而形成电源BT1、启动开关SW1、第四控制开关的输入端b1和输出端b2、电阻R8和电源BT1的回路，由于第一控制开关的控制端a3和第二控制开关的a2分别连接于该回路，回路的电流一方面流入第一控制开关的控制端a3使第一控制开关打开；从而形成电源BT1、电阻R10、第一控制开关输入端b4、输出端b3、负载和电源BT1的回路，从而，电源BT1输出的电流经由第一控制开关传输至负载形成回路，即电源 BT1给负载供电，回路的电流另一方面流入第二控制开关的控制端a2，使第二控制开关打开，从而将电容C1短路(以防止电容C1充满电后相当于断路而使由电源BT1、电阻R4、电容C1和电源BT1的回路断开，从而断开第四控制开关的控制端a1的信号)即形成电源BT1、电阻R4、第二控制开关和电源BT1的回路，由此保证了第四控制开关的控制端a1有持续电流流入，从而保证了第四控制开关的打开，保证了第一控制开关打开使其处于持续的导通状态，电源输出的电流经由第一控制开关持续传输至负载形成回路，即电源BT1给负载正常供电。

在一些实施方式中，所述的过流保护电路还包括稳压二极管D2，所述稳压管D2串联连接于所述第四控制开关和电阻R8之间，稳压二极管D2 阴极连接第四控制开关的输出端b2。

当电源BT1的电压高于二极稳压管D2的启动电压时候，该二极稳压管D2打开，从而形成电源BT1、启动开关SW1、第四控制开关的输入端b1和输出端b2、稳压二极管D2、电阻R8和电源BT1的回路，以便于给第一控制开关的信号端a3和第二控制开关的信号端a2提供控制信号使电源BT1可以持续供电。二极稳压管D2起到一个基准的作用。

在一些实施方式中，所述第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关分别为NPN结三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4，第四控制开关为PNP 结三极管Q1，以上三极管的基极均为控制端；

所述启动开关SW1的输入端1连接电源正极，所述三极管Q1的发射极电连接于所述启动开关SW1的输出端b2，三极管Q1的集电极连接于电阻R8；

所述三极管Q3的集电极连接于所述电阻R4和电容C1之间的节点，三极管Q3的发射极连接于电源的负极，三极管Q3的基极连接于所述三极管Q1的集电极和电阻R8之间的节点；

所述三极管Q2的集电极连接于单侧负载接线端子的负极V-，基极连接于三极管Q1的集电极，所述电阻R7串联连接于电源负极和所述三极管 Q2的发射极之间；

所述三极管Q4的集电极连接于所述三极管Q1的集电极和电阻R8之间，三极管Q4的基极连接于所述三极管Q2的发射极和电阻R7之间的节点，发射极连接于电源的负极。

在一些实施方式中，所述的过流保护电路还包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5、电阻R6和二极管D1；

所述电阻R1并联连接于所述三极管Q1的发射极和基极之间，所述电阻R2串联连接于三极管Q1的基极和启动开关SW1之间，所述二极管D1 串联连接于电阻R1和电阻R2之间且其阳极连接于所述三极管Q1的基极；

所述电阻R3和电阻R5串联，其中间节点连接于三极管Q2的基极，电阻R3电连接于三极管Q1的集电极，电阻R5连接于电源的负极；

所述电阻R6串联连接于所述三极管Q3的基极。

在一些实施方式中，所述第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关和第四控制开关均为NPN结三极管或者PNP结三极管，NPN结三极管或者PNP结三极管的基极为控制端。

在一些实施方式中，所述第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关和第四控制开关分别为场效应管，场效应管的栅极为控制端。

在一些实施方式中，所述第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关和第四控制开关分别为可控硅。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式的一种和过放电路共同组建的过流保护电路的构思结构框图；

图2为本实用新型一实施方式的一种和过放电路共同组建的过流保护电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

参考图1，根据本实用新型的一种实施方式的一种和过放电路共同组建的过流保护电路，其包括：电阻R4、电阻R8、电阻R10、电容C1、第一控制开关10、第二控制开关20、第三控制开关30和第四控制开关40；

第四控制开关40和电阻R8串联且并联连接于电源；电阻R4和电容 C1串联且并联连接于电源，第四控制开关40的控制端a1电连接于电阻R4 和电源之间；第二控制开关20并联连接于电容C1且其控制端a2电连接于第四控制开关40和电阻R8之间的节点；第一控制开关10和电阻R10串联连接且电连接于电源和电源单侧负载接线端子之间,第一控制开关10的控制端子a3电连接于所述第四控制开关40和电阻R8之间的节点；第三控制开关30并联连接于电阻R8且其控制端a4电连接于第一控制开关10和电阻R10之间的节点。

电源BT1、电阻R4和电容C1组成回路①，通电瞬间，该回路中电容 C1由于处于充电状态，回路导通，当过一段时间后，电容C1充满电，回路①断开，而由于第二控制开关20的输入端b7和输出端b8并联于该电容 C2，故当电容C1充满电，回路①断开后如果第二控制开关20打开该，则该回路①被“续”上，即回路①变成电源BT1、电阻R4和电容第二控制开关20组成回路①，也就是说在第二控制开关20持续打开的状态下该回路①可以持续导通。

由于第四控制开关40的控制端a1电连接于电阻R4和电源之间，即第四控制开关40的控制端a1电连接于回路①，回路①依靠电源BT1自身给第四控制开关40控制信号，当回路①断开，第四控制开关40由于其控制端a1无信号而处于关闭状态，当当回路①导通，第四控制开关40由于其控制端a1有信号而处于导通状态。

当第四控制开关40由于其控制端a1有信号而处于导通状态时，便形成了由电源BT1、第四控制开关40的输入端b1和输出端b2、电阻R8 和组成的回路②，由于第二控制开关20的控制端a2电连接于第四控制开关40和电阻R8之间的节点，即第二控制开关20的控制端a2电连接于回路②，所以第二控制开关20的控制信号来自回路②，由于第一控制开关10 的控制端子a3电连接于第四控制开关40和电阻R8之间的节点，故第一控制开关10的控制信号来自回路②。

由以上的设计构思，其工作原理如下：

当电源接通后，电池BT1通过电阻R4给电容C1充电，电容C1在通电瞬间相当于短路，由此形成回路①，由此，电阻R4与第四控制开关连接的节点处产生控制信号使第四控制开关40打开；从而形成回路②，由于第一控制开关10的控制端a3和第二控制开关20的a2分别连接于该回路②，回路②的电流一方面流入第一控制开关10的控制端a3使第一控制开关10 打开；从而形成电源BT1、电阻R10、第一控制开关输入端b4、输出端b3、负载和电源BT1的回路③；从而，电源BT1输出的电流经由第一控制开关 10传输至负载形成回路，即电源BT1给负载供电，回路②的电流另一方面流入第二控制开关20的控制端a2，使第二控制开关20打开，从而将电容 C1短路(以防止电容C1充满电后相当于断路而使回路①断开，从而断开第四控制开关40的控制端a1的信号)即形成电源BT1、电阻R4、第二控制开关和电源BT1的回路①，由此保证了第四控制开关40的控制端a1有持续电流流入，从而保证了第四控制开关40的持续保持打开的状态，保证了第一控制开关10打开使其处于持续的导通状态，电源BT1输出的电流经由第一控制开关10持续传输至负载形成回路，即电源BT1给负载正常供电。

当负载过流或者过载，电源BT1、负载、电阻R10和电源BT1回路③的电流升高，其电流的升高值达到第三控制30开关控制端a4的临界导通电流，从而第三控制开关30打开，电阻R8被短路，从而第二控制开关20 的控制端a2被短路，第二控制开关20关断，回路①断开，从而第四控制开关40的控制端a1的控制信号断开，第四控制开关40关断，回路②断开，从而使第一控制开关10的控制端a3的控制信号断开，第一控制开关10关断，从而，电源BT1、电阻R10、第一控制开关输入端b4、输出端b3、负载和电源BT1的回路③断开，电源BT1停止给负载供电，此时电源BT1 处于断开状态，从而起到保护电源BT1的作用。

可以预知，电源单侧负载接线端子为负载接线端out的正极V+或者负载接线端out的负极V-，其目的为：使电源BT1电流经过第一控制开关10 后流入负载。

为了更便捷的控制，本技术还设置了启动开关SW1，启动开关SW1 串联连接于第四控制开关40和电源BT1之间，启动开关SW1串联连接于电阻R4和电源之间，电阻R4的输入端和第四控制开关40的输入端b1分别电连接于所述启动开关SW1的输出端b2，即启动开关SW1同时控制着电源BT1和回路①和回路②的导通和关闭。该启动开关SW1每断开重新启动，回路①和回路②都将被重新接通，回路①的电容C1重新充电，从而导通回路②，回路②持续给第二控制开关20控制信号导通第二控制开关20 使其短路该电容C1，从而使回路①持续导通，而回路①持续导通持续给第四控制开关40持续的控制电流，又使回路②持续导通，如此循环，使回路①和回路②得以持续工作，从而控制第一控制开关10持续打开，正常供电。

很显然，当电路关闭后，如果要继续使用，则可以通过启动开关SW1 重新接通，才可以重新恢复该一种和过放电路共同组建的过流保护电路的正常工作。由于过放电路需要单次激活的特性，当电路遇到过流保护后，需要再次激活才能重新工作，使保护更加可靠稳定。

为了使电路有一个参考电压，还可以设置稳压二极管D2，将稳压管 D2串联连接于所述第四控制开关40和电阻R8之间，稳压二极管D2阴极连接第四控制开关40的输出端b2。由此，源于电源BT1加在回路②的电压必须大于稳压二极管D2的开启电压才可以将回路②导通，该一种和过放电路共同组建的过流保护电路才得以正常工作。

以上为本实用新型的设计构思，其采用若干控制开关，并且将这些控制开关巧妙布局设计，充分利用电源BT1给这些控制开关提供控制信号，使他们相互配合工作，互为工作，行成一个控制系统。有别于常规的采用检测芯片及其外围电路的设计方案，本实用新型一方面可以满足电源保护的功能，另一方面具有成本低廉的效果。

可以知道，以上关于控制开关的串联或者并联连接，其连接均为开关的输入端和输出端的连接，对于这些控制开关，可以采用三极管、可控硅、场效应管及其继电器，以下就采用三极管的一种实施方式进行详细说明本技术的原理，需要说明的是，本实用新型所需保护的方案包括但不局限于以下技术方案。

参考图2，第一控制开关10、第二控制开关20、第三控制开关30分别为NPN结三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4，第四控制开关40为PNP 结三极管Q1，以上三极管的基极均为控制端；

启动开关SW1的输入端1连接电源正极，三极管Q1的发射极电连接于启动开关SW1的输出端b2，三极管Q1的集电极连接于电阻R8；三极管Q3的集电极连接于电阻R4和电容C1之间的节点，三极管Q3的发射极连接于电源的负极，三极管Q3的基极连接于三极管Q1的集电极和电阻 R8之间的节点；三极管Q2的集电极连接于单侧负载接线端子的负极V-，基极连接于三极管Q1的集电极，电阻R7串联连接于电源负极和所述三极管Q2的发射极之间；三极管Q4的集电极连接于三极管Q1的集电极和电阻R8之间，三极管Q4的基极连接于三极管Q2的发射极和电阻R7之间的节点，发射极连接于电源的负极。

电池BT1、启动开关SW1、电阻4和电容C1构成回路①，电容C1充电一段时间后，由于其自身相当于断开，该回路①变为电池BT1、启动开关SW1、电阻4和三极管Q3；电池BT1、启动开关SW1、三极管Q1、稳压二极管D2和电阻R8为回路②，闭合启动开关SW1，电容C1由于充电而瞬时导通而使回路①导通，从而由电容C1和电阻R4后形成的电压加到三极管Q1的基极，三极管Q1导通，若源于电源BT1的落入回路②的电压可以是稳压二极管D2打开，回路②导通，从而由电阻R8的电压加到三极管Q3的基极，三极管Q3打开，从而将电容C1短路，以免电容C1充满电后回路①断开而影响三极管Q1的导通，与此同时，由电阻R8和稳压二极管D2的电压加到三极管Q2的基极，该三极管Q2导通，形成由电源BT1、电阻R7、三极管Q2和负载形成的回路③，即可以正常给负载供电。

当电路过载，电流过大，使加在R7的电压过大，该电压足以开启三极管Q4，则经由R7的电压加到三极管Q4的基极，使三极管R7打开，将电阻R8短路，则三极管Q3的基极无电压，三极管Q3关闭，回路①断路，而导致三极管Q1的基极无电压信号，三极管Q1关闭，则回路②断开，致使三极管Q2的基极无电压信号，又引发三极管Q2断开，从而使回路③断开，从而电源BT1停止给负载供电，从而达到保护电源的目的。

根据三极管的特性，还可以于三极管基极出设置偏置电阻，具体为该一种和过放电路共同组建的过流保护电路设置了电阻R1、电阻R2、电阻 R3、电阻R5、电阻R6和二极管D1；电阻R1并联连接于三极管Q1的发射极和基极之间，电阻R2串联连接于三极管Q1的基极和启动开关SW1 之间，二极管D1串联连接于电阻R1和电阻R2之间且其阳极连接于三极管Q1的基极；电阻R3和电阻R5串联，其中间节点连接于三极管Q2的基极，电阻R3电连接于三极管Q1的集电极，电阻R5连接于电源的负极；电阻R6串联连接于所述三极管Q3的基极。

以上为采用三极管作为控制开关的一个实施例，该实施例只用于说明本技术的构思，可以知道，本技术构思包括但不限于以上实施方式，具体的，由于本技术方案的控制开关起到按照一个的顺序逻辑开启或者关闭相应的回路的作用，在应用可控硅、场效应管及其继电器的时候，本领域技术人员可以依照相应的开关特性搭接成本构思的方案，而得到本技术所达到的效果，至于这些可控硅、场效应管及其继电器的个别极性或者规格的差异，在搭接本构思电路的时候，为了为了实现本技术的目的，本领域可以按照具体所选用的控制开关型号确定具体的规格或者型号，此为本领域技术人员所具备的基本知识，在此不再一一累述。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，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。

Claims (10)

1.一种和过放电路共同组建的过流保护电路，其特征在于，所述一种和过放电路共同组建的过流保护电路包括：电阻R4、电阻R8、电阻R10、电容C1、第一控制开关（10）、第二控制开关（20）、第三控制开关（30）和第四控制开关（40）；

所述第四控制开关（40）和电阻R8串联且并联连接于电源；

所述电阻R4和电容C1串联且并联连接于电源，所述第四控制开关（40）的控制端a1电连接于所述电阻R4和电源之间；所述第二控制开关（20）并联连接于所述电容C1且其控制端a2电连接于所述第四控制开关（40）和电阻R8之间的节点；

所述第一控制开关（10）和电阻R10串联连接且电连接于电源和电源单侧负载接线端子之间，第一控制开关（10）的控制端子a3电连接于所述第四控制开关（40）和电阻R8之间的节点；

所述第三控制开关（30）并联连接于所述电阻R8且其控制端a4电连接于所述第一控制开关（10）和电阻R10之间的节点。

2.根据权利要求1所述的一种和过放电路共同组建的过流保护电路，其特征在于，所述的电源单侧负载接线端子为负载接线端out的正极V+。

3.根据权利要求1所述的一种和过放电路共同组建的过流保护电路，其特征在于，所述的电源单侧负载接线端子为负载接线端out的负极V-。

4.根据权利要求1所述的一种和过放电路共同组建的过流保护电路，其特征在于，所述的一种和过放电路共同组建的过流保护电路还包括启动开关SW1，所述启动开关SW1串联连接于所述第四控制开关（40）和电源之间，所述启动开关SW1串联连接于所述电阻R4和电源之间，所述电阻R4的输入端和第四控制开关（40）的输入端b1分别电连接于所述启动开关SW1的输出端b2。

5.根据权利要求4所述的一种和过放电路共同组建的过流保护电路，其特征在于，所述的一种和过放电路共同组建的过流保护电路还包括稳压二极管D2，所述稳压管D2串联连接于所述第四控制开关（40）和电阻R8之间，稳压二极管D2阴极连接第四控制开关（40）的输出端b2。

6.根权利要求5所述的一种和过放电路共同组建的过流保护电路，其特征在于，所述第一控制开关（10）、第二控制开关（20）、第三控制开关（30）分别为NPN结三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4，第四控制开关（40）为PNP结三极管Q1，以上三极管的基极均为控制端；

所述启动开关SW1的输入端1连接电源正极，所述三极管Q1的发射极电连接于所述启动开关SW1的输出端b2，三极管Q1的集电极连接于电阻R8；

所述三极管Q3的集电极连接于所述电阻R4和电容C1之间的节点，三极管Q3的发射极连接于电源的负极，三极管Q3的基极连接于所述三极管Q1的集电极和电阻R8之间的节点；

所述三极管Q2的集电极连接于单侧负载接线端子的负极V-，基极连接于三极管Q1的集电极，所述电阻R7串联连接于电源负极和所述三极管Q2的发射极之间；

所述三极管Q4的集电极连接于所述三极管Q1的集电极和电阻R8之间，三极管Q4的基极连接于所述三极管Q2的发射极和电阻R7之间的节点，发射极连接于电源的负极。

7.根据权利要求6所述的一种和过放电路共同组建的过流保护电路，其特征在于，所述的一种和过放电路共同组建的过流保护电路还包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5、电阻R6和二极管D1；

所述电阻R1并联连接于所述三极管Q1的发射极和基极之间，所述电阻R2串联连接于三极管Q1的基极和启动开关SW1之间，所述二极管D1串联连接于电阻R1和电阻R2之间且其阳极连接于所述三极管Q1的基极；

所述电阻R3和电阻R5串联，其中间节点连接于三极管Q2的基极，电阻R3电连接于三极管Q1的集电极，电阻R5连接于电源的负极；

所述电阻R6串联连接于所述三极管Q3的基极。

8.根权利要求1~5中任一项所述的一种和过放电路共同组建的过流保护电路，其特征在于，所述第一控制开关（10）、第二控制开关（20）、第三控制开关（30）和第四控制开关（40）均为NPN结三极管或者PNP结三极管，其中，NPN结三极管或者PNP结三极管的基极为控制端。

9.根权利要求1~5中任一项所述的一种和过放电路共同组建的过流保护电路，其特征在于，所述第一控制开关（10）、第二控制开关（20）、第三控制开关（30）和第四控制开关（40）分别为场效应管，场效应管的栅极为控制端。

10.根权利要求1~5中任一项所述的一种和过放电路共同组建的过流保护电路，其特征在于，所述第一控制开关（10）、第二控制开关（20）、第三控制开关（30）和第四控制开关（40）分别为可控硅。