CN208849444U - 一种过温保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种过温保护电路。过温保护电路包括：温度检测单元、过温阈值硬件检测单元、硬件保护执行单元和控制单元；过温阈值硬件检测单元的输入端与温度检测单元的输出端电连接，过温阈值硬件检测单元的输出端与硬件保护执行单元的输入端电连接；硬件保护执行单元的输出端连接驱动电路，控制单元的输入端与温度检测单元的输出端电连接，控制单元的输出端连接驱动电路；控制单元用于根据温度检测单元采集的温度信号控制驱动电路工作或停止工作。当电路当前温度超过设定阈值时，既可通过控制单元控制驱动电路停止工作，也可通过硬件电路自身特性控制驱动电路停止工作，达到了过温保护电路更可靠的效果。

Description

一种过温保护电路

技术领域

本实用新型涉及电路保护技术，尤其涉及一种过温保护电路。

背景技术

受温度的影响，电路中的元器件在温度过高时会损坏或者工作异常，因而对电路的工作温度保护格外重要。

现有技术中对电路温度的检测采用的是软件检测的方式，而一旦软件失效，将会对电路产生严重的影响。

实用新型内容

本实用新型提供一种过温保护电路，以实现对电路温度状态通过控制单元与硬件电路同时检测的功能，电路温度过高时及时调整电路状态，避免电路中元器件受损。

本实用新型实施例提供了一种过温保护电路，所述过温保护电路包括：温度检测单元、过温阈值硬件检测单元、硬件保护执行单元和控制单元；

所述过温阈值硬件检测单元的输入端与所述温度检测单元的输出端电连接，所述过温阈值硬件检测单元的输出端与所述硬件保护执行单元的输入端电连接；

所述硬件保护执行单元的输出端连接驱动电路；

所述控制单元的输入端与所述温度检测单元的输出端电连接，所述控制单元的输出端连接所述驱动电路。

可选的，所述过温阈值硬件检测单元的输出端与所述控制单元的输入端电连接。

可选的，所述过温保护电路还包括滤波单元；

所述滤波单元的输入端与所述温度检测单元的输出端电连接，所述滤波单元的输出端与所述控制单元的输入端电连接。

可选的，所述滤波单元采用RC滤波电路。

可选的，所述温度检测单元包括第一电阻和热敏电阻；

所述第一电阻的第一端与第一电源电连接，所述第一电阻的第二端与所述热敏电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端作为所述温度检测单元的输出端；

所述热敏电阻的第二端接地。

可选的，所述过温阈值硬件检测单元包括第二电阻、第三电阻和第一晶体管；

所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端电连接，所述第二电阻的第一端作为所述过温阈值硬件检测单元的输入端，所述第二电阻的第二端分别与所述第三电阻的第一端和所述第一晶体管的控制端电连接；

所述第三电阻的第二端接地；

所述第一晶体管的第一极作为所述过温阈值硬件检测单元的输出端与所述硬件保护执行单元的输入端电连接，所述第一晶体管的第二极接地。

可选的，所述过温阈值硬件检测单元还包括第一电容；

所述第一电容的第一端与所述第二电阻的第二端电连接，所述第一电容的第二端接地。

可选的，所述硬件保护执行单元包括第四电阻和第二晶体管；

所述第四电阻的第一端与第二电源电连接，所述第四电阻的第二端与所述第二晶体管的控制端电连接，所述第四电阻的第二端作为所述硬件保护执行单元的输入端；

所述第二晶体管的第一极作为所述硬件保护执行单元的输出端，所述第二晶体管的第二极接地。

可选的，所述控制单元为单片机。

本实用新型通过采用温度检测单元、过温阈值硬件检测单元、硬件保护执行单元和控制单元组成的过温保护电路，当电路当前温度超过设定阈值时，既可通过控制单元控制驱动电路停止工作，也可通过硬件电路自身特性，即采用电子元器件控制驱动电路停止工作，且当控制单元控制或硬件电路自身特性控制驱动电路的其中一种控制形式发生故障时，另外一种仍可控制驱动电路，解决了采用单一方式的软件检测，当软件失效时不能有效保护电路的问题，达到了过温保护电路更可靠的效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种过温保护电路结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的又一种过温保护电路结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的又一种过温保护电路结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的又一种过温保护电路结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的又一种过温保护电路结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的又一种过温保护电路结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的又一种过温保护电路结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的又一种过温保护电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例

参考图1，图1为本实用新型实施例提供的一种过温保护电路结构示意图，该过温保护电路包括：温度检测单元101、过温阈值硬件检测单元102、硬件保护执行单元103和控制单元104；

过温阈值硬件检测单元102的输入端B与温度检测单元101的输出端A电连接，过温阈值硬件检测单元102的输出端C与硬件保护执行单元103的输入端D电连接，过温阈值硬件检测单元102用于在温度检测单元101检测到的温度超过设定阈值时，输出第一控制信号至硬件保护执行单元103，在温度检测单元101检测到的温度不超过设定阈值时，输出第二控制信号至硬件保护执行单元103；

硬件保护执行单元103的输出端E用于连接驱动电路，具体的，硬件保护执行单元103的输出端E连接驱动电路的输入端105，硬件保护执行单元103的输入端D接收到第一控制信号时，硬件保护执行单元103驱动驱动电路停止工作，硬件保护执行单元103的输入端D接收到第二控制信号时，硬件保护执行单元103驱动驱动电路工作；

控制单元104的输出端G用于连接驱动电路，具体的，控制单元104的输出端G连接驱动电路的输入端105，控制单元104的输入端F连接温度检测单元101的输出端A，控制单元104用于根据温度检测单元101采集的温度信号控制驱动电路工作或停止工作。

当温度检测单元101检测到电路当前的温度时，一方面将温度信息传输至控制单元104，控制单元104根据接收到的温度信息，并将接收到的温度信息与预先设定的阈值比较，当当前温度高于设定阈值时控制单元104输出控制信号停止驱动电路工作，以实现控制单元层面对电路进行过温保护。另一方面，温度检测单元101采集到的温度信息传输至过温阈值硬件检测单元102，过温阈值硬件检测单元102具有自动识别温度信息是否超过设定阈值的功能，当温度信息超过设定阈值时，可自动输出第一控制信号至硬件保护执行单元103，使硬件保护执行单元103控制驱动电路关闭。当温度信息不超过设定阈值时，过温阈值硬件检测单元102输出第二控制信号至硬件保护执行单元103，控制驱动电路工作。过温阈值硬件检测单元102和硬件保护执行单元103均不需要通过控制单元104控制，仅通过元器件自身特性即可完成对驱动电路的控制。当控制单元104发生故障时，采用过温阈值硬件检测单元102和硬件保护执行单元103组成的硬件保护电路仍可完成对驱动电路的控制，而当硬件保护电路故障时，控制单元104仍可对驱动电路进行控制。

本实施例的技术方案，通过采用温度检测单元、过温阈值硬件检测单元、硬件保护执行单元和控制单元组成的过温保护电路，当电路当前温度超过设定阈值时，既可通过控制单元控制驱动电路停止工作，也可通过硬件电路自身特性控制驱动电路停止工作，且当控制单元控制或硬件自身特性控制驱动电路的其中一种控制形式发生故障时，另外一种仍可控制驱动电路，解决了控制单元控制一旦失效，或控制单元停止运行时过温保护失效的问题，达到了过温保护电路更可靠的效果。

参考图2，图2为本实用新型实施例提供的又一种过温保护电路结构示意图。其中，过温阈值硬件检测单元102的输出端C与控制单元104的输入端F电连接。

当温度检测单元101检测到当前温度信息时，过温阈值硬件检测单元102一方面将第一控制信号或第二控制信号传输至硬件保护执行单元103，使硬件保护执行单元103驱动驱动电路工作或停止工作。另一方面过温阈值硬件检测单元102将第一控制信号或第二控制信号传输至控制单元104，当控制单元104过温保护失效时，控制单元104仍可获知当前温度信息，以使控制单元104可根据当前温度信息执行相应的功能，如配置驱动电路重启前的各项参数信息。

本实施例的技术方案，通过将过温阈值硬件检测单元的输出端与控制单元的输入端电连接，解决了当控制单元过温保护失效时控制单元无法获知当前温度信息的问题，提高了电路工作的可靠性。

参考图3，图3为本实用新型实施例提供的又一种过温保护电路结构示意图，其中过温保护电路还包括滤波单元201；

滤波单元201输入端与温度检测单元101的输出端A电连接，滤波单元201的输出端与控制单元104的输入端F电连接。

温度检测单元101工作过程中不可避免的会产生干扰信号，干扰信号长期作用于控制单元104，既会影响控制单元104对当前温度信息的判定，同时也会影响控制单元104的使用寿命，而采用滤波单元201连接于温度检测单元101和控制单元104之间，可将温度检测单元101的干扰信号滤除，只将有用信息传输至控制单元104，提高控制单元的稳定性和控制单元104的寿命。

本实施例的技术方案，通过在控制单元和温度检测单元之间连接滤波单元，滤除输入至控制单元的干扰信号，提高了控制单元的稳定性和控制单元的使用寿命，达到了提高过温保护电路可靠性的效果。

可选的，滤波单元可采用RC滤波电路。

RC滤波电路结构简单且实用，使过温保护电路的电路结构简易化，可有效降低成本。

参考图4，图4为本实用新型实施例提供的又一种过温保护电路结构示意图，其中，温度检测单元101包括第一电阻1011和热敏电阻1012；

第一电阻1011的第一端与第一电源1013电连接，第一电阻1011的第二端与热敏电阻1012的第一端电连接，第一电阻1011的第二端作为温度检测单元101的输出端A；

热敏电阻1012的第二端接地。

示例性的，热敏电阻1012可采用NTC(Negative Temperature Coefficient，负温度系数)热敏电阻，其电阻值随着温度的升高而下降，利用这一特性，可将NTC热敏电阻通过测量其电阻值来确定相应的温度，从而达到检测和控制温度的目的。电路工作于不同的环境中时，所需要过温保护的温度范围也不同，例如汽车电子的元器件的温度上限一般为150°，为了保护元器件不会过温损坏，可将设定阈值定为140°，匹配第一电源1013的电压值、第一电阻1011的电阻值，当当前温度信息超过140°时，由于第一电阻1011和热敏电阻1012的分压作用，此时温度检测单元101的输出端A输出的电压与正常温度下温度检测单元101的输出端A的输出电压不同，控制单元104将电压信息通过模数转换等功能，并在控制单元104中与预先设置的设定阈值进行比较，如超过设定阈值，则进行控制单元过温保护，停止驱动电路工作，若不超过设定阈值，则驱动驱动电路工作。同时，温度检测单元101的输出端A的电压值也传输至过温阈值硬件检测单元102，控制过温阈值硬件检测单元102输出第一控制信号或第二控制信号，驱动驱动电路工作或停止工作。

可以理解的是，第二电阻1012也可采用PTC(Positive TemperatureCoefficient，正温度系数)热敏电阻，第一电源1013的连接方式也不限于本实施例中的连接方式，只要使电路温度超过设定阈值时温度检测单元101的输出端A的电压值可被控制单元104检测出，也可被过温阈值硬件检测单元102检测出即可。

本实施例的技术方案，通过采用由第一电阻和NTC热敏电阻组成的温度检测单元，利用电阻的分压作用，电路处于过温状态和正常状态时分压值不同，控制单元过温保护形式和硬件过温保护形式均可根据其分压值判断电路是否处于过温状态，简易方便的实现对电路温度状态的检测。

参考图5，图5为本实用新型实施例提供的又一种过温保护电路结构示意图，其中，过温阈值硬件检测单元102包括第二电阻1021、第三电阻1022和第一晶体管1023；

第二电阻1021的第一端与第一电阻1011的第二端电连接，第二电阻1021的第一端作为过温阈值硬件检测单元102的输入端B，第二电阻1021的第二端分别与第三电阻1022的第一端和第一晶体管1023的控制端电连接；

第三电阻1022的第二端接地；

第一晶体管1023的第一极作为过温阈值硬件检测单元102的输出端C与硬件保护执行单元103的输入端电连接，第一晶体管1023的第二极接地。

示例性的，第一晶体管采用NPN型晶体管，匹配第二电阻1021和第二电阻1022的阻值，使电路处于正常温度状态值时，第二电阻1021和第三电阻1022对温度检测单元101的输出端A的分压值可使第一晶体管1023导通，此时过温阈值硬件检测单元102的输出端C由于接地，输出第二控制信号为低电平，硬件保护执行单元103接收到低电平使驱动电路正常工作。当电路温度处于过温状态时，第二电阻1021和第三电阻1022对温度检测单元101的输出端A的分压值不足以使第一晶体管1023导通，从而使过温阈值硬件检测单元102的输出端C为第一控制信号即高电平，硬件保护执行单元103接收到第一控制信号而驱动驱动电路停止工作。

可以理解的是，第一晶体管也可采用PNP型或场效应管，只要其与第一电阻、第二电阻和第三电阻相互配合，以完成电路温度处于正常状态或过温状态时第一晶体管可分别处于导通或关断状态即可。

本实施例的技术方案，通过采用由第二电阻、第三电阻和第一晶体管组成的过温阈值硬件检测单元，通过第二电阻和第三电阻对温度检测单元输出端的分压，使电路温度处于正常状态时第一晶体管导通，而电路温度处于过温状态时第一晶体管关闭，有效地控制硬件保护执行单元驱动驱动电路工作或禁止驱动电路工作。

参考图6，图6为本实用新型实施例提供的又一种过温保护电路结构示意图，其中，过温阈值硬件检测单元102还包括第一电容1024；

第一电容1024的第一端与第二电阻1021的第二端电连接，第一电容1024的第二端接地。

通过第一电容1024的滤波作用，可保护第一晶体管1023避免干扰。起到稳定电路工作状态的作用。

参考图7，图7为本实用新型实施例提供的又一种过温保护电路结构示意图，其中，硬件保护执行单元103包括第四电阻1031和第二晶体管1032；

第四电阻1031的第一端与第二电源1033电连接，第四电阻1031的第二端与第二晶体管1032的控制端电连接，第四电阻1031的第二端作为硬件保护执行单元103的输入端；

第二晶体管1032的第一极作为硬件保护执行单元103的输出端E，第二晶体管1032的第二极接地。

示例性的，第二晶体管1032采用NMOSFET，当第一晶体管1023导通，即电路温度属于正常状态时，第二晶体管1032控制端接收到低电平，因而第二晶体管1032不导通，硬件保护执行单元103输出端E输出高电平，驱动驱动电路正常工作；当第一晶体管1023关断，即电路温度处于过温状态时，第二晶体管1032控制端接收到高电平，控制第二晶体管1032导通，即硬件保护执行单元103的输出端E输出低电平，从而禁止驱动电路工作，实现对电路的过温保护。可以理解的是，将第二晶体管1032变换为NPN型晶体管也在本实用新型的保护范围之内。

本实施例的技术方案，通过采用由第四电阻和第二晶体管组成的硬件保护执行单元，可通过过温阈值硬件检测单元的输出信号控制驱动电路工作或禁止驱动电路工作，实现了对电路的过温保护。

参考图8，图8为本实用新型实施例提供的又一种过温保护电路结构示意图，其可完成上述实施例中任一项电路结构的功能。

第一晶体管1023导通时，电路处于正常温度状态，此时过温阈值硬件检测单元102的输出端C输出低电平至控制单元104，而第一晶体管1023关断时，电路处于过温状态，即检测到过温时，此时过温阈值硬件检测单元102的输出端C输出高电平至控制单元104。即使控制单元过温保护失效时，控制单元仍可获知当前电路所处的温度状态。

可选的，控制单元可以为单片机。利用单片机执行对电路的控制单元过温保护，并可通过接收过温阈值硬件检测单元102的输出信号，以使单片机中控制单元过温保护失效时仍可获取当前电路的温度信息。需要说明的是控制单元还可以是其他可以实现相同功能的处理器或具体硬件电路，在此不做具体限定。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种过温保护电路，其特征在于，所述过温保护电路包括：温度检测单元、过温阈值硬件检测单元、硬件保护执行单元和控制单元；

所述过温阈值硬件检测单元的输入端与所述温度检测单元的输出端电连接，所述过温阈值硬件检测单元的输出端与所述硬件保护执行单元的输入端电连接；

所述硬件保护执行单元的输出端连接驱动电路；

所述控制单元的输入端与所述温度检测单元的输出端电连接，所述控制单元的输出端连接所述驱动电路。

2.根据权利要求1所述的过温保护电路，其特征在于，所述过温阈值硬件检测单元的输出端与所述控制单元的输入端电连接。

3.根据权利要求2所述的过温保护电路，其特征在于，所述过温保护电路还包括滤波单元；

所述滤波单元的输入端与所述温度检测单元的输出端电连接，所述滤波单元的输出端与所述控制单元的输入端电连接。

4.根据权利要求3所述的过温保护电路，其特征在于，所述滤波单元采用RC滤波电路。

5.根据权利要求1所述的过温保护电路，其特征在于，所述温度检测单元包括第一电阻和热敏电阻；

所述第一电阻的第一端与第一电源电连接，所述第一电阻的第二端与所述热敏电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端作为所述温度检测单元的输出端；

所述热敏电阻的第二端接地。

6.根据权利要求5所述的过温保护电路，其特征在于，所述过温阈值硬件检测单元包括第二电阻、第三电阻和第一晶体管；

所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端电连接，所述第二电阻的第一端作为所述过温阈值硬件检测单元的输入端，所述第二电阻的第二端分别与所述第三电阻的第一端和所述第一晶体管的控制端电连接；

所述第三电阻的第二端接地；

所述第一晶体管的第一极作为所述过温阈值硬件检测单元的输出端与所述硬件保护执行单元的输入端电连接，所述第一晶体管的第二极接地。

7.根据权利要求6所述的过温保护电路，其特征在于，所述过温阈值硬件检测单元还包括第一电容；

所述第一电容的第一端与所述第二电阻的第二端电连接，所述第一电容的第二端接地。

8.根据权利要求1所述的过温保护电路，其特征在于，所述硬件保护执行单元包括第四电阻和第二晶体管；

所述第四电阻的第一端与第二电源电连接，所述第四电阻的第二端与所述第二晶体管的控制端电连接，所述第四电阻的第二端作为所述硬件保护执行单元的输入端；

所述第二晶体管的第一极作为所述硬件保护执行单元的输出端，所述第二晶体管的第二极接地。

9.根据权利要求1所述的过温保护电路，其特征在于，所述控制单元为单片机。