CN209250213U - 短路保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种短路保护电路，通过钳位模块将钳位端的电位钳制在合理范围内，消除短路对负载和供电电源的影响，对工作电路起短路保护作用。同时，在工作电路出现短路时，受控开关模块的受控端根据钳位模块的钳位端的电位，控制其输入端与输出端导通，使控制信号源的控制信号能传输至供电电源的受控端，以控制供电电源关闭。基于此，在供电电源关闭后，减轻工作电路短路后持续短路的过压负担，可降低对钳位模块的性能要求，提高钳位模块的可靠性。

Description

短路保护电路

技术领域

本实用新型涉及硬件电路技术领域，特别是涉及一种短路保护电路。

背景技术

对于一般的工作电路，存在最基本的两部分，即供电电源和后级负载。供电电源为后级负载进行供电，使其进行工作。在这样的工作电路中，存在许多不可靠因素，最基本的不可靠因素就是短路，短路引起的过流或过压会对供电电源和后级负载造成不可逆的影响。因此，在工作电路中，一般设计有短路保护电路，通过短路保护电路消除工作电路短路的风险。

传统的短路保护电路一般是通过钳位电路将钳位端的电位钳制在合理范围内。然而，传统的短路保护电路对钳位电路的性能要求高，且工作电路的持续短路容易导致钳位电路失效。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统的短路保护电路对钳位电路的性能要求高，且工作电路的持续短路容易导致钳位电路失效的问题，提供一种短路保护电路。

一种短路保护电路，包括钳位模块和受控开关模块；

钳位模块的输入端用于连接供电电源的输出端，钳位模块的输出端用于连接负载；

受控开关模块的受控端连接钳位模块的钳位端；

受控开关模块的输入端用于连接控制信号源，受控开关模块的输出端用于连接供电电源的受控端。

上述短路保护电路，通过钳位模块将钳位端的电位钳制在合理范围内，消除短路对负载和供电电源的影响，对工作电路起短路保护作用。同时，在工作电路出现短路时，受控开关模块的受控端根据钳位模块的钳位端的电位，控制其输入端与输出端导通，使控制信号源的控制信号能传输至供电电源的受控端，以控制供电电源关闭。基于此，在供电电源关闭后，减轻工作电路短路后持续短路的过压负担，可降低对钳位模块的性能要求，提高钳位模块的可靠性。

在其中一个实施例中，还包括充电模块；

钳位模块的钳位端通过充电模块接地。

在其中一个实施例中，充电模块为充电电容；

钳位模块的钳位端通过充电电容接地。

在其中一个实施例中，充电电容为电解电容；

钳位模块的钳位端依次通过电解电容的正极和负极接地。

在其中一个实施例中，钳位模块包括第一钳位二极管和第二钳位二极管；

第一钳位二极管的正极用于连接供电电源的输出端，第一钳位二极管的负极连接第二钳位二极管的负极；其中，第一钳位二极管的负极为钳位模块的钳位端；

第二钳位二极管的正极用于连接负载。

在其中一个实施例中，钳位模块还包括限流电阻；

第一钳位二极管的负极通过限流电阻连接第二钳位二极管的负极。

在其中一个实施例中，受控开关模块包括光电耦合器；

光电耦合器中发光源的输入端为受控开关模块的受控端；

发光源的接地端与光电耦合器中受光器的接地端均为受控开关模块的输入端；

受光器的输出端为受控开关模块的输出端。

在其中一个实施例中，受控开关模块还包括稳压管；

稳压管的负极为受控开关模块的受控端；

稳压管的正极连接光电耦合器中发光源的输入端。

在其中一个实施例中，受控开关模块包括晶体管；

晶体管的基极为受控开关模块的受控端；

晶体管的发射极为受控开关模块的输入端；

晶体管的集电极为受控开关模块的输出端。

在其中一个实施例中，晶体管为NPN三极管。

附图说明

图1为短路保护电路模块结构图；

图2为钳位模块电路图；

图3为一实施方式的短路保护电路模块结构图；

图4为一实施方式的受控开关模块电路图；

图5为另一实施方式的受控开关模块电路图。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本实用新型进行进一步的讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本发明实施例提供一种短路保护电路：

图1为短路保护电路模块结构图，如图1所示，短路保护电路包括钳位模块100和受控开关模块101；

钳位模块100的输入端用于连接供电电源的输出端Vo，钳位模块100的输出端用于连接负载；

其中，工作电路的短路一般出现在负载中，负载出现短路后出现过压。以负载为LED背光灯条为例，一般地，为LED背光灯条供电的供电电源为12V直流电。其中，LED背光灯条连接钳位模块100的输出端的一端为LED-端。在正常的工作状态下，LED-端的电压为12V，在LED背光灯条出现短路时，LED-端的电压增大，可以超过LED背光灯条专用IC的内置MOS的耐压极限(一般为100V)。

在其中一个实施例中，图2为钳位模块电路图，如图2所示，钳位模块100包括第一钳位二极管D1和第二钳位二极管D2；

第一钳位二极管D1的正极用于连接供电电源的输出端Vo，第一钳位二极管D1的负极连接第二钳位二极管D2的负极；其中，第一钳位二极管D1的负极为钳位模块100的钳位端K；

第二钳位二极管D2的正极用于连接负载。

在任一时刻中，第一钳位二极管D1和第二钳位二极管D2中只有一个处于导通状态。基于此将钳位端K的电压钳制在约等于供电电源的输出端Vo的电位。还是以负载为LED背光灯条为例，钳位端K的电压约等于12V。

同时，在负载短路时，第二钳位二极管D2一般是处于导通状态，因此，钳位模块100连接负载的一端的电压也接近钳位端K的电压，即也同时实现对钳位模块100连接负载的一端电压钳制。

在其中一个实施例中，如图2所示，钳位模块100还包括限流电阻R1；

第一钳位二极管D1的负极通过限流电阻R1连接第二钳位二极管D2的负极。

通过限流电阻，限制钳位模块100的通过电流，防止各钳位二极管过流。

除了图2所示的钳位模块100电路外，还可以选用其它类型的钳位电路作为钳位模块100。其中，选用钳位电路的目的即是将钳位模块100连接负载的一端的电压钳制在供电电源的输出端Vo的电位，在此不进行赘述。

在其中一个实施例中，图3为一实施方式的短路保护电路模块结构图，如图3所示，短路保护电路还包括充电模块200；

钳位模块100的钳位端K通过充电模块200接地。

其中，钳位端K通过充电模块200接地，在钳位端K的电位大于地电位时，充电模块200根据钳位端K的电位进行充电，在充电完成后，充电模块200连接钳位模块100的一端的电位与钳位端K的电位相同，以稳定钳位端K的电位。

在其中一个实施例中，充电模块200为充电电容C。

钳位模块100的钳位端K通过充电电容C接地。

通过充电电容C，稳定钳位端K的电位。

作为一个较优的实施方式，充电电容C为电解电容；

钳位模块100的钳位端K依次通过电解电容的正极和负极接地。

电解电容的正极连接钳位端K，在充电完成后，正极电位与钳位端K电位相同，以稳定钳位端K的电位。

受控开关模块101的受控端连接钳位模块100的钳位端K；

受控开关模块101的输入端用于连接控制信号源，受控开关模块101的输出端用于连接供电电源的受控端BRO。

在负载出现短路时，受控开关模块101的受控端根据钳位端K的电位，导通其输入端与输出端，使控制信号源的控制信号可传输至供电电源的受控端BRO，以使供电电源停止工作，减轻工作电路短路后的过压压力。其中，控制信号源与供电电源对应。以供电电源为LED背光灯条的12V供电芯片为例，控制信号源可为地信号源，在受控开关模块101的输入端与输出端导通时，将12V供电芯片的受控端拉到地电位，以使12V供电芯片停止工作。

在其中一个实施例中，图4为一实施方式的受控开关模块电路图，如图4所示，受控开关模块101包括光电耦合器；

光电耦合器中发光源PCB1A的输入端为受控开关模块101的受控端；

发光源PCB1A的接地端与光电耦合器中受光器PCB1B的接地端均为受控开关模块101的输入端；

受光器PCB1B的输出端为受控开关模块101的输出端。

其中，在钳位端K的电位因负载短路升高后，光电耦合器导通，即光电耦合器中发光源PCB1A导通。其中，发光源PCB1A的接地端作为受控开关模块101的输入端，所连接的控制信号源可为与钳位端K存在电位差的信号源，一般即地信号源。发光源PCB1A导通后发光，受光器PCB1B受光后导通，使得供电电源的受控端BRO与控制信号源连接，以使控制信号源的控制信号传输至供电电源的受控端BRO，以使供电电源停止工作。

在其中一个实施例中，如图4所示，受控开关模块101还包括稳压管ZB1；

稳压管ZB1的负极为受控开关模块101的受控端；

稳压管ZB1的正极连接光电耦合器中发光源PCB1A的输入端。

其中，通过稳压管ZB1为光电耦合器的导通设定阈值，在钳位端K的电位大于稳压管ZB1的反向导通条件时，稳压管ZB1才导通，以使光电耦合器导通。通过稳压管ZB1的阈值设定，防止光电耦合器的误导通使得供电电源关闭，影响工作电路的正常运行。

在其中一个实施例中，图5为另一实施方式的受控开关模块电路图，如图5所示，受控开关模块101包括晶体管Q1；

晶体管Q1的基极为受控开关模块101的受控端；

晶体管Q1的发射极为受控开关模块101的输入端；

晶体管Q1的集电极为受控开关模块101的输出端。

其中，在钳位端K的电位因负载短路升高后，钳位端K的电位与控制信号源的电位存在电位差，以使晶体管Q1导通，使得供电电源的受控端BRO与控制信号源连接，以使控制信号源的控制信号传输至供电电源的受控端BRO，以使供电电源停止工作。

在其中一个实施例中，晶体管为NPN三极管。

晶体管为NPN三极管，在钳位端K的电位因负载短路升高后，钳位端K的电位与控制信号源存在电位差，且钳位端K的电位大于控制信号源的电位，这部分电位差可使NPN三极管导通。

需要注意的是，晶体管Q1类型并非仅限于上述限定。如控制信号源采用与钳位端K存在电位差的高电位信号源，且该电位差大于晶体管Q1的导通电压，晶体管Q1选用不同类型配合也可实现上述工作逻辑，在此不进行赘述。

在其中一个实施例中，如图5所示，受控开关模块101还包括稳压管ZB2；

稳压管ZB1的负极为受控开关模块101的受控端；

稳压管ZB1的正极连接晶体管Q1的基极。

其中，通过稳压管ZB1为晶体管Q1的导通设定阈值，在钳位端K的电位大于稳压管ZB1的反向导通条件时，稳压管ZB1才导通，以使晶体管Q1导通。通过稳压管ZB1的阈值设定，防止晶体管Q1的误导通使得供电电源关闭，影响工作电路的正常运行。

上述短路保护电路，通过钳位模块将钳位端的电位钳制在合理范围内，消除短路对负载和供电电源的影响，对工作电路起短路保护作用。同时，在工作电路出现短路时，受控开关模块的受控端根据钳位模块的钳位端的电位，控制其输入端与输出端导通，使控制信号源的控制信号能传输至供电电源的受控端，以控制供电电源关闭。基于此，在供电电源关闭后，减轻工作电路短路后持续短路的过压负担，可降低对钳位模块的性能要求，提高钳位模块的可靠性。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，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 (10)

1.一种短路保护电路，其特征在于，包括钳位模块和受控开关模块；

所述钳位模块的输入端用于连接供电电源的输出端，所述钳位模块的输出端用于连接负载；

所述受控开关模块的受控端连接所述钳位模块的钳位端；

所述受控开关模块的输入端用于连接控制信号源，所述受控开关模块的输出端用于连接所述供电电源的受控端。

2.根据权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，还包括充电模块；

所述钳位模块的钳位端通过所述充电模块接地。

3.根据权利要求2所述的短路保护电路，其特征在于，所述充电模块为充电电容；

所述钳位模块的钳位端通过所述充电电容接地。

4.根据权利要求3所述的短路保护电路，其特征在于，所述充电电容为电解电容；

所述钳位模块的钳位端依次通过所述电解电容的正极和负极接地。

5.根据权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述钳位模块包括第一钳位二极管和第二钳位二极管；

所述第一钳位二极管的正极用于连接所述供电电源的输出端，所述第一钳位二极管的负极连接所述第二钳位二极管的负极；其中，所述第一钳位二极管的负极为所述钳位模块的钳位端；

所述第二钳位二极管的正极用于连接所述负载。

6.根据权利要求5所述的短路保护电路，其特征在于，所述钳位模块还包括限流电阻；

所述第一钳位二极管的负极通过所述限流电阻连接所述第二钳位二极管的负极。

7.根据权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述受控开关模块包括光电耦合器；

所述光电耦合器中发光源的输入端为所述受控开关模块的受控端；

所述发光源的接地端与所述光电耦合器中受光器的接地端均为所述受控开关模块的输入端；

所述受光器的输出端为所述受控开关模块的输出端。

8.根据权利要求7所述的短路保护电路，其特征在于，所述受控开关模块还包括稳压管；

所述稳压管的负极为所述受控开关模块的受控端；

所述稳压管的正极连接所述光电耦合器中发光源的输入端。

9.根据权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述受控开关模块包括晶体管；

所述晶体管的基极为所述受控开关模块的受控端；

所述晶体管的发射极为所述受控开关模块的输入端；

所述晶体管的集电极为所述受控开关模块的输出端。

10.根据权利要求9所述的短路保护电路，其特征在于，所述晶体管为NPN三极管。