CN210517768U - 一种具有短路保护的电源开关电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有短路保护的电源开关电路,包括P沟道场效应管、NPN型三极管、肖特基二极管。P沟道场效应管的S端接第五电阻的一端，第五电阻的另一端接VIN，VIN是电源的输入，P沟道场效应管的D端接VOUT，VOUT是电源的输出，P沟道场效应管的G端接第一电阻的一端，另一端接输入电源VIN，P沟道场效应管的G端同时还接到NPN型三极管的集电极C端，NPN型三极管的发射极E端接地，NPN型三极管基极B端接第四电阻的一端和第三电阻的一端，第四电阻的另一端接地，第三电阻的另一端接肖特基二极管的正极和第二电阻的一端，本实用新型结构设计新颖，具有电源短路保护功能，避免模块化设计的电路里各个功能块因电源短路而相互影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源开关电路技术领域，具体为一种具有短路保护的电源开关电路。
背景技术
随着工业和车载等电子设备的功能越来越丰富，为了能最快开发出成熟稳定的产品，很多都是采用模块化设计，如果某个模块出故障，造成电源短路，定会对整个系统造成影响，如果电源电路采用具有短路保护的电源开关方式，能大大减少不同模块间的相互影响，一定程度上减少整个系统瘫痪的风险。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种具有短路保护的电源开关电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种具有短路保护的电源开关电路，包括场效应管、三极管、肖特基二极管和第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻,其特征在于：所述场效应管的S端接第五电阻的一端，所述场效应管的G端接第一电阻的一端，所述场效应管的G端同时还接到三极管的集电极C端，所述三极管基极B端接第四电阻的一端和第三电阻的一端,所述第一电阻和第五电阻的另一端都接VIN，VIN是电源的输入，所述场效应管的D端接VOUT，VOUT是电源的输出，所述三极管的发射极E端接地，所述第四电阻的另一端接地，所述第三电阻的另一端接肖特基二极管的正极和第二电阻的一端。
优选的，所述肖特基二极管的负极接到输出电源VOUT，所述第二电阻的另一端接MCU的可编程的GPIO引脚。
优选的，所述三极管采用NPN型三极管。
优选的，所述场效应管采用P沟道场效应管。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构设计新颖，具有电源短路保护功能，避免模块化设计的电路里各个功能块因电源短路而相互影响。
附图说明
图1为本实用新型电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种具有短路保护作用的电源开关电路，包括场效应管Q1、三极管Q2、肖特基二极管D1和第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5。场效应管Q1的S端接第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端接VIN，VIN是电源的输入，场效应管Q1的D端接VOUT，VOUT是电源的输出，场效应管Q1的G端接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端接输入电源VIN，场效应管Q1的G端同时还接到三极管Q2的集电极C端，三极管Q2的发射极E端接地，三极管Q2基极B端接第四电阻R4的一端和第三电阻R3的一端，第四电阻R4的另一端接地，第三电阻R3的另一端接肖特基二极管D1的正极和第二电阻R2的一端，肖特基二极管D1的负极接到输出电源VOUT，第二电阻R2的另一端接MCU U1的可编程的GPIO引脚；其中，三极管Q2采用NPN型三极管,场效应管Q1采用P沟道场效应管。
工作原理：P沟道场效应管Q1和NPN型三极管Q2配合作为电源开关，当MCU U1的GPIO输出高电平时，NPN型三极管Q2导通，NPN型三极管Q2的集电极C端接地，NPN型三极管Q2的集电极C端和P沟道场效应管Q1的G端是接在一起的，P沟道场效应管Q1的G端会被NPN型三极管Q2的集电极C端拉低，P沟道场效应管Q1的S端和D端导通，VOUT的电压等于VIN。
当MCU U1的GPIO输出低电平时，NPN型三极管Q2关闭，NPN型三极管Q2的集电极C端被第一电阻R1拉高到电平VIN，NPN型三极管Q2的集电极C端和P沟道场效应管Q1的G端是接在一起的，P沟道场效应管Q1的G端也会被第一电阻R1拉高到电平VIN，P沟道场效应管Q1的S端和D端截止，VOUT没有输出。
当MCU U1的GPIO输出高电平时，VOUT的电压等于VIN，当VOUT供电的电路发生短路，VOUT会接近0V，肖特基二极管D1导通，会把肖特基二极管D1的正极电压拉低，第三电阻R3的一端接肖特基二极管D1的正极，电平也被拉低，第三电阻R3的另一端电平也变低，连接第三电阻R3的另一端的NPN型三极管Q2的基极B端也变低，NPN型三极管Q2关闭，NPN型三极管Q2的集电极C端被第一电阻R1拉高到电平VIN，NPN型三极管Q2的集电极C端和P沟道场效应管Q1的G端是接在一起的，P沟道场效应管Q1的G端也会被第一电阻R1拉高到电平VIN，P沟道场效应管Q1的S端和D端截止，VOUT没有输出，从而起到短路保护作用。
第一电阻R1可以选阻值100K欧姆左右，第二电阻R2可以选阻值2K欧姆左右，避免当MCU U1的GPIO被肖特基二极管D1拉低，MCU U1的GPIO的输出电流过大，导致MCU U1工作异常。第三电阻R3可以选阻值20K欧姆左右，第四电阻R4可以选阻值10K欧姆左右，避免因NPN型三极管Q2和肖特基二极管D1个体的差异，VOUT输出短路时，不能正常关闭NPN型三极管Q2。第五电阻R5可以选阻值1至10欧姆左右，因为VOUT供电的电路在短路瞬间，关闭P沟道场效应管Q1会有一定的滞后，第五电阻R5可以避免完全关闭P沟道场效应管Q1之前，VIN被短路的风险。
综上所述，本实用新型结构设计新颖，具有电源短路保护功能，避免模块化设计的电路里各个功能块因电源短路而相互影响。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种具有短路保护的电源开关电路，包括场效应管(Q1)、三极管(Q2)、肖特基二极管(D1)和第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5),其特征在于：所述场效应管(Q1)的S端接第五电阻(R5)的一端，所述场效应管(Q1)的G端接第一电阻(R1)的一端，所述场效应管(Q1)的G端同时还接到三极管(Q2)的集电极C端，所述三极管(Q2)基极B端接第四电阻(R4)的一端和第三电阻(R3)的一端；所述第一电阻(R1)和第五电阻(R5)的另一端都接VIN，VIN是电源的输入，所述场效应管(Q1)的D端接VOUT，VOUT是电源的输出，所述三极管(Q2)的发射极E端接地，所述第四电阻(R4)的另一端接地，所述第三电阻(R3)的另一端接肖特基二极管(D1)的正极和第二电阻(R2)的一端。
2.根据权利要求1所述的一种具有短路保护的电源开关电路，其特征在于：所述肖特基二极管(D1)的负极接到输出电源VOUT，所述第二电阻(R2)的另一端接MCU(U1)的可编程的GPIO引脚。
3.根据权利要求1所述的一种具有短路保护的电源开关电路，其特征在于：所述三极管(Q2)采用NPN型三极管。
4.根据权利要求1所述的一种具有短路保护的电源开关电路，其特征在于：所述场效应管(Q1)采用P沟道场效应管。
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