CN214337795U - 一种poc保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种POC保护电路，包括与POC电路供电输入端相连接的钳位电路，所述钳位电路包括一钳位电压，所述钳位电路用于向所述POC电路提供电压大小不超过所述钳位电压的供电电压；所述钳位电路的输出端与所述POC电路的供电输入端之间设有短路限流保护电路，所述短路限流保护电路包括第一阈值电流，所述短路限流保护电路用于控制流入POC电路供电输入端的电流小于等于第一阈值电流ICL,所述短路限流保护电路包括电流转换电路、比较控制电路和开关管电路。本实用新型提供了一种POC保护电路，包括钳位电路和短路限流保护电路，可以向POC电路提供稳定可靠的供电电压。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车电子技术领域，具体为一种POC保护电路。
背景技术
由于汽车上的线束越来越多，线束上的成本也会增加，为了较少线束成本POC(power over coax)技术应运而生，POC电路主要由电感和电阻组成，由于POC电感有特殊的要求所以其成本也比较高。
由于在实际安装和应用中，可能会存在意外短路的情况，短路容易导致POC电感烧坏，所以需增加短路保护电路。另外，汽车上电池的供电电压不是恒定的，可能最大能达到36V，而传感器的工作范围为9-16V，超过其最大承受电压有可能损坏传感器。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供了一种POC保护电路，包括钳位电路和短路限流保护电路，可以向POC电路提供稳定可靠的供电电压。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种POC保护电路，包括与POC电路供电输入端相连接的钳位电路，所述钳位电路包括一钳位电压，所述钳位电路用于向所述POC电路提供电压大小不超过所述钳位电压的供电电压；所述钳位电路的输出端与所述POC电路的供电输入端之间设有短路限流保护电路，所述短路限流保护电路包括第一阈值电流，所述短路限流保护电路用于控制流入POC电路供电输入端的电流小于等于第一阈值电流。
优选的，所述短路限流保护电路包括电流转换电路、比较控制电路和开关管电路，所述电流转换电路用于获取POC电路供电输入端的供电电流并将其转换成电压信号输送至所述比较控制电路的输入端，所述比较控制电路的输出端与开关管电路的输入控制端相连接，用于控制开关管电路的导通电阻值的大小。
优选的，所述电流转换电路包括检测电阻R1和差分运放U1，所述检测电阻R1串联在钳位电路的输出端和POC电路供电输入端之间，所述差分运放U1的同相输入端和反相输入端分别连接在所述检测电阻R1的两端。
优选的，所述比较控制电路包括运算放大器U2，所述差分运放U1的输出端与所述运算放大器U2的反相输入端相连接，所述运算放大器U2的同相输入端连接有参考电压电路，所述参考电压电路用于向所述运算放大器U2的同相输入端提供基准参考电压V0。
优选的，所述开关管电路包括MOS管Q1，所述MOS管Q1的栅极与所述运算放大器U2的输出端相连接，所述MOS管Q1的漏极与所述检测电阻R1相连接，所述MOS管Q1的源极与所述POC电路的供电输入端相连接。
优选的，开关管电路还包括与所述MOS管Q1并联连接的二极管D1，且所述二极管D1的阳极端与所述MOS管Q1的源极相连接，二极管D1的阴极端与所述MOS管Q1的漏极相连接。
优选的，所述参考电压电路包括运算放大器U3和MOS管Q2，所述运算放大器U3的输出端与MOS管Q2的栅极相连，运算放大器U3的同相输入端连接有第一基准电压输出端，用于向所述运算放大器U3的同相输入端提供第一基准电压V1。
优选的，所述MOS管Q2的漏极通过电阻R2与钳位电路的输出端相连，MOS管Q2的源极通过电阻R3与接地端相连。
优选的，所述钳位电路包括降压稳压芯片。
优选的，所述第一阈值电流
其中，G为差分运放U1的放大倍数。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型通过设置钳位电路可以向POC电路提供电压大小不超过所述钳位电压的供电电压，保证了POC电路内的传感器不受损坏；并且通过设置短路限流保护电路，可以控制流入POC电路供电输入端的电流小于等于安全电流，避免POC内电感的烧坏。
附图说明
图1为本实用新型一种POC保护电路的电路连接框图图；
图2为本实用新型一种POC保护电路中短路限流保护电路的电路原理图；
图3为本实用新型一种POC保护电路中钳位电路的电路原理图。
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。
如图1所示，本实用新型提供的第一种实施例，一种POC保护电路，包括与POC电路供电输入端相连接的钳位电路，所述钳位电路包括一钳位电压，所述钳位电路用于向所述POC电路提供电压大小不超过所述钳位电压的供电电压；所述钳位电路的输出端与所述POC电路的供电输入端之间设有短路限流保护电路，所述短路限流保护电路包括第一阈值电流，所述短路限流保护电路用于控制流入POC电路供电输入端的电流小于等于第一阈值电流；所述短路限流保护电路包括电流转换电路、比较控制电路和开关管电路，所述电流转换电路用于获取POC电路供电输入端的供电电流并将其转换成电压信号输送至所述比较控制电路的输入端，所述比较控制电路的输出端与开关管电路的输入控制端相连接，用于控制开关管电路的导通电阻值的大小。
如图2所示，为短路限流保护电路的电路原理图，所述电流转换电路包括检测电阻R1和差分运放U1，所述检测电阻R1串联在钳位电路的输出端和POC电路供电输入端之间，所述差分运放U1的同相输入端和反相输入端分别连接在所述检测电阻R1的两端；所述比较控制电路包括运算放大器U2，所述差分运放U1的输出端与所述运算放大器U2的反相输入端相连接，所述运算放大器U2的同相输入端连接有参考电压电路，所述参考电压电路用于向所述运算放大器U2的同相输入端提供基准参考电压V0；所述开关管电路包括MOS管Q1，所述MOS管Q1的栅极与所述运算放大器U2的输出端相连接，所述MOS管Q1的漏极与所述检测电阻R1相连接，所述MOS管Q1的源极与所述POC电路的供电输入端相连接；开关管电路还包括与所述MOS管Q1并联连接的二极管D1，且所述二极管D1的阳极端与所述MOS管Q1的源极相连接，二极管D1的阴极端与所述MOS管Q1的漏极相连接；所述参考电压电路包括运算放大器U3和MOS管Q2，所述运算放大器U3的输出端与MOS管Q2的栅极相连，运算放大器U3的同相输入端连接有第一基准电压输出端，用于向所述运算放大器U3的同相输入端提供第一基准电压V1；所述MOS管Q2的漏极通过电阻R2与钳位电路的输出端相连，MOS管Q2的源极通过电阻R3与接地端相连。
R1为电路检测电阻，U1为差分运放，R1和U1将电流信号转换为电压信号，然后输出到运算放大器U2的反相输入端。
参考电压电路也可以由单独的电压基准芯片组成，比如LM4041-N-Q1,产生比较稳定的1.225V，输出到运算放大器U2的同相输入端。
运算放大器U2和MOS管Q2用于进行输出控制，当电流没超阈值，直接打开MOS管Q2；当达到阈值，运算放大器U2控制通过MOS管Q2的电流限制在阈值，达到保护作用。
如图3所示，为钳位电路的电路原理图，是本实用新型提供的一种具体的实施例，所述钳位电路包括降压稳压芯片，稳压芯片D35的型号可采用LMR14020系列的降压稳压芯片，LMR14020系列的是一款具有集成型高侧MOSFET的40V/2A降压稳压器。该芯片具有4V至40V的宽输入电压范围，适用于从工业到汽车各类应用中非稳压电源的电源调节。该稳压器在休眠模式下的静态电流为40μA，非常适合电池供电类系统。并且在关断模式下具有1μA的超低电流，可进一步延长电池使用寿命。该稳压器的可调开关频率范围较宽，这使得效率或外部元件尺寸能够得到优化。内部环路补偿意味着用户不用承担设计环路补偿组件的脱水工作。并且还能够以最大限度减少器件的外部元件数。精密使能输入简化了稳压器控制和系统电源排序。此外，该器件还内置多种保护特性：逐周期电流限制保护，应对功耗过大的热感测和热关断保护，以及输出过压保护。
优选的，所述第一阈值电流
其中，G为差分运放U1的放大倍数，阈值可以通过R1的阻值和U1的放大倍数G来调整。实际电路中，ICL设计为POC电感额定电流的2倍，如果有多个POC电感，则按额定电流最小的算。
工作原理：在POC电路供电输入端设置钳位电路和短路限流保护电路，通过钳位电路可以向POC电路提供电压大小不超过所述钳位电压的供电电压，保证了POC电路内的传感器不受损坏；并且通过设置短路限流保护电路，可以控制流入POC电路供电输入端的电流小于等于安全电流，避免POC内电感的烧坏。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种POC保护电路，其特征在于，包括与POC电路供电输入端相连接的钳位电路，所述钳位电路包括一钳位电压，所述钳位电路用于向所述POC电路提供电压大小不超过所述钳位电压的供电电压；所述钳位电路的输出端与所述POC电路的供电输入端之间设有短路限流保护电路，所述短路限流保护电路包括第一阈值电流，所述短路限流保护电路用于控制流入POC电路供电输入端的电流小于等于第一阈值电流ICL。
2.根据权利要求1所述的一种POC保护电路，其特征在于：所述短路限流保护电路包括电流转换电路、比较控制电路和开关管电路，所述电流转换电路用于获取POC电路供电输入端的供电电流并将其转换成电压信号输送至所述比较控制电路的输入端，所述比较控制电路的输出端与开关管电路的输入控制端相连接，用于控制开关管电路的导通电阻值的大小。
3.根据权利要求2所述的一种POC保护电路，其特征在于：所述电流转换电路包括检测电阻R1和差分运放U1，所述检测电阻R1串联在钳位电路的输出端和POC电路供电输入端之间，所述差分运放U1的同相输入端和反相输入端分别连接在所述检测电阻R1的两端。
4.根据权利要求3所述的一种POC保护电路，其特征在于：所述比较控制电路包括运算放大器U2，所述差分运放U1的输出端与所述运算放大器U2的反相输入端相连接，所述运算放大器U2的同相输入端连接有参考电压电路，所述参考电压电路用于向所述运算放大器U2的同相输入端提供基准参考电压V0。
5.根据权利要求4所述的一种POC保护电路，其特征在于：所述开关管电路包括MOS管Q1，所述MOS管Q1的栅极与所述运算放大器U2的输出端相连接，所述MOS管Q1的漏极与所述检测电阻R1相连接，所述MOS管Q1的源极与所述POC电路的供电输入端相连接。
6.根据权利要求5所述的一种POC保护电路，其特征在于：开关管电路还包括与所述MOS管Q1并联连接的二极管D1，且所述二极管D1的阳极端与所述MOS管Q1的源极相连接，二极管D1的阴极端与所述MOS管Q1的漏极相连接。
7.根据权利要求6所述的一种POC保护电路，其特征在于：所述参考电压电路包括运算放大器U3和MOS管Q2，所述运算放大器U3的输出端与MOS管Q2的栅极相连，运算放大器U3的同相输入端连接有第一基准电压输出端，用于向所述运算放大器U3的同相输入端提供第一基准电压V1。
8.根据权利要求7所述的一种POC保护电路，其特征在于：所述MOS管Q2的漏极通过电阻R2与钳位电路的输出端相连，MOS管Q2的源极通过电阻R3与接地端相连。
9.根据权利要求4-8中任一项权利要求所述的一种POC保护电路，其特征在于：所述钳位电路包括降压稳压芯片。
10.根据权利要求9所述的一种POC保护电路，其特征在于：所述第一阈值电流
其中，G为差分运放U1的放大倍数。
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