CN214674305U - 一种具有过流过压保护功能的电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种具有过流过压保护功能的电路，所述的具有过流过压保护功能的电路包括有电平导通开关元件、控制芯片U1、电源输出端、电源输入端、负载输入端、负载输出端、电流采样模块和电压采样模块，本实用新型其采用MCU检测主回路上的采样电阻流经的电流和输出端的电压，从而去控制主回路上的电平导通开关元件的通断以达到保护功能，其电路结构降低了生产成本。
Description
技术领域
本实用新型公开一种具有保护功能的电路，特别是一种具有过流过压保护功能的电路，属于家用电器控制电路技术领域。
背景技术
为了保证供电系统能够安全可靠地运行，必须安装保护装置，以便监视供电系统的工作情况，及时发现故障并切断故障设备的电源，防止事故扩大。电力电子开关器件在选用时要留有一定的余度，确保器件的安全可靠使用。同时还必须有保护电路，防止故障发生造成器件损坏。过流保护通过在电路中串联快速熔断器实现，适用于晶闸管和GTO，因为它们有较高的浪涌电流承受能力。对于MOSFET、GTR、IGBT，由于它们承受过流过压能力很低，因而必须有专门的过流过压保护电路，并要求过流过压保护电路在瞬间完成过流过压检测、信号传送，保护动作，在微秒级时间内将电流限定在过载能力以内。
目前，市面上具有过流过压保护功能的电路结构复杂，所需要的电力电子元器件多，导致电路成本高。
发明内容
针对上述提到的现有技术中的具有过流过压保护功能的电路的成本高的问题，本实用新型提供一种具有过流过压保护功能的电路，其采用MCU检测主回路上的采样电阻流经的电流和输入端的电压的高低，从而去控制主回路上的电平导通开关元件的通断以达到保护功能，其电路结构降低了生产成本。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种具有过流过压保护功能的电路，所述的具有过流过压保护功能的电路包括有电平导通开关元件、控制芯片U1、电源输出端、电源输入端、负载输入端、负载输出端、电流采样模块和电压采样模块，电平导通开关元件的控制导通开关端与控制芯片U1的控制电平引脚相连接，电平导通开关元件的受控回路的输入端与电源输出端相连接，电平导通开关元件的受控回路的输出端与负载输入端相连接，控制芯片U1的自动输入补偿的过电流保护引脚与电流采样模块和负载输出端的公共端相连接，电流采样模块的一端与电源输入端相连接，电流采样模块的另一端与负载输出端相连接，电压采样模块与控制芯片U1的自动输入补偿的过电压保护引脚，控制芯片U1的电源输入引脚与电源输出端相连接。
所述的电平导通开关元件为PMOS晶体管，PMOS晶体管的栅极与控制芯片U1的控制电平引脚相连接，PMOS晶体管的源极与电源输出端相连接，PMOS晶体管的漏极与负载输入端相连接。
所述的电平导通开关元件为NMOS晶体管，NMOS晶体管的栅极与控制芯片U1的控制电平引脚相连接，NMOS晶体管的源极与电源输出端相连接，NMOS晶体管的漏极与负载输入端相连接。
所述的电平导通开关元件为NPN型三极管，NPN型三极管的基极与控制芯片U1的控制电平引脚相连接，NPN型三极管的集电极与电源输出端相连接，NPN型三极管的发射极与负载输入端相连接。
所述的电平导通开关元件为PNP型三极管，PNP型三极管的基极与控制芯片U1的控制电平引脚相连接，PNP型三极管的发射极与电源输出端相连接，PNP型三极管的集电极与负载输入端相连接。
所述的电平导通开关元件的受控回路的输入端与电平导通开关元件的控制导通开关端连接有电阻R3。
所述的电源输出端与控制芯片U1的电源输入引脚之间连接有电阻R2，电阻R2与控制芯片U1的电源输入引脚的公共端连接有电容C1，电容C1与电源输入端相连接。
所述的控制芯片U1的自动输入补偿的过电流保护引脚通过电阻R4与负载输出端相连接，控制芯片U1的自动输入补偿的过电流保护引脚通过电容C10与电源输入端相连接。
所述的电流采样模块为电阻R1。
所述的电压采样模块为串联连接的电阻R5和电阻R6的公共端与控制芯片U1的自动输入补偿的过电压保护引脚，电阻R5与电源输出端相连接，电阻R6与电源输入端相连接。
本实用新型的有益效果是：本实用新型具有过流过压保护功能的电路采用MCU检测主回路上的采样电阻流经的电流和输入端的电压，从而去控制主回路上的电平导通开关元件的通断以达到保护功能，其电路结构也降低了生产成本。
下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型电路方框图。
图2为本实用新型中的具有过流过压保护功能的电路原理图。
具体实施方式
本实施例为本实用新型优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本实用新型保护范围之内。
请结合参看附图1至附图2，本实用新型为一种具有过流过压保护功能的电路，所述的具有过流过压保护功能的电路包括有电平导通开关元件、控制芯片U1、电源输出端、电源输入端、负载输入端、负载输出端、电流采样模块和电压采样模块，电平导通开关元件的控制导通开关端与控制芯片U1的控制电平引脚相连接，电平导通开关元件的受控回路的输入端与电源输出端相连接，电平导通开关元件的受控回路的输出端与负载输入端相连接，控制芯片U1的自动输入补偿的过电流保护引脚与电流采样模块和负载输出端的公共端相连接，电流采样模块的一端与电源输入端相连接，电流采样模块的另一端与负载输出端相连接，电压采样模块与控制芯片U1的自动输入补偿的过电压保护引脚，控制芯片U1的电源输入引脚与电源输出端相连接。通过上述，实现在MCU检测主回路上的采样电阻流经的电流和输入端的电压，从而去控制主回路上的电平导通开关元件的通断以达到保护功能。
本实施例中，电流采样模块为电阻R1,电压采样模块为串联连接的电阻R5和电阻R6，控制芯片U1的自动输入补偿的过电流保护引脚与电阻R1和负载输出端的公共端相连接，电阻R1的一端与电源输入端相连接，电阻R1的另一端与负载输出端相连接，串联连接的电阻R5和电阻R6的公共端与控制芯片U1的自动输入补偿的过电压保护引脚，电阻R5与电源输出端相连接，电阻R6与电源输入端相连接。
本实施例中，电平导通开关元件为PMOS晶体管，PMOS晶体管的栅极与控制芯片U1的控制电平引脚相连接，PMOS晶体管的源极与电源输出端相连接，PMOS晶体管的漏极与负载输入端相连接。通过上述，实现电平导通开关元件为低电平导通。
本实施例中，电平导通开关元件为NMOS晶体管，NMOS晶体管的栅极与控制芯片U1的控制电平引脚相连接，NMOS晶体管的源极与电源输出端相连接，NMOS晶体管的漏极与负载输入端相连接。通过上述，实现电平导通开关元件为高电平导通。
本实施例中，电平导通开关元件为NPN型三极管，NPN型三极管的基极与控制芯片U1的控制电平引脚相连接，NPN型三极管的集电极与电源输出端相连接，NPN型三极管的发射极与负载输入端相连接。通过上述，实现电平导通开关元件为高电平导通。
本实施例中，电平导通开关元件为PNP型三极管，PNP型三极管的基极与控制芯片U1的控制电平引脚相连接，PNP型三极管的发射极与电源输出端相连接，PNP型三极管的集电极与负载输入端相连接。通过上述，实现电平导通开关元件为低电平导通。
本实施例中，电平导通开关元件的受控回路的输入端与电平导通开关元件的控制导通开关端连接有电阻R3。通过上述，为场效应管提供偏置电压。
本实施例中，电源输出端与控制芯片U1的电源输入引脚之间连接有电阻R2，电阻R2与控制芯片U1的电源输入引脚的公共端连接有电容C1，电容C1与电源输入端相连接。
本实施例中，控制芯片U1的自动输入补偿的过电流保护引脚通过电阻R4与负载输出端相连接，控制芯片U1的自动输入补偿的过电流保护引脚通过电容C10与电源输入端相连接。电阻R4与C10分别构成RC积分电路，可以减少输入电压波动及纹波造成采样误判。
本实施例中，控制芯片U1型号为CSS21P10。
本实施例中，VIN+为电源输出端，VIN-为电源输入端，OUT+为负载输入端，OUT-为负载输出端。
本实施例中，当输入电压接入VIN+与VIN-两端时，输入电压经过电阻R2给控制芯片U1供电，这时控制芯片U1的控制电平引脚输出低电平或者高电平，使其电平导通开关元件Q2导通，输入电压经过电平导通开关元件Q2与电阻R1传到输出OUT+与OUT-。若输出OUT+与OUT-两端的负电流增加时，大于设定的OCP值时，流经电阻R1上的电流也会增大，故电阻R1两端的电压差也会增大，经电阻R4传到控制芯片U1的自动输入补偿的过电流保护引脚，控制芯片U1通过软件将模拟电压信号转换成二进制的机械代码，再通过内部的基准参考值进行比较，若大于设定值时控制芯片U1的控制电平引脚的电平由低电平变为高电平，或者由高电平变为低电平，使其电平导通开关元件Q2处于截止，从而断开电流主回路，起到保护作用。
本实施例中，电阻R5和电阻R6是两个电压分压电阻，为了采样电压更精准，尽量采用误差小的电阻，电阻R7的一端与电阻R5和电阻R6公共端相连接，电阻R7的另一端与控制芯片U1的自动输入补偿的过电压保护引脚相连接，电容C3与电阻R7和控制芯片U1的自动输入补偿的过电压保护引脚的公共端相连接，电容C3与电源输出端相连接，电阻R7与电容C3构成RC积分电路，可以减少输入电压波动及纹波造成采样误判。
本实施例中，电容C1为控制芯片U1的电源滤波电容。
本实施例中，负载输入端与负载输出端之间连接有压敏电阻。
以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，本实用新型并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型目的的技术方案都属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有过流过压保护功能的电路，其特征在于：所述的具有过流过压保护功能的电路包括有电平导通开关元件、控制芯片U1、电源输出端、电源输入端、负载输入端、负载输出端、电流采样模块和电压采样模块，电平导通开关元件的控制导通开关端与控制芯片U1的控制电平引脚相连接，电平导通开关元件的受控回路的输入端与电源输出端相连接，电平导通开关元件的受控回路的输出端与负载输入端相连接，控制芯片U1的自动输入补偿的过电流保护引脚与电流采样模块和负载输出端的公共端相连接，电流采样模块的一端与电源输入端相连接，电流采样模块的另一端与负载输出端相连接，电压采样模块与控制芯片U1的自动输入补偿的过电压保护引脚相连接，控制芯片U1的电源输入引脚与电源输出端相连接。
2.根据权利要求1所述的具有过流过压保护功能的电路，其特征在于：所述的电平导通开关元件为PMOS晶体管，PMOS晶体管的栅极与控制芯片U1的控制电平引脚相连接，PMOS晶体管的源极与电源输出端相连接，PMOS晶体管的漏极与负载输入端相连接。
3.根据权利要求1所述的具有过流过压保护功能的电路，其特征在于：所述的电平导通开关元件为NMOS晶体管，NMOS晶体管的栅极与控制芯片U1的控制电平引脚相连接，NMOS晶体管的源极与电源输出端相连接，NMOS晶体管的漏极与负载输入端相连接。
4.根据权利要求1所述的具有过流过压保护功能的电路，其特征在于：所述的电平导通开关元件为NPN型三极管，NPN型三极管的基极与控制芯片U1的控制电平引脚相连接，NPN型三极管的集电极与电源输出端相连接，NPN型三极管的发射极与负载输入端相连接。
5.根据权利要求1所述的具有过流过压保护功能的电路，其特征在于：所述的电平导通开关元件为PNP型三极管，PNP型三极管的基极与控制芯片U1的控制电平引脚相连接，PNP型三极管的发射极与电源输出端相连接，PNP型三极管的集电极与负载输入端相连接。
6.根据权利要求1所述的具有过流过压保护功能的电路，其特征在于：所述的电平导通开关元件的受控回路的输入端与电平导通开关元件的控制导通开关端之间连接有电阻R3。
7.根据权利要求1所述的具有过流过压保护功能的电路，其特征在于：所述的电源输出端与控制芯片U1的电源输入引脚之间连接有电阻R2，电阻R2与控制芯片U1的电源输入引脚的公共端连接有电容C1，电容C1与电源输入端相连接。
8.根据权利要求1所述的具有过流过压保护功能的电路，其特征在于：所述的控制芯片U1的自动输入补偿的过电流保护引脚通过电阻R4与负载输出端相连接，控制芯片U1的自动输入补偿的过电流保护引脚通过电容C10与电源输入端相连接。
9.根据权利要求1所述的具有过流过压保护功能的电路，其特征在于：所述的电流采样模块为电阻R1。
10.根据权利要求1所述的具有过流过压保护功能的电路，其特征在于：所述的电压采样模块为串联连接的电阻R5和电阻R6，串联连接的电阻R5和电阻R6的公共端与控制芯片U1的自动输入补偿的过电压保护引脚，电阻R5与电源输出端相连接，电阻R6与电源输入端相连接。
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