CN215120102U - 负载过流保护电路和汽车中央电器盒 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种负载过流保护电路和汽车中央电器盒。负载过流保护电路用于控制电池和负载之间的通断。负载过流保护电路包括：MOS管Q1，串联在电池和负载之间；和MOS管控制电路，其输出端连接至MOS管Q1的栅极，其输入端接收负载过流检测的反馈信号；MOS管控制电路根据负载过流检测的反馈信号控制MOS管Q1的通断。当过流检测电路检测到负载电流高于预定电流值时，MOS管控制电路控制MOS管Q1断开，以切断电池和负载之间的连接，MOS管控制电路为一模拟电路。在本实用新型中，通过模拟电路就可以实现MOS管控制，而无需使用微处理器，降低了成本，并且可靠性高。

Description

负载过流保护电路和汽车中央电器盒

技术领域

本实用新型涉及一种负载过流保护电路和包括该负载过流保护电路的汽车中央电器盒。

背景技术

通常，汽车的中央电器盒中的保险丝和继电器实现了负载控制及过流保护。随着功率半导体的发展，由于其体积，重量和可靠性的优势，部分客户要求使用半导体器件替代中央电器盒中的保险丝和继电器。

在现有技术中，为了替代中央电器盒中的保险丝和继电器，通常使用大功率MOSFET加MCU(微处理器)并配合软件功能实现大功率MOSFET控制及负载用电器过流保护。但是，现有的这种技术方案成本较高，且需要软件控制，可靠性不高。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。

根据本实用新型的一个方面，提供一种负载过流保护电路，用于控制电池和负载之间的通断。所述负载过流保护电路包括：MOS管Q1，串联在所述电池和所述负载之间；和MOS管控制电路，其输出端连接至所述MOS管Q1的栅极，其输入端接收负载过流检测的反馈信号；所述MOS管控制电路根据所述负载过流检测的反馈信号控制所述MOS管Q1的通断。当所述过流检测电路检测到所述负载电流高于所述预定电流值时，所述MOS管控制电路控制所述MOS管Q1断开，以切断所述电池和所述负载之间的连接，所述MOS管控制电路为一模拟电路。

根据本实用新型的一个实例性的实施例，所述负载过流保护电路还包括：过流检测电路，其输入端连接到所述负载的供电线路上，输出端连接至所述MOS管控制电路的输入端，用于检测流经负载的负载电流是否高于预定电流值。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述MOS管控制电路还具有一个MOS管控制信号输入端，且所述MOS管控制电路被设置成：当所述过流检测电路检测到所述负载电流不高于所述预定电流值时，从所述MOS管控制信号输入端输入的控制信号能够控制所述MOS管Q1的通断；和当所述过流检测电路检测到所述负载电流高于所述预定电流值时，从所述MOS管控制信号输入端输入的控制信号不能控制所述MOS管Q1的通断。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述MOS管控制电路还被设置成：在所述过流检测电路检测到所述负载电流不高于所述预定电流值的情况下：当从所述MOS管控制信号输入端输入的控制信号为高电平时，所述MOS管Q1导通；当从所述MOS管控制信号输入端输入的控制信号为低电平时，所述MOS管Q1断开。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述过流检测电路被设置成：适于检测所述负载的供电线路上的电压或电流；和适于根据检测到的电压或电流来判断所述负载电流是否高于所述预定电流值。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述负载过流保护电路还包括：LDO电路，其输入端连接至所述电池的正极(B+)，输出端连接至所述过流检测电路和所述MOS管控制电路，用于向所述过流检测电路和所述MOS管控制电路供电。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述过流检测电路包括：电阻R3，串联在所述电池和所述负载之间；运算放大器U3，其两个输入端分别连接到所述电阻R3的两端，用于输出一个与所述电阻R3的两端的电压差成正比的检测电压Vt；分压电路，用于输出一个基准电压Vr；和比较器U2，其同相输入端与所述运算放大器U3的输出端连接，反相输入端与所述分压电路的输出端连接，用于比较所述检测电压Vt和所述基准电压Vr的大小。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，当所述负载电流高于所述预定电流值时，所述检测电压Vt高于所述基准电压Vr，所述比较器U2输出高电平；当所述负载电流不高于所述预定电流值时，所述检测电压Vt不高于所述基准电压Vr，所述比较器U2输出低电平。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述分压电路包括：电阻R12，其一端连接至LDO电路的输出端，另一端连接至所述比较器U2的反相输入端；电阻R13，其一端连接至所述电阻R12的另一端，其另一端接地；和电容C6，并联在所述电阻R13的两端之间。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述MOS管控制电路包括：三极管Q3，其基极连接至所述比较器U2的输出端，其集电极连接至所述MOS管控制信号输入端，其发射极接地；和三极管Q2，其基极连接至所述MOS管控制信号输入端和所述三极管Q3的集电极，其集电极连接至所述MOS管Q1的栅极，其发射极接地。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述MOS管控制电路还包括：电阻R10，串联在所述比较器U2的输出端和所述三极管Q3的基极之间；电阻R11，其一端连接至所述三极管Q3的基极，另一端接地；和电容C5，其一端连接至所述三极管Q3的基极，另一端接地。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述MOS管控制电路还包括：二极管D3，其正极端连接至所述MOS管控制信号输入端；电阻R7，其一端连接至所述三极管Q2的基极，另一端连接至所述二极管D3的负极端；电阻R9，其一端连接至所述三极管Q2的基极，另一端接地；和电容C4，其一端连接至所述三极管Q2的基极，另一端接地。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述MOS管Q1为P沟道MOS管，所述MOS管Q1的源极和漏极中的一个连接至所述电池，另一个连接至所述负载。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述负载过流保护电路还包括：电阻R4，并联在所述MOS管Q1的源极和栅极之间；和电阻R5，串联在所述三极管Q2的集电极和所述MOS管Q1的栅极之间。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述负载过流保护电路还包括：稳压二极管D2，其正极端连接至所述MOS管Q1的栅极，负极端连接至所述MOS管Q1的源极。

根据本实用新型的另一个方面，提供一种汽车中央电器盒，包括：盒体；和前述负载过流保护电路，所述负载过流保护电路被集成在电路板上，所述电路板被安装在所述盒体中。

在根据本实用新型的前述各个实例性的实施例中，通过模拟电路就可以实现MOS管控制，而无需使用微处理器，降低了成本，并且可靠性高。

通过下文中参照附图对本实用新型所作的描述，本实用新型的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本实用新型有全面的理解。

附图说明

图1显示根据本实用新型的一个实例性的实施例的负载过流保护电路的功能框图；

图2显示根据本实用新型的一个实例性的实施例的负载过流保护电路的具体电路图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本实用新型实施方式的说明旨在对本实用新型的总体实用新型构思进行解释，而不应当理解为对本实用新型的一种限制。

另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。

根据本实用新型的一个总体技术构思，提供一种负载过流保护电路，用于控制电池和负载之间的通断。所述负载过流保护电路包括：MOS管Q1，串联在所述电池和所述负载之间；和MOS管控制电路，其输出端连接至所述MOS管Q1的栅极，其输入端接收负载过流检测的反馈信号；所述MOS管控制电路根据所述负载过流检测的反馈信号控制所述MOS管Q1的通断。当所述过流检测电路检测到所述负载电流高于所述预定电流值时，所述MOS管控制电路控制所述MOS管Q1断开，以切断所述电池和所述负载之间的连接，所述MOS管控制电路为一模拟电路。

图1显示根据本实用新型的一个实例性的实施例的负载过流保护电路的功能框图；图2显示根据本实用新型的一个实例性的实施例的负载过流保护电路的具体电路图。

如图1和图2所示，在图示的实施例中，该负载过流保护电路用于控制电池1和负载3之间的电连接线路的通断。该负载过流保护电路主要包括：MOS管Q1、过流检测电路10和MOS管控制电路20。电池1连接至负载3用于向负载3供电。MOS管Q1串联在电池1和负载3之间。过流检测电路10的输入端连接到负载3的供电线路上，用于检测流经负载3的负载电流是否高于预定电流值。MOS管控制电路20的输入端和输出端分别连接至过流检测电路10的输出端和MOS管Q1的栅极，用于根据过流检测电路10的输出信号控制MOS管Q1的通断。

如图1和图2所示，在图示的实施例中，当过流检测电路10检测到负载电流高于预定电流值时，MOS管控制电路20控制MOS管Q1断开。这样，就可以切断负载3和电池1之间的供电线路，从而能够防止负载3因过高电流而受损。

如图1和图2所示，在图示的实施例中，MOS管控制电路20还具有一个MOS管控制信号输入端21，且MOS管控制电路20被设置成：当过流检测电路10检测到负载电流不高于预定电流值时，从MOS管控制信号输入端21输入的控制信号能够控制MOS管Q1的通断；和当过流检测电路10检测到负载电流高于预定电流值时，从MOS管控制信号输入端21输入的控制信号不能控制MOS管Q1的通断。这样就可以保证在负载电流高于预定电流值时MOS管Q1始终处于断开，不受从MOS管控制信号输入端21输入的控制信号的影响。

如图1和图2所示，在本实用新型的一个实例性的实施例中，过流检测电路10被设置成：适于检测负载3的供电线路上的电压或电流；和适于根据检测到的电压或电流来判断负载电流是否高于预定电流值。在图示的实施例中，过流检测电路10被设置成适于检测负载3的供电线路上的电压；和适于根据检测到的电压来判断负载电流是否高于预定电流值。

如图1和图2所示，在图示的实施例中，负载过流保护电路还包括：LDO电路30。LDO电路30的输入端连接至电池1的正极B+，LDO电路30的输出端连接至过流检测电路10和MOS管控制电路20，用于向过流检测电路10和MOS管控制电路20供电。

如图1和图2所示，在图示的实施例中，过流检测电路10主要包括：电阻R3，串联在电池1和负载3之间；运算放大器U3，其两个输入端分别连接到电阻R3的两端，用于输出一个与电阻R3的两端的电压差成正比的检测电压Vt；分压电路11，用于输出一个基准电压Vr；和比较器U2，其同相输入端与运算放大器U3的输出端连接，反相输入端与分压电路11的输出端连接，用于比较检测电压Vt和基准电压Vr的大小。

如图1和图2所示，在图示的实施例中，当检测电压Vt高于基准电压Vr时，表明负载电流高于预定电流值，此时，比较器U2输出高电平。当检测电压Vt不高于基准电压Vr时，表明负载电流不高于预定电流值，此时，比较器U2输出低电平。

如图1和图2所示，在图示的实施例中，分压电路11包括：电阻R12，其一端连接至LDO电路30的输出端，另一端连接至比较器U2的反相输入端；电阻R13，其一端连接至电阻R12的另一端，其另一端接地；和电容C6，并联在电阻R13的两端之间。

如图1和图2所示，在图示的实施例中，MOS管控制电路20主要包括三极管Q2和三极管Q3。三极管Q3的基极连接至比较器U2的输出端，三极管Q3的集电极连接至MOS管控制信号输入端21，三极管Q3的发射极接地。三极管Q2的基极连接至MOS管控制信号输入端21和三极管Q3的集电极，三极管Q2的集电极连接至MOS管Q1的栅极，三极管Q2的发射极接地。

如图1和图2所示，在图示的实施例中，MOS管控制电路20还包括：电阻R10，串联在比较器U2的输出端和三极管Q3的基极之间；电阻R11，其一端连接至三极管Q3的基极，另一端接地；和电容C5，其一端连接至三极管Q3的基极，另一端接地。

如图1和图2所示，在图示的实施例中，MOS管控制电路20还包括：二极管D3，其正极端连接至MOS管控制信号输入端21；电阻R7，其一端连接至三极管Q2的基极，另一端连接至二极管D3的负极端；电阻R9，其一端连接至三极管Q2的基极，另一端接地；和电容C4，其一端连接至三极管Q2的基极，另一端接地。

如图1和图2所示，在图示的实施例中，MOS管Q1为P沟道MOS管，MOS管Q1的源极和漏极中的一个连接至电池1，另一个连接至负载。

如图1和图2所示，在图示的实施例中，负载过流保护电路还包括：电阻R4，并联在MOS管Q1的源极和栅极之间；和电阻R5，串联在三极管Q2的集电极和MOS管Q1的栅极之间。

如图1和图2所示，在图示的实施例中，负载过流保护电路还包括：稳压二极管D2，其正极端连接至MOS管Q1的栅极，负极端连接至MOS管Q1的源极。

下面将参照附图1和2来说明图示的实施例的控制逻辑。

如图1和图2所示，在图示的实施例中，当负载电流高于预定电流值时，检测电压Vt高于基准电压Vr，比较器U2输出高电平到三极管Q3的基极，三极管Q3导通，三极管Q2的基极被接地，三极管Q2断开，MOS管Q1的源极和栅极之间无电压差，MOS管Q1断开。

如图1和图2所示，在图示的实施例中，当负载电流不高于预定电流值时，检测电压Vt不高于基准电压Vr，比较器U2输出低电平到三极管Q3的基极，三极管Q3断开，此时，可以利用从MOS管控制信号输入端21输入的控制信号控制MOS管Q1的通断。具体情况如下：当从MOS管控制信号输入端21向三极管Q2的基极输入高电平时，三极管Q2导通，MOS管Q1的源极和栅极之间形成电压差，MOS管Q1导通；当从MOS管控制信号输入端21向三极管Q2的基极输入低电平时，三极管Q2断开，MOS管Q1的源极和栅极之间无电压差，MOS管Q1断开。

如图1和图2所示，在本实用新型的一个实例性的实施例中，还公开一种汽车中央电器盒。该汽车中央电器盒包括盒体和前述负载过流保护电路。前述负载过流保护电路可以被集成在电路板上，该电路板被安装在盒体中。

本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合，这些变化理应落入本实用新型的保护范围以内。

虽然结合附图对本实用新型进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本实用新型优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本实用新型的一种限制。

虽然本实用新型的总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本实用新型的总体构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本实用新型的范围以权利要求和它们的等同物限定。

应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本实用新型的范围。

Claims (16)

1.一种负载过流保护电路，用于控制电池和负载之间的通断，其特征在于，所述负载过流保护电路包括：

MOS管Q1，串联在所述电池和所述负载之间；和

MOS管控制电路，其输出端连接至所述MOS管Q1的栅极，其输入端接收负载过流检测的反馈信号；所述MOS管控制电路根据所述负载过流检测的反馈信号控制所述MOS管Q1的通断，

当所述过流检测电路检测到负载电流高于预定电流值时，所述MOS管控制电路控制所述MOS管Q1断开，以切断所述电池和所述负载之间的连接，

所述MOS管控制电路为一模拟电路。

2.根据权利要求1所述的负载过流保护电路，其特征在于，还包括：

过流检测电路，其输入端连接到所述负载的供电线路上，输出端连接至所述MOS管控制电路的输入端，用于检测流经负载的负载电流是否高于预定电流值。

3.根据权利要求2所述的负载过流保护电路，其特征在于：

所述MOS管控制电路还具有一个MOS管控制信号输入端，且所述MOS管控制电路被设置成：

当所述过流检测电路检测到所述负载电流不高于所述预定电流值时，从所述MOS管控制信号输入端输入的控制信号能够控制所述MOS管Q1的通断；和

当所述过流检测电路检测到所述负载电流高于所述预定电流值时，从所述MOS管控制信号输入端输入的控制信号不能控制所述MOS管Q1的通断。

4.根据权利要求3所述的负载过流保护电路，其特征在于，所述MOS管控制电路还被设置成：

在所述过流检测电路检测到所述负载电流不高于所述预定电流值的情况下：当从所述MOS管控制信号输入端输入的控制信号为高电平时，所述MOS管Q1导通；当从所述MOS管控制信号输入端输入的控制信号为低电平时，所述MOS管Q1断开。

5.根据权利要求2所述的负载过流保护电路，其特征在于，所述过流检测电路被设置成：

适于检测所述负载的供电线路上的电压或电流；和

适于根据检测到的电压或电流来判断所述负载电流是否高于所述预定电流值。

6.根据权利要求2所述的负载过流保护电路，其特征在于，还包括：

LDO电路，其输入端连接至所述电池的正极B+，输出端连接至所述过流检测电路和所述MOS管控制电路，用于向所述过流检测电路和所述MOS管控制电路供电。

7.根据权利要求2所述的负载过流保护电路，其特征在于，所述过流检测电路包括：

电阻R3，串联在所述电池和所述负载之间；

运算放大器U3，其两个输入端分别连接到所述电阻R3的两端，用于输出一个与所述电阻R3的两端的电压差成正比的检测电压Vt；

分压电路，用于输出一个基准电压Vr；和

比较器U2，其同相输入端与所述运算放大器U3的输出端连接，反相输入端与所述分压电路的输出端连接，用于比较所述检测电压Vt和所述基准电压Vr的大小。

8.根据权利要求7所述的负载过流保护电路，其特征在于：

当所述负载电流高于所述预定电流值时，所述检测电压Vt高于所述基准电压Vr，所述比较器U2输出高电平；

当所述负载电流不高于所述预定电流值时，所述检测电压Vt不高于所述基准电压Vr，所述比较器U2输出低电平。

9.根据权利要求7所述的负载过流保护电路，其特征在于，所述分压电路包括：

电阻R12，其一端连接至LDO电路的输出端，另一端连接至所述比较器U2的反相输入端；

电阻R13，其一端连接至所述电阻R12的另一端，其另一端接地；和

电容C6，并联在所述电阻R13的两端之间。

10.根据权利要求8所述的负载过流保护电路，其特征在于，所述MOS管控制电路包括：

三极管Q3，其基极连接至所述比较器U2的输出端，其集电极连接至所述MOS管控制信号输入端，其发射极接地；和

三极管Q2，其基极连接至所述MOS管控制信号输入端和所述三极管Q3的集电极，其集电极连接至所述MOS管Q1的栅极，其发射极接地。

11.根据权利要求10所述的负载过流保护电路，其特征在于，所述MOS管控制电路还包括：

电阻R10，串联在所述比较器U2的输出端和所述三极管Q3的基极之间；

电阻R11，其一端连接至所述三极管Q3的基极，另一端接地；和

电容C5，其一端连接至所述三极管Q3的基极，另一端接地。

12.根据权利要求10所述的负载过流保护电路，其特征在于，所述MOS管控制电路还包括：

二极管D3，其正极端连接至所述MOS管控制信号输入端；

电阻R7，其一端连接至所述三极管Q2的基极，另一端连接至所述二极管D3的负极端；

电阻R9，其一端连接至所述三极管Q2的基极，另一端接地；和

电容C4，其一端连接至所述三极管Q2的基极，另一端接地。

13.根据权利要求10所述的负载过流保护电路，其特征在于：

所述MOS管Q1为P沟道MOS管，所述MOS管Q1的源极和漏极中的一个连接至所述电池，另一个连接至所述负载。

14.根据权利要求13所述的负载过流保护电路，其特征在于，还包括：

电阻R4，并联在所述MOS管Q1的源极和栅极之间；和

电阻R5，串联在所述三极管Q2的集电极和所述MOS管Q1的栅极之间。

15.根据权利要求14所述的负载过流保护电路，其特征在于，还包括：

稳压二极管D2，其正极端连接至所述MOS管Q1的栅极，负极端连接至所述MOS管Q1的源极。

16.一种汽车中央电器盒，其特征在于，包括：

盒体；和

权利要求1-15中任一项所述的负载过流保护电路，

所述负载过流保护电路被集成在电路板上，所述电路板被安装在所述盒体中。

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