CN215343879U - 一种电路系统及其电子保险丝电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电路系统及其电子保险丝电路，电子保险丝电路包括：开关，其第一连接端与电压源相连，其第二连接端与电子电路的电源端相连；第一电阻，其和开关串联于电压源与电子电路的电源端之间，或第一电阻连接于电子电路的接地端和地节点之间；比较器，其第一输入端接收表征第一电阻上的压降的电压，其第二输入端与参考电压相连，其输出端与开关的控制端相连，比较器用于比较表征所述第一电阻上的压降的电压与所述参考电压的大小，并基于比较结果通过其输出端输出相应的控制信号，以控制开关的导通或关断。与现有技术相比，本实用新型用于解决电子电路中的两个电气端点之间由于短路引起的设备损坏问题。

Description

一种电路系统及其电子保险丝电路

【技术领域】

本实用新型涉及电路设计技术领域，特别涉及一种电路系统及其电子保险丝电路。

【背景技术】

短路故障是电子电路产品运行时经常出现的一种由用户错误使用产品或者意外连接引起故障。通常是两个电气端点之间发生非正常的直接连接时，会流过的远远大于额定值的电流，导致电子电路的负载急剧增加而造成损坏。

因此，有必要提出一种新型的电子保险丝电路，来解决上述短路保护问题。

【实用新型内容】

本实用新型的目的之一在于提供一种电路系统及其电子保险丝电路，其用于解决电子电路中的两个电气端点之间由于短路引起的设备损坏问题。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种电子保险丝电路，其用于检测电子电路200中的第一电气端点1和第二电气端点2之间是否存在短路故障，并在检测到所述短路故障时对所述电子电路200进行短路保护，其包括：开关MP1，其第一连接端与电压源VDD相连，其第二连接端与所述电子电路200的电源端A相连；第一电阻R1，其和所述开关MP1串联于所述电压源VDD与所述电子电路200的电源端A之间，或所述第一电阻R1连接于所述电子电路200的接地端B和地节点之间；比较器110，其第一输入端接收表征所述第一电阻R1上的压降的电压，其第二输入端与参考电压Vref相连，其输出端与所述开关MP1的控制端相连，所述比较器110用于比较表征所述第一电阻R1上的压降的电压与所述参考电压Vref的大小，并基于比较结果通过其输出端输出相应的控制信号，以控制所述开关MP1的导通或关断。

进一步的，当表征所述第一电阻R1上的压降的电压大于所述参考电压Vref时，所述比较器110输出的控制信号为第一电平，以控制所述开关MP1关断；当表征所述第一电阻R1上的压降的电压小于所述参考电压Vref时，所述比较器110输出的控制信号为第二电平，以控制所述开关MP1导通。

进一步的，所述比较器110包括第二运算放大器U2、第五电阻R5和第六电阻R6，其中，所述第六电阻R6连接于所述比较器110的第一输入端和所述第二运算放大器U2的第一输入端之间；所述第五电阻R5连接于所述第二运算放大器U2的第一输入端和其输出端之间；所述第二运算放大器U2的第二输入端与所述比较器110的第二输入端相连，所述第二运算放大器U2的输出端与所述比较器110的输出端相连。

进一步的，所述的电子保险丝电路还包括放大器120，所述放大器120的第一输入端与所述第一电阻R1的一端相连，其第二输入端与所述第一电阻R1的另一端相连，其输出端与所述比较器110的第一输入端相连；所述放大器120用于采样所述第一电阻R1上的压降并对其进行放大，通过其输出端输出放大后的所述第一电阻R1上的压降，其中，放大后的所述第一电阻R1上的压降为表征所述第一电阻R1上的压降的电压。

进一步的，所述放大器120包括第一运算放大器U1、第三电阻R3和第四电阻R4，其中，所述第一运算放大器U1的第一输入端与所述放大器120的第一输入端相连，其第二输入端经所述第三电阻R3与所述放大器120的第二输入端相连，所述第四电阻R4连接于所述第一运算放大器U1的第二输入端和其输出端之间，所述第一运算放大器U1的输出端与所述放大器120的输出端相连。

进一步的，所述开关MP1为PMOS晶体管，所述开关MP1的第一连接端、第二连接端和控制端分别为PMOS晶体管的源极、漏极和栅极。

进一步的，所述电子保险丝电路其还包括第二电阻R2，第二电阻R2连接于所述电压源VDD和所述开关MP1的控制端之间。

进一步的，所述电子电路200还包括第一电路210和第二电路220，所述第一电路210连接于所述电子电路200的电源端A和所述第一电气端点1之间；所述第二电路220连接于所述电子电路200的接地端B和所述第二电气端点2之间。

进一步的，所述第一电气端点1和所述第二电气端点2为所述电子电路200的输出端口。

根据本实用新型的另一个方面，本实用新型提供一种电路系统，其包括：电子电路200，其包括电源端A、接地端B、第一电气端点1和第二电气端点2；电子保险丝电路，其用于检测电子电路200中的第一电气端点1和第二电气端点2之间是否存在短路故障，并在检测到所述短路故障时对所述电子电路200进行短路保护，其包括：开关MP1，其第一连接端与电压源VDD相连，其第二连接端与所述电子电路200的电源端A相连；第一电阻R1，其和所述开关MP1串联于所述电压源VDD与所述电子电路200的电源端A之间，或所述第一电阻R1连接于所述电子电路200的接地端B和地节点之间；比较器110，其第一输入端接收表征所述第一电阻R1上的压降的电压，其第二输入端与参考电压Vref相连，其输出端与所述开关MP1的控制端相连，所述比较器110用于比较表征所述第一电阻R1上的压降的电压与所述参考电压Vref的大小，并基于比较结果通过其输出端输出相应的控制信号，以控制所述开关MP1的导通或关断。

与现有技术相比，本实用新型通过检测两个电气端点所在的被保护通路上的电阻电压，一旦两个电气端点之间出现短路，电流迅速增加，该电阻电压超过设定值，则切断被保护通路的电源，起到短路保护的作用，从而解决电子电路中的两个电气端点之间由于短路引起的设备损坏问题。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本实用新型在一个实施例中的电路系统的电路示意图；

图2为图1所示的电路系统在一个实施例中的实际电路示意图；

图3为本实用新型中的爆破系统300在一个实施例中的结构方框示意图。

【具体实施方式】

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。除非特别说明，本文中的连接、相连、相接的表示电性连接的词均表示直接或间接电性相连。

请参考图1所示，其为本实用新型在一个实施例中的电路系统的电路示意图。图1所示的电路系统10包括电子保险丝电路100和电子电路200，其中，电子保险丝电路100用于检测电子电路200中的第一管脚(或第一电气端点)1和第二管脚(或第二电气端点)2之间是否存在短路故障，并在检测到该短路故障时对电子电路200进行短路保护。

电子电路200包括电源端A、接地端B、第一电路210、第二电路220、第一管脚1和第二管脚2，第一电路210连接于电源端A和第一管脚1之间，第二电路220连接于接地端B和第二管脚2之间。其中，第一管脚1和第二管脚2为需要进行短路检测(或短路保护)的管脚；第一电路210和第二电路220组成第一管脚1和第二管脚2所在的被保护通路(或与第一管脚1和第二管脚2相连的被保护通路)，当第一管脚1和第二管脚2之间出现短路故障时，需要对被保护通路(即第一电路210和第二电路220)进行短路保护。

电子保险丝电路100包括开关MP1、第一电阻(或检测电阻、感应电阻)R1和比较器110。

开关MP1的第一连接端与电压源VDD相连，其第二连接端与电子电路200的电源端A相连。

第一电阻R1连接于电子电路200的接地端B和地节点之间。由于第一电阻R1与被保护通路(即第一电路210和第二电路220)串联，因此，第一电阻R1上的压降(或第一电阻R1两端的电压差)就可以表征被保护通路(即第一电路210和第二电路220)上的电流大小，一旦第一管脚1和第二管脚2之间出现短路故障，被保护通路上的电流就会迅速增加，从而使第一电阻R1上的压降(或第一电阻R1两端的电压差)迅速增加。在另一个实施例中，第一电阻R1还可以和开关MP1串联于电压源VDD与电子电路200的电源端A之间，例如，第一电阻R1的一端与电压源VDD相连，其另一端与开关MP1的第一连接端相连，开关MP1的第二连接端与电子电路200的电源端A相连；或开关MP1的第一连接端与电压源VDD相连，其第二连接端与第一电阻R1的一端相连，第一电阻R1的另一端与电子电路200的电源端A相连。这样，第一电阻R1上的压降同样可以表征被保护通路上的电流大小。

比较器110的第一输入端接收表征第一电阻R1上的压降的电压，其第二输入端与参考电压Vref相连，其输出端与开关MP1的控制端相连，比较器110用于比较表征第一电阻R1上的压降的电压与参考电压Vref的大小，并基于比较结果通过其输出端输出相应的控制信号给开关MP1的控制端，以控制开关MP1导通或关断。具体的，当表征第一电阻R1上的压降的电压大于参考电压Vref时，比较器110输出的控制信号为第一电平，以控制开关MP1关断；当表征第一电阻R1上的压降的电压小于参考电压Vref时，比较器110输出的控制信号为第二电平，以控制开关MP1导通。其中，第一电平和第二电平为控制信号的两种逻辑状态，比如，第一电平为高电平，第二电平为低电平；或第一电平为低电平，第二电平为高电平。

在图1所示的具体实施例中，电子保险丝电路100还包括放大器120，放大器120的第一输入端与第一电阻R1的一端相连，其第二输入端与第一电阻R1的另一端相连，其输出端与比较器110的第一输入端相连，放大器120用于采样第一电阻R1上的压降并对其进行放大，通过其输出端输出放大后的第一电阻R1上的压降。其中，放大后的第一电阻R1上的压降为表征第一电阻R1上的压降的电压。

在图1所示的具体实施例中，开关MP1为PMOS晶体管，开关MP1的第一连接端、第二连接端和控制端分别为PMOS晶体管的源极、漏极和栅极；电子保险丝电路100还包括第二电阻R2，第二电阻R2连接于电压源VDD和开关MP1的控制端之间，第二电阻R2作为PMOS晶体管的上拉电阻，用于正常供电；比较器110的第一输入端和第二输入端分别为比较器110的正向输入端和负向输入端；放大器120的第一输入端和第二输入端分别为放大器120的正向输入端和负向输入端；第一管脚1和第二管脚2为电子电路200的输出端口。

以下具体介绍图1所示的电子保险丝电路100的工作原理。

当第一管脚1和第二管脚2正常输出时，流过第一电阻R1的电流小，第一电阻R1两端的电压差(或第一电阻R1上的电压降)小，放大器120输出的电压(即放大后的第一电阻R1上的压降)小于参考电压Vref，比较器110输出第二电平，该第二电平为低电平(约为地电平GND)，使开关MP1导通，由电压源VDD对电子电路200中的第一电路210和第二电路220供电。

当第一管脚1和第二管脚2之间短路时，则流过第一电阻R1的电流增大，放大器120输出的电压(即放大后的第一电阻R1上的压降)增大，若放大器120输出的电压大于(或超过)参考电压Vref，则比较器110输出第一电平，该第一电平为高电平(约为电压源VDD的电压)，使开关MP1关断，切断了电压源VDD对电子电路200中的第一电路210和第二电路220的供电，起到了短路保护的作用。

请参考图2所示，其图1所示的电路系统在一个实施例中的实际电路示意图。图2与图1的主要区别在于，在图2中示出了比较器110和放大器120的实际电路。

在图2所示的实施例中，放大器120包括第一运算放大器U1、第三电阻R3和第四电阻R4，其中，第一运算放大器U1的第一输入端与放大器120的第一输入端相连，其第二输入端经电阻R3与放大器120的第二输入端相连，电阻R4连接于第一运算放大器U1的第二输入端和其输出端之间，第一运算放大器U1的输出端与放大器120的输出端相连。比较器110包括第二运算放大器U2、第五电阻R5和第六电阻R6，其中，第六电阻R6连接于比较器110的第一输入端和第二运算放大器U2的第一输入端之间，第五电阻R5连接于第二运算放大器U2的第一输入端和其输出端之间；第二运算放大器U2的第二输入端与比较器110的第二输入端相连，第二运算放大器U2的输出端与比较器110的输出端相连。

在图2所示的具体实施例中，第一运算放大器U1的第一输入端和第二输入端分别为第一运算放大器U1的正向输入端和负向输入端；第二运算放大器U2的第一输入端和第二输入端分别为第二运算放大器U2的正向输入端和负向输入端。

需要特别说明的是，本实用新型中的电子保险丝电路100为模拟电路，其反应时间短，响应速度快。

图3为本实用新型中的爆破系统300在一个实施例中的结构方框示意图。图3所示的爆破系统300包括编程器和/或起爆器310、多个电子雷管320以及连接编程器和/或起爆器310和电子雷管320的总线330。总线330可以为一对双绞线，其包括第一连接线和第二连接线。编程器和/或起爆器310通过总线330与电子雷管320的电子雷管控制电路进行双向数据通讯，也可以将能量传递给电子雷管320的电子雷管控制电路。图1所示的电路系统10可以应用于编程器和/或起爆器310中，电子电路200中的第一电气端点1和第二电气端点2可以与总线330相连。

此外，搭载本实用新型图1和图2所示的电路系统的产品已证明本方案简单可靠且成本低廉。

在本实用新型中，“连接”、“相连”、“连”、“接”等表示电性连接的词语，如无特别说明，则表示直接或间接的电性连接。

需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本实用新型的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本实用新型的权利要求书的范围。相应地，本实用新型的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (10)

1.一种电子保险丝电路，其用于检测电子电路(200)中的第一电气端点(1)和第二电气端点(2)之间是否存在短路故障，并在检测到所述短路故障时对所述电子电路(200)进行短路保护，其特征在于，其包括：

开关MP1，其第一连接端与电压源VDD相连，其第二连接端与所述电子电路(200)的电源端A相连；

第一电阻R1，其和所述开关MP1串联于所述电压源VDD与所述电子电路(200)的电源端A之间，或所述第一电阻R1连接于所述电子电路(200)的接地端B和地节点之间；

比较器(110)，其第一输入端接收表征所述第一电阻R1上的压降的电压，其第二输入端与参考电压Vref相连，其输出端与所述开关MP1的控制端相连，所述比较器(110)用于比较表征所述第一电阻R1上的压降的电压与所述参考电压Vref的大小，并基于比较结果通过其输出端输出相应的控制信号，以控制所述开关MP1的导通或关断。

2.根据权利要求1所述的电子保险丝电路，其特征在于，

当表征所述第一电阻R1上的压降的电压大于所述参考电压Vref时，所述比较器(110)输出的控制信号为第一电平，以控制所述开关MP1关断；

当表征所述第一电阻R1上的压降的电压小于所述参考电压Vref时，所述比较器(110)输出的控制信号为第二电平，以控制所述开关MP1导通。

3.根据权利要求1所述的电子保险丝电路，其特征在于，

所述比较器(110)包括第二运算放大器U2、第五电阻R5和第六电阻R6，

其中，所述第六电阻R6连接于所述比较器(110)的第一输入端和所述第二运算放大器U2的第一输入端之间；所述第五电阻R5连接于所述第二运算放大器U2的第一输入端和其输出端之间；所述第二运算放大器U2的第二输入端与所述比较器(110)的第二输入端相连，所述第二运算放大器U2的输出端与所述比较器(110)的输出端相连。

4.根据权利要求1所述的电子保险丝电路，其特征在于，其还包括放大器(120)，

所述放大器(120)的第一输入端与所述第一电阻R1的一端相连，其第二输入端与所述第一电阻R1的另一端相连，其输出端与所述比较器(110)的第一输入端相连；

所述放大器(120)用于采样所述第一电阻R1上的压降并对其进行放大，通过其输出端输出放大后的所述第一电阻R1上的压降，

其中，放大后的所述第一电阻R1上的压降为表征所述第一电阻R1上的压降的电压。

5.根据权利要求4所述的电子保险丝电路，其特征在于，

所述放大器(120)包括第一运算放大器U1、第三电阻R3和第四电阻R4，

其中，所述第一运算放大器U1的第一输入端与所述放大器(120)的第一输入端相连，其第二输入端经所述第三电阻R3与所述放大器(120)的第二输入端相连，所述第四电阻R4连接于所述第一运算放大器U1的第二输入端和其输出端之间，所述第一运算放大器U1的输出端与所述放大器(120)的输出端相连。

6.根据权利要求1所述的电子保险丝电路，其特征在于，

所述开关MP1为PMOS晶体管，

所述开关MP1的第一连接端、第二连接端和控制端分别为PMOS晶体管的源极、漏极和栅极。

7.根据权利要求6所述的电子保险丝电路，其特征在于，

其还包括第二电阻R2，

所述第二电阻R2连接于所述电压源VDD和所述开关MP1的控制端之间。

8.根据权利要求1所述的电子保险丝电路，其特征在于，

所述电子电路(200)还包括第一电路(210)和第二电路(220)，

所述第一电路(210)连接于所述电子电路(200)的电源端A和所述第一电气端点(1)之间；

所述第二电路(220)连接于所述电子电路(200)的接地端B和所述第二电气端点(2)之间。

9.根据权利要求1所述的电子保险丝电路，其特征在于，

所述第一电气端点(1)和所述第二电气端点(2)为所述电子电路(200)的输出端口。

10.一种电路系统，其特征在于，其包括：

电子电路(200)，其包括电源端A、接地端B、第一电气端点(1)和第二电气端点(2)；

如权利要求1-9任一所述的电子保险丝电路。

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