CN215601019U - 一种短路保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型请求保护一种短路保护电路，其包括有第一开关、短路开关单元和保护单元。第一开关连接于供电端和用电端之间，用于控制供电端和用电端的通断。短路开关单元分别连接至第一开关、供电端和用电端，用于控制第一开关的通断。保护单元连接于供电端和用电端之间，用于在用电端短路时在供电端和用电端之间起缓冲作用；保护单元还连接至短路开关单元。上述技术方案中具有以下有益效果：正常通电的情况下供电端与用电端通过第一开关导通，短路时，短路开关单元控制第一开关断开让供电端与用电端通过保护单元导通，此电路可以保持长时间短路保护且在通电情况下去除短路状况后可立即恢复运行，并不会损坏电路中的元器件。

Description

一种短路保护电路

技术领域

本实用新型涉及一种保护电路，更具体地说，它涉及一种短路保护电路。

背景技术

目前，市面上的短路保护电路基本都基于短时间短路保护，在短路保护后需要重新上电才可以继续运行，结合以上原因，如何让电路在短路状况去除后自动恢复运行正是本申请所考虑的问题所在。

为此，许多生产厂家和有识之士进行开发和研制，但至今尚未有较理想的产品面世。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，一方面，提供一种短路保护电路，该装置能够克服短路保护后需要重新上电才可以继续运行的缺点。

为实现上述目的，一方面，提供了如下技术方案：

一种短路保护电路，其连接于供电端和用电端之间，其包括有第一开关、短路开关单元和保护单元。

第一开关连接于供电端和用电端之间，用于控制供电端和用电端的通断。

短路开关单元分别连接至第一开关、供电端和用电端，用于控制第一开关的通断。

保护单元连接于供电端和用电端之间，用于在用电端短路时在供电端和用电端之间起缓冲作用；保护单元还连接至短路开关单元。

当第一开关导通时，供电端通过第一开关与用电端导通。

当用电端被短路时，则短路开关单元控制第一开关断开；当第一开关断开时，则供电端通过保护单元与用电端导通。

综上所述，上述技术方案具有以下有益效果：正常通电的情况下供电端与用电端通过第一开关导通，短路时，短路开关单元控制第一开关断开让供电端与用电端通过保护单元导通，此电路可以保持长时间短路保护且在通电情况下去除短路状况后可立即恢复运行，并不会损坏电路中的元器件。

附图说明

图1为一种短路保护电路的模块结构示意图；

图2为一种短路保护电路的电路结构示意图。

附图标记：1、第一开关；2、短路开关单元；21、第二开关；22、第三开关；23、第四开关；3、保护单元；4、供电端；5、用电端。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本实用新型能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本实用新型相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本实用新型的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本实用新型所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

如图1所示，一种短路保护电路，其连接于供电端4和用电端5之间，其包括有第一开关1、短路开关单元2和保护单元3；第一开关1连接于供电端4和用电端5之间，用于控制供电端4和用电端5的通断；短路开关单元2分别连接至第一开关1、供电端4和用电端5，用于控制第一开关1的通断；保护单元3连接于供电端4和用电端5之间，用于在用电端5短路时在供电端4和用电端5之间起缓冲作用；保护单元3还连接至短路开关单元2；当第一开关1导通时，供电端4通过第一开关1与用电端5导通；当用电端5被短路时，则短路开关单元2控制第一开关1断开；当第一开关1断开时，则供电端4通过保护单元3与用电端5导通。正常通电的情况下供电端4与用电端5通过第一开关1导通，短路时，短路开关单元2控制第一开关1断开让供电端4与用电端5通过保护单元3导通，此电路可以保持长时间短路保护且在通电情况下去除短路状况后可立即恢复运行，并不会损坏电路中的元器件。

短路开关单元2包括有第二开关21、第三开关22和第四开关23；第三开关22分别连接至第四开关23和供电端4，用于控制第四开关23的通断；第四开关23分别连接至第一开关1和供电端4，用于控制第一开关1的通断；当第一开关1导通时，供电端4通过第一开关1与用电端5导通，并且第二开关21导通；当第二开关21导通时，则第三开关22和第四开关23断开；当用电端5被短路时，则第二开关21断开，并且第三开关22导通；当第三开关22导通时，则第四开关23导通；当第四开关23导通时，则第一开关1断开，当第一开关1断开时，则供电端4通过保护单元3与用电端5导通。

第一开关1、第二开关21、第三开关22和第四开关23可以是任何形式的晶体管，例如场效应晶体管(Field Effect Transistor，FET)、双极型晶体管(Bipolar JunctionTransistor，BJT)或者三极管。

如果选用场效应晶体管，则控制极为场效应晶体管的栅极(G极)，第一电流导通极为场效应晶体管的漏极(D极)，第二电流导通极为场效应晶体管的源极(S极)；或者第一电流导通极为场效应晶体管的源极，第二电流导通极为场效应晶体管的漏极。本领域的技术人员应当理解，在具体的电路设计中，为了促进电路功能的实现，可以根据电路的实际情况灵活地将某个场效应晶体管的源极和漏极进行互换。

如果选用三极管，则控制极为三极管的基极(B极)，第一电流导通极为三极管的发射极(E极)，第二电流导通极为三极管的集电极(C极)；或者第一电流导通极为发射极，第二电流导通极为集电极。本领域的技术人员应当理解，在具体的电路设计中，为了促进电路功能的实现，可以根据电路的实际情况灵活地将某个三极管的发射极和集电极进行互换。

本实用新型各晶体管还可以是薄膜晶体管(TFT，Thin Film Transistor)，此时，晶体管的控制极指的是薄膜晶体管的栅极，第一电流导通极为薄膜晶体管的漏极，第二电流导通极薄膜晶体管的源极：或者第一电流导通极为漏极，第二电流导通极为源极。本领域的技术人员应当理解，在具体的电路设计中，为了促进电路功能的实现，可以根据电路的实际情况灵活地将某个薄膜晶体管的源极和漏极进行互换。

如图2所示为本实用新型的一种实施方式，第一开关1为场效应管Q1，场效应管Q1的源极连接至用电端5，场效应管Q1的漏极分别连接至第二开关21和用电端5，场效应管Q1的栅极接地。

第二开关21为三极管Q2，三极管Q2的基极连接至场效应管Q1的漏极和用电端5并通过保护单元3连接至供电端4，三极管Q2的集电极分别连接至供电端4和第三开关22，三极管Q2的发射极接地。

第三开关22为三极管Q3，三极管Q3的基极连接至供电端4，三极管Q3的集电极连接至第四开关23，三极管Q3的发射极接地。

第四开关23为三极管Q4，三极管Q4的基极连接至三极管Q3的集电极，三极管Q4的发射极连接至场效应管Q1的源极和供电端4，三极管Q4的集电极接地。

保护单元3为电阻R2，电阻R2的第一端连接至供电端4，电阻R2的第二端连接至用电端5和三极管Q2的基极。在短路时作为负载电阻。

还包括有磁珠FB1，场效应管Q1的漏极、电阻R2的第二端和三极管Q2的基极通过磁珠FB1连接至用电端5。磁珠FB1起到滤波的作用。

优选地，场效应管Q1为增强型P沟道绝缘栅场效应管，场效应管Q1的源极连接至用电端5并且通过电阻R4和电阻R7接地，场效应管Q1的漏极分别连接至第二开关21和用电端5，场效应管Q1的栅极通过电阻R7接地。

优选地，，三极管Q2为NPN结构型三极管，三极管Q2的基极通过电阻R3连接至用电端5和场效应管Q1的漏极，通过保护单元3连接至供电端4以及通过电阻R5接地，三极管Q2的集电极连接至第三开关22并通过电阻1连接至供电端4，三极管Q2的发射极接地。

优选地，三极管Q3为NPN结构型三极管，三极管Q3的基极通过电阻R1连接至供电端4，三极管Q3的集电极连接至第四开关23，三极管Q3的发射极通过电阻R6接地。

优选地，三极管Q4为PNP结构型三极管，三极管Q4的基极连接至三极管Q3的集电极，三极管Q4的发射极连接至场效应管Q1的源极和供电端4，三极管Q4的集电极通过电阻R7接地。

电阻R3、电阻R5与电阻R1、电阻R6的选型满足三极管Q2、三极管Q3作为开关使用时工作在饱和区或者截止区；并且在同等电压下，电阻R3、电阻R5与电阻R1、电阻R6满足三极管Q2优先于三极管Q3进入开关状态。

当供电端4输入电压时，电压在增加过程中，场效应管Q1由于电阻R4和电阻R7的分压，场效应管Q1持续输出电压；经电阻R3与电阻R5分压后，在三极管Q2的基极加载电压；供电端4的输入电压通过电阻R1与电阻R6分压，在三极管Q3的基极加载电压，在同一时刻，电压相等的情况下，由于电阻R3与电阻R5分压优先在三极管Q2的基极达到三极管Q2需要的导通电压，此时三极管Q3还未开通，但由于三极管Q2的导通触发三极管Q3关闭，保证了三极管Q4处于关闭状态，在输入电压上升过程中，三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4分别一直维持开通、关闭和关闭的状态，直至用电端5电压上升到供电端4的输入电压并持续输出。

当用电端5短路时，三极管Q2的基极由开通电压下降至0V，导致三极管Q2关闭，输入电压经过电阻R1与电阻R6分压使得三极管Q3开通，三极管Q3的开通触发三极管Q4开通，场效应管Q1的源极与栅极等电压，导致场效应管Q1关闭，由于用电端5短路，此时电阻R2为负载电阻，保证输出短路时，不会造成元器件的损坏，此时供电端4保持输入电压，用电端5为0V。

在短路状态下将短路状态排除时，由于场效应管Q1的输出端无电压，供电端4的电压将重新经电阻R2在三极管Q2基极加载电压，整个电路系统将重新启动，即可做到排除故障自恢复。

此电路要点在于三极管Q2与三极管Q3的导通顺序，必须为三极管Q2优先于三极管Q3导通。

整个电路在输入电压与工作电流确定的情况下，可根据元器件工作电压与电流匹配适用的元器件。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种短路保护电路，其连接于供电端(4)和用电端(5)之间，其特征在于，包括有第一开关(1)、短路开关单元(2)和保护单元(3)；

所述第一开关(1)连接于供电端(4)和用电端(5)之间，用于控制供电端(4)和用电端(5)的通断；

所述短路开关单元(2)分别连接至第一开关(1)、供电端(4)和用电端(5)，用于控制第一开关(1)的通断；

所述保护单元(3)连接于供电端(4)和用电端(5)之间，用于在所述用电端(5)短路时在供电端(4)和用电端(5)之间起缓冲作用；所述保护单元(3)还连接至短路开关单元(2)；

当所述第一开关(1)导通时，供电端(4)通过第一开关(1)与用电端(5)导通；

当所述用电端(5)被短路时，则所述短路开关单元(2)控制第一开关(1)断开；当所述第一开关(1)断开时，则所述供电端(4)通过保护单元(3)与用电端(5)导通。

2.根据权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述短路开关单元(2)包括有第二开关(21)、第三开关(22)和第四开关(23)；

所述第二开关(21)分别连接至第一开关(1)、第三开关(22)、供电端(4)、用电端(5)和保护单元(3)，用于控制第三开关(22)的通断；

所述第三开关(22)分别连接至第四开关(23)和供电端(4)，用于控制所述第四开关(23)的通断；

所述第四开关(23)分别连接至第一开关(1)和供电端(4)，用于控制所述第一开关(1)的通断；

当所述第一开关(1)导通时，所述供电端(4)通过第一开关(1)与用电端(5)导通，并且所述第二开关(21)导通；当所述第二开关(21)导通时，则所述第三开关(22)和第四开关(23)断开；

当所述用电端(5)被短路时，则所述第二开关(21)断开，并且所述第三开关(22)导通；当所述第三开关(22)导通时，则所述第四开关(23)导通；当所述第四开关(23)导通时，则所述第一开关(1)断开，当所述第一开关(1)断开时，则所述供电端(4)通过保护单元(3)与用电端(5)导通。

3.根据权利要求2所述的短路保护电路，其特征在于，所述第一开关(1)为场效应管Q1，所述场效应管Q1的源极连接至用电端(5)，所述场效应管Q1的漏极分别连接至第二开关(21)和用电端(5)，所述场效应管Q1的栅极接地。

4.根据权利要求3所述的短路保护电路，其特征在于，所述第二开关(21)为三极管Q2，所述三极管Q2的基极连接至场效应管Q1的漏极和用电端(5)并通过保护单元(3)连接至供电端(4)，所述三极管Q2的集电极分别连接至供电端(4)和第三开关(22)，所述三极管Q2的发射极接地。

5.根据权利要求4所述的短路保护电路，其特征在于，所述第三开关(22)为三极管Q3，所述三极管Q3的基极连接至供电端(4)，所述三极管Q3的集电极连接至第四开关(23)，所述三极管Q3的发射极接地。

6.根据权利要求5所述的短路保护电路，其特征在于，所述第四开关(23)为三极管Q4，所述三极管Q4的基极连接至三极管Q3的集电极，所述三极管Q4的发射极连接至场效应管Q1的源极和供电端(4)，所述三极管Q4的集电极接地。

7.根据权利要求6所述的短路保护电路，其特征在于，所述保护单元(3)为电阻R2，所述电阻R2的第一端连接至供电端(4)，所述电阻R2的第二端连接至用电端(5)和三极管Q2的基极。

8.根据权利要求7所述的短路保护电路，其特征在于，还包括有磁珠FB1，所述场效应管Q1的漏极、电阻R2的第二端和三极管Q2的基极通过磁珠FB1连接至用电端(5)。

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