CN216086603U

CN216086603U - 一种感性负载开关管保护电路

Info

Publication number: CN216086603U
Application number: CN202121450862.6U
Authority: CN
Inventors: 王业彪; 陆春军; 顾董塞
Original assignee: Shenzhen Jiatang Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Jiatang Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2021-06-29
Filing date: 2021-06-29
Publication date: 2022-03-18
Anticipated expiration: 2031-06-29

Abstract

本实用新型涉及一种感性负载开关管保护电路，包括供电电源、感性负载、放电电路及开关电路；开关电路包括P沟道的MOS管、缓冲电容、开关管，MOS管的漏极与供电电源输出端连接，MOS管的源极与感性负载的输入端连接，MOS管的栅极与开关管的控制端连接；MOS管的栅极与漏极之间并联缓冲电容；放电电路并联于感性负载的两端，在感性负载断电时对其感性电流进行放电。这种感性负载开关管保护电路，在开关电路的P沟道MOS管的栅极与漏极之间并联了一个缓冲电容，通过电容的放电特性，缓慢开启MOS，起到了MOS和负载的双重保护。此外其还在感性负载两端并联了一个放电电路，实现了感性负载的快速关断，保护了感性负载不被损坏。

Description

一种感性负载开关管保护电路

技术领域

本实用新型涉及感性负载保护电路技术领域，特别是涉及一种感性负载开关管保护电路。

背景技术

感性负载是指带有电感参数的负载。确切讲，应该是负载电流滞后负载电压一个相位差特性的为感性负载，如变压器、电动机负载等。由于感性负载在接通电源或者断开电源的一瞬间，会产生反电动势电压，该反向电压会导致各类问题，例如对开关电路产生损害；还有，由于感性负载驱动电路的回路断开时，感性负载中的电流不能发生突变，因此会存在残留电流，进而产生很高的浪涌电压，导致回路中的器件无法快速关断，也会对负载产生一定的危害。

实用新型内容

基于此，有必要针对感性负载对开关电路及负载本身会产生危害的问题，提供一种感性负载开关管保护电路。

一种感性负载开关管保护电路，包括供电电源、感性负载、放电电路及开关电路；所述开关电路包括P沟道的MOS管、缓冲电容、开关管，所述MOS管的漏极与供电电源输出端连接，所述MOS管的源极与感性负载的输入端连接，所述MOS管的栅极与开关管的控制端连接；所述MOS管的栅极与漏极之间并联所述缓冲电容；所述放电电路并联于感性负载的两端，在感性负载断电时对其感性电流进行放电。

其中，所述开关电路还包括控制单元，所述控制单元的一控制端与所述开关管的受控端连接，并通过所述开关管控制MOS管的开关。

其中，所述开关电路还包括第一电阻、第二电阻及第三电阻；所述第一电阻两端并联于所述MOS管的栅极与漏极之间；所述第二电阻连接于所述开关管的受控端与控制单元之间；所述第三电阻的一端与所述开关管的受控端连接，所述第三电阻的另一端接地。

优选地，放电电路包括续流二极管和电流泄放二极管；所述续流二极管的阴极与所述感性负载的第一端连接，所述续流二极管的阳极与所述电流泄放二极管的阳极连接；所述电流泄放二极管的阴极与所述感性负载的第二端连接。

优选地，所述放电电路还包括NMOS管，所述NMOS的漏极连接所述电流泄放二极管的阳极，所述NMOS的源极连接所述电流泄放二极管的阴极。

优选地，该感性负载开关管保护电路还包括保护二极管；所述保护二极管的阳极与所述NMOS管的漏极连接，所述保护二极管的阴极与所述NMOS管的栅极连接。

优选地，该感性负载开关管保护电路还包括第四电阻及第五电阻，所述第四电阻与所述保护二极管并联；所述第五电阻的第一端与所述控制单元的一控制端连接，所述第五电阻的第二端与所述NMOS的栅极连接。

优选地，所述续流二极管为肖特基二极管或普通二极管；所述电流泄放二极管为钳位二极管或者瞬态抑制二极管。

优选地，该感性负载开关管保护电路还包括温度传感器，所述温度传感器的探头设置于感性负载内，所述温度传感器的输出端与所述控制单元的一输入端连接；所述温度传感器检测到所述感性负载过温时，所述控制单元控制所述开关电路切断对所述感性负载的供电。

本实用新型技术方案，在开关电路的P沟道MOS管的栅极与漏极之间并联了一个缓冲电容，通过电容的放电特性，缓慢开启MOS，起到了MOS和负载的双重保护。此外其还在感性负载两端并联了一个放电电路，实现了感性负载的快速关断，保护了感性负载不被损坏。

附图说明

图1为本实用新型的感性负载开关管保护电路一实施例的电路连接结构示意图；

图2为为本实用新型的感性负载开关管保护电路另一实施例的电路连接结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、供电电源；2、感性负载；3、放电电路；D1、续流二极管；D2、电流泄放二极管；D3、保护二极管；Q3、NMOS管；R4、第四电阻；R5、第五电阻；4、控制单元；Q1、MOS管；C、缓冲电容；Q2、开关管；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；5、温度传感器。

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，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做清楚、完整的描述。显然，以下描述的具体细节只是本实用新型的一部分实施例，本实用新型还能够以很多不同于在此描述的其他实施例来实现。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

在一实施例中，请参阅图1及图2所示，一种感性负载开关管保护电路，包括供电电源1、感性负载2、放电电路3及开关电路；开关电路包括P沟道的MOS管Q1、缓冲电容C、开关管Q2，MOS管Q1的漏极与供电电源1输出端连接， MOS管Q1的源极与感性负载2的输入端连接，MOS管Q1的栅极与开关管Q2的控制端连接；MOS管Q1的栅极与漏极之间并联缓冲电容C；放电电路3并联于感性负载2的两端，在感性负载2断电时对其感性电流进行放电。

本实用新型技术方案，在开关电路的P沟道MOS管Q1的栅极与漏极之间并联了一个缓冲电容C，通过电容的放电特性，缓慢开启MOS，起到了MOS和负载的双重保护。此外其还在感性负载2两端并联了一个放电电路3，实现了感性负载2的快速关断，保护了感性负载2不被损坏。

在本实验新型实施例的基础上，进一步地，开关电路还包括控制单元4，控制单元4的一控制端与开关管Q2的受控端连接，并通过开关管Q2控制MOS管 Q1的开关。

其中，开关电路还包括第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3；第一电阻R1两端并联于MOS管Q1的栅极与漏极之间；第二电阻R2连接于开关管Q2 的受控端与控制单元4之间；第三电阻R3的一端与开关管Q2的受控端连接，第三电阻R3的另一端接地。

在本实用新型实施例中，放电电路3包括续流二极管D1和电流泄放二极管 D2；续流二极管D1的阴极与感性负载2的第一端连接，续流二极管D1的阳极与电流泄放二极管D2的阳极连接；电流泄放二极管D2的阴极与感性负载2的第二端连接。

具体地，放电电路3还包括NMOS管Q3，NMOS的漏极连接电流泄放二极管 D2的阳极，NMOS的源极连接电流泄放二极管D2的阴极。当然，其也可以为PMOS 管，其不以本实施例中描述为限制。

进一步地，该感性负载开关管保护电路还包括保护二极管D3；保护二极管 D3的阳极与NMOS管Q3的漏极连接，保护二极管D3的阴极与NMOS管Q3的栅极连接。其中，该感性负载开关管保护电路还包括第四电阻R4及第五电阻R5，第四电阻R4与保护二极管D3并联；第五电阻R5的第一端与控制单元的一控制端连接，第五电阻R5的第二端与NMOS的栅极连接。

具体地，续流二极管D1为肖特基二极管或普通二极管；电流泄放二极管D2 为钳位二极管或者瞬态抑制二极管。当然，其也可以使用其他可实现功能的二极管，其不以本实施例中描述为限制。

在感性负载2供电断开后，感性负载2内部存在残留的电流，续流二极管 D1导通，电流泄放二极管D2反向击穿，实现了感性负载2的快速关断。而在感性负载2无需快速关断时，当感性负载2供电通路断开后，可通过使开关器件 NMOS管Q3导通，连通电流泄放二极管D2的并联通路，使得电流泄放二极管D2 被短路。此时，由于能够快速消耗感性负载2上能量的电流泄放二极管D2未被击穿，因此会利用回路中感性负载2的寄生阻抗来消耗能量，实现感性负载2 的续流关断。

在本实施例中，该感性负载开关管保护电路还包括温度传感器5，温度传感器5的探头设置于感性负载2内，温度传感器5的输出端与控制单元的一输入端连接；温度传感器5检测到感性负载2过温时，控制单元控制开关电路切断对感性负载2的供电。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形、替换及改进，这些都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型专利的保护范围应以权利要求为准。

Claims

1.一种感性负载开关管保护电路，其特征在于，包括：供电电源、感性负载、放电电路及开关电路；所述开关电路包括P沟道的MOS管、缓冲电容、开关管，所述MOS管的漏极与供电电源输出端连接，所述MOS管的源极与感性负载的输入端连接，所述MOS管的栅极与开关管的控制端连接；所述MOS管的栅极与漏极之间并联所述缓冲电容；所述放电电路并联于感性负载的两端，在感性负载断电时对其感性电流进行放电。

2.根据权利要求1所述的感性负载开关管保护电路，其特征在于，所述开关电路还包括控制单元，所述控制单元的一控制端与所述开关管的受控端连接，并通过所述开关管控制MOS管的开关。

3.根据权利要求2所述的感性负载开关管保护电路，其特征在于，所述开关电路还包括第一电阻、第二电阻及第三电阻；所述第一电阻两端并联于所述MOS管的栅极与漏极之间；所述第二电阻连接于所述开关管的受控端与控制单元之间；所述第三电阻的一端与所述开关管的受控端连接，所述第三电阻的另一端接地。

4.根据权利要求2所述的感性负载开关管保护电路，其特征在于，放电电路包括续流二极管和电流泄放二极管；

所述续流二极管的阴极与所述感性负载的第一端连接，所述续流二极管的阳极与所述电流泄放二极管的阳极连接；所述电流泄放二极管的阴极与所述感性负载的第二端连接。

5.根据权利要求4所述的感性负载开关管保护电路，其特征在于，所述放电电路还包括NMOS管，所述NMOS的漏极连接所述电流泄放二极管的阳极，所述NMOS的源极连接所述电流泄放二极管的阴极。

6.根据权利要求5所述的感性负载开关管保护电路，其特征在于，还包括保护二极管；所述保护二极管的阳极与所述NMOS管的漏极连接，所述保护二极管的阴极与所述NMOS管的栅极连接。

7.根据权利要求6所述的感性负载开关管保护电路，其特征在于，还包括第四电阻及第五电阻，所述第四电阻与所述保护二极管并联；所述第五电阻的第一端与所述控制单元的一控制端连接，所述第五电阻的第二端与所述NMOS的栅极连接。

8.根据权利要求4所述的感性负载开关管保护电路，其特征在于，所述续流二极管为肖特基二极管或普通二极管；所述电流泄放二极管为钳位二极管或者瞬态抑制二极管。

9.根据权利要求2所述的感性负载开关管保护电路，其特征在于，还包括温度传感器，所述温度传感器的探头设置于感性负载内，所述温度传感器的输出端与所述控制单元的一输入端连接；所述温度传感器检测到所述感性负载过温时，所述控制单元控制所述开关电路切断对所述感性负载的供电。