CN216794614U - 一种mos管过流保护的自锁装置及自锁保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种MOS管过流保护的自锁装置及自锁保护电路，属于电子技术领域。所述自锁装置包括：控制器、MOS管驱动电路、电流过流判断电路和自锁保护电路；其中：所述控制器与所述MOS管驱动电路连接，用于输出控制信号给MOS管驱动电路，使MOS管驱动电路控制MOS管导通或截止，以使与MOS管连接的负载回路导通或截止；所述电流过流判断电路与负载回路连接，用于采样负载回路的电压信号是否超过设定值，输出反馈信号给自锁保护电路；所述自锁保护电路分别与MOS管驱动电路和电流过流判断电路连接，用于根据所述反馈信号输出自锁信号给MOS管驱动电路，使MOS管驱动电路控制MOS管持续截止。从而在进行MOS管过流保护时，增加自锁机制，提高硬件保护的可靠性。

Description

一种MOS管过流保护的自锁装置及自锁保护电路

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种MOS管过流保护的自锁装置及自锁保护电路。

背景技术

MOS管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，简称MOS，金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管）由于其控制简单、导通阻抗低和开关速度高等特点广泛应用于各种生产实践中。MOS管常用于接口电路，用来驱动各种负载。如果系统比较复杂，在组装阶段和使用阶段中，经常出现接口连接错误和负载异常等问题，当通过MOS管的电流过大，会造成MOS管和负载功率过大烧毁，造成不必要的损失，因此MOS管的过流保护在实际使用中非常重要。

目前，常用的MOS管过流保护方法是通过检测负载电流，由控制器来检测判断，超出限值进行保护。这种方法反应慢，对软件的依赖性很高，在软件任务堵塞时如果发生负载过流，软件无法及时对MOS管进行过流保护造成MOS管和负载功率过大烧毁。

因此，如何使用硬件方式来实现MOS管的过流保护在某些场景就显得很重要。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供的一种MOS管过流保护的自锁装置及自锁保护电路，旨在解决目前通过软件方法无法及时对MOS管进行过流保护造成MOS管和负载功率过大烧毁的问题。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本实用新型的一个方面，提供的一种MOS管过流保护的自锁装置，所述自锁装置包括：控制器、MOS管驱动电路、电流过流判断电路和自锁保护电路；其中：

所述控制器与所述MOS管驱动电路连接，用于输出控制信号给所述MOS管驱动电路，使所述MOS管驱动电路控制MOS管导通或截止，以使与所述MOS管连接的负载回路导通或截止；

所述电流过流判断电路与负载回路连接，用于采样所述负载回路的电压信号是否超过设定值，输出反馈信号给所述自锁保护电路；

所述自锁保护电路分别与所述MOS管驱动电路和所述电流过流判断电路连接，用于根据所述反馈信号输出自锁信号给所述MOS管驱动电路，使所述MOS管驱动电路控制MOS管持续截止。

在一个可能的设计中，所述控制器与所述MOS管驱动电路连接，用于输出控制信号给所述MOS管驱动电路，使所述MOS管驱动电路控制MOS管导通或截止，以使与所述MOS管连接的负载回路导通或截止；包括：

所述控制器输出低电平控制信号给所述MOS管驱动电路，使所述MOS管驱动电路控制MOS管截止，使与所述MOS管连接的负载回路截止，使负载回路没有电流通过；

所述控制器输出高电平控制信号给所述MOS管驱动电路，使所述MOS管驱动电路控制MOS管导通，使与所述MOS管连接的负载回路导通，使负载回路有电流通过。

在一个可能的设计中，所述电流过流判断电路包括：电流采样电路和过流判断电路，所述电流采样电路与所述过流判断电路连接；其中：

所述电流采样电路用于采样负载回路的电流信号，并将电流信号转换成电压信号，传输给所述过流判断电路；

所述过流判断电路，用于判断所述电压信号是否超过设定值，输出反馈信号给所述自锁保护电路。

在一个可能的设计中，所述自锁保护电路分别与所述MOS管驱动电路和所述电流过流判断电路连接，用于根据所述反馈信号输出自锁信号给所述MOS管驱动电路，使所述MOS管驱动电路控制MOS管持续截止；包括：

所述自锁保护电路接收到所述电流过流判断电路输出的高电平的反馈信号时，所述自锁保护电路输出高电平的自锁信号给所述MOS管驱动电路，使所述MOS管驱动电路控制MOS管持续导通；

所述自锁保护电路接收到所述电流过流判断电路输出的低电平的反馈信号时，所述自锁保护电路输出低电平的自锁信号给所述MOS管驱动电路，拉低MOS控制信号，使所述MOS管驱动电路控制MOS管持续截止。

在一个可能的设计中，所述自锁保护电路包括：第一PMOS管、第二NMOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和电容；其中：

所述第一PMOS管的源极通过所述第一电阻连接至控制器的控制信号输出端，栅极通过所述第二电阻连接至控制器的控制信号输出端，漏极通过所述第三电阻后接地；

所述第二NMOS管的栅极与所述第一PMOS管的漏极连接，源极接地，漏极与所述第一PMOS管的栅极连接，且漏极也通过所述第二电阻连接至控制器的控制信号输出端；所述第二NMOS管的漏极输出作为自锁信号输出连接至所述MOS管驱动电路的MOS控制信号，且漏极也连接至所述电流过流判断电路的反馈信号输出端；

所述电容连接在所述第二NMOS管的栅极和源极之间。

在一个可能的设计中，所述自锁保护电路还包括：二极管，所述二极管的正极连接至所述第二NMOS管的漏极，负极连接至所述电流过流判断电路的反馈信号输出端。

在一个可能的设计中，所述自锁保护电路还包括：第四电阻，所述第四电阻的一端连接至所述第二NMOS管的漏极，另一端接地。

根据本实用新型的另一个方面，提供的一种自锁保护电路，所述自锁保护电路包括：第一PMOS管、第二NMOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和电容；其中：

所述第一PMOS管的源极通过所述第一电阻连接至控制器的控制信号输出端，栅极通过所述第二电阻连接至控制器的控制信号输出端，漏极通过所述第三电阻后接地；

所述第二NMOS管的栅极与所述第一PMOS管的漏极连接，源极接地，漏极与所述第一PMOS管的栅极连接，且漏极也通过所述第二电阻连接至控制器的控制信号输出端；所述第二NMOS管的漏极输出作为自锁信号输出连接至所述MOS管驱动电路的MOS控制信号，且漏极也连接至所述电流过流判断电路的反馈信号输出端；

所述电容连接在所述第二NMOS管的栅极和源极之间。

在一个可能的设计中，所述自锁保护电路还包括：二极管，所述二极管的正极连接至所述第二NMOS管的漏极，负极连接至所述电流过流判断电路的反馈信号输出端。

在一个可能的设计中，所述自锁保护电路还包括：第四电阻，所述第四电阻的一端连接至所述第二NMOS管的漏极，另一端接地。

与相关技术相比，本实用新型实施例提出的一种MOS管过流保护的自锁装置及自锁保护电路，通过提供一种MOS管过流保护的自锁装置，包括：控制器、MOS管驱动电路、电流过流判断电路和自锁保护电路；其中：所述控制器与所述MOS管驱动电路连接，输出控制信号MCU-CTRL给所述MOS管驱动电路，使所述MOS管驱动电路控制MOS管导通或截止，以使与所述MOS管连接的负载回路导通或截止；所述电流过流判断电路与负载回路连接，采样所述负载回路的电压信号是否超过设定值，输出反馈信号FB给所述自锁保护电路；所述自锁保护电路分别与所述MOS管驱动电路和所述电流过流判断电路连接，根据所述反馈信号FB输出自锁信号给所述MOS管驱动电路，使所述MOS管驱动电路控制MOS管持续截止。从而提供适用于MOS管过流保护的自锁装置，在进行MOS管过流保护时，增加自锁机制，在电路连接正常负载工作时，过流保护和自锁不会开启，控制器可以对MOS管进行打开关闭等操作，在负载电流超过设定值时，过流保护和自锁功能开启，关闭MOS管，快速进行保护，提高硬件保护的可靠性。从而可以解决目前通过软件方法无法及时对MOS管进行过流保护造成MOS管和负载功率过大烧毁的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种MOS管过流保护的自锁装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种MOS管过流保护的自锁装置中电流过流判断电路的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种MOS管过流保护的自锁装置中自锁保护电路的电路示意图；

图4为应用本实用新型实施例提供的一种MOS管过流保护的自锁装置对N沟道MOS管进行过流自锁保护的电路示意图；

图5为应用本实用新型实施例提供的一种MOS管过流保护的自锁装置对P沟道MOS管进行过流自锁保护的电路示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本实用新型的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求收及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

在一个实施例中，如图1所示，一种MOS管过流保护的自锁装置，所述自锁装置100包括：控制器10、MOS管驱动电路20、电流过流判断电路30和自锁保护电路40；其中：

所述控制器10与所述MOS管驱动电路20连接，用于输出控制信号MCU-CTRL给所述MOS管驱动电路20，使所述MOS管驱动电路20控制MOS管导通或截止，以使与所述MOS管连接的负载回路导通或截止；

所述电流过流判断电路30与负载回路连接，用于采样所述负载回路的电压信号是否超过设定值，输出反馈信号FB给所述自锁保护电路40；

所述自锁保护电路40分别与所述MOS管驱动电路20和所述电流过流判断电路30连接，用于根据所述反馈信号FB输出自锁信号给所述MOS管驱动电路20，使所述MOS管驱动电路20控制MOS管持续截止。

在本实施例中，通过提供一种MOS管过流保护的自锁装置，包括：控制器、MOS管驱动电路、电流过流判断电路和自锁保护电路；其中：所述控制器与所述MOS管驱动电路连接，输出控制信号MCU-CTRL给所述MOS管驱动电路，使所述MOS管驱动电路控制MOS管导通或截止，以使与所述MOS管连接的负载回路导通或截止；所述电流过流判断电路与负载回路连接，采样所述负载回路的电压信号是否超过设定值，输出反馈信号FB给所述自锁保护电路；所述自锁保护电路分别与所述MOS管驱动电路和所述电流过流判断电路连接，根据所述反馈信号FB输出自锁信号给所述MOS管驱动电路，使所述MOS管驱动电路控制MOS管持续截止。从而提供适用于MOS管过流保护的自锁装置，在进行MOS管过流保护时，增加自锁机制，在电路连接正常负载工作时，过流保护和自锁不会开启，控制器可以对MOS管进行打开关闭等操作，在负载电流超过设定值时，过流保护和自锁功能开启，关闭MOS管，快速进行保护，提高硬件保护的可靠性。从而可以解决目前通过软件方法无法及时对MOS管进行过流保护造成MOS管和负载功率过大烧毁的问题。

在一个实施例中，所述控制器10与所述MOS管驱动电路20连接，用于输出控制信号MCU-CTRL给所述MOS管驱动电路20，使所述MOS管驱动电路20控制MOS管导通或截止，以使与所述MOS管连接的负载回路导通或截止。

具体地，所述控制器10与所述MOS管驱动电路20连接，输出低电平控制信号MCU-CTRL给所述MOS管驱动电路20，使所述MOS管驱动电路20控制MOS管截止，使与所述MOS管连接的负载回路截止，使负载回路没有电流通过；

所述控制器与10所述MOS管驱动电路20连接，输出高电平控制信号MCU-CTRL给所述MOS管驱动电路20，使所述MOS管驱动电路20控制MOS管导通，使与所述MOS管连接的负载回路导通，使负载回路有电流通过。

在一个实施例中，所述MOS管驱动电路20与MOS管连接，用于根据所述控制器10输出的控制信号MCU-CTRL驱动与其连接的所述MOS管导通或截止，以使与所述MOS管连接的负载回路导通或截止。

在一个实施例中，如图2所示，所述电流过流判断电路30与负载回路连接，用于采样所述负载回路的电压信号是否超过设定值，输出反馈信号FB给所述自锁保护电路40。

具体地，所述电流过流判断电路30包括：电流采样电路31和过流判断电路32，所述电流采样电路31与所述过流判断电路32连接；其中：

所述电流采样电路31用于采样负载回路的电流信号，并将电流信号转换成电压信号，传输给所述过流判断电路32；

所述过流判断电路32，用于判断所述电压信号是否超过设定值，输出反馈信号FB给所述自锁保护电路40。

在所述控制器10输出高电平控制信号MCU-CTRL给所述MOS管驱动电路20，使所述MOS管驱动电路20控制MOS管导通时，与所述MOS管连接的负载回路导通，负载回路有电流通过。电流采样电路31采样负载回路的电流信号，将所述电流信号转换成电压信号，并将所述电压信号传输给所述过流判断电路32。所述过流判断电路32判断所述电压信号是否超过设定值，如果判断所述电压信号没有超过设定值，则负载回路的负载电流信号正常，则输出高电平的反馈信号FB给所述自锁保护电路40；如果判断所述电压信号超过设定值，则负载回路发生短路或者负载电流信号过流，则输出低电电平的反馈信号FB给所述自锁保护电路40。

在一个实施例中，所述自锁保护电路40分别与所述MOS管驱动电路20和所述电流过流判断电路30连接，用于根据所述反馈信号FB输出自锁信号给所述MOS管驱动电路20，使所述MOS管驱动电路20控制MOS管持续截止。

具体地，所述自锁保护电路40接收到所述电流过流判断电路30输出的高电平的反馈信号FB时，所述自锁保护电路40输出高电平的自锁信号给所述MOS管驱动电路20，使所述MOS管驱动电路20控制MOS管持续导通。

所述自锁保护电路40接收到所述电流过流判断电路30输出的低电平的反馈信号FB时，所述自锁保护电路40输出低电平的自锁信号给所述MOS管驱动电路20，拉低MOS控制信号MOS-CTRL，使所述MOS管驱动电路20控制MOS管持续截止（关闭）。

在本实施例中，通过提供适用于MOS管过流保护的自锁装置，在进行MOS管过流保护时，增加自锁机制，在电路连接正常负载工作时，过流保护和自锁不会开启，控制器可以对MOS管进行打开关闭等操作，在负载电流超过设定值时，过流保护和自锁功能开启，关闭MOS管，快速进行保护，提高硬件保护的可靠性。从而可以解决目前通过软件方法无法及时对MOS管进行过流保护造成MOS管和负载功率过大烧毁的问题。

本实用新型提供的一种适用于MOS管过流保护的自锁装置，在具体工作时，其工作过程如下：

所述控制器10输出低电平控制信号MCU-CTRL给所述MOS管驱动电路20，所述MOS管驱动电路20控制MOS管截止，使与所述MOS管连接的负载回路截止，使负载回路没有电流通过。

所述控制器10输出高电平控制信号MCU-CTRL给所述MOS管驱动电路20，所述MOS管驱动电路20控制MOS管导通，使与所述MOS管连接的负载回路导通，使负载回路有电流通过。此时，电流采样电路31采样负载回路的电流信号，将所述电流信号转换成电压信号，并将所述电压信号传输给所述过流判断电路32。所述过流判断电路32判断所述电压信号是否超过设定值，如果判断所述电压信号没有超过设定值，则负载回路的负载电流信号正常，则输出高电平的反馈信号FB给所述自锁保护电路40，所述自锁保护电路40输出高电平的自锁信号给所述MOS管驱动电路20，使所述MOS管驱动电路20控制MOS管持续导通；如果判断所述电压信号超过设定值，则负载回路发生短路或者负载电流信号过流，则输出低电电平的反馈信号FB给所述自锁保护电路40，所述自锁保护电路40输出低电平的自锁信号给所述MOS管驱动电路20，拉低MOS控制信号MOS-CTRL，使所述MOS管驱动电路20控制MOS管持续截止（关闭）。

在本实施例中，通过提供适用于MOS管过流保护的自锁装置，在进行MOS管过流保护时，增加自锁机制，在电路连接正常负载工作时，过流保护和自锁不会开启，控制器可以对MOS管进行打开关闭等操作，在负载电流超过设定值时，过流保护和自锁功能开启，关闭MOS管，快速进行保护，提高硬件保护的可靠性。从而可以解决目前通过软件方法无法及时对MOS管进行过流保护造成MOS管和负载功率过大烧毁的问题。

在一个实施例中，如图3所示，所述自锁保护电路40包括：第一PMOS管Q1、第二NMOS管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、电容C1、二极管D1。其中：

所述第一PMOS管Q1的源极通过所述第一电阻R1连接至控制器10的控制信号MCU-CTRL输出端，栅极通过所述第二电阻R2连接至控制器10的控制信号MCU-CTRL输出端，漏极通过所述第三电阻R3后接地。

所述第二NMOS管Q2的栅极与所述第一PMOS管Q1的漏极连接，漏极与所述第一PMOS管Q1的栅极连接，且漏极也通过所述第二电阻R2连接至控制器10的控制信号MCU-CTRL输出端，源极接地。所述第二NMOS管Q2的漏极输出作为自锁信号输出连接至所述MOS管驱动电路的MOS控制信号MOS-CTRL。

所述电容C1连接在所述第二NMOS管Q2的栅极和源极之间。

所述第四电阻R4的一端连接至所述第二NMOS管Q2的漏极，另一端接地。

所述二极管D1的正极连接至所述第二NMOS管Q2的漏极，负极连接至所述电流过流判断电路30的反馈信号FB输出端，具体为，所述二极管D1的负极连接在所述过流判断电路32的反馈信号FB输出端，负载电流过流时反馈信号FB为低电平，负载电流正常时反馈信号FB为高电平。

在一个优选实施例中，所述第一PMOS管Q1为小电流P沟道MOS管，所述第二NMOS管Q2为小电流N沟道MOS管。所述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4为通用电阻，其中，第一电阻R1、第二电阻R2选用小阻值，例如1KΩ，第三电阻R3、第四电阻R4选用大阻值，例如100KΩ。所述电容C1为通用电容，选用100nf。所述二极管D1为小电流肖特基二极管。所述控制器的控制信号输出端MCU-CTRL为控制信号高电平有效；所述MOS管驱动电路的MOS控制信号MOS-CTRL为MOS控制信号高电平有效。

在图3中，所述控制器10输出低电平控制信号MCU-CTRL给所述MOS管驱动电路20，所述MOS管驱动电路20控制MOS管截止，使与所述MOS管连接的负载回路截止，使负载回路没有电流通过。

所述控制器10输出高电平控制信号MCU-CTRL，使MOS控制信号MOS-CTRL为高电平，所述MOS管驱动电路20控制MOS管导通，使与所述MOS管连接的负载回路导通，使负载回路有电流通过。此时，第一PMOS管Q1的栅极为高电平，第一PMOS管Q1不导通，第二NMOS管Q2的栅极为低电平，第二NMOS管Q2也不导通。此时，如果所述电流过流判断电路30判断负载回路的电压信号没有超过设定值，则负载回路的负载电流信号正常，则输出高电平的反馈信号FB给所述自锁保护电路40，MOS控制信号MOS-CTRL为高电平，所述MOS管驱动电路20控制MOS管保持持续导通。如果所述电流过流判断电路30判断负载回路的电压信号超过设定值，则负载回路发生短路或者负载电流信号过流，则输出低电电平的反馈信号FB给所述自锁保护电路40，MOS控制信号MOS-CTRL被拉为低电平，所述MOS管驱动电路20控制MOS管瞬间关闭，同时第一PMOS管Q1的栅极为低电平，第一PMOS管Q1导通，第二NMOS管Q2的栅极约等于高电平控制信号MCU-CTRL，高电平控制信号MCU-CTRL通过第一电阻R1迅速给电容C1充电，第二NMOS管Q2的栅极为高电平，第二NMOS管Q2导通，MOS控制信号MOS-CTRL被持续拉为低电平，所述MOS管驱动电路20控制MOS管持续截止（关闭）。在负载回路发生短路或者负载电流信号过流的异常处理完成后，只需要所述控制器10重新输出高电平控制信号MCU-CTRL即可以使所述自锁装置恢复正常。

在本实施例中，通过提供适用于MOS管过流保护的自锁装置，在进行MOS管过流保护时，增加自锁机制，在电路连接正常负载工作时，过流保护和自锁不会开启，控制器可以对MOS管进行打开关闭等操作，在负载电流超过设定值时，过流保护和自锁功能开启，关闭MOS管，快速进行保护，提高硬件保护的可靠性。从而可以解决目前通过软件方法无法及时对MOS管进行过流保护造成MOS管和负载功率过大烧毁的问题。

为了便于理解本实用新型的以上发明构思，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型的以上发明构思进行更详细的说明。

在一个实施例中，如图4所示，为应用本实用新型实施例提供的一种MOS管过流保护的自锁装置对N沟道MOS管进行过流自锁保护的电路示意图。

在本实施例中，所述MOS管过流保护的自锁装置应用于第三NMOS管Q3进行过流自锁保护，即所述MOS管为第三NMOS管Q3。

如图1至图4所示，一种MOS管过流保护的自锁装置，所述自锁装置100包括：控制器10、MOS管驱动电路20、电流过流判断电路30、自锁保护电路40。

所述控制器10与所述MOS管驱动电路20连接，用于输出控制信号MCU-CTRL给所述MOS管驱动电路20，使所述MOS管驱动电路20控制第三NMOS管Q3导通或截止，以使与所述第三NMOS管Q3连接的负载回路导通或截止。

在本实施例中，所述负载回路包括负载电阻RL和与其连接的负载电源LOAD_POWER。

所述电流过流判断电路30与负载回路连接，用于采样所述负载回路的电压信号是否超过设定值，输出反馈信号FB给所述自锁保护电路40。所述电流过流判断电路30包括：电流采样电路31和过流判断电路32，所述电流采样电路31与所述过流判断电路32连接；其中：所述电流采样电路31用于采样负载回路的电流信号，并将电流信号转换成电压信号，传输给所述过流判断电路32。

在本实施例中，所述电流采样电路31包括采样电阻RT。

所述过流判断电路32，用于判断所述电压信号是否超过设定值，输出反馈信号FB给所述自锁保护电路40。

所述自锁保护电路40分别与所述MOS管驱动电路20和所述电流过流判断电路30连接，用于根据所述反馈信号FB输出自锁信号给所述MOS管驱动电路20，使所述MOS管驱动电路20控制第三NMOS管Q3持续截止。所述自锁保护电路40包括：第一PMOS管Q1、第二NMOS管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、电容C1、二极管D1。其中：

所述第一PMOS管Q1的源极通过所述第一电阻R1连接至控制器10的控制信号MCU-CTRL输出端，栅极通过所述第二电阻R2连接至控制器10的控制信号MCU-CTRL输出端，漏极通过所述第三电阻R3后接地。

所述第二NMOS管Q2的栅极与所述第一PMOS管Q1的漏极连接，漏极与所述第一PMOS管Q1的栅极连接，且漏极也通过所述第二电阻R2连接至控制器10的控制信号MCU-CTRL输出端，源极接地。所述第二NMOS管Q2的漏极输出作为自锁信号输出连接至所述MOS管驱动电路的MOS控制信号MOS-CTRL。

所述电容C1连接在所述第二NMOS管Q2的栅极和源极之间。

所述第四电阻R4的一端连接至所述第二NMOS管Q2的漏极，另一端接地。

所述二极管D1的正极连接至所述第二NMOS管Q2的漏极，负极连接在所述过流判断电路32的反馈信号FB输出端，负载电流过流时反馈信号FB为低电平，负载电流正常时反馈信号FB为高电平。

所述第三NMOS管Q3的栅极连接至第二NMOS管Q2的漏极，漏极通过采样电阻RT和负载电阻RL后连接至负载电源LOAD_POWER端，源极接地。

所述过流判断电路32连接至所述采样电阻RT，其反馈信号FB输出端连接至所述二极管D1的负极。

所述第一PMOS管Q1为小电流P沟道MOS管，所述第二NMOS管Q2为小电流N沟道MOS管，所述第三NMOS管Q3为大电流功率N沟道MOS管。所述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4为通用电阻，其中，第一电阻R1、第二电阻R2选用小阻值，例如1KΩ，第三电阻R3、第四电阻R4选用大阻值，例如100KΩ。所述电容C1为通用电容，选用100nf。所述二极管D1为小电流肖特基二极管。所述采样电阻RT选用mΩ级别，如100mΩ。

在图1至图4中，所述控制器10输出低电平控制信号MCU-CTRL给所述MOS管驱动电路20，所述MOS管驱动电路20控制第三NMOS管Q3截止，使与所述第三NMOS管Q3连接的负载回路截止，使负载回路没有电流通过。

所述控制器10输出高电平控制信号MCU-CTRL，使MOS控制信号MOS-CTRL为高电平，所述MOS管驱动电路20控制第三NMOS管Q3导通，使与所述第三NMOS管Q3连接的负载回路导通，使负载回路有电流通过。此时，第一PMOS管Q1的栅极为高电平，第一PMOS管Q1不导通，第二NMOS管Q2的栅极为低电平，第二NMOS管Q2也不导通。此时，如果所述电流过流判断电路30判断负载回路的电压信号没有超过设定值，则负载回路的负载电流信号正常，则输出高电平的反馈信号FB给所述自锁保护电路40，MOS控制信号MOS-CTRL为高电平，所述MOS管驱动电路20控制第三NMOS管Q3保持持续导通。如果所述电流过流判断电路30判断负载回路的电压信号超过设定值，则负载回路发生短路或者负载电流信号过流，则输出低电电平的反馈信号FB给所述自锁保护电路40，MOS控制信号MOS-CTRL被拉为低电平，所述MOS管驱动电路20控制第三NMOS管Q3瞬间关闭，同时第一PMOS管Q1的栅极为低电平，第一PMOS管Q1导通，第二NMOS管Q2的栅极约等于高电平控制信号MCU-CTRL，高电平控制信号MCU-CTRL通过第一电阻R1迅速给电容C1充电，第二NMOS管Q2的栅极为高电平，第二NMOS管Q2导通，MOS控制信号MOS-CTRL被持续拉为低电平，所述MOS管驱动电路20控制第三NMOS管Q3持续截止（关闭）。在负载回路发生短路或者负载电流信号过流的异常处理完成后，只需要所述控制器10重新输出高电平控制信号MCU-CTRL即可以使所述自锁装置恢复正常。

在一个实施例中，如图5所示，为应用本实用新型实施例提供的一种MOS管过流保护的自锁装置对P沟道MOS管进行过流自锁保护的电路示意图。

在本实施例中，所述MOS管过流保护的自锁装置应用于第四PMOS管Q4进行过流自锁保护，即所述MOS管为第四PMOS管Q4。

如图1至图3、图5所示，一种MOS管过流保护的自锁装置，所述自锁装置100包括：一种MOS管过流保护的自锁装置，所述自锁装置包括：控制器10、MOS管驱动电路20、电流过流判断电路30、自锁保护电路40。

所述控制器10与所述MOS管驱动电路20连接，用于输出控制信号MCU-CTRL给所述MOS管驱动电路20，使所述MOS管驱动电路20控制第四PMOS管Q4导通或截止，以使与所述第四PMOS管Q4连接的负载回路导通或截止。

在本实施例中，所述负载回路包括负载电阻RL和与其连接的负载电源LOAD_POWER。

所述电流过流判断电路30与负载回路连接，用于采样所述负载回路的电压信号是否超过设定值，输出反馈信号FB给所述自锁保护电路40。所述电流过流判断电路30包括：电流采样电路31和过流判断电路32，所述电流采样电路31与所述过流判断电路32连接；其中：所述电流采样电路31用于采样负载回路的电流信号，并将电流信号转换成电压信号，传输给所述过流判断电路32。

在本实施例中，所述电流采样电路31包括采样电阻RT。

所述过流判断电路32，用于判断所述电压信号是否超过设定值，输出反馈信号FB给所述自锁保护电路40。

所述自锁保护电路40分别与所述MOS管驱动电路20和所述电流过流判断电路30连接，用于根据所述反馈信号FB输出自锁信号给所述MOS管驱动电路20，使所述MOS管驱动电路20控制第四PMOS管Q4持续截止。所述自锁保护电路40包括：第一PMOS管Q1、第二NMOS管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、电容C1、二极管D1。其中：

所述第一PMOS管Q1的源极通过所述第一电阻R1连接至控制器10的控制信号MCU-CTRL输出端，栅极通过所述第二电阻R2连接至控制器10的控制信号MCU-CTRL输出端，漏极通过所述第三电阻R3后接地。

所述第二NMOS管Q2的栅极与所述第一PMOS管Q1的漏极连接，漏极与所述第一PMOS管Q1的栅极连接，且漏极也通过所述第二电阻R2连接至控制器10的控制信号MCU-CTRL输出端，源极接地。所述第二NMOS管Q2的漏极输出作为自锁信号输出连接至所述MOS管驱动电路的MOS控制信号MOS-CTRL。

所述电容C1连接在所述第二NMOS管Q2的栅极和源极之间。

所述第四电阻R4的一端连接至所述第二NMOS管Q2的漏极，另一端接地。

所述二极管D1的正极连接至所述第二NMOS管Q2的漏极，负极连接在所述过流判断电路32的反馈信号FB输出端，负载电流过流时反馈信号FB为低电平，负载电流正常时反馈信号FB为高电平。

第三NMOS管Q3的栅极连接至第二NMOS管Q2的漏极，漏极通过第五电阻R5后连接至负载电源LOAD_POWER端，源极接地。

所述第四PMOS管的栅极与所述第三NMOS管的漏极连接，漏极通过采样电阻RT和负载电阻RL后接地，源极连接至负载电源LOAD_POWER端。

所述过流判断电路32连接至所述采样电阻RT，其反馈信号FB输出端连接至所述二极管D1的负极。

所述第一PMOS管Q1为小电流P沟道MOS管，所述第二NMOS管Q2为小电流N沟道MOS管，所述第三NMOS管Q3为小电流功率N沟道MOS管，所述第四PMOS管Q4为大电流功率P沟道MOS管。所述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5为通用电阻，其中，第一电阻R1、第二电阻R2选用小阻值，例如1KΩ，第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5选用大阻值，例如100KΩ。所述电容C1为通用电容，选用100nf。所述二极管D1为小电流肖特基二极管。所述采样电阻RT选用mΩ级别，如100mΩ。

在图1至图3、图5中，所述控制器10输出低电平控制信号MCU-CTRL给所述MOS管驱动电路20，所述MOS管驱动电路20控制第四PMOS管Q4截止，使与所述第四PMOS管Q4连接的负载回路截止，使负载回路没有电流通过。

所述控制器10输出高电平控制信号MCU-CTRL，使MOS控制信号MOS-CTRL为高电平，所述MOS管驱动电路20控制第三NMOS管Q3导通，第四PMOS管Q4的栅极被拉为低电平，第四PMOS管Q4导通，使与所述第四PMOS管Q4连接的负载回路导通，使负载回路有电流通过。此时，第一PMOS管Q1的栅极为高电平，第一PMOS管Q1不导通，第二NMOS管Q2的栅极为低电平，第二NMOS管Q2也不导通。此时，如果所述电流过流判断电路30判断负载回路的电压信号没有超过设定值，则负载回路的负载电流信号正常，则输出高电平的反馈信号FB给所述自锁保护电路40，MOS控制信号MOS-CTRL为高电平，所述MOS管驱动电路20控制第三NMOS管Q3和第四PMOS管Q4保持持续导通。如果所述电流过流判断电路30判断负载回路的电压信号超过设定值，则负载回路发生短路或者负载电流信号过流，则输出低电电平的反馈信号FB给所述自锁保护电路40，MOS控制信号MOS-CTRL被拉为低电平，所述MOS管驱动电路20控制第三NMOS管Q3瞬间关闭，第四PMOS管Q4的栅极被拉高，第四PMOS管Q4瞬间也关闭，同时第一PMOS管Q1的栅极为低电平，第一PMOS管Q1导通，第二NMOS管Q2的栅极约等于高电平控制信号MCU-CTRL，高电平控制信号MCU-CTRL通过第一电阻R1迅速给电容C1充电，第二NMOS管Q2的栅极为高电平，第二NMOS管Q2导通，MOS控制信号MOS-CTRL被持续拉为低电平，所述MOS管驱动电路20控制第三NMOS管Q3持续截止（关闭），第四PMOS管Q4也持续截止（关闭）。在负载回路发生短路或者负载电流信号过流的异常处理完成后，只需要所述控制器10重新输出高电平控制信号MCU-CTRL即可以使所述自锁装置恢复正常。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端（可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等）执行本实用新型各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (8)

1.一种MOS管过流保护的自锁装置，其特征在于，所述自锁装置包括：控制器、MOS管驱动电路、电流过流判断电路和自锁保护电路；其中：

所述控制器与所述MOS管驱动电路连接，用于输出控制信号给所述MOS管驱动电路，使所述MOS管驱动电路控制MOS管导通或截止，以使与所述MOS管连接的负载回路导通或截止；

所述电流过流判断电路与负载回路连接，用于采样所述负载回路的电压信号是否超过设定值，输出反馈信号给所述自锁保护电路；

所述自锁保护电路分别与所述MOS管驱动电路和所述电流过流判断电路连接，用于根据所述反馈信号输出自锁信号给所述MOS管驱动电路，使所述MOS管驱动电路控制MOS管持续截止。

2.如权利要求1所述的自锁装置，其特征在于，所述电流过流判断电路包括：电流采样电路和过流判断电路，所述电流采样电路与所述过流判断电路连接；其中：

所述电流采样电路用于采样负载回路的电流信号，并将电流信号转换成电压信号，传输给所述过流判断电路；

所述过流判断电路，用于判断所述电压信号是否超过设定值，输出反馈信号给所述自锁保护电路。

3.如权利要求1所述的自锁装置，其特征在于，所述自锁保护电路包括：第一PMOS管、第二NMOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和电容；其中：

所述第一PMOS管的源极通过所述第一电阻连接至控制器的控制信号输出端，栅极通过所述第二电阻连接至控制器的控制信号输出端，漏极通过所述第三电阻后接地；

所述第二NMOS管的栅极与所述第一PMOS管的漏极连接，源极接地，漏极与所述第一PMOS管的栅极连接，且漏极也通过所述第二电阻连接至控制器的控制信号输出端；所述第二NMOS管的漏极输出作为自锁信号输出连接至所述MOS管驱动电路的MOS控制信号，且漏极也连接至所述电流过流判断电路的反馈信号输出端；

所述电容连接在所述第二NMOS管的栅极和源极之间。

4.如权利要求3所述的自锁装置，其特征在于，所述自锁保护电路还包括：二极管，所述二极管的正极连接至所述第二NMOS管的漏极，负极连接至所述电流过流判断电路的反馈信号输出端。

5.如权利要求3所述的自锁装置，其特征在于，所述自锁保护电路还包括：第四电阻，所述第四电阻的一端连接至所述第二NMOS管的漏极，另一端接地。

6.一种自锁保护电路，其特征在于，所述自锁保护电路包括：第一PMOS管、第二NMOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和电容；其中：

所述第一PMOS管的源极通过所述第一电阻连接至控制器的控制信号输出端，栅极通过所述第二电阻连接至控制器的控制信号输出端，漏极通过所述第三电阻后接地；

所述第二NMOS管的栅极与所述第一PMOS管的漏极连接，源极接地，漏极与所述第一PMOS管的栅极连接，且漏极也通过所述第二电阻连接至控制器的控制信号输出端；所述第二NMOS管的漏极输出作为自锁信号输出连接至所述MOS管驱动电路的MOS控制信号，且漏极也连接至所述电流过流判断电路的反馈信号输出端；

所述电容连接在所述第二NMOS管的栅极和源极之间。

7.如权利要求6所述的自锁保护电路，其特征在于，所述自锁保护电路还包括：二极管，所述二极管的正极连接至所述第二NMOS管的漏极，负极连接至所述电流过流判断电路的反馈信号输出端。

8.如权利要求6所述的自锁保护电路，其特征在于，所述自锁保护电路还包括：第四电阻，所述第四电阻的一端连接至所述第二NMOS管的漏极，另一端接地。

Images