CN218040771U - 一种反向充电的过流保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种反向充电的过流保护电路，该过流保护电路包括：用电模块，包括依次串接的输出电源以及充电接口；所述输出电源与所述充电接口的第一端连接；开关模块，开关模块的控制端适于接收控制信号，开关模块的第一端与所述充电接口的第二端连接，所述开关模块的第二端接地；采样模块，与用电模块连接，用于采集经过所述用电模块的输出电流；保护开关，所述保护开关的控制端与所述采样模块的高电压端连接，所述保护开关的第一端与所述开关模块的控制端连接，所述保护开关的第二端接地；控制模块，设置有信号输出端，所述信号输出端与所述开关模块的控制端连接，所述控制模块通过所述信号输出端发出所述控制信号。从而可以过流保护。

Description

一种反向充电的过流保护电路

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种反向充电的过流保护电路。

背景技术

在反向充电电路中，刚充电时，给充电接口通电的一瞬间会产生较大的电流。当容性充电接口存在时，遇到此种情况，在给充电接口通电的一瞬间，容性充电接口相当于短路，从而会产生较大的冲击电流。

由于电流波动的范围比较大，有时会超过控制芯片IO口的极限电流，导致芯片损坏。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于现有技术中存在的在反向充电电路中，刚充电时，电流波动的范围比较大，容易烧毁芯片的技术问题，从而提供了一种反向充电的过流保护电路。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种反向充电的过流保护电路，该过流保护电路包括：用电模块，包括依次串接的输出电源以及充电接口；所述输出电源与所述充电接口的第一端连接；开关模块，所述开关模块的控制端适于接收控制信号，所述开关模块的第一端与所述充电接口的第二端连接，所述开关模块的第二端接地；采样模块，与用电模块连接，用于采集经过所述用电模块的输出电流；保护开关，所述保护开关的控制端与所述采样模块的高电压端连接，所述保护开关的第一端与所述开关模块的控制端连接，所述保护开关的第二端接地；控制模块，设置有信号输出端，所述信号输出端与所述开关模块的控制端连接，所述控制模块通过所述信号输出端发出所述控制信号。

可选地，所述采样模块包括第七电阻，所述开关模块的第二端通过所述第七电阻接地；所述保护开关的控制端连接在所述第七电阻与所述开关模块的第二端之间。

可选地，所述采样模块包括差分放大电路以及第七电阻，所述差分放大电路的正相输入端与所述开关模块的第一端连接，所述差分放大电路的反向输入端与低电平连接，所述差分放大电路的输出端通过所述第七电阻接地；所述保护开关的控制端连接在所述第七电阻与所述差分放大电路的输出端之间。

可选地，所述差分放大电路包括：差分放大器，所述差分放大器的正相输入端通过第一电阻与所述开关模块的第一端连接，所述差分放大器的反向输入端通过第二电阻与低电平连接，所述差分放大器的输出端通过所述第七电阻接地；所述保护开关的控制端连接在所述第七电阻与所述差分放大器的输出端之间；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述正相输入端连接，所述第三电阻的另一端接地；第四电阻，所述第四电阻的一端与所述反向输入端连接，所述第四电阻的另一端与所述差分放大器的输出端连接。

可选地，所述差分放大电路还包括：第五电阻，所述第五电阻的一端与所述差分放大器的输出端连接，所述第五电阻的另一端与所述第七电阻连接。

可选地，所述保护开关为N型三极管，所述N型三极管的控制端与所述采样模块的高电压端连接，所述N型三极管的第一端与所述开关模块的控制端连接，所述N型三极管的第二端接地。

可选地，所述控制模块包括：控制芯片，设置有IO口；所述控制芯片通过所述IO口发出所述控制信号；二极管，所述二极管的阳极与所述IO口连接，所述二极管的阴极与所述开关模块的控制端连接。

可选地，所述控制模块还包括：第六电阻，所述第六电阻的一端与所述二极管的阴极连接，所述第六电阻的另一端与所述开关模块的控制端连接。

可选地，所述输出电源为DCDC电源。

可选地，所述充电接口为USB接口。

本实用新型技术方案与现有技术相比，具有如下优点：

1.本实用新型实施例提供了一种反向充电的过流保护电路，该过流保护电路包括：用电模块，包括依次串接的输出电源以及充电接口；所述输出电源与所述充电接口的第一端连接；开关模块，所述开关模块的控制端适于接收控制信号，所述开关模块的第一端与所述充电接口的第二端连接，所述开关模块的第二端接地；采样模块，与用电模块连接，用于采集经过所述用电模块的输出电流；保护开关，所述保护开关的控制端与所述采样模块的高电压端连接，所述保护开关的第一端与所述开关模块的控制端连接，所述保护开关的第二端接地；控制模块，设置有信号输出端，所述信号输出端与所述开关模块的控制端连接，所述控制模块通过所述信号输出端发出所述控制信号。

如此设置，当未进行反向充电操作时，充电接口未插入，此时所述开关模块的第一端悬空，采样模块的电压呈低电平，保护开关呈截止状态；当刚充电、产生冲击电流时，负载电流过大，所述保护开关的第一端和所述保护开关的第二端导通，开关模块断开，输出电源输出截止，从而可以起到过流保护作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通工人来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例过流保护电路的整体结构图；

图2为本实用新型实施例过流保护电路的具体分布图。

附图标记：

1、输出电源；2、充电接口；3、开关模块；4、差分放大电路；5、保护开关；6、控制模块；

R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；R5、第五电阻；R6、第六电阻；RC、第七电阻；

Q1、差分放大器；D1、二极管；MCU、控制芯片。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通工人在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通工人而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

在反向充电电路中，刚充电时，给充电接口通电的一瞬间会产生较大的电流。当容性充电接口存在时，遇到此种情况，在给充电接口通电的一瞬间，容性充电接口相当于短路，从而会产生较大的冲击电流。由于电流波动的范围比较大，有时会超过控制芯片IO口的极限电流，导致芯片损坏。

因此，本实用新型要解决的技术问题在于现有技术中存在的在反向充电电路中，刚充电时，电流波动的范围比较大，容易烧毁芯片的技术问题，从而提供了一种反向充电的过流保护电路。

实施例1

如图1至图2所示，本实用新型实施例提供了一种反向充电的过流保护电路，该过流保护电路包括用电模块、开关模块3、采样模块以及保护开关5。

具体地，在本实用新型实施例中，用电模块包括依次串接的输出电源1以及充电接口2。所述输出电源1可以为DCDC电源，或者是DC-DC电源转换模块电路。所述充电接口2可以为USB接口，USB接口内接DC-DC电源及过流保护电路，外接负载。

进一步地，所述开关模块3可以为N型MOS管，所述开关模块3的控制端适于接收控制信号，所述开关模块3的第一端与所述充电接口2的另一端连接，所述开关模块3的第二端接地。采样模块与用电模块连接，用于采集经过所述用电模块的输出电流。在工作过程中，当所述开关模块3闭合时，所述充电接口2的另一端接地，所述输出电源1、所述充电接口2、地形成供电回路，使得输出电源1可以通过充电接口2向外供电。同时，采样模块设置在所述供电回路中，可以采集所述供电回路中的输出电流，也就是所述用电模块的输出电流。并且所述保护开关5可以为N型三极管，所述保护开关5的控制端与所述采样模块的高电压端连接，所述保护开关5的第一端与所述开关模块3的控制端连接，所述保护开关5的第二端接地。在工作过程中，当所述输出电流超出预设电流时，所述保护开关5的第一端和所述保护开关5的第二端导通，所述开关模块3断开。

进一步地，在本实用新型的一个可选实施例中，该过流保护电路还包括控制模块6，控制模块6设置有信号输出端，所述信号输出端与所述开关模块3的控制端连接，所述控制模块6通过所述信号输出端发出所述控制信号。

当然，作为一种可替换的实施方式，所述采样模块可以仅仅包括第七电阻RC，所述开关模块3的第二端通过所述第七电阻RC接地，所述保护开关5的控制端连接在所述第七电阻RC与所述开关模块3的第二端之间。

具体地，在本实用新型实施例中，通过设置采样模块的具体阻值来设定负载电流的过流保护值。例如，需要限制的负载电流为10A，此时保护开关5的基极电压等效为0.7V，0.7V为保护开关5的开启电压，则设采样模块的阻值为70mΩ，此时可限制负载电流为10A。当过流时，采样模块的电压大于0.7V，保护开关5导通，开关模块3的控制端的电平被下拉至参考地，开关模块3截止，充电截止。

如此设置，当未进行反向充电操作时，充电接口2未插入，此时所述开关模块3的第一端悬空，采样模块的电压呈低电平，保护开关5呈截止状态；当刚充电、产生冲击电流时，负载电流过大，所述保护开关5的第一端和所述保护开关5的第二端导通，开关模块3断开，输出电源1输出截止，从而可以起到过流保护作用。

进一步地，作为另一种替换的实施方式，所述采样模块还可以包括差分放大电路4以及第七电阻RC，具体地，所述差分放大电路4的正相输入端与所述开关模块3的第一端连接，所述差分放大电路4的反向输入端与低电平连接，所述差分放大电路4的输出端通过所述第七电阻RC接地；所述保护开关5的控制端连接在所述第七电阻RC与所述差分放大电路4的输出端之间。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述差分放大电路4可以包括差分放大器Q1、第三电阻R3以及第四电阻R4。具体地，所述差分放大器Q1的正相输入端通过第一电阻R1与所述开关模块3的第一端连接，所述差分放大器Q1的反向输入端通过第二电阻R2与低电平连接，所述差分放大器Q1的输出端通过所述第七电阻RC接地。所述保护开关5的控制端连接在所述第七电阻RC与所述差分放大器Q1的输出端之间。所述第三电阻R3的一端与所述正相输入端连接，所述第三电阻R3的另一端接地。所述第四电阻R4的一端与所述反向输入端连接，所述第四电阻R4的另一端与所述差分放大器Q1的输出端连接。

在此基础上，工作情况如下：

当未进行反向充电操作时，充电接口2未插入，此时开关模块3的第一端悬空，正相输入端通过第三电阻R3接地，反向输入端通过第二电阻R2接地，正相输入端与反向输入端的电平相等，差分放大器Q1的输出端输出低电平，保护开关5呈截止状态；

正常工作时，也就是充电状态达正常恒流，此时电流正常时，正相输入端的电压通过第一电阻R1和第三电阻R3分压，正相输入端的电压小于等于反向输入端电压，差分放大器Q1的输出端输出放大后的低电平

U2为正相输入端的低电压。此时，差分放大器Q1的输出端输出放大后的低电平不能达到保护开关5的开启电压，保护开关5呈截止状态。

当刚充电、产生冲击电流时，负载电流过大，开关模块3的第一端的电压增大，正相输入端的电压大于反向输入端的电压，差分放大器Q1的输出端输出高电平

U1为正相输入端的高电压。使得所述保护开关5的控制端为高电平，驱动所述保护开关5的第一端和所述保护开关5的第二端导通，从而使开关模块3的控制端的电压被下拉到参考地，开关模块3断开，输出电源1输出截止，从而可以起到过流保护作用。

过流与正常电流情况相比，过流的电压远远大于恒流的电压，所以，恒流时，差分放大器Q1的输出端输出放大后的电平不能达到保护开关5的导通电压，而过流能够使差分放大器Q1的输出端输出放大后的电平达到保护开关5导通电压。

进一步地，在本实用新型的一个可选实施例中，所述差分放大电路4还包括第五电阻R5，所述第五电阻R5的一端与所述差分放大器Q1的输出端连接，所述第五电阻R5的另一端与所述第七电阻RC连接。

进一步地，在本实用新型的一个可选实施例中，所述保护开关5为N型三极管，所述N型三极管的控制端与所述采样模块的高电压端连接，所述N型三极管的第一端与所述开关模块3的控制端连接，所述N型三极管的第二端接地。

当然，本实施例仅仅是对保护开关5的具体类型进行举例说明，但是并不加以限制，本领域技术人员可以根据实际情况进行改变，能够起到相同的技术效果即可。

具体地，所述控制模块6包括控制芯片MCU以及二极管D1，控制芯片MCU设置有IO口，所述控制芯片MCU通过所述IO口发出所述控制信号。所述二极管D1的阳极与所述IO口连接，所述二极管D1的阴极与所述开关模块3的控制端连接。

进一步地，在本实用新型的一个可选实施例中，所述控制模块6还包括：第六电阻R6，所述第六电阻R6的一端与所述二极管D1的阴极连接，所述第六电阻R6的另一端与所述开关模块3的控制端连接。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通工人来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种反向充电的过流保护电路，其特征在于，包括：

用电模块，包括依次串接的输出电源(1)以及充电接口(2)；所述输出电源(1)与所述充电接口(2)的第一端连接；

开关模块(3)，所述开关模块(3)的控制端适于接收控制信号，所述开关模块(3)的第一端与所述充电接口(2)的第二端连接，所述开关模块(3)的第二端接地；

采样模块，与用电模块连接，用于采集经过所述用电模块的输出电流；

保护开关(5)，所述保护开关(5)的控制端与所述采样模块的高电压端连接，所述保护开关(5)的第一端与所述开关模块(3)的控制端连接，所述保护开关(5)的第二端接地；

控制模块(6)，设置有信号输出端，所述信号输出端与所述开关模块(3)的控制端连接，所述控制模块(6)通过所述信号输出端发出所述控制信号。

2.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述采样模块包括第七电阻(RC)，所述开关模块(3)的第二端通过所述第七电阻(RC)接地；所述保护开关(5)的控制端连接在所述第七电阻(RC)与所述开关模块(3)的第二端之间。

3.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述采样模块包括差分放大电路(4)以及第七电阻(RC)，

所述差分放大电路(4)的正相输入端与所述开关模块(3)的第一端连接，所述差分放大电路(4)的反向输入端与低电平连接，所述差分放大电路(4)的输出端通过所述第七电阻(RC)接地；

所述保护开关(5)的控制端连接在所述第七电阻(RC)与所述差分放大电路(4)的输出端之间。

4.根据权利要求3所述的过流保护电路，其特征在于，所述差分放大电路(4)包括：

差分放大器(Q1)，所述差分放大器(Q1)的正相输入端通过第一电阻(R1)与所述开关模块(3)的第一端连接，所述差分放大器(Q1)的反向输入端通过第二电阻(R2)与低电平连接，所述差分放大器(Q1)的输出端通过所述第七电阻(RC)接地；所述保护开关(5)的控制端连接在所述第七电阻(RC)与所述差分放大器(Q1)的输出端之间；

第三电阻(R3)，所述第三电阻(R3)的一端与所述正相输入端连接，所述第三电阻(R3)的另一端接地；

第四电阻(R4)，所述第四电阻(R4)的一端与所述反向输入端连接，所述第四电阻(R4)的另一端与所述差分放大器(Q1)的输出端连接。

5.根据权利要求4所述的过流保护电路，其特征在于，所述差分放大电路(4)还包括：

第五电阻(R5)，所述第五电阻(R5)的一端与所述差分放大器(Q1)的输出端连接，所述第五电阻(R5)的另一端与所述第七电阻(RC)连接。

6.根据权利要求1至4任一项所述的过流保护电路，其特征在于，所述保护开关(5)为N型三极管，所述N型三极管的控制端与所述采样模块的高电压端连接，所述N型三极管的第一端与所述开关模块(3)的控制端连接，所述N型三极管的第二端接地。

7.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述控制模块(6)包括：

控制芯片(MCU)，设置有IO口；所述控制芯片(MCU)通过所述IO口发出所述控制信号；

二极管(D1)，所述二极管(D1)的阳极与所述IO口连接，所述二极管(D1)的阴极与所述开关模块(3)的控制端连接。

8.根据权利要求7所述的过流保护电路，其特征在于，所述控制模块(6)还包括：

第六电阻(R6)，所述第六电阻(R6)的一端与所述二极管(D1)的阴极连接，所述第六电阻(R6)的另一端与所述开关模块(3)的控制端连接。

9.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述输出电源(1)为DCDC电源。

10.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述充电接口(2)为USB接口。

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