CN218482657U - 一种电容负载输出短路保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及保护电路领域，具体涉及一种电容负载输出短路保护电路，包括防浪涌钳压保护电源控制电路、功能保护模块，所述防浪涌电路的电压输出端与所述功能保护模块的输入端连接，所述功能保护模块的输出端与所述防浪涌电路的电压输出端连接，所述电容负载输出短路保护的电路还包括：延迟判断模块，延迟判断模块的第二端与所述功能保护模块的电平控制引脚连接，延迟判断模块的电压输入端与防浪涌电路的电压输出端和功能保护模块的连接点连接；触发模块，触发模块与所述延迟判断模块的一端连接，用与产生一个PWM波形，在一定的时间间隔，循环的尝试，让所述延迟判断模块开启，使所述功能保护模块进入工作状态。本实用新型可以实现电路防自锁和自恢复。

Description

一种电容负载输出短路保护电路

技术领域

本实用新型涉及保护电路领域，特别涉及一种电容负载输出短路保护电路。

背景技术

对于一些过流、过压等电子保护电路，一般具有短路保护功能，但在有些场合，为了确保输出电源的稳定，一般会接入较大的电容，但由此会产生较大的容性负载。由此，可能导致芯片从上电一开始，就误判其为输出短路状态，但实际芯片连接的电路并没有真正短路，而不会继续输出，从而锁死在没有输出的状态。

因此需要一个具有防自锁功能的电路，延迟其判断，并反馈给到保护电路，在没有真正短路的情况下，使其稳定启动。同时，在真正的短路问题被释放后，也可能由于其较大容性负载，而使其一直保持在短路保护状态。因此，在短路状态下，需要一个自动检测及自恢复功能的电路来自动重启保护电路。在出现问题后，无需人工重新上电，在后段故障排除后，能够自动恢复运行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种。(针对现有技术中所存在的问题，依次指明本发明的目)

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种电容负载输出短路保护电路，包括防浪涌电路和功能保护模块，所述防浪涌电路的电压输入端与所述功能保护模块的输入端连接，所述功能保护模块的输出端与所述防浪涌电路的电压输出端连接，功能保护模块包括电平控制引脚，所述电平控制引脚用于在低电平状态下控制所述功能保护模块进入低功耗或待机状态；所述电容负载输出短路保护的电路还包括延迟判断模块。

延迟判断模块包括第一端和电压输出端，第一端与所述功能保护模块的电平控制引脚连接，延迟判断模块的电压输出端与防浪涌电路的电压输出端连接，所述延迟判断模块能够在预定时间内维持电平控制引脚的高电平状态，用于控制所述功能保护模块进入低功耗或待机状态。

在有些场合，为了确保输电源的稳定，一般会接入较大的电容，但由此会产生较大的容性负载。因此，可能会导致芯片从上电一开始，芯片会误判其输出的电路处于输出短路的状态。延迟判断模块可以延迟芯片的判断，并反馈给到保护电路，在没有真正短路的情况下，使其稳定启动。

进一步的，延迟判断模块还包括第二端，所述延迟判断模块的第二端与所述触发模块连接，用与产生PWM波形，让所述延迟判断模块处于高电平状态，使所述功能保护模块进入工作状态。在一定的时间间隔，循环的尝试，让所述延迟判断模块开启，使所述功能保护模块进入工作状态。当芯片遇到所接入的电路实际处于短路情况时，会由于其电路本身具有较大容性负载，而使得电路本身一直保持在短路保护状态，无法正常工作。因此，触发模块在本电路处于断路状态时，可以实现电路检测及自动回复的功能，从而重启保护电路。

进一步的，触发模块包括第六电容C6、第七电容C7、第三电阻R3和反相器U1，所述第七电容C7的一端接地，所述第七电容C7的另一端与所述反相器U1的电压输入端连接。

优选的，触发模块选择为斯密特触发电路，可以通过电路的阻容参数调节，选择不同的时间间隔，选择原则是，有足够的间隔，避免“重新尝试”过于频繁。一般定为秒级，可以为5秒、10秒、或20秒等符合应用场景的要求即可。定义太长，可能会导致偶尔启动的首次等待较长的时间。

进一步的，反相器U1的输入端与第三电阻R3的一端连接，所述第三电阻R3的另一端与反相器U1波形输出端连接。所述第三电阻R3与所述反相器U1输出端的接点作为所述触发模块的输出端。所述第六电容C6的一端与所述第三电阻R3和反相器U1输入端的连接点连接，所述第六电容C6的另一端接地。当电路在短路后，如果遇到短路撤销后，对于无人值守的设备来讲，系统应该能够自动恢复。触发模块可以产生一个PWM波形，在一定的时间间隔，循环的尝试，让延迟判断模块开启，使能功能电路的电源输出功能，又一次通过迟判断模块，使其在一定较短的时间内，达到非短路状态。因此，在短路一直存在期间，触发模块会一直不停的间隔尝试开起输出，直至短路撤销。

进一步的，所述延迟判断模块包括第一电阻R1、第二电阻R2和第四电容C4，所述第二电阻R2的一端与所述第一电阻R1的一端连接，所述第二电阻R2的另一端功能保护模块(1)的一端连接。所述第一电阻R1的另一端与所述第四电容C4的一端连接，所述第四电容C4另一端接地。

优选的，功能保护模块(1)选择LT4356DE-3或TPS2490型号的芯片，第二电阻R2的另一端和功能保护模块(1)连接点则为LT4356DE-3或TPS2490型号芯片的电压输出引脚。

进一步的，所述延迟判断模块包括第一端和第二端，所述第一电阻R1与所述第二电阻R2的连接点为第二端，所述第一电阻R1与所述第四电容C4的连接点为第一端。

进一步的，本实用新型还包括第一电容C1和第二电容C2，所述第一电容C1的一端与所述防浪涌电路的电压输入端连接，所述第一电容C1的另一端接地。所述第二电容C2的一端与所述功能保护模块的电压输出端和防浪涌电路电压输出端连接点连接，所述第二电容C2的另一端接地。

进一步的，本实用新型还包括第三电容C3，所述第三电容C3的一端与所述二电容C2和所述防浪涌电路的电压输出端连接，所述第三电容C3的另一端接地。

进一步的，本实用新型还包括第五电容C5，所述第五电容C5的一端与触发模块的输出端连接，第五电容C5的另一端与延迟判断模块连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1.本实用新型与传统的短路保护设计相比，增加了延迟判断模块，能够解决电路误判为短路，从而自锁不输出的问题；

2.本实用新型采用定时重新使能输出电路，确保短路问题消除后，输出电路能够及时自动恢复正常输出。

附图说明

图1为本实用新型电路图；

图2A为本实用新型常规输出短路保护的波形图，

图2B为本实用新型加入防自锁电路后的正常启动输出的波形图；

图3A为本实用新型有短路情况时的波形图；

图3B为本实用新型短路释放后自动恢复输出的波形图。

图中标记：1-功能保护模块，2-延迟判断模块，3-触发模块。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

如图1至3B所示，本实施例包括包括防浪涌电路和功能保护模块1，所述防浪涌电路的电压输入端与所述功能保护模块1的输入端连接，所述功能保护模块1的输出端与所述防浪涌电路的电压输出端连接，功能保护模块包括电平控制引脚，所述电平控制引脚用于在低电平状态下控制所述功能保护模块1进入低功耗或待机状态；其特征在于，所述电容负载输出短路保护的电路还包括延迟判断模块2。所述功能保护模块1采用LT4356DE-3型号芯片。

延迟判断模2块包括第一端和电压输出端，第一端与所述功能保护模块的电平控制引脚连接，延迟判断模块2的电压输出端与防浪涌电路的电压输出端连接，所述延迟判断模块2能够在预定时间内维持电平控制引脚的高电平状态，用于控制所述功能保护模块2进入低功耗或待机状态。

本实施例通过容性负载的输出的电压，反馈至延迟判断模块2，在100ms内，保持其一直开启输出，给到容性负载持续充电，使其达到1V的电压，进而让其进入非短路的状态。在功能保护模块1遇到真正短路的情况，延迟判断模块2在超出100ms后，会强制使得功能电路进入低功耗或者不工作状态，不继续强制输出，达到输出保护的目的。

触发模块3和延迟判断模块2的另一端电连接，用于产生PWM波形，在一定的时间间隔，循环的尝试，让所述延迟判断模块2开启，使所述功能保护模块1进入工作状态。当LT4356DE-3遇到所接入的电路实际处于短路情况时，会由于其电路本身具有较大容性负载，而使得电路本身一直保持在短路保护状态，无法正常工作。因此，触发模块3在本实施例处于断路状态时，可以实现电路检测及自动回复的功能，从而重启保护电路。

触发模块3选用斯密特触发电路，在20s内循环的尝试，让延迟判断模块2开启，使能功能保护模块1的电源输出功能，又一次通过延迟判断模块2，使其在一定较短的时间内，达到非短路状态。因此，在短路一直存在期间，斯密特触发电路，会一直不停的间隔尝试开起输出，直至短路撤销。斯密特触发电路具有低价，操作简单和产生双稳态波形的优势，根据不同的功能保护摸块1的特点，可以通过斯密特电路的阻容参数调节，选择不同的时间间隔。

触发模块3包括第六电容C6、第七电容C7、第三电阻R3和反相器U1，所述第七电容C7的一端接地，所述第七电容C7的另一端与所述反相器U1的电压输入端连接。

反相器U1的输入端与第三电阻R3的一端连接，所述第三电阻R3的另一端与反相器U1波形输出端连接。所述第三电阻R3与所述反相器U1输出端的接点作为所述触发模块的输出端。所述第六电容C6的一端与所述第三电阻R3和反相器U1输入端的连接点连接，所述第六电容C6的另一端接地。

所述延迟判断模块2包括第一电阻R1、第二电阻R2和第四电容C4，所述第二电阻R2的一端与所述第一电阻R1的一端连接，所述第二电阻R2的另一端与所述防浪涌电路的电压输出端和功能保护模块连接点连接。所述第一电阻R1的另一端与所述第四电容C4的一端连接，所述第四电容C4另一端接地。

本实施例还包括第一电容C1和第二电容C2，所述第一电容C1的一端与所述防浪涌电路的电压输入端连接，所述第一电容C1的另一端接地。所述第二电容C2的一端与所述功能保护模块的电压输出端和防浪涌电路电压输出端连接点连接，所述第二电容C2的另一端接地。

本实施例还包括第三电容C3，所述第三电容C3的一端与所述二电容C2和所述防浪涌电路的电压输出端连接，所述第三电容C3的另一端与所述第二电阻R2连接。

延迟判断模块2包括三个电路连接端点，第一电阻R1与第四电容C4的连接点为第一端，第一电阻R1与第二电阻R2的连接点为第二端，第三电容C3的另一端与第二电阻R2连接点作为延迟判断模块2的第三端。

作为优选，第二电容C2和第三电容C3与所述功能保护模块1的连接距离，均小于功能保护模块1的电压输出引脚到防浪涌电路的电压输出端的一半距离。可以更好的降低工作电压的不稳定性，维持本实施例工作电流的波动在合理的范围内。

本实施例还包括第五电容C5，所述第五电容C5的一端与触发模块的输出端连接，第五电容C5的另一端与延迟判断模块连接。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电容负载输出短路保护电路，包括防浪涌电路和功能保护模块(1)，所述防浪涌电路的电压输入端与所述功能保护模块(1)的输入端连接，所述功能保护模块(1)的输出端与所述防浪涌电路的电压输出端连接，功能保护模块(1)包括电平控制引脚，所述电平控制引脚用于在低电平状态下控制所述功能保护模块(1)进入低功耗或待机状态；其特征在于，所述电容负载输出短路保护的电路还包括延迟判断模块(2)：

延迟判断模块(2)包括第一端和电压输出端，第一端与所述功能保护模块(1)的电平控制引脚连接，延迟判断模块(2)的电压输出端与防浪涌电路的电压输出端连接，所述延迟判断模块(2)能够在预定时间内维持电平控制引脚的高电平状态，用于控制所述功能保护模块(1)进入低功耗或待机状态。

2.根据权利要求1所述的一种电容负载输出短路保护电路，其特征在于，所述电容负载输出短路保护的电路还包括触发模块(3)，所述延迟判断模块(2)还包括第二端，所述延迟判断模块(2)的第二端与所述触发模块(3)连接，用于产生PWM波形，让所述延迟判断模块(2)处于高电平状态，使所述功能保护模块(1)进入工作状态。

3.根据权利要求2所述的一种电容负载输出短路保护电路，其特征在于，所述触发模块(3)包括第六电容C6、第七电容C7、第三电阻R3和反相器U1，所述第七电容C7的一端接地，所述第七电容C7的另一端与所述反相器U1的电压输入端连接；

所述反相器U1的输入端与第三电阻R3的一端连接，所述第三电阻R3的另一端与反相器U1波形输出端连接；

所述第三电阻R3与所述反相器U1输出端作为所述触发模块(3)的输出端；所述第六电容C6的一端与所述第三电阻R3和反相器U1输入端连接，所述第六电容C6的另一端接地。

4.根据权利要求2所述的一种电容负载输出短路保护电路，其特征在于，所述延迟判断模块(2)包括第一电阻R1、第二电阻R2和第四电容C4，所述第一电阻R1的一端与所述电平控制引脚连接，第一电阻R1与所述第二电阻R2串联，所述第二电阻R2的另一端与防浪涌电路电压输出端连接；

所述第四电容C4的一端与第一电阻R1的一端并联，所述第四电容C4另一端接地。

5.根据权利要求4所述的一种电容负载输出短路保护电路，其特征在于，所述第一电阻R1的另一端为所述延迟判断模块(2)的第二端，电平控制引脚为延迟判断模块(2)的第一端。

6.根据权利要求1所述的一种电容负载输出短路保护电路，其特征在于，还包括第一电容C1和第二电容C2，所述第一电容C1的一端与所述防浪涌电路的电压输入端连接，所述第一电容C1的另一端接地；

所述第二电容C2的一端与所述功能保护模块(1)的电压输出端连接，所述第二电容C2的另一端接地。

7.根据权利要求6所述的一种电容负载输出短路保护电路，其特征在于，还包括第三电容C3，所述第三电容C3的一端与所述二电容C2的另一端并联，所述第三电容C3的另一端接地。

8.根据权利要求5-7任一项所述的一种电容负载输出短路保护电路，其特征在于，所述电容负载输出短路保护电路还包括第五电容C5，所述第五电容C5的一端与触发模块(3)的输出端连接，第五电容C5的另一端与延迟判断模块(2)的第二端连接。

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