CN218829087U - Mos管无采样电阻短路过流保护电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种MOS管无采样电阻短路过流保护电路，包括NMOS管以及与NMOS管电性连接的负载，所述负载的输入端电性连接于外接电源，所述负载的输出端电性连接于所述NMOS管的源极，所述NMOS管的漏极接地，所述NMOS管的栅极电性连接有用于控制所述NMOS管的通断以对所述负载进行过流保护的保护控制单元，所述保护控制单元的输入端电性连接于传感器，所述保护控制单元的输出端电性连接于所述NMOS管。本申请具有有效地减少了现有的MOS管过流保护方案采用的元器件较多，实现起来所需的成本较高，且电路板上所需的体积较大，不方便电路板上多路的输出的情况的效果。

Description

MOS管无采样电阻短路过流保护电路

技术领域

本申请涉及MOS管保护技术领域，尤其是涉及一种MOS管无采样电阻短路过流保护电路。

背景技术

控制外部设备，通常使用继电器、三极管与MOS管，MOS管因开关频率高、无机械损耗、输出电阻小，温升较小等特点逐渐取代继电器，继而成为电力设备中主要的电流控制元件。外部设备的连接线与客户布线等其它异常情况相关，容易出现外部设备过流或短路的情况，外部设备出现短路或过流的情况时容易被烧坏，通常工业控制的输出数量较多，使设备故障的机率大大增加，因此需要给MOS管增加过流保护电路，使设备安全可靠正常工作。

相关技术中，如图1和图2所示，MOS管过流保护电路通过判断该电流是否超过预设的电流阀值，若超过，则切断MOS管，从而实现对MOS管的保护，否则直至该电流超过预设的电流阀值或MOS管停止工作。现有的MOS管过流保护方案较为成熟，MOS管过流保护电路所需的元器件比较多，需要增加采样电阻、电流放大电路、比较器与参考源等。

然而，现有的MOS管过流保护方案采用的元器件较多，实现起来所需的成本较高，且电路板上所需的体积较大，不方便电路板上多路的输出。

实用新型内容

为了改善现有的MOS管过流保护方案采用的元器件较多，实现起来所需的成本较高，且电路板上所需的体积较大，不方便电路板上多路的输出的弊端，本申请提供一种MOS管无采样电阻短路过流保护电路。

一方面，本申请提供的一种MOS管无采样电阻短路过流保护电路采取如下的技术方案：

一种MOS管无采样电阻短路过流保护电路，包括NMOS管以及与NMOS管电性连接的负载，所述负载的输入端电性连接于外接电源，所述负载的输出端电性连接于所述NMOS管的源极，所述NMOS管的漏极接地，所述NMOS管的栅极电性连接有用于控制所述NMOS管的通断以对所述负载进行过流保护的保护控制单元，所述保护控制单元的输入端电性连接于传感器，所述保护控制单元的输出端电性连接于所述NMOS管。

通过采用上述技术方案，当电路出现短路时，负载电流增大，保护控制单元控制拉低NMOS管的栅极电压，NMOS管的栅极电压小于NMOS管的源极电压，使得NMOS管断开，从而对NMOS管进行过流保护。通过除去采样电阻、电流放大电路与比较器，有效地减少了现有的MOS管过流保护方案采用的元器件较多，实现起来所需的成本较高，且电路板上所需的体积较大，不方便电路板上多路的输出的情况。

优选的，所述保护控制单元包括用于控制NMOS管的通断的开关部，所述开关部的输入端电性连接于传感器，所述开关部的输出端电性连接于所述NMOS管的栅极。

通过采用上述技术方案，当电路出现短路时，负载电流增大，当电流大于设定过流电流后，开关部导通控制拉低NMOS管的栅极电压，NMOS管的栅极电压小于NMOS管的源极电压，使得NMOS管断开，从而对NMOS管进行过流保护。

优选的，所述开关部包括三极管Q2，所述三极管Q2的集电极电性连接有电阻R1，所述三极管Q2的基极电性连接有电阻R2和电阻R3，所述三极管Q2的发射极接地。

通过采用上述技术方案，当电路出现短路时，负载电流增大，使得三极管Q2的基极电压升高。当电流大于设定过流电流后，三极管Q2导通，从而拉低NMOS管的栅极电压，NMOS管的栅极电压小于NMOS管的源极电压，使得NMOS管断开，从而对NOMS管进行过流保护。通过除去采样电阻、电流放大电路与比较器，只用三极管与电阻等简单的元器件，从而有效地对MOS管过流保护方案所需的成本进行控制。

优选的，所述电阻R3与所述三极管Q2之间电性连接有滤波部，所述滤波部的输入端电性连接于所述电阻R3，所述滤波部的输出端电性连接于所述三极管Q2的基极。

通过采用上述技术方案，滤波部的设置，从而对电路中的干扰信号进行滤波。

优选的，所述滤波部包括电阻R4与电容C1，所述电阻R4与所述电容C1相互并联。

通过采用上述技术方案，向负载输出滤波后的电压，从而使得输出较为平滑，不会出现太大的波动。

优选的，所述电阻R2和所述电阻R3之间电性连接有二极管D2，所述二极管D2的负极电性连接于所述负载与所述NMOS管之间。

通过采用上述技术方案，当电路正常工作时， NMOS管导通，驱动负载，由于NMOS管与二极管D1之间的节点电压约等于24V，而二极管D2正极的电压小于24V，二极管D2截止，由于电容C1作用，三极管Q2处于截止状态，使得NMOS管正常工作。

另一方面，本申请提供的一种MOS管无采样电阻短路过流保护电路采取如下的技术方案：

一种MOS管无采样电阻短路过流保护电路，包括PMOS管以及与PMOS管电性连接的负载，所述PMOS管的源极电性连接于外部电源，所述PMOS管的漏极电性连接于所述负载的输入端，所述负载的输出端接地，所述PMOS管的栅极电性连接有用于控制所述PMOS管的通断以对所述负载进行过流保护的保护控制单元，所述保护控制单元包括开关部，所述开关部的输入端电性连接于传感器，所述开关部的输出端电性连接于所述PMOS管的栅极。

通过采用上述技术方案，当电路出现短路前，PMOS管导通，当电路出现短路时，负载电流增大，当负载电流大于设定过流电流后，开关部控制PMOS管断开，从而对PMOS管进行过流保护。通过除去采样电阻、电流放大电路与比较器，有效地减少了现有的MOS管过流保护方案采用的元器件较多，实现起来所需的成本较高，且电路板上所需的体积较大，不方便电路板上多路的输出的情况。

优选的，所述开关部包括三极管Q4, 所述三极管Q4的集电极电性连接于所述PMOS管的栅极，所述三极管Q4的基极电性连接有电阻R7和电阻R8，所述三极管Q4的发射极电性连接于外部电源与所述电阻R7之间。

通过采用上述技术方案，当电路出现短路前，PMOS管导通，当电路出现短路时，负载电流增大，使得三极管Q4的基极电压减小，当负载电流大于设定过流电流后，三极管Q4导通，使得PMOS管断开，从而对PMOS管进行过流保护。通过除去采样电阻、电流放大电路与比较器，只用三极管与电阻等简单的元器件，从而有效地对MOS管过流保护方案所需的成本进行控制。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过在保护控制单元内除去采样电阻、电流放大电路与比较器，只用二极管、三极管、电阻与电容等简单的元器件，有效地减少了现有的MOS管过流保护方案采用的元器件较多，实现起来所需的成本较高，且电路板上所需的体积较大，不方便电路板上多路的输出的情况；

2.通过滤波部的设置，对电路中的干扰信号进行滤波，从而使得输出较为平滑，不会出现太大的波动。

附图说明

图1是本申请实施例其中一个现有技术的电路图。

图2是本申请实施例另一个现有技术的电路图。

图3是本申请实施例一的整体电路结构示意图。

图4是本申请实施例二的整体电路结构示意图。

附图标记说明：

1、保护控制单元；11、开关部；12、滤波部。

具体实施方式

以下结合附图3-4对本申请进一步详细说明。

实施例一：

参照图3，本申请公开的一种MOS管无采样电阻短路过流保护电路，包括NMOS管Q1以及与NMOS管Q1电性连接的负载，负载的输入端电性连接于外接电源，负载的输出端电性连接于NMOS管Q1的源极，NMOS管Q1的漏极接地。负载的输入端与输出端并联有二极管D1，二极管D1的正极电性连接于负载与NMOS管Q1之间，二极管D1的负极电性连接于外部电源。

NMOS管Q1的栅极电性连接有用于控制NMOS管Q1的通断以对负载进行过流保护的保护控制单元1，保护控制单元1的输入端电性连接于传感器，保护控制单元1的输出端电性连接于NMOS管Q1。本实施例中，传感器用于输入用于控制NMOS管Q1的控制信号。

参照图3，具体的，保护控制单元1包括用于控制NMOS管Q1的通断的开关部11，开关部11的输入端电性连接于传感器，开关部11的输出端电性连接于NMOS管Q1。其中，开关部11包括三极管Q2，三极管Q2为NPN型三极管，三极管Q2的集电极电性连接有电阻R1，三极管Q2的基极电性连接有电阻R2和电阻R3，三极管Q2的发射极接地。电阻R2与电阻R3相互串联，电阻R1与电阻R2相互并联。电阻R2和电阻R3之间电性连接有二极管D2，二极管D2的负极电性连接于负载与NMOS管Q1之间。

参照图3，电阻R3与三极管Q2之间电性连接有滤波部12，滤波部12的输入端电性连接于电阻R3，滤波部12的输出端电性连接于三极管Q2的基极。其中，滤波部12包括电阻R4与电容C1，电阻R4与电阻R3相互串联，电阻R4与电容C1相互并联。通过电阻R4和电容C1的设置，以向负载输出滤波后的电压，从而使得输出较为平滑，不会出现太大的波动，防止误触发。当电路正常工作时，IN端接入10V电压，NMOS管Q1导通，驱动负载，由于NMOS管Q1与二极管D1之间的节点电压约等于24V，而二极管D2正极的电压小于24V，二极管D2截止，由于电容C1作用，三极管Q2处于截止状态，使得NMOS管Q1正常工作。当电路出现短路前， NMOS管Q1处于导通状态，此时二极管D2导通，当电路出现短路时，负载电流增大，使得电阻R3与电阻R4之间的电压升高。当电流大于设定过流电流后，三极管Q2导通，从而拉低NMOS管Q1的栅极电压，NMOS管Q1的栅极电压小于NMOS管Q1的源极电压，使得NMOS管Q1断开，从而对NMOS管Q1进行过流保护。

本申请实施例一的实施原理为：当电路出现短路前， NMOS管Q1处于导通状态，此时二极管D2导通，当电路出现短路时，负载电流增大，使得电阻R3与电阻R4之间的电压升高。当电流大于设定过流电流后，三极管Q2导通，从而拉低NMOS管Q1的栅极电压，NMOS管Q1的栅极电压小于NMOS管Q1的源极电压，使得NMOS管Q1断开，从而对NMOS管Q1进行过流保护。通过除去采样电阻、电流放大电路与比较器，只用二极管、三极管、电阻与电容等简单的元器件，有效地减少了现有的MOS管过流保护方案采用的元器件较多，实现起来所需的成本较高，且电路板上所需的体积较大，不方便电路板上多路的输出的情况。

实施例二：

参照图4，本实施例与实施例一的区别在于：MOS管与开关部11不同。

具体的，MOS管为PMOS管Q3，PMOS管Q3的源极电性连接于外部电源，PMOS管Q3的漏极电性连接于负载的输入端，负载的输出端接地，PMOS管Q3的栅极电性连接于开关部11的输出端。

参照图4，开关部11包括三极管Q4，三极管Q4为PNP型三极管。三极管Q4的集电极电性连接于PMOS管Q3的栅极，三极管Q4的基极电性连接有电阻R7和电阻R8，三极管Q4的发射极电性连接于外部电源与电阻R7之间。电阻R7和电阻R8之间电性连接有二极管D3,二极管D3的正极电性连接于负载与PMOS管Q3之间。当电路处于正常情况时，二极管D3的负极电压大于二极管D3的正极电压，二极管D3截止，由于电容C2的作用，使得三极管Q4的基极电压升高，三极管Q4的基极电压大于三极管Q4的集电极电压，三极管Q4截止，PMOS管Q3正常工作。当电路出现短路前，PMOS管Q3导通，此时二极管D3导通。当电路出现短路时，负载电流增大，使得三极管Q4的基极电压减小，当负载电流大于设定过流电流后，三极管Q4导通，使得PMOS管Q3断开，从而对PMOS管Q3进行过流保护。

本申请实施例二的实施原理为：当电路出现短路前，PMOS管Q3导通，此时二极管D3导通。当电路出现短路时，负载电流增大，使得三极管Q4的基极电压减小，当负载电流大于设定过流电流后，三极管Q4导通，使得PMOS管Q3断开，从而对PMOS管Q3进行过流保护。通过除去采样电阻、电流放大电路与比较器，只用二极管、三极管、电阻与电容等简单的元器件，有效地减少了现有的MOS管过流保护方案采用的元器件较多，实现起来所需的成本较高，且电路板上所需的体积较大，不方便电路板上多路的输出的情况。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种MOS管无采样电阻短路过流保护电路，其特征在于：包括NMOS管以及与NMOS管电性连接的负载，所述负载的输入端电性连接于外接电源，所述负载的输出端电性连接于所述NMOS管的源极，所述NMOS管的漏极接地，所述NMOS管的栅极电性连接有用于控制所述NMOS管的通断以对所述负载进行过流保护的保护控制单元（1），所述保护控制单元（1）的输入端电性连接于传感器，所述保护控制单元（1）的输出端电性连接于所述NMOS管。

2.根据权利要求1所述的MOS管无采样电阻短路过流保护电路，其特征在于：所述保护控制单元（1）包括用于控制NMOS管的通断的开关部（11），所述开关部（11）的输入端电性连接于传感器，所述开关部（11）的输出端电性连接于所述NMOS管的栅极。

3.根据权利要求2所述的MOS管无采样电阻短路过流保护电路，其特征在于：所述开关部（11）包括三极管Q2，所述三极管Q2的集电极电性连接有电阻R1，所述三极管Q2的基极电性连接有电阻R2和电阻R3，所述三极管Q2的发射极接地。

4.根据权利要求3所述的MOS管无采样电阻短路过流保护电路，其特征在于：所述电阻R3与所述三极管Q2之间电性连接有滤波部（12），所述滤波部（12）的输入端电性连接于所述电阻R3，所述滤波部（12）的输出端电性连接于所述三极管Q2的基极。

5.根据权利要求4所述的MOS管无采样电阻短路过流保护电路，其特征在于：所述滤波部（12）包括电阻R4与电容C1，所述电阻R4与所述电容C1相互并联。

6.根据权利要求3所述的MOS管无采样电阻短路过流保护电路，其特征在于：所述电阻R2和所述电阻R3之间电性连接有二极管D2，所述二极管D2的负极电性连接于所述负载与所述NMOS管之间。

7.一种MOS管无采样电阻短路过流保护电路，其特征在于：包括PMOS管以及与PMOS管电性连接的负载，所述PMOS管的源极电性连接于外部电源，所述PMOS管的漏极电性连接于所述负载的输入端，所述负载的输出端接地，所述PMOS管的栅极电性连接有用于控制所述PMOS管的通断以对所述负载进行过流保护的保护控制单元（1），所述保护控制单元（1）包括开关部（11），所述开关部（11）的输入端电性连接于传感器，所述开关部（11）的输出端电性连接于所述PMOS管的栅极。

8.根据权利要求7所述的MOS管无采样电阻短路过流保护电路，其特征在于：所述开关部（11）包括三极管Q4, 所述三极管Q4的集电极电性连接于所述PMOS管的栅极，所述三极管Q4的基极电性连接有电阻R7和电阻R8，所述三极管Q4的发射极电性连接于外部电源与所述电阻R7之间。

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