CN219436641U - 保护电路及无人机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种保护电路及无人机，涉及电子电路技术领域，保护电路包括开关子电路、电流检测子电路、控制芯片，开关子电路的一端用于与电源连接，另一端连接负载；电流检测芯片的第一输入引脚与第二输入引脚分别连接于第一电阻的两端，第二电阻的一端通过第一电容连接电流检测芯片的电源引脚，第二电阻的另一端与电流检测芯片的输出引脚连接，第二电阻与第一电容连接的一端接地，第二电容与第二电阻并联，电流检测芯片用于将第一电阻两端的电压转换为检测电流；控制芯片用于当检测电流大于预设阈值时控制芯片的控制信号输出端的输出第一电平，开关子电路用于根据第一电平截止。本申请的保护电路能降低电路损坏的概率。

Description

保护电路及无人机

技术领域

本申请涉及电子电路技术领域，特别涉及一种保护电路及无人机。

背景技术

随着科技的发展，无人机行业的崛起，无人机的价格不断平民化，功能多样化，慢慢成受到人们的青睐。

相关技术中，当无人机在出现电机卡死、撞击等突发情况时，无人机的内部电路的电流会增大，而内部电路无法承受较大的电流，若无法及时断开电路，则会损坏无人机的内部电路。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种保护电路及无人机，能够降低电路损坏的概率。

第一方面，本申请实施例提供了一种保护电路，包括：

开关子电路，所述开关子电路的一端用于与电源连接，所述开关子电路的另一端通过第一电阻用于连接负载；

电流检测子电路，所述电流检测子电路包括电流检测芯片、第二电阻、第一电容和第二电容，所述电流检测芯片的第一输入引脚与第二输入引脚分别连接于所述第一电阻的两端，所述第二电阻的一端通过所述第一电容连接所述电流检测芯片的电源引脚，所述第二电阻的另一端与所述电流检测芯片的输出引脚连接，所述第二电阻与所述第一电容连接的一端接地，所述第二电容与所述第二电阻并联，所述电流检测芯片用于将所述第一电阻两端的电压转换为检测电流；

控制芯片，控制芯片设有电流检测端和控制信号输出端，所述控制芯片的电流检测端与所述电流检测芯片的输出引脚连接，所述控制芯片用于当所述检测电流大于预设阈值时所述控制芯片的控制信号输出端的输出第一电平；所述开关子电路还与所述控制芯片的控制信号输出端连接，所述开关子电路用于根据所述第一电平截止。

根据本申请实施例的保护电路，至少具有如下有益效果：本申请实施例的保护电路包括开关子电路、电流检测子电路、控制芯片，开关子电路的一端用于与电源连接，开关子电路的另一端通过第一电阻用于连接负载；电流检测子电路包括电流检测芯片、第二电阻、第一电容和第二电容，电流检测芯片的第一输入引脚与第二输入引脚分别连接于第一电阻的两端，第二电阻的一端通过第一电容连接电流检测芯片的电源引脚，第二电阻的另一端与电流检测芯片的输出引脚连接，第二电阻与第一电容连接的一端接地，第二电容与第二电阻并联，电流检测芯片用于将第一电阻两端的电压转换为检测电流；控制芯片设有电流检测端和控制信号输出端，控制芯片的电流检测端与电流检测芯片的输出引脚连接，控制芯片用于当检测电流大于预设阈值时控制芯片的控制信号输出端的输出第一电平；开关子电路还与控制芯片的控制信号输出端连接，开关子电路用于根据第一电平截止。在保护电路正常工作时，开关子电路导通，而当控制芯片通过电流检测端检测到电流检测芯片的输出引脚的检测电流增大，且检测电流大于预设阈值时，控制芯片的控制信号输出端的输出第一电平，开关子电路用于根据第一电平截止，由于开关子电路截止，因此电源与负载之间断开，如此，能够降低电路由于电流较大而损坏的概率。

根据本申请第一方面的一些实施例，所述开关子电路包括第三电阻、双极型晶体管和若干场效应管，各个所述场效应管的源极连接，且各个所述场效应管源极的连接处与所述电源连接，各个所述场效应管的漏极连接，各个所述场效应管漏极的连接处与所述第一电阻连接，所述各个所述场效应管的栅极连接，且各个所述场效应管栅极的连接处通过第三电阻与所述双极型晶体管的集电极连接，且各个所述场效应管栅极的连接处通过所述第七电阻与所述电源连接；所述双极型晶体管的基极与所述控制芯片的控制信号输出端连接，所述双极型晶体管的发射极接地。

根据本申请第一方面的一些实施例，所述开关子电路还包括第四电阻，所述双极型晶体管的基极通过所述第四电阻与所述控制芯片的控制信号输出端连接。

根据本申请第一方面的一些实施例，所述开关子电路还包括第五电阻和第三电容，所述双极型晶体管的基极通过所述第五电阻接地，所述第三电容与所述第五电阻并联。

根据本申请第一方面的一些实施例，还包括启动子电路，所述启动子电路包括第一二极管、轻触开关，所述第一二极管的第一输出端与所述双极型晶体管的集电极连接，所述第一二极管的输出端通过所述轻触开关接地。

根据本申请第一方面的一些实施例，所述启动子电路还包括第六电阻，所述第一二极管的第二输入端通过所述第六电阻接入供电电压，所述第一二极管的第二输入端还与所述控制芯片连接，所述控制芯片根据所述第一二极管的第二输入端的输出信号所述控制芯片的控制信号输出端的输出所述第一电平。

根据本申请第一方面的一些实施例，所述开关子电路还包括瞬变电压抑制二极管，各个所述场效应管源极的连接处通过所述瞬变电压抑制二极管接地。

根据本申请第一方面的一些实施例，还包括第四电容，各个所述场效应管漏极的连接处通过所述第四电容接地。

根据本申请第一方面的一些实施例，所述电流检测芯片采用型号为INA139的芯片。

第二方面，本申请实施例提供了一种无人机，包括：

如第一方面任意一项实施例所述的保护电路。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：

图1为本申请实施例的保护电路的电路示意图。

附图标记：

开关子电路100；第一电阻R6；第三电阻R3；双极型晶体管Q1；第四电阻R1；第五电阻R5；第三电容C1；第七电阻R2；第四电容C2；

电流检测子电路200；电流检测芯片U1；第二电阻R4；第一电容C4；第二电容C3；

启动子电路300；第一二极管D1；轻触开关SW1；第六电阻R7；瞬变电压抑制二极管D2。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

参照图1，本申请第一方面实施例提供了一种保护电路，保护电路包括开关子电路100、电流检测子电路200、控制芯片，开关子电路100的一端用于与电源连接，开关子电路100的另一端通过第一电阻R6用于连接负载；电流检测子电路200包括电流检测芯片U1、第二电阻R4、第一电容C4和第二电容C3，电流检测芯片U1的第一输入引脚与第二输入引脚分别连接于第一电阻R6的两端，第二电阻R4的一端通过第一电容C4连接电流检测芯片U1的电源引脚，第二电阻R4的另一端与电流检测芯片U1的输出引脚连接，第二电阻R4与第一电容C4连接的一端接地，第二电容C3与第二电阻R4并联，电流检测芯片U1用于将第一电阻R6两端的电压转换为检测电流；控制芯片(图中未示出)设有电流检测端和控制信号输出端，控制芯片的电流检测端与电流检测芯片U1的输出引脚连接，控制芯片用于当检测电流大于预设阈值时控制芯片的控制信号输出端的输出第一电平；开关子电路100还与控制芯片的控制信号输出端连接，开关子电路100用于根据第一电平截止。在保护电路正常工作时，开关子电路100导通，而当控制芯片通过电流检测端检测到电流检测芯片U1的输出引脚的检测电流增大，且检测电流大于预设阈值时，控制芯片的控制信号输出端的输出第一电平，开关子电路100用于根据第一电平截止，由于开关子电路100截止，因此电源与负载之间断开，如此，能够降低电路由于电流较大而损坏的概率。

需要说明的是，本申请实施例对控制芯片的具体型号不作出具体限定，控制芯片可以是任意单片机芯片，本领域技术人员可以根据实际需要选取控制芯片的型号。控制芯片在通过电流检测端检测到电流检测芯片U1的输出引脚的检测电流增大，且检测电流大于预设阈值时，控制芯片的控制信号输出端的输出第一电平，只是对于控制芯片的简单配置，是控制芯片本身具备的功能，不涉及对程序的改进。需要说明的是，本申请实施例不对预设阈值作出具体限定，本领域技术人员可以根据实际需要设定预设阈值。

需要说明的是，在图1中，J1表征电源，J2表征负载，CURRENT-OUT表征检测电流。

值得注意的是，参照图1，电流检测芯片U1采用芯片的型号为INA139，具体的，电流检测芯片U1的两个VIN+引脚分别连接于第一电阻R6的两端，第二电阻R4的一端通过第一电容C4连接电流检测芯片U1的V+引脚，第二电阻R4的另一端与电流检测芯片U1的OUT引脚连接，第二电阻R4与第一电容C4连接的一端接地，第二电容C3与第二电阻R4并联，电流检测芯片U1用于将第一电阻R6两端的电压转换为检测电流，结合第二电阻R4将第一电阻R6两端的电压进行差分放大，再经过第二电容C3将检测电流输出至控制芯片的电流检测端。需要说明的是，电流检测芯片U1还可以采用其他型号的芯片，本申请对此不作出限定，本领域技术人员可以根据实际需要设定其他型号的芯片。

可以理解的是，开关子电路100包括第三电阻R3、双极型晶体管Q1和若干场效应管，各个场效应管的源极连接，且各个场效应管源极的连接处与电源连接，各个场效应管的漏极连接，各个场效应管漏极的连接处与第一电阻R6连接，各个场效应管的栅极连接，且各个场效应管栅极的连接处通过第三电阻R3与双极型晶体管Q1的集电极连接，且各个所述场效应管栅极的连接处通过所述第七电阻R2与电源连接；双极型晶体管Q1的基极与控制芯片的控制信号输出端连接，双极型晶体管Q1的发射极接地。在保护电路正常工作时，双极型晶体管Q1和各个场效应管导通，且控制芯片的控制信号输出端的电平为高电平，图1中的SW_EN信号为控制信号输出端的输出信号，在保护电路正常工作时，SW_EN信号为高电平。当控制芯片通过电流检测端检测到电流检测芯片U1的输出引脚的检测电流增大，且检测电流大于预设阈值时，控制芯片的控制信号输出端的输出第一电平，且第一电平为低电平，即图1中SW_EM信号为低电平，此时，双极型晶体管Q1的基极为低电平，因此双极型晶体管Q1截止，则各个场效应管的栅极均连接电源，因此各个场效应管也截止，从而使得电源与负载之间断开，如此，能够降低电路由于电流较大而损坏的概率。

需要说明的是，参照图1，场效应管Q3的栅极和场效应管Q2的栅极的连接处还通过第七电阻R2与电源连接。图1示出的场效应管的数量为2，只是一个示例，并不理解为对本申请的限制，本申请不场效应管的数量作出限定，增加场效应管的数量能够增强承受电流的能力，本领域可以根据实际需要设定场效应管的数量。

可以理解的是，开关子电路100还包括第四电阻R1，双极型晶体管Q1的基极通过第四电阻R1与控制芯片的控制信号输出端连接。通过设定第四电阻R1的阻值可以调节输入至双极型晶体管Q1的基极的电流，从而可以起到保护双极型晶体管Q1的作用，本领域技术人员可以根据实际需要设定第四电阻R1的阻值。

可以理解的是，开关子电路100还包括第五电阻R5和第三电容C1，双极型晶体管Q1的基极通过第五电阻R5接地，第三电容C1与第五电阻R5并联。第三电容C1和第五电阻R5能够起到滤波作用。

可以理解的是，还包括启动子电路300，启动子电路300包括第一二极管D1、轻触开关SW1，第一二极管的第一输出端与双极型晶体管Q1的集电极连接，第一二极管D1的输出端通过轻触开关SW1接地。在对保护电路进行开启时，按住轻触开关SW1，以使各个场效应管的栅极依次通过第三电阻R3、第一二极管D1接地，因此各个场效应管的源极和漏极导通，从而使电源与负载之间导通。并且在正常工作时，SW_EN信号为高电平，因此双极型晶体管Q1导通，此时即使松开轻触开关SW1，各个场效应管可以通过双极型晶体管Q1的集电极接地，因此即使松开轻触开关SW1，各个场效应管依然导通，保护电路能正常工作。

可以理解的是，启动子电路300还包括第六电阻R7，第一二极管的第二输入端通过第六电阻R7接入供电电压，第一二极管D1的第二输入端还与控制芯片连接，控制芯片根据第一二极管D1的第二输入端的输出信号控制芯片的控制信号输出端的输出第一电平。在保护电路正常工作时，图1中的SW_DET信号通过第六电阻R7被拉高，当需要关闭保护电路时，按住轻触开关SW1，此时SW_DET信号产生下降沿，但不是低电平，控制芯片检测到SW_DET信号产生下降沿时，控制芯片的控制信号输出端的输出第一电平，即使图1中的SW_EN信号为低电平，从而使双极型晶体管Q1截止，进而使各个场效应管截止，从而切断电源与负载之间的连接。需要说明的是，控制芯片接收SW_DET信号，当检测到SW_DET信号产生下降沿，则使SW_EN信号为低电平，是对控制芯片的简单配置，属于本领域常规控制芯片或单片机的简单配置，不涉及程序的改进。

可以理解的是，开关子电路100还包括瞬变电压抑制二极管D2，各个场效应管源极的连接处通过瞬变电压抑制二极管D2接地。瞬变电压抑制二极管D2能够起到保护作用。

可以理解的是，还包括第四电容C2，各个场效应管漏极的连接处通过所述第四电容C2接地。第四电容C2能够起到滤波作用。

本申请第二方面实施例提供了一种无人机，包括：

如第一方面任意一项实施例所述的保护电路。

由于无人机包括如本申请第一方面实施例任一项的保护电路，因此第一方面所提及到的实施例中的保护电路的相应内容同样适用于第二方面所提及到的实施例中的无人机，并且具有相同的实现原理以及技术效果，为避免描述内容冗余，此处不再详细描述。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.一种保护电路，其特征在于，包括：

开关子电路，所述开关子电路的一端用于与电源连接，所述开关子电路的另一端通过第一电阻用于连接负载；

电流检测子电路，所述电流检测子电路包括电流检测芯片、第二电阻、第一电容和第二电容，所述电流检测芯片的第一输入引脚与第二输入引脚分别连接于所述第一电阻的两端，所述第二电阻的一端通过所述第一电容连接所述电流检测芯片的电源引脚，所述第二电阻的另一端与所述电流检测芯片的输出引脚连接，所述第二电阻与所述第一电容连接的一端接地，所述第二电容与所述第二电阻并联，所述电流检测芯片用于将所述第一电阻两端的电压转换为检测电流；

控制芯片，控制芯片设有电流检测端和控制信号输出端，所述控制芯片的电流检测端与所述电流检测芯片的输出引脚连接，所述控制芯片用于当所述检测电流大于预设阈值时所述控制芯片的控制信号输出端的输出第一电平；所述开关子电路还与所述控制芯片的控制信号输出端连接，所述开关子电路用于根据所述第一电平截止。

2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述开关子电路包括第三电阻、第七电阻、双极型晶体管和若干场效应管，各个所述场效应管的源极连接，且各个所述场效应管源极的连接处与所述电源连接，各个所述场效应管的漏极连接，各个所述场效应管漏极的连接处与所述第一电阻连接，所述各个所述场效应管的栅极连接，且各个所述场效应管栅极的连接处通过第三电阻与所述双极型晶体管的集电极连接，且各个所述场效应管栅极的连接处通过所述第七电阻与所述电源连接；所述双极型晶体管的基极与所述控制芯片的控制信号输出端连接，所述双极型晶体管的发射极接地。

3.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述开关子电路还包括第四电阻，所述双极型晶体管的基极通过所述第四电阻与所述控制芯片的控制信号输出端连接。

4.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述开关子电路还包括第五电阻和第三电容，所述双极型晶体管的基极通过所述第五电阻接地，所述第三电容与所述第五电阻并联。

5.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，还包括启动子电路，所述启动子电路包括第一二极管、轻触开关，所述第一二极管的第一输出端与所述双极型晶体管的集电极连接，所述第一二极管的输出端通过所述轻触开关接地。

6.根据权利要求5所述的保护电路，其特征在于，所述启动子电路还包括第六电阻，所述第一二极管的第二输入端通过所述第六电阻接入供电电压，所述第一二极管的第二输入端还与所述控制芯片连接，所述控制芯片根据所述第一二极管的第二输入端的输出信号所述控制芯片的控制信号输出端的输出所述第一电平。

7.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述开关子电路还包括瞬变电压抑制二极管，各个所述场效应管源极的连接处通过所述瞬变电压抑制二极管接地。

8.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，还包括第四电容，各个所述场效应管漏极的连接处通过所述第四电容接地。

9.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述电流检测芯片采用型号为INA139的芯片。

10.一种无人机，其特征在于，包括：

如权利要求1至9任意一项所述的保护电路。