CN219678103U - 一种防ptc损坏的电源控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种防PTC损坏的电源控制电路，包括锂电池MCU、供电支路、短路电测支路、短路保护支路。本实用新型通过配置短路检测支路，使得当外部负载发生短路时，能够及时的切断电源，并更换接通短路保护支路，待短路负载被移除后，可自动打开供电支路，避免了外部负载长时间维持大电流，也避免了因PTC损坏而导致整个系统的损坏，有效的保护整个系统的安全稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路技术领域，尤其是涉及用于一种防PTC损坏的电源控制电路。
背景技术
现有的电源开关控制电路，为了防止外部负载短路，通常会在主控制回路中串入PTC，当外部负载电流过大时，PTC依靠自身发热功率增大，而使其阻值瞬间增大，从而使得回路中的电流瞬间减小，以此达到保护电源控制回路的目的。
但如果短路的外部负载未长时间处置，而使得外部负载长时间维持大电流，导致电源控制回路中的元件很容易被烧坏，更严重的情况下PTC也会烧坏，从而导致整个系统损坏无法工作。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提出了一种防PTC损坏的电源控制电路。
本实用新型的主要内容包括：
一种防PTC损坏的电源控制电路，包括：
锂电池MCU，包括电源回路控制端口P_ON、短路保护端口LOAD_TEST以及短路检测端口LOAD_DET；
所述供电支路，配置在电源以及外部负载之间，所述供电支路包括第一开关单元以及PTC；所述第一开关单元与所述电源回路控制端口P_ON连接，用于控制电源与外部负载的断联；
短路检测支路，一端与所述供电支路连接，另一端与所述短路检测端口LOAD_DET连接；所述短路检测支路包括检测三极管以及第二开关单元，所述第二开关单元控制所述检测三极管的导通和关闭，所述检测三极管的集电极与所述短路检测端口LOAD_DET连接，其发射极接地；
短路保护支路，配置在电源以及所述短路保护端口LOAD_TEST之间，所述短路保护支路包括第三开关单元和高阻值电阻；所述第三开关单元接收所述锂电池MCU的控制信号，使电源通过所述高阻值电阻放电。
优选的，所述第一开关单元包括开关MOS管、第一下拉电阻A、第一下拉电阻B以及第一三极管；所述开关MOS管的栅极通过所述第一下拉电阻B与所述第一三极管的集电极连接，其源极和漏极分别与电源和PTC的一端连接；所述第一下拉电阻A连接在所述开关MOS管的源极和栅极之间；所述第一三极管的基极与电源回路控制端口P_ON连接，其发射极接地。
优选的，所述第一开关单元还包括第一二极管、第一限流电阻和第一下拉电阻C，所述第一二极管的正极与电源回路控制端口P_ON连接，其负极与所述第一限流电阻的一端连接，所述第一限流电阻的另一端与所述第一三极管的基极连接；所述第一下拉电阻C连接在所述第一三极管的基极和发射极之间。
优选的，所述检测三极管为NPN型；所述第二开关单元包括第二下拉电阻A、第二下拉电阻B以及供电电源VDD3.3；所述第二下拉电阻A的一端与所述PTC的一端连接，其另一端与所述检测三极管的基极连接；所述第二下拉电阻B连接在所述检测三极管的基极和发射极之间；所述供电电源VDD3.3通过第二下拉电阻C与所述检测三极管的集电极连接。
优选的，所述第二开关单元还包括第二限流电阻，所述第二限流电阻的一端与所述短路检测端口LOAD_DET连接，其另一端与所述检测三极管的集电极连接。
优选的，所述第三开关单元包括第一保护三极管以及第二保护三极管，所述第一保护三极管为NPN型，其基极与所述短路保护端口LOAD_TEST连接，其发射极接地，其集电极与所述第二保护三极管的基极连接；所述第二保护三极管为PNP型，其发射极与电源连接，其集电极与所述高阻值电阻的一端连接，所述高阻值电阻的另一端与所述PTC的一端连接。
优选的，所述第三开关单元还包括第三限流电阻A、第三限流电阻B、第三下拉电阻A、第三下拉电阻B以及第三二极管；所述第三二极管的正极与所述短路保护端口LOAD_TEST连接，其负极与所述第三限流电阻A的一端连接，所述第三限流电阻A的另一端与所述第一保护三极管的基极连接；所述第三下拉电阻A的两端连接在所述第一保护三极管的基极和发射极之间；所述第三限流电阻B的一端与所述第一保护三极管的集电极连接，其另一端与所述第二保护三极管的基极连接；所述第三下拉电阻B的两端连接在所述第二保护三极管的发射极和其基极之间。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出了一种防PTC损坏的电源控制电路，通过配置短路检测支路，使得当外部负载发生短路时，能够及时的切断电源，并更换接通短路保护支路，待短路负载被移除后，可自动打开供电支路，避免了外部负载长时间维持大电流，也避免了因PTC损坏而导致整个系统的损坏，有效的保护整个系统的安全稳定。
附图说明
图1为本实用新型的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型所保护的技术方案做具体说明。
请参照图1，本实用新型提出了一种防PTC损坏的电源控制电路，包括锂电池MCU、供电支路、短路检测支路以及短路保护支路；其中，所述供电支路的一端通过电源输入接口VCC_12V连接电源，另一端通过电源输出接口VCC_OUT连接外部负载，即电源通过供电支路为外部负载供电；所述锂电池MCU包括电源回路控制端口P_ON、短路保护端口LOAD_TEST以及短路检测端口LOAD_DET，其通过检测短路检测端口LOAD_DET的状态，来通过电源回路控制端口P_ON控制电源的通断，同时通过短路保护端口LOAD_TEST启动供电支路的保护。
具体地，所述供电支路包括第一开关单元以及PTC R2；所述第一开关单元与所述电源回路控制端口P_ON连接，所述锂电池MCU通过控制所述第一开关单元来控制电源与外部负载的断联；进一步地，所述第一开关单元包括开关MOS管Q1、第一下拉电阻A R4、第一下拉电阻B R6以及第一三极管Q3；所述开关MOS管Q1的栅极通过所述第一下拉电阻B R6与所述第一三极管Q3的集电极连接，其源极和漏极分别与电源和PTC R2的一端连接；所述第一下拉电阻A R4连接在所述开关MOS管Q1的源极和栅极之间；所述第一三极管Q3的基极与电源回路控制端口P_ON连接，其发射极接地。
更进一步地，所述第一开关单元还包括第一二极管D2、第一限流电阻R9和第一下拉电阻C R14，所述第一二极管D2的正极与电源回路控制端口P_ON连接，其负极与所述第一限流电阻R9的一端连接，所述第一限流电阻R9的另一端与所述第一三极管Q3的基极连接；所述第一下拉电阻C R14连接在所述第一三极管Q3的基极和发射极之间。在正常供电下，所述电源回路控制端口P_ON输出高电平，此时，所述第一三极管Q3导通，电源通过所述第一下拉电阻A R4和第一下拉电阻B R6分压，为开关MOS Q1提供开启电压，此时所述开关MOS管Q1导通，使得电源通过二极管D1对负载供电。
本实用新型新增了短路检测支路，所述短路检测支路一端与所述短路检测端口LOAD_DET连接，另一端与所述供电支路连接，具体地，所述短路检测支路包括检测三极管Q4以及第二开关单元，其中，所述第二开关单元控制所述检测三极管Q4的导通和关闭，所述检测三极管Q4的集电极与所述短路检测端口LOAD_DET连接，其发射极接地；进一步地，所述检测三极管Q4为NPN型；所述第二开关单元包括第二下拉电阻A R13、第二下拉电阻B R17、第二限流电阻R12以及供电电源VDD3.3；所述第二下拉电阻A R13的一端与所述PTC的一端连接，其另一端与所述检测三极管Q4的基极连接；所述第二下拉电阻B R17连接在所述检测三极管Q4的基极和发射极之间；所述供电电源VDD3.3通过第二下拉电阻C R11与所述检测三极管Q4的集电极连接；所述第二限流电阻R12的一端与所述短路检测端口LOAD_DET连接，其另一端与所述检测三极管Q4的集电极连接。
在正常供电的情况下，电源经第二下拉电阻A R13、第二下拉电阻B R17分压为所述检测三极管Q4提供开启电压，使其导通，供电电源VDD3.3通过第二下拉电阻C R11被拉到地，所述锂电池MCU检测其短路检测端口LOAD_DET为低电压，从而判定外部负载未发生短路；而当外部负载发生短路时，电源输出接口VCC_OUT被拉低，使得第二下拉电阻A R13、第二下拉电阻B R17分到的电压非常小，导致检测三极管Q4无法开启，此时所述短路检测端口LOAD_DET即输出高电平，锂电池MCU由此判定此时外部负载发生短路。
而当外部负载发生短路后，即所述短路检测端口LOAD_DET检测到高电平后，所述锂电池MCU即关闭电源回路控制端口P_ON，所述第一开关单元断开，使得电源无法继续供电；同时控制短路保护端口LOAD_TEST输出高电平，以通过短路保护支路来降低回路中的电流。
具体地，所述短路保护支路配置在电源以及所述短路保护端口LOAD_TEST之间，所述短路保护支路包括第三开关单元和高阻值电阻R5；所述第三开关单元接收所述锂电池MCU的控制信号，使电源通过所述高阻值电阻R5放电；具体地，所述第三开关单元包括第一保护三极管Q5以及第二保护三极管Q2、第三限流电阻A R16、第三限流电阻B R10、第三下拉电阻A R18、第三下拉电阻B R7以及第三二极管D3；其中，所述第一保护三极管Q5为NPN型，其基极通过第三二极管D3和第三限流电阻A R16与所述短路保护端口LOAD_TEST连接，其发射极接地，其集电极通过第三限流电阻B R10与所述第二保护三极管Q2的基极连接；所述第二保护三极管Q2为PNP型，其发射极与电源VCC_12V连接，其集电极与所述高阻值电阻R5的一端连接，所述高阻值电阻R5的另一端与所述PTC R2的一端连接.
更具体地，所述第三二极管D3的正极与所述短路保护端口LOAD_TEST连接，其负极与所述第三限流电阻A R16的一端连接，所述第三限流电阻A R16的另一端与所述第一保护三极管Q5的基极连接；所述第三下拉电阻A R18的两端连接在所述第一保护三极管Q5的基极和发射极之间；所述第三下拉电阻B R7的两端连接在所述第二保护三极管的发射极和其基极之间。
当控制短路保护端口LOAD_TEST输出高电平时，所述第一保护三极管Q5导通，电源通过第三下拉电阻B R7和第三限流电阻B R10被拉到地，使得所述第二保护三极管Q2导通，电源即通过第二保护三极管Q2和高阻值电阻R5对外供电，由于高阻值电阻R5的阻值非常大，即使外部有短路，其回路内的电流也会非常小而不会损坏电路。
当外部短路负载被移除后，所述短路检测端口LOAD_DET为低电平，所述锂电池MCU即控制重新打开电源回路控制端口P_ON，从而进入正常的供电状态。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种防PTC损坏的电源控制电路，其特征在于，包括：
锂电池MCU，包括电源回路控制端口P_ON、短路保护端口LOAD_TEST以及短路检测端口LOAD_DET；
供电支路，配置在电源以及外部负载之间，所述供电支路包括第一开关单元以及PTC；所述第一开关单元与所述电源回路控制端口P_ON连接，用于控制电源与外部负载的断联；
短路检测支路，一端与所述供电支路连接，另一端与所述短路检测端口LOAD_DET连接；所述短路检测支路包括检测三极管以及第二开关单元，所述第二开关单元控制所述检测三极管的导通和关闭，所述检测三极管的集电极与所述短路检测端口LOAD_DET连接，其发射极接地；
短路保护支路，配置在电源以及所述短路保护端口LOAD_TEST之间，所述短路保护支路包括第三开关单元和高阻值电阻；所述第三开关单元接收所述锂电池MCU的控制信号，使电源通过所述高阻值电阻放电。
2.根据权利要求1所述的一种防PTC损坏的电源控制电路，其特征在于，所述第一开关单元包括开关MOS管、第一下拉电阻A、第一下拉电阻B以及第一三极管；所述开关MOS管的栅极通过所述第一下拉电阻B与所述第一三极管的集电极连接，其源极和漏极分别与电源和PTC的一端连接；所述第一下拉电阻A连接在所述开关MOS管的源极和栅极之间；所述第一三极管的基极与电源回路控制端口P_ON连接，其发射极接地。
3.根据权利要求2所述的一种防PTC损坏的电源控制电路，其特征在于，所述第一开关单元还包括第一二极管、第一限流电阻和第一下拉电阻C，所述第一二极管的正极与电源回路控制端口P_ON连接，其负极与所述第一限流电阻的一端连接，所述第一限流电阻的另一端与所述第一三极管的基极连接；所述第一下拉电阻C连接在所述第一三极管的基极和发射极之间。
4.根据权利要求1所述的一种防PTC损坏的电源控制电路，其特征在于，所述检测三极管为NPN型；所述第二开关单元包括第二下拉电阻A、第二下拉电阻B以及供电电源VDD3.3；所述第二下拉电阻A的一端与所述PTC的一端连接，其另一端与所述检测三极管的基极连接；所述第二下拉电阻B连接在所述检测三极管的基极和发射极之间；所述供电电源VDD3.3通过第二下拉电阻C与所述检测三极管的集电极连接。
5.根据权利要求4所述的一种防PTC损坏的电源控制电路，其特征在于，所述第二开关单元还包括第二限流电阻，所述第二限流电阻的一端与所述短路检测端口LOAD_DET连接，其另一端与所述检测三极管的集电极连接。
6.根据权利要求1所述的一种防PTC损坏的电源控制电路，其特征在于，所述第三开关单元包括第一保护三极管以及第二保护三极管，所述第一保护三极管为NPN型，其基极与所述短路保护端口LOAD_TEST连接，其发射极接地，其集电极与所述第二保护三极管的基极连接；所述第二保护三极管为PNP型，其发射极与电源连接，其集电极与所述高阻值电阻的一端连接，所述高阻值电阻的另一端与所述PTC的一端连接。
7.根据权利要求6所述的一种防PTC损坏的电源控制电路，其特征在于，所述第三开关单元还包括第三限流电阻A、第三限流电阻B、第三下拉电阻A、第三下拉电阻B以及第三二极管；所述第三二极管的正极与所述短路保护端口LOAD_TEST连接，其负极与所述第三限流电阻A的一端连接，所述第三限流电阻A的另一端与所述第一保护三极管的基极连接；所述第三下拉电阻A的两端连接在所述第一保护三极管的基极和发射极之间；所述第三限流电阻B的一端与所述第一保护三极管的集电极连接，其另一端与所述第二保护三极管的基极连接；所述第三下拉电阻B的两端连接在所述第二保护三极管的发射极和其基极之间。
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