CN219937947U - 一种过流保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种过流保护电路，包括依次连接的反馈控制模块、主控开关模块和电流检测模块，反馈控制模块用于接收电流检测模块的信号并控制主控开关模块的通断，主控开关模块与电源相连并为电流检测模块所在的负载线路供电，且主控开关模块控制电源的通断，电流检测模块用于检测负载线路的电流并将信号传递至反馈控制模块使得主控开关模块达到震荡平衡；优点是通过设置的电流检测模块、反馈控制模块与主控开关模块的配合实现震荡平衡限流，从而将过大负载电流最终限制在过流阈值以下的一个震荡平衡电流，继而避免负载因过流而造成负载设备的损坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及过流保护领域，具体涉及一种过流保护电路。
背景技术
过电流保护是指当电流超过预定最大值时，使保护装置动作的一种保护方式。当流过被保护原件中的电流超过预先整定的某个数值时，保护装置启动。如果不设置过流保护装置，在一些电路中一旦出现电流因为短路或元器件异常导致电流过大时，容易出现烧坏元器件的情况，尤其是在一些对电流变化反应灵敏的电路，严重时甚至会因电流过大导致火灾事故的发生，因此过流保护电路的设置时有必要的。而现有的过流保护装置对大电流的变化响应较为准确，但对于相对稍小的过电流响应较慢甚至无法检测，这种现象就容易导致只有在短路或电流变化较大的情况下过流保护装置才能起作用，若需要等待电流升至较高后才起作用的话，在电流上高过程中一些对电流反应灵敏的元器件会被击穿烧坏。同时现有的过流保护装置在动作后将会使得负载电路彻底断电停止工作，使得负载电路的电流降低为零，这种一刀切断的方式虽然应对突发状况较为有效，但对于正常现象导致的电流升高无法应对，例如电机启动时的电流升高。因此需要一种反应灵敏，且使用可靠可达到震荡限流的过流保护电路。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种低成本，结构简单，可靠性高且可快速将过载电流降至安全电流以下的过流保护电路。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种过流保护电路，包括依次连接的反馈控制模块、主控开关模块和电流检测模块，所述的反馈控制模块用于接收电流检测模块的信号并控制主控开关模块的通断，所述的主控开关模块与电源相连并为电流检测模块所在的负载线路供电，且所述主控开关模块控制电源的通断，所述的电流检测模块用于检测负载线路的电流并将信号传递至反馈控制模块使得主控开关模块达到震荡平衡。
更进一步地，所述的电源包括与正极相连的电源线和与负极相连接的接地线，所述的主控开关包括开关场效应管，所述开关场效应管的源极与电源线，所述开关场效应管的栅极与第一电阻的一端、第二电阻的一端均相连接，第一电阻的另一端与电源相连接，第二电阻的另一端与第一三极管的集电极相连接，所述的第一三极管的发射极与接地线相连接，所述第一三极管的基极与反馈控制模块相连接，所述开关场效应管的漏极与电流检测模块相连接。
更进一步地，所述的反馈控制模块包括第二三极管，所述的第二三极管的集电极与第一三极管的基极相连接，所述第二三极管的发射极与接地线相连接，所述的第二三极管的集电极还通过第三电阻与电源线相连接，所述第二三极管的基极通过第四电阻与电流检测模块相连接。
更进一步地，所述的电流检测模块包括检测电阻和第三三极管，所述的第三三极管的发射极与检测电阻的一端、开关场效应管的漏极均相连接，第三三极管的基极与检测电阻的另一端相连接，所述检测电阻的另一端还与负载相连接，所述的第三三极管的集电极与第五电阻的一端相连，第五电阻的一端还与第四电阻相连接，第五电阻的另一端与接地线相连接，优点在于通过检测电阻的精度和大小设置，可以有效提高电流检测的灵敏度以及过流阈值大小调整。
更进一步地，所述的主控开关模块的前端还设置有滤波单元；优点在于通过滤波单元可有效滤除输入电源端带来的噪声，避免由输入电压波动引起负载电流波动而造成错误的反馈动作，从而提高了电源检测模块的可靠性，保证负载工作在安全可靠稳定的电压工作范围。
与现有技术相比，本实用新型的优点是通过设置的电流检测模块、反馈控制模块与主控开关模块的配合实现震荡平衡限流，从而将过大负载电流最终限制在过流阈值以下的一个震荡平衡电流，继而避免负载因过流而造成负载设备的损坏。同时本实用新型采用第一三极管、第二三极管以及第三三极管作为开关使用，利用三极管基级和发射极的PN结属性，提高过流保护电路的灵敏性，当采样电阻上的电压升至三极管基级和发射极的动作电压将三极管导通，从而将过流信号反馈给反馈控制模块，避免负载设备因过流而损坏。
附图说明
图1为本实用新型过流保护电路的原理框图；
图2为本实用新型过流保护电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
一种过流保护电路，包括依次连接的反馈控制模块、主控开关模块和电流检测模块，反馈控制模块用于接收电流检测模块的信号并控制主控开关模块的通断，主控开关模块与电源V1相连并为电流检测模块所在的负载线路供电，且主控开关模块控制电源V1的通断，电流检测模块用于检测负载线路的电流并将信号传递至反馈控制模块使得主控开关模块达到震荡平衡。
上述电源V1包括与正极相连的电源V1线和与负极相连接的接地线，主控开关包括开关场效应管，开关场效应管M1的源极与电源V1线，开关场效应管M1的栅极与第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端均相连接，第一电阻R1的另一端与电源V1相连接，第二电阻R2的另一端与第一三极管Q1的集电极相连接，第一三极管Q1的发射极与接地线相连接，第一三极管Q1的基极与反馈控制模块相连接，开关场效应管M1的漏极与电流检测模块的检测电阻R6相连接。
上述反馈控制模块包括第二三极管Q2，第二三极管Q2的集电极与第一三极管Q1的基极相连接，第二三极管Q2的发射极与接地线相连接，第二三极管Q2的集电极还通过第三电阻R3与电源V1线相连接，第二三极管Q2的基极通过第四电阻R4与电流检测模块第三三极管Q3的集电极相连接。
上述电流检测模块包括检测电阻R6和第三三极管Q3，第三三极管Q3的发射极与检测电阻R6的一端、开关场效应管M1的漏极均相连接，第三三极管Q3的基极与检测电阻R6的另一端相连接，检测电阻R6的另一端还与负载相连接，第三三极管Q3的集电极与第五电阻R5的一端相连，第五电阻R5的一端还与第四电阻R4相连接，第五电阻R5的另一端与接地线相连接，同时负载还与接地线相连。
在上述主控开关模块的前端还设置有滤波单元，滤波单元包括第一电感L1、第一电容C1和第二电容C2，所述的第一电感L1的一端与电源V1的正极相连，第一电感L1的另一端作为电源V1线与开关场效应管M1的源极相连接，第一电容C1并联在电源V1的两端，第二电容C2的一端与第一电感L1的另一端相连，第二电容C2的另一端与电源V1的负极相连；通过第一电感L1与第一电容C1、第二电容C2的配合实现对电源V1的滤波，提高电源V1输出电压的稳定性。
本实用新型的工作原理为：初始状态下，电源V1供电，开始上电工作后，第二三极管Q2的基极通过第四电阻R4、第五电阻R5与接地线相连接，电压被下拉到地，使得第二三极管Q2处于截止状态。第一三极管Q1的基极通过第三电阻R3被上拉到电源V1电压，此时第一三极管Q1的Vbe达到0.6V～0.7V，使得第一三极管Q1导通。与此同时通过第一电阻R1和第二电阻R2组成的分压电路给开关场效应管M1提供偏置电压。当第一三极管Q1的集电极和发射极导通时，第一电阻R1的电压等于开关场效应管M1的栅源极电压，当开关场效应管M1的栅源极电压大于栅源极电压导通门限电压时，开关场效应管M1的源极和漏极导通，从而给外部的负载提供电能。
当负载短路或因故障导致过流时：负载线路中的电流会迅速增加，检查电阻的电压随之迅速增加，当其电压大于0.7V时，即第三三极管Q3进入饱和区时，第三三极管Q3的发射极和集电极相互导通，此时第五电阻R5的电压近似于电源V1电压，第二三极管Q2的Vbe将达到0.7V，第二三极管Q2进入饱和区导通，使得第一三极管Q1的基极与接地线相连通，第一三极管Q1的基极电压将被下拉至地。此时第一三极管Q1进入截止区域，开关场效应管M1的栅极和电源V1之间的电压差将降至零电压，进而使得开关场效应管M1截止关闭。当开管场效应管截止后，负载线路中的电流迅速降低。当检测电阻R6的压降小于第三三极管Q3的Vbe触发电压时，即检测电阻R6的压降小于第三三极管Q3的导通阈值电压时，第三三极管Q3进入截止状态。此时第二三极管Q2的基极通过第四电阻R4、第五电阻R5与接地线相连接，使得第二三极管Q2处于截止状态。同时第一三极管Q1的基极通过电电阻与电源V1线相连，致使第一三极管Q1的基极电压升高，导致开关场效应管M1的栅极和源极压降增加，开关场效应管M1的漏极和源极压降开始向饱和导通状态转移，使得开关场效应管M1导通，重新为负载电路供电。过流保护电路再第三三极管Q3的负反馈作用，开关场效应管M1处于震动开闭状态，并最终使得电路达到平衡状态，从而实现限流功能。
以上实施例仅为本实用新型的优选实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干的变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种过流保护电路，其特征在于，包括依次连接的反馈控制模块、主控开关模块和电流检测模块，所述的反馈控制模块用于接收电流检测模块的信号并控制主控开关模块的通断，所述的主控开关模块与电源相连并为电流检测模块所在的负载线路供电，且所述主控开关模块控制电源的通断，所述的电流检测模块用于检测负载线路的电流并将信号传递至反馈控制模块使得主控开关模块达到震荡平衡。
2.根据权利要求1所述的一种过流保护电路，其特征在于，所述的电源包括与正极相连的电源线和与负极相连接的接地线，所述的主控开关包括开关场效应管，所述开关场效应管的源极与电源线，所述开关场效应管的栅极与第一电阻的一端、第二电阻的一端均相连接，第一电阻的另一端与电源相连接，第二电阻的另一端与第一三极管的集电极相连接，所述的第一三极管的发射极与接地线相连接，所述第一三极管的基极与反馈控制模块相连接，所述开关场效应管的漏极与电流检测模块相连接。
3.根据权利要求2所述的一种过流保护电路，其特征在于，所述的反馈控制模块包括第二三极管，所述的第二三极管的集电极与第一三极管的基极相连接，所述第二三极管的发射极与接地线相连接，所述的第二三极管的集电极还通过第三电阻与电源线相连接，所述第二三极管的基极通过第四电阻与电流检测模块相连接。
4.根据权利要求3所述的一种过流保护电路，其特征在于，所述的电流检测模块包括检测电阻和第三三极管，所述的第三三极管的发射极与检测电阻的一端、开关场效应管的漏极均相连接，第三三极管的基极与检测电阻的另一端相连接，所述检测电阻的另一端还与负载相连接，所述的第三三极管的集电极与第五电阻的一端相连，第五电阻的一端还与第四电阻相连接，第五电阻的另一端与接地线相连接。
5.根据权利要求1所述的一种过流保护电路，其特征在于，所述的主控开关模块的前端还设置有滤波单元。
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