CN220172838U - 过流保护电路 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种过流保护电路,其中,所述电路包括:电源模块、保护执行模块、过流判定模块、电流采集模块、电压基准模块、负载模块和限流模块;所述电源模块分别与所述保护执行模块、所述过流判定模块、所述电流采集模块电性连接,所述电流采集模块分别与所述电压基准模块、所述负载模块电性连接,所述电压基准模块与所述限流模块连接。采用本申请实施例,可以对电路进行过流保护,提高电路工作的可靠性和安全性,且成本较低。
Description
技术领域
本申请涉及保护电路领域,尤其涉及一种过流保护电路。
背景技术
过流保护电路是一种常见的电路保护装置,用于保护电路中的元器件和电子设备免受过流损坏。当电路中的电流超出安全范围时,过流保护电路会自动切断电路,以避免电流继续流过电路,导致元器件和电子设备的过负荷、过热甚至烧毁。在电子设备、汽车电路、机器人控制系统、自动化设备等众多领域中,过流保护电路都有着广泛的应用。
在多路过流保护电路中,常采用高边电流采样的方法获得采样信号,也即将高精密采样电阻放置在电压输出回路,进一步通过比较器获取采样电阻前后的电压进行比较,或通过运放器将采样信号放大后进行比较,或通过过流保护芯片对电路进行过流保护。
实用新型内容
本申请实施例提供了一种过流保护电路,可以对电路进行过流保护,提高电路工作的可靠性和安全性,且成本较低。所述技术方案如下:
第一方面,本申请实施例提供了一种过流保护电路,所述电路包括:电源模块、保护执行模块、过流判定模块、电流采集模块、电压基准模块、负载模块和限流模块;
其中,所述电源模块分别与所述保护执行模块、所述过流判定模块、所述电流采集模块电性连接,所述电流采集模块分别与所述电压基准模块、所述负载模块电性连接,所述电压基准模块与所述限流模块连接;
所述电源模块,用于向所述过流保护电路输出工作电流;
所述负载模块,用于根据所述工作电流进行工作;
所述限流模块,用于保护所述电压基准模块;
所述电流采集模块,用于采样所述工作电流,并根据所述工作电流输出采样电压;
所述电压基准模块,用于根据所述工作电流输出基准电压,所述基准电压的电压值为预设的恒定值;
所述过流判定模块,用于当所述工作电流的电流值超过预设阈值时,根据所述基准电压和所述采样电压向所述保护执行模块输出过流电压;
所述保护执行模块,用于根据所述过流电压从关断状态切换为导通状态,以及基于导通状态输出过流保护信号,以对所述过流保护电路进行过流保护。
在一个或多个实施例中,所述过流判定模块包括:第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容和稳压比较单元;
所述第一电阻的第一端分别与所述保护执行模块、所述电流采集模块、所述第一电容的第一端、所述第三电阻的第一端相连,所述第一电阻的第二端分别与所述第一电容的第二端、所述第二电阻的第一端相连,所述第二电阻的第二端与所述稳压比较单元的第一端相连;
所述第三电阻的第二端分别与所述第二电容的第一端、所述第四电阻的第一端、所述第五电阻的第一端、所述稳压比较单元的第二端相连;
所述稳压比较单元的第三端分别与所述第二电容的第二端、所述第四电阻的第二端、所述第五电阻的第二端相连后通过所述限流模块接地。
在一个或多个实施例中,所述稳压比较单元包括第一基准稳压器;
所述基准稳压器的负极与所述第二电阻的第二端相连,所述基准稳压器的正极通过所述限流模块接地,所述基准稳压器的参考极与所述第二电容的第一端相连。
在一个或多个实施例中,所述电流采集模块包括:第六电阻;
所述第六电阻的第一端与所述电源模块相连,所述第六电阻的第二端与所述电压基准模块相连。
在一个或多个实施例中,所述电压基准模块包括:第二基准稳压器、第七电阻、第八电阻和第三电容;
所述第二基准稳压器的负极分别与所述电流采集模块、所述第七电阻的第一端、所述第三电容的第一端相连,所述第二基准稳压器的参考极分别与所述第七电阻的第二端、所述第八电阻的第一端相连,所述第二基准稳压器的正极分别与所述第八电阻的第二端、所述第三电容的第二端相连后通过所述限流模块接地。
在一个或多个实施例中,所述保护执行模块包括:第一三极管、第九电阻、第十电阻、第四电容、第一保护执行单元和第二保护执行单元;
所述第一三极管的发射极与所述电源模块相连,所述第一三极管的基极与所述过流判定模块相连,所述第一三极管的集电极与所述第九电阻的第一端相连,所述第九电阻分别与所述第一保护执行单元的第一端、所述第十电阻的第一端、所述第四电容的第一端相连,所述第一保护执行单元的第二端分别与所述第四电容的第二端、第十电阻的第二端相连后通过所述限流模块接地,所述第一保护执行单元与所述第二保护执行单元相连。
在一个或多个实施例中,所述第一保护执行单元包括第二三极管或光电耦合器。
在一个或多个实施例中,所述第一保护执行单元包括第二三极管;
所述第二三极管的基极分别与所述第四电容的第一端、所述第十电阻的第一端、所述第九电阻的第二端相连,所述第二三极管的发射极分别与所述第四电容的第二端、第十电阻的第二端相连后通过所述限流模块接地,所述第二三极管的集电极与所述第二保护执行单元相连。
在一个或多个实施例中,所述过流保护电路还包括:待机启动模块;
所述电源模块通过所述待机启动模块分别与所述保护执行模块、所述过流判定模块、所述电流采集模块电性连接;
所述待机启动模块,用于根据待机启动信号从关断状态切换为导通状态,以使所述电源模块向所述过流保护电路输出工作电流。
在一个或多个实施例中,所述限流模块包括:第十一电阻;
所述待机启动模块包括:第十二电阻、第十三电阻、第五电容、第三三极管;
所述第十一电阻的第一端分别与所述过流判定模块、所述电压基准模块相连,所述第十一电阻的第二端与所述第三三极管的集电极相连,所述第三三极管的基极分别与所述第五电容的第一端、所述第十三电阻的第一端、所述第十二电阻的第一端相连,所述第三三极管的发射极分别与所述第五电容的第二端、所述第十三电阻的第二端、所述负载模块相连,所述第十二电阻的第二端与待机启动信号接收端相连。
本申请一些实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:
本申请在电路中设置过流判定模块等电路模块,过流判定模块用于当工作电流的电流值超过预设阈值时,根据电压基准模块提供的基准电压和电流采集模块提供的采样电压,向保护执行模块输出过流电压,以使保护执行模块根据过流电压输出过流保护信号,对电路进行过流保护;换而言之,本申请在电路结构简单且成本低的前提下,实现对电路的过流保护,提高电路工作的可靠性和安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种过流保护电路的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的另一种过流保护电路的结构示意图;
图3是本申请实施例提供的一种过流保护电路的结构示意图;
图4是本申请实施例提供的另一种过流保护电路的结构示意图;
图5是本申请实施例提供的一种过流保护电路的结构示意图;
图6是本申请实施例提供的另一种过流保护电路的结构示意图;
图7是本申请实施例提供的一种过流保护电路的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外,在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合具体的实施例对本申请进行详细说明。
在一个实施例中,如图1所示,图1是本申请实施例提供的一种过流保护电路的结构示意图。该过流保护电路包括:电源模块101、保护执行模块102、过流判定模块103、电流采集模块104、电压基准模块105、负载模块106、限流模块107。其中,电源模块101分别与保护执行模块102、过流判定模块103、电流采集模块104电性连接,电流采集模块104分别与电压基准模块105、负载模块106电性连接,电压基准模块105与限流模块107连接。
电源模块101,用于向过流保护电路输出工作电流。电源模块101可以是电池装置或接入外部电压的接口装置。例如,电源模块101为电池装置,电池是能将化学能转化为电能的装置,具体来说电池是包括电解质溶液和金属电极的杯状容器、槽状容器或其他形状的容器,金属电极在电解质溶液的作用下产生电流,以为负载提供电能。电池的种类包括但不限于干电池、铅蓄电池、锂电池等。又例如,电源模块101为将220V市电接入过流保护电路的接口装置,包括变压器、电源管理芯片等元器件。
负载模块106,用于根据电源模块101提供的工作电流进行工作。例如,负载模块106为包括LED灯管组成的电路,当电源101向过流保护电路输出工作电流时,负载模块106基于工作电流驱使LED灯管发光。可以理解的是,上述仅为示例,本申请还包括其他类型的负载模块。
限流模块107,用于保护电压基准模块105。由于电流采集模块105的电阻值较小,也即电流采集模块105的采样电压较小,限流模块107保护电源模块101提供的工作电压不会全部加载于电压基准模块105上,从而使电压基准模块105正常工作。限流模块107可以包括电阻等元器件。
电流采集模块104,用于采样工作电流,并根据工作电流输出采样电压。电流采集模块104包括用于采样工作电流的元器件,例如,电流采样芯片、电流互感器、低阻值电阻等。
电压基准模块105,用于根据工作电流输出基准电压,基准电压的电压值为预设的恒定值。电压基准模块105向过流判定模块的基准电压为恒定值,例如,预设的恒定值为2.5V,当电源模块101向过流保护电路输出任意值的工作电流,电压基准模块105提供的基准电压均为2.5V。
过流判定模块103,用于当工作电流的电流值超过预设阈值时,根据基准电压和采样电压向保护执行模块102输出过流电压。
如图1所示,电流采集模块104和电压基准模块105分别向过流判定模块103提供采样电压和基准电压。其中,基准电压为恒定的预设值,当采样电压的电压值随工作电流的增大而增大。当工作电流的电流值超过预设阈值时,采样电压的电压值超过预设电压值,过流判定模块103基于超过预设电压值的采样电压和基准电压从关断状态切换为导通状态,基于导通状态向保护执行模块102输出过流电压。
保护执行模块102,用于根据过流电压从关断状态切换为导通状态,以及基于导通状态输出过流保护信号,以对过流保护电路进行过流保护。过流保护信号可以是高电平的电压信号或多种脉冲宽度调制(Pulse width modulation,PWM)信号,通过输出过流保护信号使过流保护电路采取诸如降低电源模块101输出的工作电流的大小、停止电源模块101的输出等措施,对过流保护电路进行过流保护。
本实施例在电路中设置过流判定模块等电路模块,过流判定模块用于当工作电流的电流值超过预设阈值时,根据电压基准模块提供的基准电压和电流采集模块提供的采样电压,向保护执行模块输出过流电压,以使保护执行模块根据过流电压输出过流保护信号,对电路进行过流保护。
在一个实施例中,如图2所示,图2是本申请实施例提供的一种过流保护电路的结构示意图。该过流判定模块包括:第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容C1、第二电容C2和稳压比较单元2031。该过流保护电路还包括电源模块201、保护执行模块202、电流采集模块204、电压基准模块205和负载模块206。其中,电源模块201、保护执行模块202、电流采集模块204、电压基准模块205、负载模块206和限流模块207的连接结构如图1所示,此处不再赘述。
第一电阻R1的第一端分别与保护执行模块202、电流采集模块204、第一电容C1的第一端、第三电阻R3的第一端相连,第一电阻R1的第二端分别与第一电容C1的第二端、第二电阻R2的第一端相连,第二电阻R2的第二端与稳压比较单元2031的第一端相连。第三电阻R3的第二端分别与第二电容C2的第一端、第四电阻R4的第一端、第五电阻R5的第一端、稳压比较单元2031的第二端相连;稳压比较单元2031的第三端分别与第二电容C2的第二端、第四电阻R4的第二端、第五电阻R5的第二端相连后通过限流模块207接地。
其中,由于稳压比较单元2031的工作特性,稳压比较单元2031的电压U1C=V1-VC的电压值恒定,只有当稳压比较单元2031的第二端处电压V1大于预设值V10,则稳压比较单元2031从关断状态切换为导通状态,稳压比较单元2031接地,第一电阻R1的第二端处电压V2的电压值升高,也即向保护执行模块202输出过流电压,以使保护执行模块202根据过流电压输出过流保护信号对过流保护电路进行过流保护。
具体而言,图2所示过流保护电路的工作原理为:
电流采集模块104输出的采样电压UAB=VA-VB,电压基准模块205提供的基准电压UBC=VB-VC的电压值恒定,电流采集模块104输出的采样电压UAB和电压基准模块205提供的基准电压UBC相加为电压UAC。
又因为稳压比较单元2031的电压U1C恒定,已知第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5分别对应的电阻值R3、电阻值R4和电阻值R5,则可以确定UAC=(R3+R4//R5)×U1C/(R4//R5)。
综上所述,UAB+UBC=(R3+R4//R5)×U1C/(R4//R5),其中电压基准模块205提供的基准电压UBC恒定。当电源模块201输出的工作电流在预设范围内时,稳压比较单元2031的电压U1C的电压值恒定,稳压比较单元2031的第二端处电压V1小于或等于预设值V10,过流判定电路303处于关断状态。
当电源模块201输出的工作电流增大且大于预设阈值时,电流采集模块204采集的负载电流I1的电流值提高,直至稳压比较单元2031的第二端处电压V1>预设值V10,稳压比较单元2031从关断状态切换为导通状态,稳压比较单元2031通过限流模块207接地,第一电阻R1的第二端处电压V2的电压值升高,也即向保护执行模块202输出过流电压,以使保护执行模块202根据过流电压输出过流保护信号对过流保护电路进行过流保护。
以及在本实施例中,通过调整第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5分别对应的电阻值R3、电阻值R4和电阻值R5,可以实时设定启动过流保护的工作电流的预设阈值的具体大小,以满足过流保护电路的工作需要,调整灵活且简单易上手。
在另一个实施例中,如图3所示,图3是本申请实施例提供的一种过流保护电路的结构示意图,稳压比较单元2031包括第一基准稳压器D1。基准稳压器D1的负极与第二电阻R2的第二端相连,基准稳压器D1的正极通过限流模块207接地,基准稳压器D1的参考极与第二电容C2的第一端相连。
第一基准稳压器D1为可控精密稳压源,第一基准稳压器的输出电压用两个电阻就可以设置从Vref1到Vref2范围内的任意值。例如,第一基准稳压器D1为TL431或TL432,Vref1为2.5V,Vref2为36V。
例如,设置第一基准稳压器D1对应的预设值V10为2.5V,当电源模块201输出的工作电流增大且大于预设阈值时,电流采集模块204采集的电流I1的电流值提高,直至第一基准稳压器D1的参考极电压V1>预设值V10,第一基准稳压器D1从关断状态切换为导通状态,第一电阻R1的第二端处电压V2的电压值升高,也即向保护执行模块202输出过流电压,以使保护执行模块202根据过流电压输出过流保护信号对过流保护电路进行过流保护。
本实施例在电路中设置过流判定模块等电路模块,过流判定模块用于当工作电流的电流值超过预设阈值时,根据电压基准模块提供的基准电压和电流采集模块提供的采样电压,向保护执行模块输出过流电压,以使保护执行模块根据过流电压输出过流保护信号,对电路进行过流保护;换而言之,本申请在电路结构简单且成本低的前提下,实现对电路的过流保护,提高电路工作的可靠性和安全性。
在一个实施例中,如图4所示,图4是本申请实施例提供的另一种过流保护电路的结构示意图。该过流保护电路包括电源模块301、保护执行模块302、过流判定模块303、电流采集模块304、电压基准模块305、负载模块306和限流模块307。
电源模块301、保护执行模块302、负载模块306和限流模块307如图1所示,过流判定模块303如图2所示,此处不再赘述。
在本实施例中,电流采集模块304包括:第六电阻R6。第六电阻R6的第一端与电源模块301相连,第六电阻R6的第二端与电压基准模块305相连。第六电阻R6是高精度功率电阻,用于采样电源模块301提供的工作电流中的负载电流I1,且已知第六电阻R6的电阻值R6,可得电流采集模块104输出的采样电压UAB=I1×R6。
电压基准模块305包括:第二基准稳压器D2、第七电阻R7、第八电阻R8和第三电容C3。第二基准稳压器D2的负极分别与电流采集模块304、第七电阻R7的第一端、第三电容C3的第一端相连,第二基准稳压器D2的参考极分别与第七电阻R7的第二端、第八电阻R8的第一端相连,第二基准稳压器D2的正极分别与第八电阻R8的第二端、第三电容C的第二端相连后通过限流模块307接地。具体而言,第七电阻R7的第一端与第六电阻R6的第二端相连。
在本实施例中,第二基准稳压器D2为可控精密稳压源,第二基准稳压器的输出电压用两个电阻就可以设置从Vref1到Vref2范围内的任意值。例如,第一基准稳压器D2为TL431或TL432,Vref1为2.5V,Vref2为36V。
第二基准稳压器的输出电压U3C=V3-VC恒定且已知,且已知第七电阻R7和第八电阻R8分别对应的电阻值R7和电阻值R8,因此电压基准模块205提供的基准电压UBC=(R7+R8)×U3C/R8。
综上所述,UAB+UBC=(R3+R4//R5)×U1C/(R4//R5)=I1×R6+UBC。其中电压基准模块305提供的基准电压UBC恒定。当电源模块201输出的工作电流在预设范围内时,第一基准稳压器D1的电压U1C的电压值恒定,第一基准稳压器D1的参考极电压V1小于或等于预设值V10,过流判定电路303处于关断状态。
当电源模块301输出的工作电流增大且大于预设阈值时,电流电阻R6采集的负载电流I1的电流值提高,直至第一基准稳压器D1的参考极电压V1>预设值V10,第一基准稳压器D1从关断状态切换为导通状态,第一电阻R1的第二端处电压V2的电压值升高,也即向保护执行模块302输出过流电压,以使保护执行模块302根据过流电压输出过流保护信号对过流保护电路进行过流保护。
本实施例在电路中设置过流判定模块等电路模块,且电流采集模块仅包括电阻,以及电压基准模块仅包括基准稳压器、电阻和电容等简单的元器件,实现过流判定模块用于当工作电流的电流值超过预设阈值时,根据电压基准模块提供的基准电压和电流采集模块提供的采样电压,向保护执行模块输出过流电压,以使保护执行模块根据过流电压输出过流保护信号,对电路进行过流保护;换而言之,本申请在电路结构简单且成本低的前提下,实现对电路的过流保护,提高电路工作的可靠性和安全性。
在一个实施例中,如图5所示,图5是本申请实施例提供的另一种过流保护电路的结构示意图。该过流保护电路包括电源模块401、保护执行模块402、过流判定模块403、电流采集模块404、电压基准模块405、负载模块406和限流模块407。
电源模块401、过流判定模块403、电流采集模块404、电压基准模块405和负载模块406如图4所示,此处不再赘述。
在本实施例中,限流模块407包括:第十一电阻R11。
保护执行模块402包括:第一三极管Q1、第九电阻R9、第十电阻R10、第四电容C4、第一保护执行单元4021和第二保护执行单元4022。
第一三极管Q1的发射极与电源模块401相连,第一三极管Q1的基极与过流判定模块403相连,第一三极管Q1的集电极与第九电阻R9的第一端相连,第九电阻R9分别与第一保护执行单元4021的第一端、第十电阻R10的第一端、第四电容C4的第一端相连,第一保护执行单元4021的第二端分别与第四电容C4的第二端、第十电阻R10的第二端相连后通过第十一电阻R11接地,第一保护执行单元4021与第二保护执行单元4022相连。具体而言,第一三极管Q1的基极与第一电阻的第二端相连。
第一保护执行单元4021包括第二三极管Q2或光电耦合器。光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电—光—电转换器件,光电耦合器由发光源和受光器两部分组成,把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内,彼此间用透明绝缘体隔离。
第一保护执行单元4021和第二保护执行单元4022配合输出过流保护信号对过流保护电路进行过流保护,例如,第二保护执行单元4022包括过流保护芯片,当过流判定模块403向保护执行模块402输出过流电压时,第一保护执行单元4021向第二保护执行单元4022中过流保护芯片的使能引脚发送低电平的电压信号或PWM信号,以使第二保护执行单元4022降低电源模块401输出的工作电流的大小或使电源模块401停止输出工作电流等。
在本实施例中,以第一保护执行单元4021包括第二三极管Q2为例,如图4所示,第二三极管Q2的基极分别与第四电容C4的第一端、第十电阻R10的第一端、第九电阻R9的第二端相连,第二三极管Q3的发射极分别与第四电容C4的第二端、第十电阻R10的第二端相连后通过第十一电阻R11接地,第二三极管Q3的集电极与第二保护执行单元4022相连。
过流判定模块403、电流采集模块404、电压基准模块405的工作原理参见上述图4,此处不再赘述。
当电源模块301输出的工作电流小于预设阈值时,第一基准稳压器D1处于关断状态,第一电阻R1的第二端处电压V2的电压值较低。因此,第一三极管Q1处于关断状态,保护执行模块402不工作。
当电源模块301输出的工作电流增大且大于预设阈值时,第一基准稳压器D1从关断状态切换为导通状态,第一电阻R1的第二端处电压V2的电压值升高,也即向保护执行模块302输出过流电压。基于电压V2,第一三极管Q1从关断状态切换为导通状态,电源模块401向保护执行模块402提供工作电流。因此,第二三极管Q2向第二保护执行单元4022中过流保护芯片的使能引脚发送低电平的电压信号,以使第二保护执行单元4022执行降低电源模块401输出的工作电流的大小或使电源模块401停止输出工作电流等措施对过流保护电路进行过流保护。
本实施例在电路中设置过流判定模块等电路模块,且电流采集模块仅包括电阻,以及电压基准模块仅包括基准稳压器、电阻和电容等简单的元器件,实现过流判定模块用于当工作电流的电流值超过预设阈值时,根据电压基准模块提供的基准电压和电流采集模块提供的采样电压,向保护执行模块输出过流电压,以使保护执行模块根据过流电压输出过流保护信号,对电路进行过流保护;换而言之,本申请在电路结构简单且成本低的前提下,实现对电路的过流保护,提高电路工作的可靠性和安全性。
在一个实施例中,如图6所示,图6是本申请实施例提供的一种过流保护电路的结构示意图。该过流保护电路包括:电源模块501、保护执行模块502、过流判定模块503、电流采集模块504、电压基准模块505、负载模块506、限流模块507和待机启动模块508。电源模块501通过待机启动模块508分别与保护执行模块502、过流判定模块503、电流采集模块504电性连接。
电源模块501、保护执行模块502、过流判定模块503、电流采集模块504、电压基准模块505、负载模块506和限流模块507的工作原理参见上述图5所述,此处不再赘述。
待机启动模块508,用于根据待机启动信号从关断状态切换为导通状态,以使电源模块501向过流保护电路输出工作电流。反之,当待机启动模块508处于关断状态时,过流保护电路没有形成电路回路,过流保护电路不会造成电能损耗。
在一个实施例中,如图7所示,图7是本申请实施例提供的一种过流保护电路的结构示意图。保护执行模块502、过流判定模块503、电流采集模块504、电压基准模块505和限流模块507的结构参见上述图5所述,此处不再赘述。
待机启动模块包括:第十二电阻R12、第十三电阻R13、第五电容C5、第三三极管Q3。
第十一电阻R11的第一端分别与过流判定模块503、电压基准模块505相连,第十一电阻R11的第二端与第三三极管Q3的集电极相连,第三三极管D3的基极分别与第五电容C5的第一端、第十三电阻R13的第一端、第十二电阻R12的第一端相连,第三三极管Q3的发射极分别与第五电容C5的第二端、第十三电阻R13的第二端、负载模块506相连,第十二电阻R12的第二端与待机启动信号接收端相连。
当待机启动模块508通过待机启动信号接收端接收到待机启动信号PS_ON时,第三三极管Q3从关断状态切换为导通状态,过流保护电路形成电路回路,电源模块101向过流保护电路提供工作电流,以使负载模块506进行工作,以及电流采集模块504采样所述工作电流并根据工作电流输出采样电压,电压基准模块505根据工作电流输出基准电压,当工作电流的电流值超过预设阈值时,过流判定模块503根据基准电压和采样电压向保护执行502模块输出过流电压,以及保护执行模块根据过流电压从关断状态切换为导通状态,以及基于导通状态输出过流保护信号以对过流保护电路进行过流保护。
在本实施例中,待机启动信号PS_ON可以是高电平的电压信号或多种脉冲宽度调制PWM信号,或其他任意类型的信号,本申请对此不作任何限定。
本实施例在电路中设置待机启动模块,以便快速启动过流保护电路,以及当待机启动模块,过流保护电路不会造成电能损耗;在电路中设置过流判定模块等电路模块,过流判定模块用于当工作电流的电流值超过预设阈值时,根据电压基准模块提供的基准电压和电流采集模块提供的采样电压,向保护执行模块输出过流电压,以使保护执行模块根据过流电压输出过流保护信号,对电路进行过流保护;换而言之,本申请在电路结构简单且成本低的前提下,实现对电路的过流保护,提高电路工作的可靠性和安全性。
Claims (10)
1.一种过流保护电路,其特征在于,所述电路包括:电源模块、保护执行模块、过流判定模块、电流采集模块、电压基准模块、负载模块和限流模块;
其中,所述电源模块分别与所述保护执行模块、所述过流判定模块、所述电流采集模块电性连接,所述电流采集模块分别与所述电压基准模块、所述负载模块电性连接,所述电压基准模块与所述限流模块连接;
所述电源模块,用于向所述过流保护电路输出工作电流;
所述负载模块,用于根据所述工作电流进行工作;
所述限流模块,用于保护所述电压基准模块;
所述电流采集模块,用于采样所述工作电流,并根据所述工作电流输出采样电压;
所述电压基准模块,用于根据所述工作电流输出基准电压,所述基准电压的电压值为预设的恒定值;
所述过流判定模块,用于当所述工作电流的电流值超过预设阈值时,根据所述基准电压和所述采样电压向所述保护执行模块输出过流电压;
所述保护执行模块,用于根据所述过流电压从关断状态切换为导通状态,以及基于导通状态输出过流保护信号,以对所述过流保护电路进行过流保护。
2.根据权利要求1所述的过流保护电路,其特征在于,所述过流判定模块包括:第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容和稳压比较单元;
所述第一电阻的第一端分别与所述保护执行模块、所述电流采集模块、所述第一电容的第一端、所述第三电阻的第一端相连,所述第一电阻的第二端分别与所述第一电容的第二端、所述第二电阻的第一端相连,所述第二电阻的第二端与所述稳压比较单元的第一端相连;
所述第三电阻的第二端分别与所述第二电容的第一端、所述第四电阻的第一端、所述第五电阻的第一端、所述稳压比较单元的第二端相连;
所述稳压比较单元的第三端分别与所述第二电容的第二端、所述第四电阻的第二端、所述第五电阻的第二端相连后通过所述限流模块接地。
3.根据权利要求2所述的过流保护电路,其特征在于,所述稳压比较单元包括第一基准稳压器;
所述基准稳压器的负极与所述第二电阻的第二端相连,所述基准稳压器的正极通过限流模块接地,所述基准稳压器的参考极与所述第二电容的第一端相连。
4.根据权利要求1所述的过流保护电路,其特征在于,所述电流采集模块包括:第六电阻;
所述第六电阻的第一端与所述电源模块相连,所述第六电阻的第二端与所述电压基准模块相连。
5.根据权利要求1所述的过流保护电路,其特征在于,所述电压基准模块包括:第二基准稳压器、第七电阻、第八电阻和第三电容;
所述第二基准稳压器的负极分别与所述电流采集模块、所述第七电阻的第一端、所述第三电容的第一端相连,所述第二基准稳压器的参考极分别与所述第七电阻的第二端、所述第八电阻的第一端相连,所述第二基准稳压器的正极分别与所述第八电阻的第二端、所述第三电容的第二端相连后通过所述限流模块接地。
6.根据权利要求1所述的过流保护电路,其特征在于,所述保护执行模块包括:第一三极管、第九电阻、第十电阻、第四电容、第一保护执行单元和第二保护执行单元;
所述第一三极管的发射极与所述电源模块相连,所述第一三极管的基极与所述过流判定模块相连,所述第一三极管的集电极与所述第九电阻的第一端相连,所述第九电阻分别与所述第一保护执行单元的第一端、所述第十电阻的第一端、所述第四电容的第一端相连,所述第一保护执行单元的第二端分别与所述第四电容的第二端、第十电阻的第二端相连后通过所述限流模块接地,所述第一保护执行单元与所述第二保护执行单元相连。
7.根据权利要求6所述的过流保护电路,其特征在于,所述第一保护执行单元包括第二三极管或光电耦合器。
8.根据权利要求7所述的过流保护电路,其特征在于,所述第一保护执行单元包括第二三极管;
所述第二三极管的基极分别与所述第四电容的第一端、所述第十电阻的第一端、所述第九电阻的第二端相连,所述第二三极管的发射极分别与所述第四电容的第二端、第十电阻的第二端相连后通过所述限流模块接地,所述第二三极管的集电极与所述第二保护执行单元相连。
9.根据权利要求1所述的过流保护电路,其特征在于,所述过流保护电路还包括:待机启动模块;
所述电源模块通过所述待机启动模块分别与所述保护执行模块、所述过流判定模块、所述电流采集模块电性连接;
所述待机启动模块,用于根据待机启动信号从关断状态切换为导通状态,以使所述电源模块向所述过流保护电路输出工作电流。
10.根据权利要求9所述的过流保护电路,其特征在于,所述限流模块包括:第十一电阻;
所述待机启动模块包括:第十二电阻、第十三电阻、第五电容、第三三极管;
所述第十一电阻的第一端分别与所述过流判定模块、所述电压基准模块相连,所述第十一电阻的第二端与所述第三三极管的集电极相连,所述第三三极管的基极分别与所述第五电容的第一端、所述第十三电阻的第一端、所述第十二电阻的第一端相连,所述第三三极管的发射极分别与所述第五电容的第二端、所述第十三电阻的第二端、所述负载模块相连,所述第十二电阻的第二端与待机启动信号接收端相连。
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