CN220492631U - 一种过温保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种过温保护电路，包括：供电单元、开关组件、温度保护单元，所述供电单元，用于对产品提供电源电压；所述温度保护单元，用于检测所述产品的工作环境温度，并与设定的分压电压进行比较，以形成温度保护信号；所述开关组件，用于根据所述温度保护信号进行导通或截断，以使得所述供电单元与所述产品的供电回路的导通或截断。通过实施本实用新型实施例的电路可实现更短时间内保护产品，提高产品安全性。

Description

一种过温保护电路

技术领域

本实用新型涉及温度保护电路技术领域，尤其涉及一种过温保护电路。

背景技术

目前传统的过温保护都是通过MCU的ADC(数模转换器，Analog to DigitalConverter)多次软件采集电压，再通过软件算法与目标温度对应的电压设定阈值进行对比以及决定是否执行过温保护。MCU软件电压多次采样以及软件比较处理的时间长，导致产品保护不及时，从而使得产品过热存在损坏风险。

因此，有必要设计一种新的电路，实现更短时间内保护产品，提高产品安全性。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种过温保护电路。

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：提供一种过温保护电路，包括：供电单元、开关组件、温度保护单元，所述供电单元，用于对产品提供电源电压；所述温度保护单元，用于检测所述产品的工作环境温度，并与设定的分压电压进行比较，以形成温度保护信号；所述开关组件，用于根据所述温度保护信号进行导通或截断，以使得所述供电单元与所述产品的供电回路的导通或截断。

其进一步技术方案为：所述温度保护单元包括热敏电阻PTC1、比较器U1以及分压电阻件，所述热敏电阻PTC1的一端接地，所述热敏电阻PTC1的另一端与所述比较器U1的同相输入端连接；所述分压电阻件与所述比较器U1的反相输入端连接；所述比较器U1的输出端连接有三极管Q1，所述三极管Q1的集电极与所述开关组件连接。

其进一步技术方案为：所述分压电阻件包括分压电阻R3以及分压电阻R5，所述分压电阻R3与所述比较器U1的反相输入端连接；所述分压电阻R5的一端接地，所述分压电阻R5的另一端连接于所述分压电阻R3与所述比较器U1的反相输入端之间。

其进一步技术方案为：所述三极管Q1的基极与所述比较器U1之间连接有电阻R2。

其进一步技术方案为：所述三极管Q1的发射极接地。

其进一步技术方案为：所述三极管Q1的集电极连接有一端接地的电阻R4。

其进一步技术方案为：所述开关组件包括MOS管Q3以及MOS管Q2，所述MOS管Q3的栅极与所述三极管Q1的集电极连接；所述MOS管Q2的栅极与所述MOS管Q3的漏极连接；所述MOS管Q2的源极与所述产品连接。

其进一步技术方案为：所述MOS管Q2的漏极与所述供电单元连接。

其进一步技术方案为：所述MOS管Q2的漏极与所述MOS管Q2的栅极之间连接有电阻R7，所述MOS管Q2的栅极与所述MOS管Q3的漏极之间连接有电阻R8。

其进一步技术方案为：所述MOS管Q2的漏极与所述MOS管Q2的栅极之间连接有TVS二极管。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：本实用新型通过设置由热敏电阻PTC1、比较器U1以及分压电阻件构成的温度保护单元，对产品的工作环境温度进行比较，以控制三极管Q1的导通或截断，进而驱动开关组件断开或导通供电单元对产品的供电回路，实现更短时间内保护产品，提高产品安全性。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的一种过温保护电路的示意性框图；

图2为本实用新型实施例提供的一种过温保护电路的具体电路原理图；

图中标识说明：

10、供电单元；20、开关组件；30、温度保护单元；40、产品。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的一种过温保护电路的示意性框图，可以运用在需要过温保护的产品40中，实现更短时间内保护产品40，提高产品40安全性。

请参阅图1，上述的一种过温保护电路，包括：供电单元10、开关组件20、温度保护单元30，供电单元10，用于对产品40提供电源电压；温度保护单元30，用于检测产品40的工作环境温度，并与设定的分压电压进行比较，以形成温度保护信号；开关组件20，用于根据温度保护信号进行导通或截断，以使得供电单元10与产品40的供电回路的导通或截断。

通过设置硬件的温度保护单元30，采用正温度系数的热敏电阻和硬件比较器的实时过温保护电路，跳过MCU的软件采集电压比较算法，实现硬件的过温快速保护。

在一实施例中，请参阅图2，上述的温度保护单元30包括热敏电阻PTC1、比较器U1以及分压电阻件，热敏电阻PTC1的一端接地，热敏电阻PTC1的另一端与比较器U1的同相输入端连接；分压电阻件与比较器U1的反相输入端连接；比较器U1的输出端连接有三极管Q1，三极管Q1的集电极与开关组件20连接。

在一实施例中，请参阅图2，上述的分压电阻件包括分压电阻R3以及分压电阻R5，分压电阻R3与比较器U1的反相输入端连接；分压电阻R5的一端接地，分压电阻R5的另一端连接于分压电阻R3与比较器U1的反相输入端之间。

采用热敏电阻PTC1检测产品40的工作环境温度，转为电压值，利用比较器U1将该电压值与分压电压值进行比较，确定温度是否超过设定阈值，当超过时，对三极管Q1进行导通，并确定开关组件20断开供电单元10对产品40的供电回路，进而起到过温保护作用。

在一实施例中，请参阅图2，上述的三极管Q1的基极与比较器U1之间连接有电阻R2。

在一实施例中，请参阅图2，上述的三极管Q1的发射极接地。

在一实施例中，请参阅图2，上述的三极管Q1的集电极连接有一端接地的电阻R4。

在一实施例中，请参阅图2，上述的开关组件20包括MOS管Q3以及MOS管Q2，MOS管Q3的栅极与三极管Q1的集电极连接；MOS管Q2的栅极与MOS管Q3的漏极连接；MOS管Q2的源极与产品40连接。

在一实施例中，请参阅图2，上述的MOS管Q2的漏极与供电单元10连接。

在一实施例中，请参阅图2，上述的MOS管Q2的漏极与MOS管Q2的栅极之间连接有电阻R7，MOS管Q2的栅极与MOS管Q3的漏极之间连接有电阻R8。

在一实施例中，请参阅图2，上述的MOS管Q2的漏极与MOS管Q2的栅极之间连接有TVS二极管。

在一实施例中，请参与图2，上述的供电单元10通过电阻R9与MOS管Q3的栅极连接，且MOS管Q3的栅极通过电阻R10接地；MOS管Q3的源极接地。

在本实施例中，上电时，Power_IN上电默认将OTP_Trigger上拉高电平，此时下开关MOS管Q3的VGS电压超过阈值开启电压，MOS管Q3打开。Power_IN通过电阻R7、电阻R8、MOS管Q3对GND形成回路。上开关MOS管Q2的Vgs大于阈值电压，MOS管Q2为导通状态，Power_IN经过MOS管Q2给到产品40进行供电。当比较器U1的同相输入端电压值高于反相输入端的电压值，输出为高电平；反之为低电平。

以往由MCU软件设置保护阈值，本实施例的电路通过设置分压电阻R3以及分压电阻R5的阻值进行对过温保护阈值的设置，比较器U1为过温保护的核心器件。当产品40进行工作时，若出现产品40的工作环境温度升高，正温度系数的热敏电阻PTC1的阻值变大，电阻R1与热敏电阻PTC1的分压值逐渐变大。当热敏电阻R1与热敏电阻PTC1的分压值大于分压电阻R3与分压电阻R5的分压值，此时比较器U1的输出会立刻由低电平拉到高电平，NPN三极管Q1的Vbe电压大于开启电压，三极管Q1由截止状态变为导通状态，OTP_Trigger信号由高电平变为低电平。下开关MOS管Q3的Vgs电压小于阈值电压，MOS管Q3由导通状态变为截止状态，Power_IN无法通过电阻R7、电阻R8、MOS管Q3对GND形成回路。上开关MOS管Q2的Vgs小于阈值电压，MOS管Q2从导通状态变为截止状态，Power_IN停止给产品40进行供电。实现硬件过温保护。

本实施例的电路不需要MCU软件进行ADC检测以及比较算法，从而大大缩短过温保护的响应时间,降低产品40因过热损坏的风险。，通过ADC采集以及软件算法的过温保护时间为毫秒mS级别，而通过比较器U1的过温保护的时间为微秒uS级别。

上述的过温保护电路，通过设置由热敏电阻PTC1、比较器U1以及分压电阻件构成的温度保护单元30，对产品40的工作环境温度进行比较，以控制三极管Q1的导通或截断，进而驱动开关组件20断开或导通供电单元10对产品40的供电回路，实现更短时间内保护产品40，提高产品40安全性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种过温保护电路，其特征在于，包括：供电单元、开关组件、温度保护单元，所述供电单元，用于对产品提供电源电压；所述温度保护单元，用于检测所述产品的工作环境温度，并与设定的分压电压进行比较，以形成温度保护信号；所述开关组件，用于根据所述温度保护信号进行导通或截断，以使得所述供电单元与所述产品的供电回路的导通或截断；

所述温度保护单元包括热敏电阻PTC1、比较器U1以及分压电阻件，所述热敏电阻PTC1的一端接地，所述热敏电阻PTC1的另一端与所述比较器U1的同相输入端连接；所述分压电阻件与所述比较器U1的反相输入端连接；所述比较器U1的输出端连接有三极管Q1，所述三极管Q1的集电极与所述开关组件连接。

2.根据权利要求1所述的一种过温保护电路，其特征在于，所述分压电阻件包括分压电阻R3以及分压电阻R5，所述分压电阻R3与所述比较器U1的反相输入端连接；所述分压电阻R5的一端接地，所述分压电阻R5的另一端连接于所述分压电阻R3与所述比较器U1的反相输入端之间。

3.根据权利要求1所述的一种过温保护电路，其特征在于，所述三极管Q1的基极与所述比较器U1之间连接有电阻R2。

4.根据权利要求1所述的一种过温保护电路，其特征在于，所述三极管Q1的发射极接地。

5.根据权利要求1所述的一种过温保护电路，其特征在于，所述三极管Q1的集电极连接有一端接地的电阻R4。

6.根据权利要求1所述的一种过温保护电路，其特征在于，所述开关组件包括MOS管Q3以及MOS管Q2，所述MOS管Q3的栅极与所述三极管Q1的集电极连接；所述MOS管Q2的栅极与所述MOS管Q3的漏极连接；所述MOS管Q2的源极与所述产品连接。

7.根据权利要求6所述的一种过温保护电路，其特征在于，所述MOS管Q2的漏极与所述供电单元连接。

8.根据权利要求6所述的一种过温保护电路，其特征在于，所述MOS管Q2的漏极与所述MOS管Q2的栅极之间连接有电阻R7，所述MOS管Q2的栅极与所述MOS管Q3的漏极之间连接有电阻R8。

9.根据权利要求8所述的一种过温保护电路，其特征在于，所述MOS管Q2的漏极与所述MOS管Q2的栅极之间连接有TVS二极管。