CN220510768U - 针对dc-dc电路的短路保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种针对DC‑DC电路的短路保护电路，包括开关模块、采样模块和控制模块；开关模块用于接收控制模块下发的控制信号，并控制DC‑DC电路的输出端与供电端之间的导通和关断；采样模块用于对供电端输出的电源信号进行采样，并将采样信号上传控制模块；控制模块用于接收采样模块上传的采样信号，并下发控制信号控制到开关模块，从而控制开关模块的导通和关断。本实用新型提供的这种针对DC‑DC电路的短路保护电路，通过简单但可靠的电路设计，不仅实现了DC‑DC电路的短路保护，而且电路更加简单，可靠性也更高。
Description
技术领域
本实用新型属于电源技术领域，具体涉及一种针对DC-DC电路的短路保护电路。
背景技术
DC-DC电路是电源电路中的基本电路，电路本身具有功耗低、效率高、支持升压、降压、支持大电流输出等特点，因此被广泛应用于工控设备、通讯设备、测量仪表等各个领域。
短路故障对于DC-DC电路而言，是极为致命的。因此，在电路设计过程中，对于电路的短路保护是必不可少的。目前，常用的短路保护电路，如申请号为201420019464.2的短路保护电路，该电路虽然能够较好的满足短路保护的要求，但是该电路极为复杂，进而使得电路的可靠性较差。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电路简单且可靠性高的针对DC-DC电路的短路保护电路。
本实用新型提供的这种针对DC-DC电路的短路保护电路，包括开关模块、采样模块和控制模块；DC-DC电路的输出端串接开关模块后，以开关模块的输出端作为DC-DC电路的供电端；采样模块的输入端连接开关模块的输出端，采样模块的输出端连接控制模块的输入端；控制模块的输出端连接开关模块的控制端；开关模块用于接收控制模块下发的控制信号，并控制DC-DC电路的输出端与供电端之间的导通和关断；采样模块用于对供电端输出的电源信号进行采样，并将采样信号上传控制模块；控制模块用于接收采样模块上传的采样信号，并下发控制信号控制到开关模块，从而控制开关模块的导通和关断。
所述的针对DC-DC电路的短路保护电路，还包括显示模块；显示模块与控制模块连接，用于显示电路的工作状态。
所述的显示模块包括LED灯和显示限流电阻；LED灯和显示限流电阻串接在控制模块的输出端与地之间；显示限流电阻用于限制通过LED灯的电流；LED灯用于显示。
所述的开关模块包括第一开关管、第一限流电阻、第二开关管和第二限流电阻；第一开关管的活动端一端连接DC-DC电路的输出端，第一开关管的活动端另一端为供电端，第一开关管的控制端连接第二开关管的活动端一端，第二开关管的活动端另一端接地，第二开关管的控制端通过串接的第二限流电阻连接控制模块，第一限流电阻的一端连接DC-DC电路的输出端，第一限流电阻的另一端连接第一开关管的控制端；控制模块下发的控制信号，通过第二限流电阻限流后输入到第二开关管的控制端，并控制第二开关管的导通和关断；第二开关管的导通和关断，用于直接控制第一开关管的导通和关断；第一限流电阻用于限制流入第一开关管的控制端和第二开关管的活动端的电流。
所述的第一开关管为三极管或MOS管；所述的第二开关管为三极管或MOS管。
所述的采样模块包括第一采样电阻、第二采样电阻、模数转换电路和采样限流电阻；第一采样电阻和第二采样电阻串接在供电端和第之间；模数转换电路的输入端连接在第一采样电阻和第二采样电阻之间，模数转换电路的输出端通过串接的采样限流电阻连接控制模块；第一采样电阻和第二采样电阻用于对供电端的电源信号进行分压采样；模数转换电路用于将第二采样电阻上的电压信号转换为数字信号，并通过采样限流电阻限流后上传控制模块。
所述的控制模块，具体为控制模块的第一输入端连接采样限流电阻，并用于接收采样模块上传的采样信号；控制模块的第一输出端连接第二限流电阻，并输出控制信号。
本实用新型提供的这种针对DC-DC电路的短路保护电路，通过简单但可靠的电路设计，不仅实现了DC-DC电路的短路保护，而且电路更加简单，可靠性也更高。
附图说明
图1为本实用新型的功能模块图。
图2为本实用新型的一种电路示意图。
具体实施方式
如图1所示为本实用新型的功能模块图：本实用新型提供的这种针对DC-DC电路的短路保护电路，包括开关模块、采样模块、控制模块和显示模块；DC-DC电路的输出端串接开关模块后，以开关模块的输出端作为DC-DC电路的供电端VOUT；采样模块的输入端连接开关模块的输出端，采样模块的输出端连接控制模块的输入端；控制模块的输出端连接开关模块的控制端；显示模块与控制模块连接；开关模块用于接收控制模块下发的控制信号，并控制DC-DC电路的输出端与供电端之间的导通和关断；采样模块用于对供电端输出的电源信号进行采样，并将采样信号上传控制模块；控制模块用于接收采样模块上传的采样信号，并下发控制信号控制到开关模块，从而控制开关模块的导通和关断；显示模块用于显示电路的工作状态。
具体实施时，显示模块包括LED灯和显示限流电阻；LED灯和显示限流电阻串接在控制模块的输出端与地之间；显示限流电阻用于限制通过LED灯的电流；LED灯用于显示。
如图2所示为本实用新型的一种电路示意图：在图2中，开关模块包括第一开关管Q10(图中采用MOS管，具体实施时也可以采用三极管)、第一限流电阻R16、第二开关管Q12(图中采用三级管，具体实施时也可以采用MOS管)和第二限流电阻R16；第一开关管的活动端(MOS管Q10的源极)一端连接DC-DC电路的输出端，第一开关管的活动端另一端(MOS管Q10的漏极)为供电端，第一开关管的控制端(MOS管Q10的栅极)连接第二开关管的活动端一端(三极管Q12的集电极)，第二开关管的活动端另一端(三极管Q12的发射极)接地，第二开关管的控制端(三极管Q12的基级)通过串接的第二限流电阻连接控制模块的输出端，第一限流电阻的一端连接DC-DC电路的输出端，第一限流电阻的另一端连接第一开关管的控制端；控制模块下发的控制信号，通过第二限流电阻限流后输入到第二开关管的控制端，并控制第二开关管的导通和关断；第二开关管的导通和关断，用于直接控制第一开关管的导通和关断；第一限流电阻用于限制流入第一开关管的控制端和第二开关管的活动端的电流。
采样模块包括第一采样电阻R17、第二采样电阻R20、模数转换电路和采样限流电阻R39；第一采样电阻和第二采样电阻串接在供电端和第之间；模数转换电路的输入端连接在第一采样电阻和第二采样电阻之间，模数转换电路的输出端通过串接的采样限流电阻连接控制模块；第一采样电阻和第二采样电阻用于对供电端VOUT的电源信号进行分压采样；模数转换电路用于将第二采样电阻上的电压信号转换为数字信号，并通过采样限流电阻限流后上传控制模块。
本实用新型的工作过程为：
当供电端VOUT与地GND发生短路故障时：此时电阻R17和R20上的电压均为0，此时采样电路采样到的电阻R20上的电压为0，并将该采样值通过模数转换电路上传到控制模块；此处控制模块输出的控制信号为低电平，此时三极管Q12的基级为低电平，三极管Q12截止(关断)，此时MOS管Q10的栅极为高电平(本质上为通过电阻R16连接DC-DC电路的输出端)，MOS管Q10的源极也为高电平，此时MOS管Q10截止(关断)；因此，此时的供电端VOUT无输出电源信号；此外，当控制模块输出控制信号后，控制模块可以输出一路信号到显示模块，控制显示模块显示对应的状态。
当供电端VOUT与地GND未发生短路故障时：此时电阻R17和R20上的电压均不为0，此时采样电路采样到的电阻R20上的电压为非0状态，并将该采样值通过模数转换电路上传到控制模块；此处控制模块输出的控制信号为高电平，此时三极管Q12的基级为高电平，三极管Q12导通，此时MOS管Q10的栅极为地电平(本质上为通过三极管Q12接地)，MOS管Q10的源极也为高电平，此时MOS管Q10导通；因此，此时的供电端VOUT正常连接DC-DC电路的输出信号；此外，当控制模块输出控制信号后，控制模块可以输出一路信号到显示模块，控制显示模块显示对应的状态。
Claims (4)
1.一种针对DC-DC电路的短路保护电路，其特征在于包括开关模块、采样模块和控制模块；DC-DC电路的输出端串接开关模块后，以开关模块的输出端作为DC-DC电路的供电端；采样模块的输入端连接开关模块的输出端，采样模块的输出端连接控制模块的输入端；控制模块的输出端连接开关模块的控制端；开关模块用于接收控制模块下发的控制信号，并控制DC-DC电路的输出端与供电端之间的导通和关断；采样模块用于对供电端输出的电源信号进行采样，并将采样信号上传控制模块；控制模块用于接收采样模块上传的采样信号，并下发控制信号控制到开关模块，从而控制开关模块的导通和关断；
所述的开关模块包括第一开关管、第一限流电阻、第二开关管和第二限流电阻；第一开关管的活动端一端连接DC-DC电路的输出端，第一开关管的活动端另一端为供电端，第一开关管的控制端连接第二开关管的活动端一端，第二开关管的活动端另一端接地，第二开关管的控制端通过串接的第二限流电阻连接控制模块，第一限流电阻的一端连接DC-DC电路的输出端，第一限流电阻的另一端连接第一开关管的控制端；控制模块下发的控制信号，通过第二限流电阻限流后输入到第二开关管的控制端，并控制第二开关管的导通和关断；第二开关管的导通和关断，用于直接控制第一开关管的导通和关断；第一限流电阻用于限制流入第一开关管的控制端和第二开关管的活动端的电流；
所述的采样模块包括第一采样电阻、第二采样电阻、模数转换电路和采样限流电阻；第一采样电阻和第二采样电阻串接在供电端和第之间；模数转换电路的输入端连接在第一采样电阻和第二采样电阻之间，模数转换电路的输出端通过串接的采样限流电阻连接控制模块；第一采样电阻和第二采样电阻用于对供电端的电源信号进行分压采样；模数转换电路用于将第二采样电阻上的电压信号转换为数字信号，并通过采样限流电阻限流后上传控制模块；
所述的控制模块，具体为控制模块的第一输入端连接采样限流电阻，并用于接收采样模块上传的采样信号；控制模块的第一输出端连接第二限流电阻，并输出控制信号。
2.根据权利要求1所述的针对DC-DC电路的短路保护电路，其特征在于所述的针对DC-DC电路的短路保护电路，还包括显示模块；显示模块与控制模块连接，用于显示电路的工作状态。
3.根据权利要求2所述的针对DC-DC电路的短路保护电路，其特征在于所述的显示模块包括LED灯和显示限流电阻；LED灯和显示限流电阻串接在控制模块的输出端与地之间；显示限流电阻用于限制通过LED灯的电流；LED灯用于显示。
4.根据权利要求1所述的针对DC-DC电路的短路保护电路，其特征在于所述的第一开关管为三极管或MOS管；所述的第二开关管为三极管或MOS管。
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