CN220754344U - 适用于降压型控制器的短路保护电路 - Google Patents

Abstract

一种适用于降压型控制器的短路保护电路，包括高边开关、高边开关驱动电路和关断电路；高边开关的第一导通端、高边开关驱动电路的输入端和关断电路的输入端分别与降压型控制器的输出端连接，高边开关的第二导通端用于连接用电负载；高边开关驱动电路的输出端和关断电路的输出端分别与高边开关的控制端连接；高边开关驱动电路用于在降压型控制器的输出电压低于或等于预设电压时，控制高边开关导通；关断电路用于在降压型控制器的输出电压高于预设电压时关断高边开关。本实用新型在降压型控制器的输出电压过压时，能够阻止降压型控制器的输出电压接入到后级用电设备，且电路结构简单，实施成本低廉。

Description

适用于降压型控制器的短路保护电路

技术领域

本实用新型涉及保护电路技术。

背景技术

降压型控制器的输出电压比输入电压低，如果模块内部有器件坏掉，将输入短路到输出，则接在控制器输出端的用电负载可能会因过压而损坏。

目前市场上在售的降压型控制器中，部分未带保护功能，另外一些虽然带有保护功能，如TI公司推出的型号为LM74502的带过压保护功能的防反保护控制IC，但是价格昂贵，过高的价格增加了用户的成本负担。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种适用于降压型控制器的短路保护电路，其在降压型控制器的输出电压过压时，能够阻止降压型控制器的输出电压接入到后级用电设备，且电路结构简单，实施成本低廉。

本实用新型实施例提供了一种适用于降压型控制器的短路保护电路，包括高边开关、高边开关驱动电路和关断电路；高边开关的第一导通端、高边开关驱动电路的输入端和关断电路的输入端分别与降压型控制器的输出端连接，高边开关的第二导通端用于连接用电负载；高边开关驱动电路的输出端和关断电路的输出端分别与高边开关的控制端连接；高边开关驱动电路用于在降压型控制器的输出电压低于或等于预设电压时，控制高边开关导通；关断电路用于在降压型控制器的输出电压高于预设电压时关断高边开关。

本实用新型至少具有以下技术效果：

1、本实用新型实施例的短路保护电路在降压型控制器内部元件失效、输入短路到输出时，能够关断高边开关，从而对后级的低压用电设备起到保护作用，保证后级用电设备的供电可靠性和安全性；

2、本实用新型实施例由分立器件构成，器件数量少，电路简单，成本低。

附图说明

图1示出了根据本实用新型实施例的适用于降压型控制器的短路保护电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

图1示出了根据本实用新型一实施例的适用于降压型控制器的短路保护电路的电路图。请参阅图1。根据本实用新型一实施例的一种适用于降压型控制器的短路保护电路包括电压输入端Vo1、电压输出端Vo、高边开关1、高边开关驱动电路2和关断电路3。

高边开关1的第一导通端、高边开关驱动电路2的输入端和关断电路3的输入端分别与电压输入端Vo1连接，电压输入端Vo1与降压型控制器100的输出端连接；高边开关1的第二导通端与电压输出端Vo连接，电压输出端Vo用于连接后级的用电负载。

降压型控制器100的具体电路结构属于现有技术，在此不再赘述。图1示例性地示出了一种现有的降压型控制器100的电路，其包括NMOS管Q3、NMOS管Q4、电感L、电容C2、电容C3等。

高边开关驱动电路2的输出端和关断电路3的输出端分别与高边开关1的控制端连接；高边开关驱动电路2用于在降压型控制器100的输出电压低于或等于预设电压时，控制高边开关1导通；关断电路3用于在降压型控制器100的输出电压高于所述预设电压时关断高边开关1。

在本实施例中，关断电路3包括第一分压电路、过压保护元件ZD1和第一开关管Q1。

第一分压电路的第一端与降压型控制器100的输出端连接，第一分压电路的第二端与过压保护元件ZD1的第一端连接，过压保护元件ZD2的第二端接地。具体地说，第一分压电路包括串联连接的电阻R1和电阻R2，电阻R1的第一端构成第一分压电路的第一端，电阻R2的第一端构成第一分压电路的第二端，电阻R1的第二端与电阻R2的第二端的连接节点构成第一分压电路的输出端。电阻R1具有分压、偏置的作用，电阻R2具有分压、偏置和限流的作用。

第一开关管Q1的受控端与第一分压电路的输出端连接，第一开关管Q1的第一导通端分别与降压型控制器100的输出端和高边开关1的第一导通端连接，第一开关管Q1的第二导通端与高边开关1的控制端连接。

过压保护元件ZD1用于在降压型控制器的输出电压100高于所述预设电压时对地短路，以使第一开关管Q1导通；第一开关管Q1在导通时控制高边开关1断开。

在图1的示例中，第一开关管Q1为PNP三极管，PNP三极管的基极、发射极和集电极分别构成第一开关管Q1的受控端、第一导通端和第二导通端。过压保护元件ZD1为稳压二极管，稳压二极管的阴极和阳极分别构成该过压保护元件ZD1的第一端和第二端。在其它的实施方式中，过压保护元件ZD1也可采用压敏电阻等。

在本实施例中，高边开关1由PMOS管Q2构成，PMOS管Q2的栅极、源极和漏极分别构成高边开关1的控制端、第一导通端和第二导通端。在其它的实施方式中，高边开关1可采用三极管或继电器等器件。

在本实施例中，高边开关驱动电路2包括第二分压电路，第二分压电路的第一端分别与降压型控制器100的输出端、第一分压电路的第一端、第一开关管Q1的第一导通端和高边开关1的第一导通端连接，第二分压电路的第二端接地，第二分压电路的输出端分别与第一开关管Q1的第二导通端和高边开关1的控制端连接。具体地说，第二分压电路包括串联连接的电阻R3和电阻R4，电阻R3的第一端构成第二分压电路的第一端，电阻R4的第一端构成第二分压电路的第二端，电阻R3与电阻R4的连接节点构成第二分压电路的输出端。电阻R3和电阻R4均具有分压、偏置的作用。

进一步地，高边开关驱动电路包括加速电容C1，加速电容C1与电阻R4并联连接。加速电容C1能够加速PMOS管Q2的开通，防止PMOS管Q2经过线性区时间过长而损坏。

当降压型控制器100内部没有元件失效、降压型控制器100的输出电压正常(小于或等于前述的预设电压)时，稳压二极管ZD1未被击穿，处于断开状态，PNP三极管Q1也处于关断状态，PMOS管Q2导通，降压型控制器100的输出电压可以通过PMOS管Q2传递到后级的用电负载。当降压型控制器100内部有元件失效(例如NMOS管Q3短路)、降压型控制器100的输出电压大于前述的预设电压时，稳压二极管ZD1被击穿，处于导通状态，PNP三极管Q1也随之导通，由于PNP三极管Q1的集电极发射极压降Vce很低，PMOS管Q2被夹断截止，从而阻止了降压型控制器100的输出电压传递到后级的用电负载，保证了后级用电设备的供电可靠性和安全性。

本实施例的保护状态可以锁存(latch)。前述的预设电压(即电压保护阈值)的大小由稳压二极管ZD1设定。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种适用于降压型控制器的短路保护电路，其特征在于，包括高边开关、高边开关驱动电路和关断电路；

所述高边开关的第一导通端、所述高边开关驱动电路的输入端和所述关断电路的输入端分别与所述降压型控制器的输出端连接，所述高边开关的第二导通端用于连接用电负载；

所述高边开关驱动电路的输出端和所述关断电路的输出端分别与所述高边开关的控制端连接；所述高边开关驱动电路用于在所述降压型控制器的输出电压低于或等于预设电压时，控制所述高边开关导通；所述关断电路用于在所述降压型控制器的输出电压高于所述预设电压时关断所述高边开关。

2.根据权利要求1所述的适用于降压型控制器的短路保护电路，其特征在于，所述关断电路包括第一分压电路、过压保护元件和第一开关管；

所述第一分压电路的第一端与所述降压型控制器的输出端连接，所述第一分压电路的第二端与所述过压保护元件的第一端连接，所述过压保护元件的第二端接地；

所述第一开关管的受控端与所述第一分压电路的输出端连接，所述第一开关管的第一导通端分别与所述降压型控制器的输出端和所述高边开关的第一导通端连接，所述第一开关管的第二导通端与所述高边开关的控制端连接；

所述过压保护元件用于在所述降压型控制器的输出电压高于所述预设电压时对地短路，以使所述第一开关管导通；所述第一开关管在导通时控制所述高边开关断开。

3.根据权利要求2所述的适用于降压型控制器的短路保护电路，其特征在于，所述过压保护元件为稳压二极管，所述稳压二极管的阴极和阳极分别构成该过压保护元件的第一端和第二端。

4.根据权利要求2所述的适用于降压型控制器的短路保护电路，其特征在于，所述第一分压电路包括串联连接的电阻R1和电阻R2，电阻R1的第一端构成所述第一分压电路的第一端，电阻R2的第一端构成所述第一分压电路的第二端，电阻R1的第二端与电阻R2的第二端的连接节点构成所述第一分压电路的输出端。

5.根据权利要求2所述的适用于降压型控制器的短路保护电路，其特征在于，所述第一开关管为PNP三极管，所述PNP三极管的基极、发射极和集电极分别构成所述第一开关管的受控端、第一导通端和第二导通端。

6.根据权利要求2至5任意一项所述的适用于降压型控制器的短路保护电路，其特征在于，所述高边开关为PMOS管，所述PMOS管的栅极、源极和漏极分别构成所述高边开关的控制端、第一导通端和第二导通端。

7.根据权利要求6所述的适用于降压型控制器的短路保护电路，其特征在于，所述高边开关驱动电路包括第二分压电路，所述第二分压电路的第一端分别与所述降压型控制器的输出端、所述第一分压电路的第一端、所述第一开关管的第一导通端和所述高边开关的第一导通端连接，所述第二分压电路的第二端接地，所述第二分压电路的输出端分别与所述第一开关管的第二导通端和所述高边开关的控制端连接。

8.根据权利要求7所述的适用于降压型控制器的短路保护电路，其特征在于，所述第二分压电路包括串联连接的电阻R3和电阻R4，电阻R3的第一端构成所述第二分压电路的第一端，电阻R4的第一端构成所述第二分压电路的第二端，电阻R3的第二端与电阻R4的第二端的连接节点构成所述第二分压电路的输出端。

9.根据权利要求8所述的适用于降压型控制器的短路保护电路，其特征在于，所述高边开关驱动电路包括加速电容C1，所述加速电容C1与电阻R4并联连接。