CN2834023Y - 具有漏电流保护的供电开关电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种具有漏电流保护的供电开关电路，使用于一电子装置中，可在高温环境下防止漏电流所造成的误动作，其特征在于，一具有一射极端、一基极端及一集极端的晶体管，晶体管的射极端连接到一电压源，集极端通过一顺向二极管连接到一负载；一具有一漏极端(drain)、一源极端及一栅极端的场效晶体管，场效晶体管的漏极端(drain)接收一触发讯号且源极端通过至少二个串接二极管连接到一参考端，栅极端通过一第二电阻连接到该晶体管的该集极端；及一第三电阻，一端连接于该场效晶体管的栅极端，另一端连接于该参考端。
Description
技术领域
一种具有漏电流保护的供电开关电路，尤指一种使用于电子装置中，可在高温环境下防止电路漏电流所产生误动作的电路。
背景技术
请参考图1，为已知的供电开关电路的电路示意图，在此种供电开关电路中主要由二个晶体管Q1、Q2再搭配其它电子元件连接组成。供电开关电路在供电的工作下，通过一触发讯号ST来控制晶体管Q1导通(ON)，让电压源VCC得以通过晶体管Q1提供电力到负载90，同时，提供的电力也会传送到晶体管Q2的基极端，使晶体管Q2导通(ON)。当晶体管Q2导通后会将晶体管Q1的基极端连接到参考端Gnd，使晶体管Q1得以继续保持导通状态。欲停止供电，控制器91会传送一截止讯号给晶体管Q2使其进入截止(OFF)状态，而晶体管Q1也相继截止(OFF)，使得电压源VCC无法通过晶体管Q1提供电力到负载90。
晶体管的漏电流与工作温度有关，漏电流大小与温度成正比。所以请复参考图1，依照晶体管的特性，当电路在停止供电的状态下，晶体管Q2会有漏电流ICEO产生，当温度提高，漏电流ICEO也会跟着增加，漏电流ICEO增加，则流过晶体管Q1的基极电流IB1也随之增加。由于晶体管的工作特性中，基极电流IB与集极电流IC的关系为β倍，所以晶体管Q1的集极电流IC1会随着基极电流IB1而增加。晶体管Q2的基极电流IB2随着晶体管Q1的集极电流IC1而增加，基极电流IB2的增加同时也提高了漏电流ICEO的增加。如此循环下去供电开关电路会产生误动作，在处于停止供电的状态下，产生误动作而导通晶体管Q1形成供电状态。
发明内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种具有漏电流保护的供电开关电路，使用于一电子装置中，可在高温环境下防止漏电流所造成的误动作。
本实用新型包括有一具有一射极端、一基极端及一集极端的晶体管，晶体管的该射极端连接到一电压源，集极端通过一顺向二极管连接到一负载；一具有一漏极端(drain)、一源极端及一栅极端的场效晶体管，场效晶体管的漏极端(drain)接收一触发讯号且源极端通过至少二个串接二极管连接到一参考端，栅极端通过一第二电阻连接到该晶体管的该集极端；及一第三电阻，一端连接于该场效晶体管的栅极端，另一端连接于该参考端。
以上的概述与接下来的详细说明皆为示范性质，是为了进一步说明本实用新型的申请专利范围。而有关本实用新型的其它目的与优点，将在后续的说明与附图中加以阐述。
附图说明
图1为现有技术的供电开关电路的电路示意图；
图2为本实用新型具有漏电流保护的供电开关电路示意图；
图3为本实用新型使用于一电子装置的电路示意图。
图中符号说明：
10 电子装置
20 供电开关电路
30 第一开关单元
40 第二开关单元
50 微处理器
60、90、92 负载
70 稳压器
80 第三开关单元
91 控制器
93 电压箝位单元
94 分压电路单元
具体实施方式
请参考图2，为本实用新型具有漏电流保护的供电开关电路示意图。本实用新型使用在一电子装置(未标示)中，可在高温环境下防止漏电流所造成的误动作，包括有：一晶体管Q3，其具有一射极端E、一基极端B及一集极端C，该射极端E连接到一电压源VCC，集极端C通过一顺向二极管D13连接到一负载；一场效晶体管Q4，其具有一漏极端D、一源极端S及一栅极端G，该漏极端D通过一第一电阻器R12连接到晶体管Q3的基极端B，且接收一触发讯号ST1，该源极端S通过一电压箝位单元93，连接到一参考端Gnd，电压箝位单元93提供一参考电压，在此以至少二个串接二极管(D11、D12)组成。栅极端G通过一第二电阻R13连接到该晶体管Q3的该集极端C；及一第三电阻R14的一端连接于该场效晶体管Q4的栅极端G，另一端连接于该参考端Gnd。
上面叙述中，该第二电阻R13与该第三电阻R14串接组成一分压电路单元94，同时，本实用新型具有漏电流保护的供电开关电路进一步包括有一电容C11与一第四电阻R11并接于该晶体管Q3的射极端E与基极端B之间。且，该晶体管Q3为一PNP晶体管，场效晶体管Q4为一个N通道场效晶体管Q4。
请复参考图2，在供电开关电路在正常供电下，接收一低准位的触发讯号ST1作为供电的开启，低准位的触发讯号ST1让晶体管Q3进入导通(ON)状态，晶体管Q3导通后电压源VCC则通过晶体管Q3提供电力给负载92使用。由于晶体管Q3导通，所以电压源VCC会在分压电路单元94的电阻器R14上产生一够大的控制偏压来开启场效晶体管Q4的导通，当控制偏压大于该场效晶体管Q4的导通电压与该参考电压之和时，场效晶体管Q4随即进入导通，导通后即将晶体管Q3的基极端B连接到参考端Gnd，使其可以继续保持晶体管Q3的导通，而维持提供电力给负载92。
当电路在停止供电的状态下，场效晶体管Q4会有漏电流IDSS产生，当温度提高，漏电流IDSS也会跟着增加，漏电流IDSS增加，则流过晶体管Q3的基极电流IB3也随之增加。由于晶体管的工作特性中，基极电流IB与集极电流IC的关系为β倍，所以晶体管Q3的集极电流IC3会随着基极电流IB3而增加。晶体管Q3的集极电流IC3增加而导致场效晶体管Q4的栅极端G电压增加，不过由于场效晶体管Q4的源极端S串接有电压箝位单元93，即至少二个串接二极管(D11、D12)，如此，若是要让场效晶体管Q4导通，则栅极端G电压需大于场效晶体管Q4的夹止电压VT与至少二个串接二极管(D11、D12)的顺向偏压VD的总和。
本实用新型在高温下，因为漏电流IDSS增加所造成晶体管Q3的基极电流IB3与集极电流IC3相继增加。不过，集极电流IC3流过第三电阻R14所产生场效晶体管Q4的栅极端G电压仍然小于场效晶体管Q4的夹止电压VT与至少二个串接二极管(D11、D12)的顺向偏压VD的总和。因此纵使温度的变化，场效晶体管Q4也不会产生误动作而导通，让供电开关电路可以很稳定的工作，而不受到高温时晶体管漏电流影响。
综上所述，本实用新型利用一个PNP晶体管与一N通道场效晶体管来达到漏电流的保护，使得电路于高温下不致于因为漏电流的增加，而产生误动作的现象，以有效的改善已知的供电开关电路因高温环境下漏电流所造成电路的误动作。
请参考图3，为本实用新型使用于一电子装置的电路示意图。在电子装置10中，提供高准位的触发讯号STR作为供电的开启，高准位的触发讯号STR通过一第一开关单元30连接到供电开关电路20，通过一第二开关单元40连接到一微处理器50。高准位的触发讯号STR控制第一开关单元30中的晶体管Q5导通，晶体管Q5导通后即将晶体管Q3的基极端连接到参考端Gnd使其得以导通，电压源VCC则通过晶体管Q3提供电力给负载60与稳压器70使用。由于晶体管Q3导通，所以电压源VCC会在分压电路单元94的电阻器R14上产生一够大的控制偏压来开启场效晶体管Q4的导通，当控制偏压大于该场效晶体管Q4的导通电压与该参考电压之和时，场效晶体管Q4随即进入导通，导通后即可以继续保持晶体管Q3的导通。
电子装置中，在停止供电下，提供低准位的触发讯号STR作为供电的停止，低准位的触发讯号STR控制第二开关单元40中的晶体管Q7截止，晶体管Q7截止后，微处理器50即输出一高的准位讯号用来控制一第三开关单元80中的晶体管Q6导通，晶体管Q6导通后随即将场效晶体管Q4的栅极端连接到参考端Gnd以控制场效晶体管Q4截止，晶体管Q4截止后使得晶体管Q3进入截止状态，而导致电压源VCC停止供电给负载60与稳压器70。
在停止供电下，若是温度提高，场效晶体管Q4的漏电流IDSS也会跟着增加，漏电流IDSS增加，则流过晶体管Q3的基极电流IB3也随之增加。由于晶体管的工作特性中，基极电流IB与集极电流IC的关系为β倍，所以晶体管Q3的集极电流IC3会随着基极电流IB3而增加。晶体管Q3的集极电流IC3增加而导致场效晶体管Q4的栅极端G电压增加，不过由于场效晶体管Q4的源极端S串接有至少二个串接二极管(D11、D12)，如此，若是要让场效晶体管Q4导通，则栅极端G电压需大于场效晶体管Q4的夹止电压VT与至少二个串接二极管(D11、D12)的顺向偏压VD的总和。
本实用新型在高温下，因为漏电流IDSS增加所造成晶体管Q3的基极电流IB3与集极电流IC3相继增加。不过，集极电流IC3流过第三电阻R14所产生场效晶体管Q4的栅极端G电压仍然小于场效晶体管Q4的夹止电压VT与至少二个串接二极管(D11、D12)的顺向偏压VD的总和。因此纵使温度的变化，场效晶体管Q4也不会产生误动作而导通，让供电开关电路可以很稳定的工作，而不受到高温时晶体管漏电流影响。
以上所述，仅为本实用新型最佳的一具体实施例的详细说明与附图，惟本实用新型的特征并不局限于此，并非用以限制本实用新型，本实用新型的所有范围应以所述的权利要求范围为准，凡合于本实用新型申请专利范围的精神与其类似变化的实施例，皆应包含于本实用新型的范畴中，任何熟悉该项技艺者在本实用新型的领域内，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在权利要求专利范围内。
Claims (14)
1.一种具有漏电流保护的供电开关电路，使用于一电子装置中，可在高温环境下防止漏电流所造成的误动作，其特征在于：
一晶体管，具有一射极端、一基极端及一集极端，该射极端连接到一电压源，集极端连接到一负载，该基极端接收一触发讯号；
一场效晶体管，具有一漏极端、一源极端及一栅极端，该漏极端通过一第一电阻连接到该晶体管的基极端，该栅极端通过一第二电阻连接到该晶体管的该集极端，通过一第三电阻连接到一参考端；
至少二个串接二极管，连接到该场效晶体管的源极端与该参考端。
2.如权利要求1所述的具有漏电流保护的供电开关电路，其特征是，该第二电阻与该第三电阻串接组成一分压电路单元。
3.如权利要求1所述的具有漏电流保护的供电开关电路，其特征是，进一步包括有一电容并接于该晶体管的射极端与基极端。
4.如权利要求1所述的具有漏电流保护的供电开关电路，其特征是，进一步包括有一第四电阻并接于该晶体管的射极端与基极端。
5.如权利要求1所述的具有漏电流保护的供电开关电路，其特征是，该晶体管为一PNP晶体管。
6.如权利要求1所述的具有漏电流保护的供电开关电路，其特征是，该场效晶体管为一N通道场效晶体管。
7.一种具有漏电流保护的供电开关电路，使用于一电子装置中，可在高温环境下防止漏电流所造成的误动作，其特征在于，
一晶体管，其导通受控于一触发讯号；
一分压电路单元，连接到该晶体管，根据该晶体管的导通电流，以输出一控制偏压；
一场效晶体管，连接于该晶体管与该分压电路单元，该场效晶体管的导通受控于该控制偏压，并用以维持该晶体管导通；
一电压箝位单元，连接于该场效晶体管，提供一参考电压，用以提高该场效晶体管导通的电压准位；
其中，该场效晶体管的导通，于该控制偏压大于该场效晶体管的导通电压与该参考电压之和。
8.如权利要求7所述的具有漏电流保护的供电开关电路，其特征是，该晶体管为一PNP晶体管。
9.如权利要求7所述的具有漏电流保护的供电开关电路，其特征是，该场效晶体管为一N通道场效晶体管。
10.如权利要求7所述的具有漏电流保护的供电开关电路，其特征是，该场效晶体管通过一第一电阻连接于该晶体管。
11.如权利要求7所述的具有漏电流保护的供电开关电路，其特征是，该分压电路单元由一第二电阻与一第三电阻串接组成。
12.如权利要求7所述的具有漏电流保护的供电开关电路，其特征是，进一步包括有一电容并接于该晶体管的射极端与基极端。
13.如权利要求7所述的具有漏电流保护的供电开关电路，其特征是，进一步包括有一第四电阻并接于该晶体管的射极端与基极端。
14.如权利要求7所述的具有漏电流保护的供电开关电路，其特征是，该电压箝位单元可由至少二个二极管串接组成。
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| CN102497158A (zh) * | 2011-11-17 | 2012-06-13 | 台达电子企业管理（上海）有限公司 | 一种降低电气设备漏电流的方法及其电气设备 |
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