一種無(wú)支路泄漏電流的主動(dòng)式電流限制電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)的一種無(wú)支路泄漏電流的主動(dòng)式電流限制電路，包括：第一電阻，第四電阻和第一三極管，第二三極管；第一三極管發(fā)射極連接電路電源端和第一電阻的一端，基極連接第一電阻的另一端和第二三極管的發(fā)射極，集電極連接第四電阻的一端和第二三極管的基極，第二三極管集電極連接電路負(fù)載端和第四電阻的另一端。僅采用2只通用小功率三極管及一些中小功率電阻構(gòu)成，同時(shí)解決了主動(dòng)式電流限制電路泄漏電流大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，和被動(dòng)式電流限制電路滯回區(qū)間大，受溫度影響大的問(wèn)題，提供了一種拓?fù)錈o(wú)支路泄露電流，無(wú)保護(hù)電流滯回區(qū)間，保護(hù)電流閾值受使用環(huán)境溫度影響小的主動(dòng)式電流限制電路。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種無(wú)支路泄漏電流的主動(dòng)式電流限制電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種主動(dòng)式電流限制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]電流限制電路因電流限制電路常被置于電壓源及負(fù)載之間，因其可在負(fù)載異?；蛘吆蠹?jí)電路短路時(shí)避免電源，電氣連接及負(fù)載由于通過(guò)的電流過(guò)大而損害特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于實(shí)際電路中，目前常用的電流限制電路可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種。
[0003]被動(dòng)式具有電路簡(jiǎn)單、制作成本低的優(yōu)點(diǎn)，但是被動(dòng)式電流限制電路卻存在觸發(fā)其進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)的電流要遠(yuǎn)高于使其退出保護(hù)狀態(tài)的電流，即保護(hù)電流滯回區(qū)間過(guò)大且不可調(diào)整和保護(hù)電流的閾值受使用環(huán)境溫度影響大的缺點(diǎn)。相較于被動(dòng)式電流限制電路(尤指利用正溫度系數(shù)熱敏電阻實(shí)現(xiàn)的電流限制電路)電流滯回區(qū)間過(guò)大的問(wèn)題，主動(dòng)式電流控制電路由于不依賴(lài)于溫度變化來(lái)限制電流的特點(diǎn)避免了被動(dòng)式電流限制電路電流滯回區(qū)間過(guò)大的問(wèn)題。然而，主動(dòng)式電流控制電路依舊存在泄露電流較大，不適合對(duì)待機(jī)電流要求非常嚴(yán)格的應(yīng)用場(chǎng)合，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高的缺點(diǎn)。
[0004]面對(duì)被動(dòng)式電流限制電路保護(hù)電流滯回區(qū)間過(guò)大且不可調(diào)整，被動(dòng)式電流限制電路泄漏電流大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問(wèn)題，在當(dāng)前的電流限制電路結(jié)構(gòu)中迫切需要一種可解決上述問(wèn)題的，電流滯回區(qū)間小，泄漏電流小的簡(jiǎn)單電路結(jié)構(gòu)以滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型旨在提供一種拓?fù)錈o(wú)支路泄露電流，無(wú)保護(hù)電流滯回區(qū)間，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的無(wú)支路泄漏電流的主動(dòng)式電流限制電路。
[0006]本實(shí)用新型所述的一種無(wú)支路泄漏電流的主動(dòng)式電流限制電路，包括:第一電阻，第四電阻和第一三極管，第二三極管;第一三極管發(fā)射極連接電路電源端和第一電阻的一端，基極連接第一電阻的另一端和第二三極管的發(fā)射極，集電極連接第四電阻的一端和第二三極管的基極，第二三極管集電極連接電路負(fù)載端和第四電阻的另一端。
[0007]本實(shí)用新型所述的一種無(wú)支路泄漏電流的主動(dòng)式電流限制電路，在整個(gè)電路系統(tǒng)的工作電流改變時(shí)，流經(jīng)第一電阻的電流改變導(dǎo)致第一三極管發(fā)射極與基極間的電壓改變，第一三極管及第二三極管的工作狀態(tài)改變，電流限制電路將限制整個(gè)電路系統(tǒng)的工作電流的變化，當(dāng)負(fù)載電阻降為O時(shí)，整個(gè)電路系統(tǒng)的工作電流將由電流限制電路的參數(shù)和特性決定使之保持在一個(gè)穩(wěn)定值附近，避免了負(fù)載異?；蛘吆蠹?jí)電路短路時(shí)電流過(guò)大對(duì)電源，負(fù)載及電氣連接造成的損害，保障了電路系統(tǒng)安全。由于該種電流結(jié)構(gòu)利用三極管的工作特性實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電路系統(tǒng)的工作電流的實(shí)時(shí)限制，保護(hù)電流滯回區(qū)間小，解決了被動(dòng)式電流限制電路保護(hù)電流滯回區(qū)間過(guò)大且不可調(diào)整的問(wèn)題。并且，由于該種電路僅有一個(gè)輸入和一個(gè)輸出端，電流限制電路本身沒(méi)有對(duì)電源負(fù)極的電流通路，所有流入保護(hù)電路的電流I都將從保護(hù)電路流出而且流入負(fù)載，區(qū)別于現(xiàn)有主動(dòng)式電流限制電路本身有對(duì)電源負(fù)極的電流通路的結(jié)構(gòu)，解決了目前主動(dòng)式電流限制電路存在較大的泄漏電流的問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)了一種無(wú)支路泄露電流，保護(hù)電流滯回區(qū)間小的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。且其整個(gè)電路由兩個(gè)通用小功率三極管及幾個(gè)中小功率電阻構(gòu)成，電路結(jié)構(gòu)也極其簡(jiǎn)單，成本極低。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是一種無(wú)支路泄漏電流的主動(dòng)式電流限制電路的典型電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2是一種無(wú)支路泄漏電流的主動(dòng)式電流限制電路的典型應(yīng)用連接示意圖。
[0010]圖3是一種無(wú)支路泄漏電流的主動(dòng)式電流限制電路的優(yōu)化電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖4是一種無(wú)支路泄漏電流的主動(dòng)式電流限制電路中的第二電阻R2和第三電阻R3的取值對(duì)短路瞬間沖擊電流的限制作用對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示，一種無(wú)支路泄漏電流的主動(dòng)式電流限制電路，包括第一電阻Rl，第四電阻R4和第一三極管Ql，第二三極管Q2;第一三極管Ql發(fā)射極e連接保護(hù)電路的輸入端INPUT和第一電阻Rl的一端，基極b連接第一電阻Rl的另一端和第二三極管Q2的發(fā)射極e，集電極c連接第四電阻R4的一端和第二三極管Q2的基極b，第二三極管Q2集電極c連接保護(hù)電路的輸出端OUTPUT和第四電阻R4的另一端。其中第一三極管Ql，第二三極管Q2均為PNP型三極管。
[0013]如圖1和圖2所示，在典型電路結(jié)構(gòu)中，第一電阻Rl的阻值選定為10 Ω，第四電阻R4的阻值選定為1500 Ω，以此為該電路的典型應(yīng)用介紹此實(shí)用新型的工作原理。負(fù)載正常工作時(shí)，PNP型三極管Q2的eb兩極的壓降大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，從而使，第二三極管Q2的eb兩端的PN結(jié)導(dǎo)通，由于第二三極管Q2的放大特性，在第二三極管Q2的發(fā)射極e到集電極c就會(huì)有一個(gè)電流，在典型應(yīng)用中，由于負(fù)載電阻的量值要遠(yuǎn)大于第一電阻Rl的值，且Q2工作于飽和導(dǎo)通的狀態(tài)，從Q2的發(fā)射極e流向集電極c的電流主要取決于負(fù)載的電阻。此時(shí)Ql由于eb兩極的壓降小于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，從Ql的發(fā)射極e流向集電極c并流向第四電阻R4的電流非常小，不足以使第二三極管Q2由于eb兩極的壓降減少而退出飽和導(dǎo)通的狀態(tài)。后級(jí)電路的電阻降低至觸發(fā)保護(hù)電路工作時(shí)(出現(xiàn)于負(fù)載異?；蛘唠姎膺B接短路等情況)，后級(jí)電路的電阻從正常狀態(tài)降低，流經(jīng)第一電阻Rl的電流就會(huì)隨之上升，從而導(dǎo)致第一三極管Ql由于eb兩極的壓降達(dá)到PN結(jié)的導(dǎo)通壓降之上，此時(shí)從第一三極管Ql的發(fā)射極e流向集電極c并流向第三電阻R4的電流將快速增加，從而降低了經(jīng)第二三極管Q2的發(fā)射極e，基極b的電流，導(dǎo)致第二三極管Q2退出飽和導(dǎo)通或接近飽和導(dǎo)通的狀態(tài)，進(jìn)入放大狀態(tài)。如果后級(jí)電路的電阻降低至0，流經(jīng)保護(hù)電路的電流將完全由電路自己本身的參數(shù)和特性所決定，保持在一個(gè)穩(wěn)定的值附近，并且由于在典型應(yīng)用中此保護(hù)電路是串接在電壓源的正極之后的，所以流經(jīng)此保護(hù)電路的電流的量值亦等于電源的輸出電流的量值。本實(shí)用新型中第一三極管Ql的主要作用是與第四電阻R4組合，在需要限制電流時(shí)降低第一三極管Ql的發(fā)射極e及基極b之間的電壓差，第一電阻R4的阻值越高，在后級(jí)電路短路時(shí)此電流限制電路的短路輸出電流越低;第一電阻Rl的對(duì)保護(hù)電流的設(shè)定起主要作用，增大其電阻值可降低保護(hù)電流的閾值，反之提高保護(hù)電流的閾值。在實(shí)際應(yīng)用中，可將第一電阻Rl的阻值限定為2 Ω至20 Ω，避免保護(hù)電流的閥過(guò)低影響電路正常工作或保護(hù)電流的閥過(guò)高，未起到保護(hù)電源，負(fù)載和連接電氣的作用。第四電阻R4用于調(diào)整在后級(jí)電路正常情況下第二三極管Q2的飽和深度及與第一電阻Rl協(xié)同調(diào)整后級(jí)電路短路時(shí)該保護(hù)電路的輸出電流。第四電阻R4的電阻的取值范圍一般為200 Ω至5000 Ω，若第四電阻R4的阻值小于200 Ω則可能導(dǎo)致在后級(jí)電路短路時(shí)此電流限制電路的短路輸出電流過(guò)大，不能真正起到保護(hù)電源，負(fù)載和連接電氣的作用;而第四電阻R4的阻值大于5000 Ω雖然可以使后級(jí)電路短路時(shí)此電流限制電路的短路輸出電流值更小，卻可能導(dǎo)致電流限制電路工作能耗過(guò)大，做此限定則可將在后級(jí)電路短路時(shí)此電流限制電路的短路輸出電流限定在合理范圍內(nèi)，避免使用中出現(xiàn)上述情況。
[0014]如圖3所示，本實(shí)用新型所述的一種無(wú)支路泄漏電流的主動(dòng)式電流限制電路，還包括第二電阻R2和第三電阻R3，第二電阻R2串聯(lián)于第一電阻Rl與第一三極管Ql基極b間，第三電阻R3連接于第四電阻R4與第二三極Q2管基極b間。在該電路中增加第二電阻R2和第三電阻R3可以顯著的限制但負(fù)載端OUTPUT端口電壓急劇下降，減小負(fù)載急劇變小時(shí)流經(jīng)電路即負(fù)載的沖擊電流。如圖4所示，當(dāng)負(fù)載電阻從正常狀態(tài)急劇降低時(shí)，由于實(shí)際三極管Ql和Q2寄生電容的影響，如果沒(méi)有第二電阻R2和第三電阻R3的限制，在非常短暫的時(shí)間內(nèi)，會(huì)出現(xiàn)非常大的經(jīng)第一電阻Ql的發(fā)射極e，基極b，第二電阻Q2的發(fā)射極e流向Q2的集電極c以及經(jīng)Ql的發(fā)射極e，集電極c，Q2的基極b流向Q2的發(fā)射極e的電流，如圖4圖所示。在實(shí)際應(yīng)用中，譬如在印刷電路板上，印刷電路板上寄生電容會(huì)增加這個(gè)電流幅度和持續(xù)時(shí)間。這個(gè)電流的危害性在于可能引發(fā)寄生振蕩以及電磁噪聲。對(duì)比如圖4圖中第二電阻R2與第三電阻R3為Im Ω和第二電阻R2與第三電阻R3為500 Ω時(shí)的沖擊電流變化情況，第二電阻R2與第三電阻R3對(duì)沖擊電流起限定作用，且R2和R3的電阻值越小，對(duì)上述的沖擊電流的限制作用越弱。但是，實(shí)際應(yīng)用中適宜將R2和R3的電阻值限制為O Ω至2000 Ω，因?yàn)楫?dāng)R2和R3的電阻值大于2000 Ω時(shí)，電路的正常輸出電流會(huì)變小，影響電路的正常工作，不適宜實(shí)際應(yīng)用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無(wú)支路泄漏電流的主動(dòng)式電流限制電路，其特征在于:包括第一電阻，第四電阻和第一三極管，第二三極管;第一三極管發(fā)射極連接電路電源端和第一電阻的一端，基極連接第一電阻的另一端和第二三極管的發(fā)射極，集電極連接第四電阻的一端和第二三極管的基極，第二三極管集電極連接電路負(fù)載端和第四電阻的另一端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)支路泄漏電流的主動(dòng)式電流限制電路，其特征在于:所述的第一三極管及第二三極管為PNP型三極管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)支路泄漏電流的主動(dòng)式電流限制電路，其特征在于:所述電路還包括第二電阻和第三電阻，第二電阻串聯(lián)于第一電阻與第一三極管基極間，第三電阻連接于第四電阻與第二三極管基極間。
【文檔編號(hào)】G05F1/56GK205450857SQ201521119314
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日
【發(fā)明人】李曉華
【申請(qǐng)人】馬瑞利汽車(chē)電子(廣州)有限公司