一種過流自動(dòng)斷電保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種過流自動(dòng)斷電保護(hù)電路，其關(guān)鍵點(diǎn)在于利用PNP三極管及P溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管自身的開關(guān)特性，能夠在電路中過流的情況下及時(shí)對(duì)電子元器件進(jìn)行保護(hù)。將取樣電阻兩端的壓降作為PNP三極管的Vbe，通過取樣電阻設(shè)定需要保護(hù)的電流值，當(dāng)電路中的電流超過設(shè)定的保護(hù)電流值時(shí)，PNP三極管的發(fā)射集和集電極被導(dǎo)通，此時(shí)P溝道增強(qiáng)型功率場效應(yīng)管的柵極處于高電平狀態(tài)，使得P溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管為高阻抗，電路中的電流被截止，P溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管起到開關(guān)的作用。當(dāng)故障被排除后，PNP三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)輸入P溝道增強(qiáng)型功率場效應(yīng)管柵極的電壓為低電平，P溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管處于導(dǎo)通狀態(tài)，電路自動(dòng)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)，無需人工更換器件。
【專利說明】—種過流自動(dòng)斷電保護(hù)電路
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是涉及一種保護(hù)電路，特別是一種在過流情況下可自動(dòng)斷電的保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，電子類產(chǎn)品日新月異，已成為大眾生活中必不可少的一部分，而電子類產(chǎn)品的核心部分就是使其實(shí)現(xiàn)各種功能的電路。因此對(duì)電子類產(chǎn)品的保護(hù)其核心即是對(duì)電路的保護(hù)。如何保護(hù)電路中元器件不因過壓、過流而受到損壞亦成為人們研究的熱點(diǎn)。目前常見的過流保護(hù)主要有以下兩種:
[0003]1.PPTC 自復(fù)式保險(xiǎn)絲，PPTC英文Polymer Positive Temperature Coefficient 的縮寫，是由高分子有機(jī)聚合物在高壓、高溫，硫化反應(yīng)的條件下，摻入導(dǎo)電粒子材料后，經(jīng)過特殊的工藝加工而成。嚴(yán)格意義上來說PPTC自復(fù)式保險(xiǎn)絲是屬于一種熱敏電阻，其保護(hù)過程為當(dāng)電流超過保險(xiǎn)絲的保護(hù)電流時(shí)，溫度升高，保險(xiǎn)絲呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，使電路處于類似斷路狀態(tài)，從而起到保護(hù)電路作用。當(dāng)故障電流排除時(shí)，PPTC內(nèi)部材料溫度降低，高分子聚合物重新結(jié)晶，導(dǎo)電粒子材料開始導(dǎo)通，不需要人工更換，整個(gè)電路恢復(fù)正常工作。但是由于PPTC的工作是受環(huán)境溫度的影響，溫度升高需要一定的時(shí)間，因此PPTC自復(fù)式保險(xiǎn)絲具有保護(hù)不及時(shí)的缺點(diǎn)，即當(dāng)電路因異常因素電壓升高時(shí)，PPTC自復(fù)式保險(xiǎn)絲需要一定的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，往往電路上的主要元件(如CPU，貴重的IC等)因保護(hù)動(dòng)作時(shí)間過長而被損壞，從而造成不可估量的損失；同時(shí)PPTC自復(fù)式保險(xiǎn)絲也會(huì)受到工作環(huán)境溫度的影響較大，在實(shí)踐運(yùn)用中局限性比較強(qiáng)。
[0004]2.熔斷式保險(xiǎn)絲，當(dāng)電流達(dá)到設(shè)定的保護(hù)電流值時(shí)，溫度升高保險(xiǎn)絲被熔斷，使電路處于斷路狀態(tài)，從而起到保護(hù)電路的作用，但熔斷式保險(xiǎn)絲存在過流保護(hù)之后不可自動(dòng)恢復(fù)、必須進(jìn)行人工更換的缺點(diǎn)，同時(shí)保險(xiǎn)絲的熔斷也需要一定時(shí)間，也就是說不能對(duì)電路中的異常及時(shí)做出響應(yīng)。
[0005]由此可見，上述常用的保護(hù)電路都有一個(gè)不可避免的問題，就是器件起保護(hù)作用時(shí)都需要較長的響應(yīng)時(shí)間，這個(gè)響應(yīng)時(shí)間往往是造成電路內(nèi)部的元件損壞的主要原因，為解決這個(gè)問題，本案便由此產(chǎn)生。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的主要目的，在于提供一款新型過流自動(dòng)斷電保護(hù)電路，可運(yùn)用在多種低電壓、小電流的電路中，提高電路的工作穩(wěn)定性和可靠性，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是:
[0008]一種新型過流自動(dòng)斷電保護(hù)電路，保護(hù)電路包括:一個(gè)PNP三極管、一個(gè)P溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管、一個(gè)取樣電阻及一個(gè)分壓電阻組成；本實(shí)用新型的關(guān)鍵點(diǎn)在于利用PNP三極管和P溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管自身的開關(guān)特性，來控制電路中電流的流向，同時(shí)因PNP三極管和P溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管響應(yīng)時(shí)間短，因此能夠在電路中過流的情況下對(duì)電子元器件起到及時(shí)保護(hù)的作用；將取樣電阻與PNP三極管并聯(lián)，PNP三極管的基極與取樣電阻一端相連接，PNP三極管的集電極與分壓電阻、P溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管的柵極連接，PNP三極管的發(fā)射極與取樣電阻的另一端相連接；P溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管與分壓電阻并聯(lián)，P溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管的柵極與分壓電阻的一端相連接，P溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管的源極與分壓電阻的另外一端相連接。
[0009]通過所述取樣電阻設(shè)定需要保護(hù)的電流值，當(dāng)電路中的電流超過設(shè)定的保護(hù)電流值，取樣電阻兩端的壓降超過0.7V時(shí)，PNP三極管的發(fā)射集和集電極被導(dǎo)通，此時(shí)P溝道增強(qiáng)型功率場效應(yīng)管的柵極處于高電平狀態(tài)，使得P溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管為高阻抗，電路中的電流被截止，P溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管起到開關(guān)的作用。當(dāng)過流的部分電路故障被排除后，PNP三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)輸入P溝道增強(qiáng)型功率場效應(yīng)管柵極的電壓為低電平，場效應(yīng)管處于導(dǎo)通狀態(tài)，電路自動(dòng)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)，無需人工更換器件。
[0010]本實(shí)用新型操作簡單、便捷，能及時(shí)有效對(duì)電路中突發(fā)故障做出反應(yīng)保護(hù)電路中的元器件，同時(shí)可以通過更改電路中的取樣電阻阻值從而設(shè)定不同的保護(hù)電流值，因此可以適用于不同的電路保護(hù)，例如靈活運(yùn)用于USB，SD卡等小電流電路的過流保護(hù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0012]圖1是本實(shí)用新型的電路原理圖。
[0013]圖2是圖1電路在SD卡讀寫保護(hù)電路中的運(yùn)用示例。
[0014]圖中Ql為P溝道增強(qiáng)型功率場效應(yīng)管，Q2為PNP三極管，Rl為取樣電阻，R2、R3為分壓電阻，C1、C2、C3為濾波電容
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖及具體事實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及有益效果進(jìn)行說明。
[0016]參考圖1所示，由PNP三極管的特性所知，三極管具有開關(guān)的性質(zhì)且響應(yīng)時(shí)間快，當(dāng)三極管的發(fā)射極、基極兩極的壓降超過0.7V時(shí)，三極管會(huì)處于導(dǎo)通狀態(tài)，利用Rl兩端的壓降來控制Q2的開關(guān)，通過控制Q2的導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)來控制Ql的開關(guān)。當(dāng)工作電流在設(shè)定的電流值范圍內(nèi)，Rl兩端的壓降小于0.7V，Q2處于截止?fàn)顟B(tài)，Q2的C極處于低電平狀態(tài)，使得Ql的G極為低電平，從而使Ql為導(dǎo)通狀態(tài)，使電壓從VCC_IN輸入，并從VCC_0UT輸出，同時(shí)壓降小，當(dāng)工作電流大于設(shè)定的電流時(shí)，Rl兩端的壓降大于0.7V，使Q2的E，C兩極處于導(dǎo)通狀態(tài)，Q2的C極處于高電平狀態(tài)，使得Ql的G極為高電平，使得Ql從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)到截止?fàn)顟B(tài)，VCC_0UT端無電壓輸出，使得電路類似于斷路狀態(tài)起到保險(xiǎn)絲作用。當(dāng)外部負(fù)載電路故障排除時(shí)，工作電流恢復(fù)到保護(hù)值內(nèi)，Rl兩端的壓降再次小于0.7V，從而使得Q2恢復(fù)截止?fàn)顟B(tài)，Ql恢復(fù)導(dǎo)通狀態(tài)，電路恢復(fù)正常工作狀態(tài)。
[0017]又如圖2所示，將該電路運(yùn)用于SD卡的讀寫保護(hù)電路中，當(dāng)有SD卡插入時(shí)，/CARD_IN端為低電平，場效應(yīng)管Ql的G極通過R2，R3之間的分壓，使G極為低電平，Ql導(dǎo)通；當(dāng)電流沒有超過取樣電阻Rl限定的保護(hù)值時(shí)對(duì)整個(gè)電路沒有影響，當(dāng)電流超過限定值時(shí)場效應(yīng)管Ql的柵極處于高電平，場效應(yīng)管處于截止?fàn)顟B(tài)，使得電路中的電流輸出為零，電路相當(dāng)于開路狀態(tài)，從而起到保護(hù)作用。[0018]由此可見，本實(shí)用新型有效解決了電路中保護(hù)器件不能響應(yīng)及時(shí)，起到保護(hù)電路中其他元器件的問題。
[0019]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例，故不能以此限定本實(shí)用新型實(shí)施的范圍，即依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍及說明書內(nèi)容所做的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本實(shí)用新型專利涵蓋的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種過流自動(dòng)斷電保護(hù)電路，保護(hù)電路包括:一個(gè)PNP三極管、一個(gè)P溝道增強(qiáng)型效率場效應(yīng)管、一個(gè)取樣電阻以及一個(gè)分壓電阻組成；其特征在于:將取樣電阻與PNP三極管并聯(lián)，PNP三極管的基極與取樣電阻一端相連接，PNP三極管的集電極與分壓電阻、P溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管的柵極連接，PNP三極管的發(fā)射極與取樣電阻的另一端相連接，將P溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管與分壓電阻并聯(lián)，P溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管的柵極與分壓電阻的一端相連接，P溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管的源極與分壓電阻的另外一端相連接。
【文檔編號(hào)】H02H3/08GK203423475SQ201320076681
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年2月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月2日
【發(fā)明者】林錦毅 申請(qǐng)人:廈門菲斯科電子有限公司