一種過流過壓保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種過流過壓保護(hù)電路，包括具有第一柵極、第一源極、第一漏極的N溝道場效應(yīng)管Q1和具有第二柵極、第二源極、第二漏極的P溝道場效應(yīng)管Q2，其特征在于：還包括具有第三柵極、第三源極、第三漏極的N溝道場效應(yīng)管Q3，其中，第三漏極與第一漏極相連，在第三源極和第二漏極之間設(shè)置有至少一級電壓采樣電路，每級電壓采樣電路分別由電阻元件、穩(wěn)壓二級管或發(fā)光二極管三者中的任意一種或其組合構(gòu)成，所述第二柵極和第三柵極連接在任意一級電壓采樣電路的采樣點上。其顯著效果是：電路結(jié)構(gòu)簡單，使用安全、方便，選擇不同的柵極電壓采樣點可以適應(yīng)不同的電壓范圍，高速可恢復(fù)，安全可靠。
【專利說明】一種過流過壓保護(hù)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電子電路技術(shù)，具體地說，是一種過流過壓保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的過流過壓保護(hù)電路通常采用保險管，熱金屬保險管以及PPTC自恢復(fù)保險，這幾種反應(yīng)速度比較慢，而且有的不能自恢復(fù)，難以真正起到保護(hù)電路和器件的作用。有的過流過壓保護(hù)電路雖然可以恢復(fù)，但是電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不能作為一個獨立的器件使用，成本高，可以作為高速通訊，接口電路和電源的過流過壓保護(hù)，浪涌和雷擊保護(hù)。
[0003]如圖1所示，場效應(yīng)管因其自身的阻抗變換特性常常作為開關(guān)元件和限流保護(hù)元件使用，圖中所示為一個典型的保護(hù)電路，QU Q2均為耗盡型場效應(yīng)管，通過Ql、Q2共源極串聯(lián)，隨著電路兩端電流的增大，通過Ql、Q2的電流將形成柵極電壓，一旦電流超過預(yù)定閾值，柵極電壓容易導(dǎo)致場效應(yīng)管截止，使其處于高阻狀態(tài)，從而保護(hù)串聯(lián)的負(fù)載，實現(xiàn)限流保護(hù)。
[0004]雖然這種電路結(jié)構(gòu)簡單，可以作為獨立的器件使用，但是由于場效應(yīng)管自身特性的限制，兩個管子簡單串聯(lián)所適應(yīng)的電壓場景有限，電路的輸入輸出范圍較窄。
實用新型內(nèi)容
[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提出一種適應(yīng)多種電壓范圍的過流過壓保護(hù)電路，在現(xiàn)有的共源極相連的場效應(yīng)管限流保護(hù)電路的基礎(chǔ)上，通過增設(shè)電壓采樣電路調(diào)整各個場效應(yīng)管的柵極電壓，使其具備更寬的輸入輸出特性，同時電路整體可集成一體作為兩端器件獨立使用，節(jié)約成本。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實用新型所采用的具體技術(shù)方案如下:
[0007]—種過流過壓保護(hù)電路，包括具有第一柵極、第一源極、第一漏極的N溝道場效應(yīng)管Ql和具有第二柵極、第二源極、第二漏極的P溝道場效應(yīng)管Q2，其中，第一源極和第二源極相連，第一漏極接高電平端，第二漏極接低電平端，第一柵極與第二漏極電性相連，其關(guān)鍵在于:還包括具有第三柵極、第三源極、第三漏極的N溝道場效應(yīng)管Q3，其中，第三漏極與第一漏極相連，在第三源極和第二漏極或第三源極和第二源極之間設(shè)置有至少一級電壓采樣電路，每級電壓采樣電路分別由電阻元件、穩(wěn)壓二級管或發(fā)光二極管三者中的任意一種或其組合構(gòu)成，所述第二柵極和第三柵極連接在任意一級電壓采樣電路的采樣點上。
[0008]基于上述電路設(shè)計，場效應(yīng)管Q3可以作為恒流源，實現(xiàn)多級電壓采樣電路的限流和限壓作用，通過設(shè)置多級電壓采樣電路，可以為場效應(yīng)管Q2提供不同的柵極電壓，可以根據(jù)輸入輸出電壓范圍的需求選擇不同的柵極電壓采樣點，實現(xiàn)多種場景的應(yīng)用，在電壓采樣電路中設(shè)置發(fā)光二極管作為指示燈，可以作為過流過壓保護(hù)時的狀態(tài)指示。
[0009]為了起到延時保護(hù)的作用，在電壓最低的一級電壓采樣電路上還并行連接有電容元件。
[0010]為了進(jìn)一步實現(xiàn)過壓保護(hù)，所述第一柵極與第二漏極通過電阻Rl電性相連，在電阻Rl的高電平端通過電阻R2或/和穩(wěn)壓二極管Dl接收過壓保護(hù)控制信號。
[0011]為了便于實施，所述場效應(yīng)管Ql和場效應(yīng)管Q2為JFET場效應(yīng)管或耗盡型MOSFET場效應(yīng)管。
[0012]本實用新型的顯著效果是:電路結(jié)構(gòu)簡單，使用安全、方便，選擇不同的柵極電壓采樣點可以適應(yīng)不同的電壓范圍，電路整體可以作為兩端器件或者三端器件獨立使用，對電路、模塊組件、功率器件和接口電路起到過流保護(hù)和阻斷高壓干擾，實現(xiàn)可恢復(fù)功能，限流保護(hù)快速，安全可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的限流保護(hù)電路；
[0014]圖2是本實用新型的電路拓?fù)鋱D；
[0015]圖3是本實用新型增加加過壓保護(hù)控制功能的電路拓?fù)鋱D；
[0016]圖4是具體實施例1的電路原理圖；
[0017]圖5是具體實施例2的電路原理圖；
[0018]圖6是具體實施例3的電路原理圖；
[0019]圖7是具體實施例4的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】以及工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0021]如圖2所示，一種過流過壓保護(hù)電路，包括具有第一柵極、第一源極、第一漏極的N溝道場效應(yīng)管Q1，具有第二柵極、第二源極、第二漏極的P溝道場效應(yīng)管Q2，具有第三柵極、第三源極、第三漏極的N溝道場效應(yīng)管Q3，其中，第一源極和第二源極相連，第一漏極接高電平端，第二漏極接低電平端，第一柵極與第二漏極電性相連，第三漏極與第一漏極相連，在第三源極和第二漏極之間設(shè)置有至少一級電壓采樣電路，圖2所示為三級，每級電壓采樣電路分別由電阻元件、穩(wěn)壓二級管或發(fā)光二極管三者中的任意一種或其組合構(gòu)成，所述第二柵極和第三柵極連接在任意一級電壓采樣電路的采樣點上，在電壓最低的一級電壓采樣電路上還并行連接有電容元件，當(dāng)然，作為電壓采樣電路也可以設(shè)置在第三源極和第二源極之間，其工作原理相同，只是低電平端的采樣點不一樣。
[0022]如圖3所示，為了進(jìn)一步提升過壓保護(hù)的效果，所述第一柵極與第二漏極通過電阻Rl電性相連，在電阻Rl的高電平端通過電阻R2或/和穩(wěn)壓二極管Dl接收過壓保護(hù)控制信號。
[0023]為了便于實施，所述場效應(yīng)管Ql和場效應(yīng)管Q2為JFET場效應(yīng)管或耗盡型MOSFET場效應(yīng)管。
[0024]下面通過列舉幾種具體實施電路對本實用新型作進(jìn)一步介紹:
[0025]具體實施例1:
[0026]如圖4所示，采用耗盡型MOSFET場效應(yīng)管作為Ql、Q2、Q3，從圖4還可以看出，本實施例中設(shè)計有兩級電壓采樣電路，第一級電壓采樣電路由穩(wěn)壓二極管D2構(gòu)成，第二級電壓采樣電路由電阻R3構(gòu)成，場效應(yīng)管Q2的柵極連接在第二級電壓采樣電路的高電平端，場效應(yīng)管Q3的柵極連接在第一級電壓采樣電路的高電平端，Q2的柵極電壓高于Q3的柵極電壓，從而適應(yīng)一種電壓輸入輸出范圍。
[0027]具體實施例2:
[0028]如圖5所示，本實施例與實施例1的區(qū)別在于，第一級電壓采樣電路采用發(fā)光二極管組成，圖中所示為LED，而且第二柵極連接在第一級電壓采樣電路的高電平端，第三柵極連接在第二級電壓采樣電路的高電平端，從而使得Q2的柵極電壓低于Q3的柵極電壓，從而適應(yīng)另一種電壓輸入輸出范圍，而且利于發(fā)光二極管作為電壓采樣電路，當(dāng)電路起到限流保護(hù)時，通過LED發(fā)光可以提供系統(tǒng)狀態(tài)指示。
[0029]具體實施例3:
[0030]如圖6所示，本實施例與實施例2的區(qū)別在于，在第一級電壓采樣電路上并聯(lián)有電容C，通過增設(shè)電容元件，可以起到延遲啟動保護(hù)的作用，而且能夠?qū)崿F(xiàn)延遲恢復(fù)的作用。
[0031]具體實施例4:
[0032]如圖7所示，本例中第一級電壓采樣電路采用電阻R4構(gòu)成，第二級電壓采樣電路采用電阻R3構(gòu)成，第二柵極連接在第二級電壓采樣電路的高電平端，第三柵極連接在第一級電壓采樣電路的高電平端，使得Q2的柵極電壓高于Q3的柵極電壓，而且在第一柵極和第二漏極之間串接有電阻R1，通過穩(wěn)壓二極管Dl接收過壓保護(hù)控制信號，此時整個模塊作為三端器件使用，當(dāng)電路超過預(yù)設(shè)電壓時，穩(wěn)壓二極管Dl獲取的電壓足以使場效應(yīng)管Ql截止，如果電路中的電流超過預(yù)設(shè)閾值，則電阻R4和電阻R3所采集的電壓足以使場效應(yīng)管Q2截止，最終使得電路兩端實現(xiàn)過流過壓保護(hù)。
[0033]上述的電路主要用于實現(xiàn)單向直流過流過壓保護(hù)，為了實現(xiàn)雙向保護(hù)，使用上述結(jié)構(gòu)的兩個過流過壓保護(hù)電路可以正極與正極鏡像連接或者負(fù)極與負(fù)極鏡像連接組成雙向過流過壓保護(hù)電路。
[0034]最后需要說明的是，盡管這里參照本實用新型的多種實施例對本實用新型進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以設(shè)計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請公開、附圖和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對電路組合布局的組成部件和/或布局進(jìn)行多種變型和改進(jìn)。除了對組成部件和/或布局進(jìn)行的變型和改進(jìn)外，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。
【權(quán)利要求】
1.一種過流過壓保護(hù)電路，包括具有第一柵極、第一源極、第一漏極的N溝道場效應(yīng)管Ql和具有第二柵極、第二源極、第二漏極的P溝道場效應(yīng)管Q2，其中，第一源極和第二源極相連，第一漏極接高電平端，第二漏極接低電平端，第一柵極與第二漏極電性相連，其特征在于:還包括具有第三柵極、第三源極、第三漏極的N溝道場效應(yīng)管Q3，其中，第三漏極與第一漏極相連，在第三源極和第二漏極或第三源極和第二源極之間設(shè)置有至少一級電壓采樣電路，每級電壓采樣電路分別由電阻元件、穩(wěn)壓二級管或發(fā)光二極管三者中的任意一種或其組合構(gòu)成，所述第二柵極和第三柵極連接在任意一級電壓采樣電路的采樣點上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種過流過壓保護(hù)電路，其特征在于:在電壓最低的一級電壓采樣電路上還并行連接有電容元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種過流過壓保護(hù)電路，其特征在于:所述第一柵極與第二漏極通過電阻Rl電性相連，在電阻Rl的高電平端通過電阻R2或/和穩(wěn)壓二極管Dl接收過壓保護(hù)控制信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種過流過壓保護(hù)電路，其特征在于:所述場效應(yīng)管Ql和場效應(yīng)管Q2為JFET場效應(yīng)管或耗盡型MOSFET場效應(yīng)管。
【文檔編號】H02H3/087GK203813406SQ201420195002
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】唐紹根 申請人:唐紹根