一種輸出過流及短路保護電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及保護電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種輸出過流及短路保護電路。
【背景技術(shù)】
[0002]消防電子產(chǎn)品中，供電電源起著非常重要的角色，消防設(shè)備電源的工作穩(wěn)定性和可靠性以及抗外界干擾的能力，直接影響消防控制設(shè)備正常工作的可靠性。
[0003]在消防電子產(chǎn)品中，特別是消防聯(lián)動控制設(shè)備，他們的供電是由消防設(shè)備電源獨立供電，并且要求具有24小時不間斷供電。在消防聯(lián)動控制設(shè)備中，不僅控制器需要供電，控制器外接的監(jiān)測設(shè)備，如感煙器、監(jiān)測探頭等設(shè)備需要供電，而且控制器外接的控制設(shè)備，如閥門、噴淋頭等設(shè)備也需要供電。即，電源給多種設(shè)備進行供電，多種設(shè)備以并聯(lián)的形式與電源進行連接。如圖1所示，電源100同時給第一用電設(shè)備200、第二用電設(shè)備300和第三用電設(shè)備400供電。圖1中以三個用電設(shè)備為例進行介紹，當然可以給更多的用電設(shè)備進行供電。
[0004]但是，圖1這種電源100同時給多個設(shè)備進行供電時，可能某一路供電設(shè)備通路上出現(xiàn)短路的情況，這樣將造成電源100的正輸出端和負輸出端之間被短路，損壞電源100?；蛘吣骋宦饭╇娫O(shè)備通路上出現(xiàn)過流，對用電設(shè)備造成損壞，這種情況下需要及時斷開這一路用電設(shè)備，從而防止損壞電源100或用電設(shè)備。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，采用繼電器加多個電解電容器并聯(lián)的方式，將繼電器接于電源的輸出端與用電設(shè)備之間，當供電通路中出現(xiàn)過流或短路故障時，通過電流采樣感知通路中出現(xiàn)過流，從而控制繼電器動作，切斷電源與用電設(shè)備之間的連接，達到保護電源和用電設(shè)備的目的。
[0006]但是，利用繼電器實現(xiàn)保護的方式存在以下缺點:
[0007]繼電器的動作時間是毫秒級，在切斷電源與用電設(shè)備連接的過程中，因有毫秒時間的間隔，過流會對電源有毫秒時間的干擾，甚至可將電源的輸出電壓下拉，出現(xiàn)毫秒時間的下跳尖峰，這樣對并聯(lián)的其它用電設(shè)備會產(chǎn)生下調(diào)尖峰的不良影響。
[0008]由于繼電器反應(yīng)動作的時間較長，出現(xiàn)過流的通路仍然會對電源和其他并聯(lián)通路產(chǎn)生影響。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員需要提供一種輸出過流及短路保護電路，能夠在一路或者多路出現(xiàn)過流時，在較短時間內(nèi)斷開過流通路，從而更好地保護電源和其他通路的用電設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種輸出過流及短路保護電路，能夠在一路或者多路出現(xiàn)過流時，在較短時間內(nèi)斷開過流通路，從而更好地保護電源和其他通路的用電設(shè)備。
[0010]本發(fā)明實施例提供的輸出過流及短路保護電路，該保護電路連接在電源供電通路上，包括:第一電阻、第一 PNP管、第一 PMOS管和第十電阻；
[0011]所述第一電阻的第一端連接電源端，所述第一電阻的第二端連接所述第一 PMOS管的源極；所述第一 PMOS管的漏極連接所述電源輸出端；
[0012]所述第一 PNP管的發(fā)射極連接所述電源端，所述第一 PNP管的集電極連接所述第一 PMOS管的柵極，所述第一 PNP管的基極連接所述第一 PMOS管的源極；
[0013]所述第一 PMOS管的柵極和源極之間連接所述第十電阻。
[0014]優(yōu)選地，還包括:連接于所述第一 PMOS管的柵極和地之間的自鎖電路；
[0015]所述自鎖電路，用于當電源供電通路上出現(xiàn)過流或短路時，第一 PMOS管保持斷開狀態(tài)。
[0016]優(yōu)選地，所述自鎖電路包括:第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一比較器和第一 NPN管；
[0017]所述第三電阻的第一端連接所述第一 PNP管的集電極，所述第四電阻的第一端連接所述第三電阻的第一端，所述第三電阻的第二端連接所述第一 NPN管的集電極，所述第四電阻的第二端連接所述第一比較器的反相輸入端；
[0018]所述第五電阻的第一端連接所述第三電阻的第二端，所述第五電阻的第二端連接所述第一比較器的反相輸入端；
[0019]所述第一比較器的正相輸入端連接參考電壓，所述第一比較器的輸出端連接所述第一 NPN管的基極；
[0020]所述第一 NPN管的發(fā)射極接地；
[0021]當所述第一 PMOS管斷開時，所述第一比較器輸出低電平；
[0022]所述第一比較器的輸出端第六電阻連接電源端。
[0023]優(yōu)選地，還包括解鎖電路和控制器；
[0024]所述控制器，用于在所述電源供電通路正常時，輸出低電平；在所述電源供電通路過流或短路時，輸出高電平；
[0025]所述解鎖電路包括:第二 NPN管；
[0026]所述第二NPN管的基極連接所述控制器的輸出端；所述第二NPN管的發(fā)射極接地，所述第二 NPN管的集電極連接所述第一 NPN管的集電極。
[0027]優(yōu)選地，還包括:第一穩(wěn)壓管和第二穩(wěn)壓管；
[0028]所述第一穩(wěn)壓管的陽極連接所述第一 PMOS管的源極，所述第一穩(wěn)壓管的陰極連接所述第二穩(wěn)壓管的陰極，所述第二穩(wěn)壓管的陽極連接所述第一 PMOS管的柵極。
[0029]優(yōu)選地，還包括:第九電阻和第二電阻；
[0030]所述第二電阻并聯(lián)在所述第一電阻的兩端；
[0031]所述第九電阻的第一端連接所述第一 PNP管的集電極，所述第九電阻的第二端連接所述第一 PMOS管的柵極。
[0032]優(yōu)選地，還包括第三穩(wěn)壓管；
[0033]所述第三穩(wěn)壓管的陽極連接所述第一 NPN管的基極，所述第三穩(wěn)壓管的陰極連接所述第一比較器的輸出端。
[0034]優(yōu)選地，還包括:第一二極管、第七電阻和第八電阻；
[0035]所述第一二極管的陽極通過所述第七電阻連接所述控制器的輸出端；
[0036]所述第一二極管的陰極通過所述第八電阻連接所述第二 NPN管的發(fā)射極。
[0037]優(yōu)選地，還包括:第一電容；
[0038]所述第一電容的第一端連接所述第一 NPN管的集電極，所述第一電容的第二端接地。
[0039]優(yōu)選地，所述電源端為28V，所述參考電壓為2.5V。
[0040]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0041]本實施例提供的輸出過流及短路保護電路，在電源供電通路上出現(xiàn)過流或者短路時，第一 PNP管導(dǎo)通，第一 PMOS管截止，從而斷開了電源供電通路，輸出電壓為0，這樣可以保護用電設(shè)備的安全。并且利用三極管實現(xiàn)電流采樣，省略了現(xiàn)有技術(shù)中的運算放大器和比較器電路這兩個環(huán)節(jié)，進一步縮短了動作時間，反應(yīng)速度更快，可以達到納秒級，這樣可以在供電通路出現(xiàn)過流或短路故障時，立即關(guān)閉PMOS管，由于反應(yīng)速度很快，所以對其他用電設(shè)備的供電通路沒有任何影響；并且，由于PMOS管連接在電源的正極通路上，對其他通路也沒有任何影響，而且電路實現(xiàn)簡單，成本低，可靠性高。
【附圖說明】
[0042]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0043]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中電源同時給多個用電設(shè)備供電的示意圖；
[0044]圖2是本發(fā)明提供的輸出過流及短路保護電路實施例一示意圖；
[0045]圖3是本發(fā)明提供的輸出過流及短路保護電路實施例二示意圖；
[0046]圖4是本發(fā)明提供的輸出過流及短路保護電路實施例三示意圖。
【具體實施方式】
[0047]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0048]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0049]實施例一:
[0050]參見圖2，該圖為本發(fā)明提供的輸出過流及短路保護電路實施例一示意圖。
[0051]本實施例提供的輸出過流及短路保護電路，該保護電路連接在電源供電通路上，包括:第一電阻R1、第一 PNP管VTl、第一 PMOS管VMl和第十電阻RlO ；
[0052]所述第一電阻Rl的第一端連接電源端，所述第一電阻Rl的第二端連接所述第一PMOS管VMl的源極；所述第一 PMOS管VMl的漏極連接所述電源輸出端；
[0053]所述第一 PNP管VTl的發(fā)射極連接所述電源端，所述第一 PNP管VTl的集電極連接所述第一 PMOS管VMl的柵極，所述第一 PNP管VTl的基極連接所述第一 PMOS管VMl的源極；
[0054]所述第一 PMOS管VMl的柵極和源極之間連接所述第十電阻R10。
[0055]本實施例中，第一 PMOS管VMl連接在電源與輸出端的正極上，當?shù)谝?PMOS管VMl斷開時，正極就停止供電，可以保證用電設(shè)備的安全。當?shù)谝?PMOS管VMl連接在電源與輸出端的負極上時，盡管可以使負極與電源端斷開，但是正極仍然處于懸浮狀態(tài)，輸出端的正極始終保持著電壓，如果與其他電路的地線之間存在負載，仍然保持著供電通路，這樣比較危險。
[0056]圖2中，1ut是電源供電通路上的電流；R1上的壓降為Vrl = 1ut*Rl ；
[0057]VTl的基極導(dǎo)通電壓為Vbe ；
[0058]lout = Vbe/Rl ；
[0059]如果取VTl 的 Vbe = 0.65V ；
[0060]設(shè)定Rl =0.11 Ω;
[0061]1ut = 0.65/0.11 = 5.9A ；
[0062]因此，當1ut大于5.9A時，VTl便可以導(dǎo)通；
[0063]當VTl導(dǎo)通時，VTl的導(dǎo)通集電極和發(fā)射極之間的電壓Vce = 0.3V ；
[0064]此時，B點的電壓Vb = Vin-Vce = 27.5V-0.3V = 27.2V ;其中Vin是電源的電壓；
[0065]此時A 點的電壓 Va = Vin-Vbe = 27.5-0.65 = 26.85V ；
[0066]因此，VMl的柵極和源極之間的電壓VGS = Va - Vb = Vin - loutXR-Vb = Vin -Vbe - Vb ；
[0067]VGS = 27.5 - 0.65 -21.2 = -0.35V ；
[0068]VMl的VGS小于VMl導(dǎo)通的電壓，因此VMl立即截止，關(guān)閉輸出，輸出電壓Vout為零。
[0069]綜上所述，本實施例提供的輸出過流及短路保護電路，在電源供電通路上出現(xiàn)過流或者短路時，第一 PNP管導(dǎo)通，第一 PMOS管截止，從而斷開了電源供電通路，輸出電壓為0，這樣可以保護用電設(shè)備的安全。并且利用三極管實現(xiàn)電流采樣，省略了現(xiàn)有技術(shù)中的運算放大器和比較器電路這兩個環(huán)節(jié)，進一步縮短了動作時間，反應(yīng)速度更快，可以達到納秒級，這樣可以在供電通路出現(xiàn)過流或短路故障時，立即關(guān)閉PMOS管，由于反應(yīng)速度很快，所以對其他用電設(shè)備的供電通路沒有任何影響；并且，由于PMOS管連接在電源