一種具有鎖定功能的過流保護(hù)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及過流保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種具有鎖定功能的過流保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在常規(guī)的電子電路中，經(jīng)常需要用到過電壓保護(hù)電路和過電流保護(hù)電路。正是由于這些電路的存在，才使設(shè)備能夠安全可靠地工作?，F(xiàn)有技術(shù)中，過電流保護(hù)基本有以下幾種種方式:第一種是利用單片機(jī)直接進(jìn)行AD采樣讀取電流，再利用其I/O口進(jìn)行控制，從而實現(xiàn)過電流保護(hù)。第二種是通過運(yùn)算放大電路將電流放大，使用單片機(jī)AD采樣電流讀取數(shù)值，再利用單片機(jī)I/O進(jìn)行控制，實現(xiàn)過電流保護(hù)。第三種是帶電流檢測硬件集成電路實現(xiàn)電流米樣和過電流保護(hù)；
[0003]以上三種方式中第一種實現(xiàn)方式成本較低，使用靈活，但是往往小電流采樣不準(zhǔn)；第二種實現(xiàn)方式能改善第一種電路的缺點，但隨之而來的是成本的上升;第三種實現(xiàn)方式的采樣準(zhǔn)確，但是使用不夠靈活，不能隨心所欲，因為集成電路設(shè)定的規(guī)格是有間隔的。
[0004]針對上述問題，申請?zhí)枮?01310342136.6的申請文件公開了了一種過流檢測及保護(hù)電路。利用運(yùn)算放大器來檢測是否過流，有效降低電路成本，但是該技術(shù)方案仍需要利用單片機(jī)進(jìn)行控制實現(xiàn)，且電路的信號穩(wěn)定性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種具有鎖定功能的過流保護(hù)電路，利用運(yùn)算放大器及其外圍電路，實現(xiàn)過電流保護(hù)設(shè)計中電流的采樣和過電流保護(hù)，并具備過流鎖定功能，無需借助單片機(jī)，電路成本低，可靠性高，且適用范圍廣泛。
[0006]為了解決上述問題，本實用新型的具有鎖定功能的過流保護(hù)電路，包括為負(fù)載回路提供電源電壓的電池組，用于驅(qū)動負(fù)載電路的驅(qū)動單元，用于采集所述負(fù)載電路回路中的電流的采樣單元，用于當(dāng)所述負(fù)載電路回路中的電流大于預(yù)設(shè)值時，產(chǎn)生過流信號的信號產(chǎn)生單元，用于在接收到所述過流信號時關(guān)閉所述驅(qū)動單元并保持所述驅(qū)動單元的關(guān)閉狀態(tài)的鎖定單元，所述電池組、負(fù)載、驅(qū)動單元和采樣單元形成負(fù)載電路回路，還包括對所述信號產(chǎn)生單元形成反饋回路的反饋單元;其中，所述采樣單元通過信號產(chǎn)生單元與反饋單元相連，所述反饋單元通過鎖定單元連接至驅(qū)動單元，驅(qū)動單元的控制端連接至外部一驅(qū)動信號。
[0007]優(yōu)選的，所述的反饋單元包括從信號產(chǎn)生單元的輸出端依次串聯(lián)二極管Dl與電阻Rl并返回至所述信號產(chǎn)生單元的輸入端，其中，所述二極管的陽極與信號產(chǎn)生單元的輸出端相連;在所述信號產(chǎn)生單元輸入輸出端之間并聯(lián)有一電阻R5;所述信號產(chǎn)生單元的輸出端還連接一分壓網(wǎng)絡(luò)，其中，所述分壓網(wǎng)路由串聯(lián)的電阻R6和電阻R7組成，且電阻R7的一端與采樣單元的一端相連。
[0008]優(yōu)選的，所述的信號產(chǎn)生單元包含一運(yùn)算放大器Ul，其負(fù)極輸入端與正極輸入端之間通過一電容Cl連接，所述負(fù)極輸入端通過電阻R2接入地端，正極輸入端通過電阻R3接入采樣單元的一端。
[0009]優(yōu)選的，所述的驅(qū)動單元包含一串聯(lián)在負(fù)載與采樣單元之間的開關(guān)元件Q2，期控制端通過電阻R8與外部一驅(qū)動信號連接。
[0010]優(yōu)選的，所述的鎖定單元包含一并聯(lián)在所述開關(guān)元件Q2的控制端與輸出端之間的開關(guān)元件Ql，其控制端連接至電阻R6和電阻R7之間的節(jié)點處。
[0011]優(yōu)選的，所述的開關(guān)元件Ql和開關(guān)元件Q2可以為三極管或MOS管。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點:
[0013]—、通過運(yùn)算放大器，在不使用M⑶的情況下實現(xiàn)過流檢測與保護(hù)，電路簡單，實現(xiàn)成本低，適用范圍廣泛，具有很大的實用價值。
[0014]二、利用正反饋單元，使得電路輸出的電信號更穩(wěn)定，提高了電路的可靠性。
【附圖說明】

[0015]圖1為本實用新型實施的具有鎖定功能的過流保護(hù)電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本實用新型實施的具有鎖定功能的過流保護(hù)電路具體電路圖。
【具體實施方式】
[0017]為了讓本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步闡述。
[0018]本實用新型的【具體實施方式】如圖1所示，一種具有鎖定功能的過流保護(hù)電路，包括為負(fù)載回路提供電源電壓的電池組I，用于驅(qū)動負(fù)載電路的驅(qū)動單元2，用于采集負(fù)載電路回路中的電流的采樣單元3，用于當(dāng)負(fù)載電路回路中的電流大于預(yù)設(shè)值時，產(chǎn)生過流信號的信號產(chǎn)生單元4，用于在接收到過流信號時關(guān)閉驅(qū)動單元2并保持驅(qū)動單元2的關(guān)閉狀態(tài)的鎖定單元5，電池組1、負(fù)載、驅(qū)動單元2和采樣單元3形成負(fù)載電路回路，還包括對信號產(chǎn)生單元4形成反饋回路的反饋單元6;其中，采樣單元3通過信號產(chǎn)生單元4與反饋單元6相連，反饋單元6通過鎖定單元5連接至驅(qū)動單元2，驅(qū)動單元2的控制端連接至外部一驅(qū)動信號。
[0019]其中，各個單元的具體電路連接結(jié)構(gòu)如圖2所示。反饋單元6包括從信號產(chǎn)生單元4的輸出端依次串聯(lián)二極管Dl與電阻Rl并返回至信號產(chǎn)生單元4的輸入端，其中，二極管的陽極與信號產(chǎn)生單元4的輸出端相連;在信號產(chǎn)生單元4輸入輸出端之間并聯(lián)有一電阻R5;信號產(chǎn)生單元4的輸出端還連接一分壓網(wǎng)絡(luò)，其中，分壓網(wǎng)路由串聯(lián)的電阻R6和電阻R7組成，且電阻R7的一端與采樣單元3的一端相連。
[0020]信號產(chǎn)生單元4包含一運(yùn)算放大器Ul，其負(fù)極輸入端與正極輸入端之間通過一電容Cl連接，負(fù)極輸入端通過電阻R2接入地端，正極輸入端通過電阻R3接入采樣單元3的一端。
[0021]驅(qū)動單元2包含一串聯(lián)在負(fù)載與采樣單元3之間的開關(guān)元件Q2，期控制端通過電阻R8與外部一驅(qū)動信號連接。本實施例中，開關(guān)元件Q2為一MOS管，其漏極與負(fù)載的端口Port-連接，源極與電阻R4連接，柵極通過電阻R8與外部一驅(qū)動信號輸入端口 FETdrive相連。
[0022]鎖定單元5包含一并聯(lián)在開關(guān)元件Q2的控制端與輸出端之間的開關(guān)元件Ql，其控制端連接至電阻R6和電阻R7之間的節(jié)點處。本實施例中，開關(guān)元件Ql為一NPN型三極管，其集電極連接至開關(guān)元件Q2的柵極，發(fā)射極連接至開關(guān)元件Q2的源極，基極為其控制端。
[0023]電路的工作原理如下:
[0024]當(dāng)電路工作時，電池組放電，電流由端口 Port+流出，經(jīng)負(fù)載后回到端口 Port-，再經(jīng)開關(guān)元件Q2和電阻R4回到電池組負(fù)極，從而形成回路，電流流經(jīng)電阻R4時產(chǎn)生電壓差，電阻R4兩端的電壓值經(jīng)運(yùn)算放大器Ul放大后，判斷是否進(jìn)行過電流保護(hù)和鎖定動作。
[0025]本實施例中，判斷是否進(jìn)行過電流保護(hù)的閥值的設(shè)定需要滿足以下條件:
[0026]1.當(dāng)放電電流超過保護(hù)閥值電流時，運(yùn)算放大器Ul的輸出能形成正反饋，且其輸出信號的值超過三極管Ql的開啟閥值。
[0027]2.當(dāng)放電電流低于保護(hù)閥值電流時，運(yùn)算放大器Ul的輸出通過二極管Dl正向壓被降截止，不能形成反饋回路，且其輸出信號的值不能超過三極管Ql的開啟閥值。
[0028]因此，其實現(xiàn)過流保護(hù)與鎖定功能的過程如下:
[0029]當(dāng)放電電流低于預(yù)設(shè)的保護(hù)閥值電流時，電路對放電電流進(jìn)行線性放大，放大后并不能形成正反饋，亦不能開啟三極管Ql從而致使MOS管Q2截止；當(dāng)放電電流大于預(yù)設(shè)的保護(hù)閥值電流時，電路對放電電流放大后形成正反饋，電信號經(jīng)電阻R6和電阻R7間的節(jié)點輸出，使得三極管Ql導(dǎo)通，從而使得MOS管Q2閉合，實現(xiàn)電路的過流保護(hù)，同時能夠使得保護(hù)狀態(tài)鎖定。
[0030]需要說明的是，在本實施例中，未詳細(xì)展開進(jìn)行闡述的地方，均為本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)現(xiàn)有公知常識與實踐經(jīng)驗來實現(xiàn)。
[0031]以上所述為本實用新型的較佳實施方式，并非對本實用新型作任何形式上的限制。需要說明的是，在不背離本實用新型精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本實用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些改變和變形都應(yīng)屬于本實用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種具有鎖定功能的過流保護(hù)電路，包括為負(fù)載回路提供電源電壓的電池組(1)，用于驅(qū)動負(fù)載電路的驅(qū)動單元(2)，用于采集所述負(fù)載電路回路中的電流的采樣單元(3)，用于當(dāng)所述負(fù)載電路回路中的電流大于預(yù)設(shè)值時，產(chǎn)生過流信號的信號產(chǎn)生單元(4)，用于在接收到所述過流信號時關(guān)閉所述驅(qū)動單元并保持所述驅(qū)動單元的關(guān)閉狀態(tài)的鎖定單元(5)，所述電池組、負(fù)載、驅(qū)動單元和采樣單元形成負(fù)載電路回路，其特征在于:還包括對所述信號產(chǎn)生單元形成反饋回路的反饋單元(6);其中，所述采樣單元通過信號產(chǎn)生單元與反饋單元相連，所述反饋單元通過鎖定單元連接至驅(qū)動單元，驅(qū)動單元的控制端連接至外部一驅(qū)動信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有鎖定功能的過流保護(hù)電路，其特征在于，所述的反饋單元(6)包括從信號產(chǎn)生單元的輸出端依次串聯(lián)二極管Dl與電阻Rl并返回至所述信號產(chǎn)生單元的輸入端，其中，所述二極管的陽極與信號產(chǎn)生單元的輸出端相連;在所述信號產(chǎn)生單元輸入輸出端之間并聯(lián)有一電阻R5;所述信號產(chǎn)生單元的輸出端還連接一分壓網(wǎng)絡(luò)，其中，所述分壓網(wǎng)路由串聯(lián)的電阻R6和電阻R7組成，且電阻R7的一端與采樣單元的一端相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有鎖定功能的過流保護(hù)電路，其特征在于，所述的信號產(chǎn)生單元(4)包含一運(yùn)算放大器Ul，其負(fù)極輸入端與正極輸入端之間通過一電容Cl連接，所述負(fù)極輸入端通過電阻R2接入地端，正極輸入端通過電阻R3接入采樣單元的一端。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有鎖定功能的過流保護(hù)電路，其特征在于，所述的驅(qū)動單元(2)包含一串聯(lián)在負(fù)載與采樣單元之間的開關(guān)元件Q2，期控制端通過電阻R8與外部一驅(qū)動信號連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有鎖定功能的過流保護(hù)電路，其特征在于，所述的鎖定單元(5)包含一并聯(lián)在所述開關(guān)元件Q2的控制端與輸出端之間的開關(guān)元件Ql，其控制端連接至電阻R6和電阻R7之間的節(jié)點處。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有鎖定功能的過流保護(hù)電路，其特征在于，所述的開關(guān)元件Ql和開關(guān)元件Q2可以為三極管或MOS管。
【專利摘要】本實用新型涉及一種具有鎖定功能的過流保護(hù)電路，包括電池組、驅(qū)動單元、采樣單元、信號產(chǎn)生單元、鎖定單元，其中電池組、負(fù)載、驅(qū)動單元和采樣單元形成負(fù)載電路回路，還包括一反饋單元；其中，所述采樣單元通過信號產(chǎn)生單元與反饋單元相連，所述反饋單元通過鎖定單元連接至驅(qū)動單元，驅(qū)動單元的控制端連接至外部一驅(qū)動信號。與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠在沒有單片機(jī)的場合以較少的器件使用，僅以運(yùn)算放大器實現(xiàn)過電流保護(hù)和鎖定功能，具有簡單、可靠、成本低、使用靈活的特點。
【IPC分類】H02H3/08
【公開號】CN205385281
【申請?zhí)枴緾N201620197052
【發(fā)明人】趙勛文, 朱立湘, 林軍, 尹志明, 李潤朝
【申請人】惠州市藍(lán)微電子有限公司
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2016年3月15日