本實用新型涉及一種過流保護(hù)電路，尤其涉及一種用于機(jī)頂盒天線供電的過流保護(hù)電路。

背景技術(shù)：

機(jī)頂盒行業(yè)地面無線類型的機(jī)器的高頻頭通常需要輸出+5V的電壓用于外部天線的供電，業(yè)內(nèi)比較普遍的做法是用三個三極管搭建限流電路，如圖2所示，再用兩個分壓電阻和一個CPU的GPIO檢測輸出的電壓，實現(xiàn)短路判斷。

機(jī)頂盒天線供電電路的功能主要有以下三個：

1、控制+5V天線供電的開和關(guān)。

2、限制+5V輸出的電流最大為100mA。

3、天線短路時，關(guān)斷+5V輸出。

業(yè)內(nèi)普遍做法的電路的結(jié)構(gòu)比較簡單，基本能滿足外部天線的供電和保護(hù)需求，但電路原理上仍然存在以下五種缺陷：

1、該電路通過頻繁的開關(guān)三極管來限制輸出電流在一定的范圍內(nèi)，這類設(shè)計很容導(dǎo)致三極管燒壞。

2、在輸出電流過大時不能及時關(guān)斷輸出。

3、主芯片無法檢測到電流過大的狀態(tài)，也無法反饋輸出電流過大的狀態(tài)到機(jī)頂盒的顯示界面上。

4、該電路通過GPIO檢測輸出電壓來判斷是否短路的方式，需要軟件上進(jìn)行邏輯配合，響應(yīng)時間長，不能對電路進(jìn)行即時保護(hù)，造成電路元件一定程度上的損傷。

5、需要占用2個CPU的GPIO口，過多消耗CPU接口資源。

在生產(chǎn)實踐中也發(fā)現(xiàn)有以下四種常見的問題：

1、由于三極管容易燒壞，所以要選用高品質(zhì)的三極管，導(dǎo)致生產(chǎn)用料特殊，不符合實際生產(chǎn)中的物料歸一原則。

2、輸出三極管的壓降損耗較大，輸出不穩(wěn)定，導(dǎo)致輸出控制電流的電阻參數(shù)需要根據(jù)不同的PCB板反復(fù)調(diào)整，不方便電路移植。

3、每一個新款的機(jī)頂盒都需要軟硬件重新匹配短路保護(hù)的GPIO，調(diào)試過程繁瑣。

4、如在開關(guān)機(jī)過程中短路，電路將不能得到有效的保護(hù)。因開關(guān)機(jī)過程中軟件系統(tǒng)還沒完整運(yùn)行，無法完成讀取輸出電壓狀態(tài)和進(jìn)行保護(hù)的動作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種響應(yīng)時間短且具有自動關(guān)斷保護(hù)功能的機(jī)頂盒天線供電的保護(hù)電路。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是：一種機(jī)頂盒天線供電的保護(hù)電路，包括連接在內(nèi)部5V電源端和+5V輸出端之間的NMOS開關(guān)管Q1，所述NMOS開關(guān)管Q1的源極與內(nèi)部5V電源端連接，所述NMOS開關(guān)管Q1的漏極與+5V輸出端連接，所述NMOS開關(guān)管Q1的柵極連接有過流保護(hù)控制電路，所述過流保護(hù)控制電路連接有過流保護(hù)鎖定電路，所述過流保護(hù)控制電路的過流信號輸出端與CPU的GPIO連接，所述過流保護(hù)鎖定電路的控制輸入端與CPU的GPIO連接。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述過流保護(hù)控制電路包括三極管Q2，所述三極管Q2的基極與所述NMOS開關(guān)管Q1的源極連接，所述三極管Q2的基極連接有下拉電阻R3，所述三極管Q2的發(fā)射極與內(nèi)部5V電源端連接，所述三極管Q2的集電極與CPU的GPIO和過流保護(hù)鎖定電路連接。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述過流保護(hù)鎖定電路包括三極管Q3，所述三極管Q3的基極與所述三極管Q2的集電極和所述CPU的GPIO連接，所述三極管Q3的基極還連接有下拉電阻R7，所述三極管Q3的發(fā)射極接地，所述三極管Q3的集電極與所述三極管Q2的基極連接。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述三極管Q3的基極和所述三極管Q2的集電極之間串聯(lián)有電阻R8和R5，所述CPU的GPIO連接于所述電阻R8和電阻R5之間；

所述三極管Q3的集電極與所述三極管Q2的基極之間連接有電阻R4，所述三極管Q2的基極和所述NMOS開關(guān)管Q1的源極之間連接有電阻R2；

所述NMOS開關(guān)管Q1的源極與內(nèi)部5V電源端之間連接有電阻R1。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述內(nèi)部5V電源端連接有并聯(lián)的濾波電容C1和C2。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述+5V輸出端連接有并聯(lián)的濾波電容C3和C4。

由于采用了上述技術(shù)方案，一種機(jī)頂盒天線供電的保護(hù)電路，包括連接在內(nèi)部5V電源端和+5V輸出端之間的NMOS開關(guān)管Q1，所述NMOS開關(guān)管Q1的源極與內(nèi)部5V電源端連接，所述NMOS開關(guān)管Q1的漏極與+5V輸出端連接，所述NMOS開關(guān)管Q1的柵極連接有過流保護(hù)控制電路，所述過流保護(hù)控制電路連接有過流保護(hù)鎖定電路，所述過流保護(hù)控制電路的過流信號輸出端與CPU的GPIO連接，所述過流保護(hù)鎖定電路的控制輸入端與CPU的GPIO連接；本實用新型能夠在電路過流和短路時自行關(guān)斷輸出，保護(hù)元器件不被燒壞，解決了短路保護(hù)方式調(diào)試過程繁瑣和輸出電流不穩(wěn)定的問題。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的電路原理圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)電路原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，進(jìn)一步闡述本實用新型。在下面的詳細(xì)描述中，只通過說明的方式描述了本實用新型的某些示范性實施例。毋庸置疑，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以認(rèn)識到，在不偏離本實用新型的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進(jìn)行修正。因此，附圖和描述在本質(zhì)上是說明性的，而不是用于限制權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

如圖1所示，一種機(jī)頂盒天線供電的保護(hù)電路，包括連接在內(nèi)部5V電源端和+5V輸出端之間的NMOS開關(guān)管Q1，所述NMOS開關(guān)管Q1的源極與內(nèi)部5V電源端連接，所述NMOS開關(guān)管Q1的漏極與+5V輸出端連接，所述NMOS開關(guān)管Q1的柵極連接有過流保護(hù)控制電路，所述過流保護(hù)控制電路連接有過流保護(hù)鎖定電路，所述過流保護(hù)控制電路的過流信號輸出端與CPU的GPIO連接，所述過流保護(hù)鎖定電路的控制輸入端與CPU的GPIO連接。

具體地，如圖1所示，所述過流保護(hù)控制電路包括三極管Q2，所述三極管Q2采用PNP三極管；所述三極管Q2的基極與所述NMOS開關(guān)管Q1的源極連接，所述三極管Q2的基極連接有下拉電阻R3，所述三極管Q2的發(fā)射極與內(nèi)部5V電源端連接，所述三極管Q2的集電極與CPU的GPIO和過流保護(hù)鎖定電路連接。所述過流保護(hù)鎖定電路包括三極管Q3，所述三極管Q3采用NPN三極管；所述三極管Q3的基極與所述三極管Q2的集電極和所述CPU的GPIO連接，所述三極管Q3的基極還連接有下拉電阻R7，所述三極管Q3的發(fā)射極接地，所述三極管Q3的集電極與所述三極管Q2的基極連接。所述三極管Q3的基極和所述三極管Q2的集電極之間串聯(lián)有電阻R8和R5，所述CPU的GPIO連接于所述電阻R8和電阻R5之間；所述三極管Q3的集電極與所述三極管Q2的基極之間連接有電阻R4，所述三極管Q2的基極和所述NMOS開關(guān)管Q1的源極之間連接有電阻R2；所述NMOS開關(guān)管Q1的源極與內(nèi)部5V電源端之間連接有電阻R1。所述內(nèi)部5V電源端連接有并聯(lián)的濾波電容C1和C2。所述+5V輸出端連接有并聯(lián)的濾波電容C3和C4。

如圖1所示，“內(nèi)部5V電源”為機(jī)頂盒內(nèi)部電路提供；“+5V輸出”連接到機(jī)頂盒tuenr部分的RF in，用于天線供電；“Ant_Ctrl_Overload”用于連接到CPU的GPIO，控制+5V輸出的開關(guān)和檢測過流或者短路狀態(tài)。

圖1中的NMOS開關(guān)管Q1用于承載+5V通路的開和關(guān)；三極管Q2用于接收觸發(fā)信號并控制NMOS開關(guān)管Q1，包括“+5V輸出”的過流短路觸發(fā)信號和三極管Q3的觸發(fā)信號；三極管Q3用于接收CPU的控制信號，決定是否觸發(fā)三極管Q2。

正常工作狀態(tài)下，NMOS開關(guān)管Q1導(dǎo)通，三極管Q2，三極管Q3關(guān)閉?！?5V輸出”短路或者過流時，三極管Q2被觸發(fā)導(dǎo)通，接著NMOS開關(guān)管Q1關(guān)閉(即“+5V輸出”被關(guān)閉)，三極管Q3導(dǎo)通(鎖住三極管Q2的導(dǎo)通狀態(tài))。此時CPU可通過讀取“Ant_Ctrl_Overload”的電平來獲取短路狀態(tài)，進(jìn)一步在菜單上顯示出來。直至用戶通過操作菜單控制“Ant_Ctrl_Overload”為低電平狀態(tài)才可再次打開“+5V輸出”。

本實用新型適用于機(jī)頂盒系統(tǒng)中天線+5V供電控制，具有過流、短路自動保護(hù)和過流、短路信息反饋功能的開關(guān)電路。本電路運(yùn)用一個MOS管作為+5V供電的導(dǎo)通開關(guān)，用兩個可相互控制的三極管組成邏輯判斷和動作響應(yīng)電路，一方面能接受主芯片的控制，另一方面能監(jiān)測+5V的輸出情況，決定是否采取保護(hù)動作。本方案的電路結(jié)構(gòu)精簡，不僅節(jié)省CPU的GPIO口資源，同時具有過流和短路自動關(guān)斷功能，大幅延長電路使用壽命，增強(qiáng)電路的可移植性，彌補(bǔ)以往電路無法讀取過流信息的缺陷和解決以往電路短路保護(hù)功能調(diào)試繁瑣的問題。

本專利申請與以往技術(shù)相比的有益效果：

1、本專利申請的電路可自行完成短路保護(hù)動作，不需要系統(tǒng)軟件配合，短路保護(hù)響應(yīng)時間比以往的電路更短。

2、輸出過流時電路具有關(guān)斷保護(hù)功能，以往的電路不具備此功能。

3、只占用1個CPU GPIO口，比以往電路的占用2個CPU GPIO口更加節(jié)省資源。

4、輸出電流的可調(diào)節(jié)范圍比以往的電路更大。本專利申請的電路用MOS管做開關(guān)，傳承MOS管低輸出阻抗的特性，相比以往的電路的三極管開關(guān)在輸出壓降上損耗更小，輸出壓更佳穩(wěn)定，輸出電流的可調(diào)節(jié)范圍比以往的電路更大，耐大電流輸出能力大大增強(qiáng)，有效保護(hù)了天線供電的穩(wěn)定性。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征及本實用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。