CN207398813U - 过流保护电路和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子电路技术领域，公开了一种过流保护电路和电子设备，其中，过流保护电路包括电路输入端、第一开关模块、第二开关模块、限流模块和电路输出端；所述限流模块的输入端和所述第二开关模块的输入端分别与所述电路输入端连接，所述限流模块的第一输出端与所述第二开关模块的控制端连接，所述限流模块的第二输出端与所述第一开关模块的输入端连接；所述第一开关模块的控制端和所述第二开关模块的输出端连接后与地连接，所述第一开关模块的输出端与所述电路输出端连接。本实用新型简化了过流保护电路的结构且降低成本。

Description

过流保护电路和电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种过流保护电路和电子设备。

背景技术

在电子设备的使用过程中，若电子设备的电路因短路、老化等原因导致电流过大，容易导致电子设备损坏，甚至引发安全事故，因此，有必要对电子设备进行过流保护。目前，一般采用集成电路(IC)对电子设备进行过流保护，但是，这种电路的结构复杂且成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种过流保护电路和电子设备，其能够简化过流保护电路的结构且降低成本。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种过流保护电路，包括电路输入端、第一开关模块、第二开关模块、限流模块和电路输出端；

所述限流模块的输入端和所述第二开关模块的输入端分别与所述电路输入端连接，所述限流模块的第一输出端与所述第二开关模块的控制端连接，所述限流模块的第二输出端与所述第一开关模块的输入端连接；所述第一开关模块的控制端和所述第二开关模块的输出端连接后与地连接，所述第一开关模块的输出端与所述电路输出端连接。

本实用新型提供的过流保护电路，通过将所述第一开关模块连接所述电路输出端，并通过将所述限流模块连接在所述第一开关模块和所述第二开关模块之间，以使得所述限流模块通过所述第一开关模块将所述电路输出端的电流反馈至所述第二开关模块，从而使得当连接在所述电路输出端的负载正常工作时，所述第一开关模块达到开启电压而导通，进而使得所述电路输出端通电，同时使得所述第二开关模块未达到开启电压而截止，以使得所述第一开关模块达到开启电压而保持导通，从而使得连接在所述电路输出端的负载保持正常工作；当连接在所述电路输出端的负载的电流过大时，所述限流模块通过所述第一开关模块将所述电路输出端的电流反馈至所述第二开关模块，以使得所述第二开关模块达到开启电压而导通，从而使得所述第一开关模块未达到开启电压而截止，因此使得电路输出端断电，从而保护连接在所述电路输出端的负载，简化了过流保护电路的结构且降低成本。

作为优选方案，所述限流模块包括第一电阻、第二电阻和第三电阻；

所述第一电阻的第一端与所述限流模块的输入端连接，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端分别与所述限流模块的第二输出端连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端分别与所述限流模块的第一输出端连接，所述第三电阻的第二端与地连接。通过所述第一电阻、所述第二电阻和所述第三电阻将所述电路输出端的电流反馈至所述第二开关模块，以监控连接在所述电路输出端的负载的电流，并控制所述第二开关模块的导通或截止，从而控制所述第一开关模块截止或导通，进而控制所述电路输出端断电或通电。

作为优选方案，所述第一开关模块包括第一开关管和第四电阻，所述第一开关管的基极与所述第一开关模块的控制端连接，所述第一开关管的发射极与所述第一开关模块的输入端连接，所述第一开关管的集电极与所述第一开关模块的输出端连接；所述第一开关管的基极通过所述第四电阻与所述电路输入端连接。由于所述第一开关管达到开启电压时导通或者未达到开启电压时截止，因此所述第一开关管具有导通或截止状态，从而能够控制所述电路输出端通电或断电。此外，所述第四电阻为所述第一开关管提供偏置电流，以确保所述第一开关管能够正常工作。

作为优选方案，所述第一开关管为PNP型三极管，所述第一开关管的基极为PNP型三极管的基极，所述第一开关管的发射极为PNP型三极管的发射极，所述第一开关管的集电极为PNP型三极管的集电极。由于PNP型三极管达到开启电压时导通或者未达到开启电压时截止，因此采用PNP型三极管的所述第一开关管具有导通或截止状态，从而能够控制所述电路输出端断电或通电。

作为优选方案，所述第一开关模块包括第二开关管；

所述第二开关管的栅极与所述第一开关模块的控制端连接，所述第二开关管的源极与所述第一开关模块的输入端连接，所述第二开关管的漏极与所述第一开关模块的输出端连接。由于所述第二开关管达到开启电压时导通或者未达到开启电压时截止，因此能够控制所述电路输出端断电或通电。

作为优选方案，所述第二开关管为P沟道MOS管，所述第二开关管的栅极为P沟道MOS管的栅极，所述第二开关管的源极为P沟道MOS管的源极，所述第二开关管的漏极为P沟道MOS管的漏极。由于P沟道MOS管达到开启电压时导通或者未达到开启电压时截止，因此采用P沟道MOS管的所述第二开关管具有导通或截止状态，从而能够控制所述电路输出端通电或断电。

作为优选方案，所述第二开关模块包括第三开关管，所述第三开关管的基极与所述第二开关模块的控制端连接，所述第三开关管的发射极与所述第二开关模块的输入端连接，所述第三开关管的集电极与所述第二开关模块的输出端连接。由于所述第三开关管达到开启电压时导通或者未达到开启电压时截止，因此所述第三开关管具有导通或截止状态，从而能够控制所述第一开关模块截止或导通，进而控制所述电路输出端断电或通电。

作为优选方案，所述第三开关管为PNP型三极管，所述第三开关管的基极为PNP型三极管的基极，所述第三开关管的发射极为PNP型三极管的发射极，所述第三开关管的集电极为PNP型三极管的集电极。由于PNP型三极管达到开启电压时导通或者未达到开启电压时截止，因此采用PNP型三极管的所述第三开关管具有导通或截止状态，从而能够控制所述第一开关模块截止或导通，进而控制所述电路输出端断电或通电。

作为优选方案，所述过流保护电路还包括第五电阻，所述第二开关模块的输出端通过所述第五电阻与地连接。所述第五电阻起限流作用，以保护所述第二开关模块，从而提高第二开关模块的稳定性，进而提高所述过流保护电路的稳定性。

为了解决上述技术问题，本实用新型还提供一种电子设备，包括任意上述过流保护电路。

本实用新型提供的电子设备，通过将所述第一开关模块连接所述电路输出端，并通过将所述限流模块连接在所述第一开关模块和所述第二开关模块之间，以使得所述限流模块通过所述第一开关模块将所述电路输出端的电流反馈至所述第二开关模块，从而使得当连接在所述电路输出端的负载正常工作时，所述第一开关模块达到开启电压而导通，进而使得所述电路输出端通电，同时使得所述第二开关模块未达到开启电压而截止，以使得所述第一开关模块达到开启电压而保持导通，从而使得连接在所述电路输出端的负载保持正常工作；当连接在所述电路输出端的负载的电流过大时，所述限流模块通过所述第一开关模块将所述电路输出端的电流反馈至所述第二开关模块，以使得所述第二开关模块达到开启电压而导通，从而使得所述第一开关模块未达到开启电压而截止，因此使得电路输出端断电，从而保护连接在所述电路输出端的负载，简化了过流保护电路的结构且降低成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的电路方框图；

图2是本实用新型实施例中的电路原理图；

图3是本实用新型实施例中的另一种实施方式的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型优选实施例的一种过流保护电路，包括电路输入端VIN、第一开关模块201、第二开关模块202、限流模块203和电路输出端VOUT；

所述限流模块203的输入端和所述第二开关模块202的输入端分别与所述电路输入端VIN连接，所述限流模块203的第一输出端与所述第二开关模块202的控制端连接，所述限流模块203的第二输出端与所述第一开关模块201的输入端连接；所述第一开关模块201的控制端和所述第二开关模块202的输出端连接后与地连接，所述第一开关模块201的输出端与所述电路输出端VOUT连接。

下面对本实施例提供的过流保护电路的具体工作过程进行详细描述：

当连接在所述电路输出端VOUT的负载正常工作时，由于所述第一开关模块201达到开启电压，因此所述第一开关模块201导通，以使得所述电路输出端VOUT通电；同时，所述限流模块203将所述电路输出端VOUT的电流反馈至所述第二开关模块202，以使得所述第二开关模块202未达到开启电压，从而使得所述第二开关模块202截止，进而使得所述第一开关模块201达到开启电压而保持导通，因此所述电路输出端VOUT保持通电。

当连接在所述电路输出端VOUT的负载的电流过大时，所述限流模块203将所述电路输出端VOUT的电流反馈至所述第二开关模块202，以使得所述第二开关模块202达到开启电压而导通，从而使得所述第一开关模块201未达到开启电压而截止，进而使得电路输出端VOUT断电。

在本实用新型实施例中，通过将所述第一开关模块201连接所述电路输出端VOUT，并通过将所述限流模块203连接在所述第一开关模块201和所述第二开关模块202之间，以使得所述限流模块203通过所述第一开关模块201将所述电路输出端VOUT的电流反馈至所述第二开关模块202，从而使得当连接在所述电路输出端VOUT的负载正常工作时，所述第一开关模块201达到开启电压而导通，进而使得所述电路输出端VOUT通电，同时使得所述第二开关模块202未达到开启电压而截止，以使得所述第一开关模块201达到开启电压而保持导通，从而使得连接在所述电路输出端VOUT的负载保持正常工作；当连接在所述电路输出端VOUT的负载的电流过大时，所述限流模块203通过所述第一开关模块201将所述电路输出端VOUT的电流反馈至所述第二开关模块202，以使得所述第二开关模块202达到开启电压而导通，从而使得所述第一开关模块201未达到开启电压而截止，因此使得电路输出端VOUT断电，从而保护连接在所述电路输出端VOUT的负载，简化了过流保护电路的结构且降低成本。

结合图1至图3所示，为了将所述电路输出端VOUT的电流反馈至所述第二开关模块202，以监控连接在所述电路输出端VOUT的负载的电流，并控制所述第二开关模块202的导通或截止，从而控制所述第一开关模块201截止或导通，进而控制所述电路输出端VOUT断电或通电，本实施例中的所述限流模块203包括第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3；

所述第一电阻R1的第一端与所述限流模块203的输入端连接，所述第一电阻R1的第二端和所述第二电阻R2的第一端分别与所述限流模块203的第二输出端连接，所述第二电阻R2的第二端与所述第三电阻R3的第一端分别与所述限流模块203的第一输出端连接，所述第三电阻R3的第二端与地连接。

通过所述第一电阻R1、所述第二电阻R2和所述第三电阻R3将所述电路输出端VOUT的电流反馈至所述第二开关模块202，以监控连接在所述电路输出端VOUT的负载的电流，并控制所述第二开关模块202的导通或截止，从而控制所述第一开关模块201截止或导通，进而控制所述电路输出端VOUT断电或通电。

在本实用新型实施例中，由于所述第一电阻R1通过所述第一开关模块201与所述电路输出端VOUT连接，从而与连接在所述电路输出端VOUT的负载形成回路，因此，所述过流保护电路的限流点由所述第一电阻R1的阻值及额定功率决定，所述第一电阻R1的阻值越小，则所述第一电阻R1与所述负载形成的回路流过的电流越大，所述过流保护电路的限流点越高；所述第一电阻R1的额定功率越大，则所述第一电阻R1与所述负载形成的回路流过的电流越大，所述过流保护电路的限流点越高；所述第一电阻R1的精度越高，则所述过流保护电路的限流精度越高。

结合图1至图3所示，为了使得所述第二开关模块202达到开启电压时导通或者未达到开启电压时截止，从而控制所述第一开关模块201截止或导通，进而控制所述电路输出端VOUT断电或通电，本实施例中的所述第二开关模块202包括第三开关管Q3，所述第三开关管Q3的基极与所述第二开关模块202的控制端连接，所述第三开关管Q3的发射极与所述第二开关模块202的输入端连接，所述第三开关管Q3的集电极与所述第二开关模块202的输出端连接。由于所述第三开关管Q3达到开启电压时导通或者未达到开启电压时截止，因此所述第三开关管Q3具有导通或截止状态，从而能够控制所述第一开关模块201截止或导通，进而控制所述电路输出端VOUT断电或通电。

结合图1至图3所示，为了所述第三开关管Q3达到开启电压时导通或者未达到开启电压时截止，从而能够控制所述第一开关模块201截止或导通，进而控制所述电路输出端VOUT断电或通电，本实施例中的所述第三开关管Q3优选为PNP型三极管，所述第三开关管Q3的基极为PNP型三极管的基极，所述第三开关管Q3的发射极为PNP型三极管的发射极，所述第三开关管Q3的集电极为PNP型三极管的集电极。由于PNP型三极管达到开启电压时导通或者未达到开启电压时截止，因此采用PNP型三极管的所述第三开关管Q3具有导通或截止状态，从而能够控制所述第一开关模块201截止或导通，进而控制所述电路输出端VOUT断电或通电。

结合图1至图3所示，为了保护所述第二开关模块202，从而提高第二开关模块202的稳定性，进而提高所述过流保护电路的稳定性，本实施例中的所述过流保护电路还包括第五电阻R5，所述第二开关模块202的输出端通过所述第五电阻R5与地连接。所述第五电阻R5起限流作用，以保护所述第二开关模块202，从而提高第二开关模块202的稳定性，进而提高所述过流保护电路的稳定性。

结合图1和图2所示，为了使得所述第一开关模块201达到开启电压时导通或者未达到开启电压时截止，从而控制所述电路输出端VOUT通电或断电，本实施例中的所述第一开关模块201包括第一开关管Q1和第四电阻R4，所述第一开关管Q1的基极与所述第一开关模块201的控制端连接，所述第一开关管Q1的发射极与所述第一开关模块201的输入端连接，所述第一开关管Q1的集电极与所述第一开关模块201的输出端连接；所述第一开关管Q1的基极通过所述第四电阻R4与所述电路输入端VIN连接。由于所述第一开关管Q1达到开启电压时导通或者未达到开启电压时截止，因此所述第一开关管Q1具有导通或截止状态，从而能够控制所述电路输出端VOUT通电或断电。此外，所述第四电阻R4为所述第一开关管Q1提供偏置电流，以确保所述第一开关管Q1能够正常工作。

结合图1和图2所示，为了使得所述第一开关管Q1达到开启电压时导通或者未达到开启电压时截止，从而控制所述电路输出端VOUT断电或通电，本实施例中的所述第一开关管Q1为PNP型三极管，所述第一开关管Q1的基极为PNP型三极管的基极，所述第一开关管Q1的发射极为PNP型三极管的发射极，所述第一开关管Q1的集电极为PNP型三极管的集电极。由于PNP型三极管达到开启电压时导通或者未达到开启电压时截止，因此采用PNP型三极管的所述第一开关管Q1具有导通或截止状态，从而能够控制所述电路输出端VOUT断电或通电。

下面对本实施例提供的过流保护电路的具体工作过程进行详细描述：

所述第三开关管Q3的基极和发射极之间的压差VBE的计算公式为：

VBE＝(VIN-IOUT*R1)*R2/(R2+R3)+IOUT*R1，

其中，IOUT为通过所述电路输出端VOUT的电流，由此可见，通过设置所述第一电阻R1、所述第二电阻R2和所述第三电阻R3的阻值能够设置所述电路输出端VOUT的限流点。需要说明的是，在本实用新型实施例中，连接在所述电路输出端VOUT的负载正常工作是指所述电路输出端VOUT的电流小于限流点；所述电路输出端VOUT的电流过大是指所述电路输出端VOUT的电流大于或等于限流点。

当连接在所述电路输出端VOUT的负载正常工作时，由于所述第一开关管Q1达到开启电压，因此所述第一开关管Q1导通，以使得所述电路输出端VOUT通电；同时，所述第一电阻R1、所述第二电阻R2和所述第三电阻R3将所述电路输出端VOUT的电流反馈至所述第三开关管Q3，以使得所述第三开关管Q3未达到开启电压，从而使得所述第三开关管Q3截止，进而使得所述第一开关管Q1的基极仍为低电位，因此使得所述第一开关管Q1达到开启电压而保持导通，从而使得所述电路输出端VOUT保持通电。

当连接在所述电路输出端VOUT的负载的电流过大时，所述第一电阻R1、所述第二电阻R2和所述第三电阻R3将所述电路输出端VOUT的电流反馈至所述第三开关管Q3，以使得所述第三开关管Q3达到开启电压而导通，从而使得所述第一开关管Q1的基极电位升高，进而使得所述第一开关管Q1未达到开启电压而截止，因此使得电路输出端VOUT断电。

在本实用新型实施例中，通过将所述第一开关管Q1连接所述电路输出端VOUT，并通过将所述第一电阻R1、所述第二电阻R2和所述第三电阻R3连接在所述第一开关管Q1和所述第三开关管Q3之间，以使得所述第一电阻R1、所述第二电阻R2和所述第三电阻R3通过所述第一开关管Q1将所述电路输出端VOUT的电流反馈至所述第三开关管Q3，从而使得当连接在所述电路输出端VOUT的负载正常工作时，所述第一开关管Q1达到开启电压而导通，进而使得所述电路输出端VOUT通电，同时使得所述第三开关管Q3未达到开启电压而截止，以使得所述第一开关管Q1达到开启电压而保持导通，从而使得连接在所述电路输出端VOUT的负载保持正常工作；当连接在所述电路输出端VOUT的负载的电流过大时，所述第一电阻R1、所述第二电阻R2和所述第三电阻R3通过所述第一开关管Q1将所述电路输出端VOUT的电流反馈至所述第三开关管Q3，以使得所述第三开关管Q3达到开启电压而导通，从而使得所述第一开关管Q1未达到开启电压而截止，因此使得电路输出端VOUT断电，从而保护连接在所述电路输出端VOUT的负载，简化了过流保护电路的结构且降低成本。

结合图1和图3所示，为了使得所述第一开关模块201达到开启电压时导通或者未达到开启电压时截止，从而控制所述电路输出端VOUT断电或通电，本实施例中的所述第一开关模块201包括第二开关管Q2；

所述第二开关管Q2的栅极与所述第一开关模块201的控制端连接，所述第二开关管Q2的源极与所述第一开关模块201的输入端连接，所述第二开关管Q2的漏极与所述第一开关模块201的输出端连接。由于所述第二开关管Q2达到开启电压时导通或者未达到开启电压时截止，因此能够控制所述电路输出端VOUT断电或通电。

结合图1和图3所示，为了使得所述第二开关管Q2达到开启电压时导通或者未达到开启电压时截止，从而控制所述电路输出端VOUT通电或断电，本实施例中的所述第二开关管Q2为P沟道MOS管，所述第二开关管Q2的栅极为P沟道MOS管的栅极，所述第二开关管Q2的源极为P沟道MOS管的源极，所述第二开关管Q2的漏极为P沟道MOS管的漏极。由于P沟道MOS管达到开启电压时导通或者未达到开启电压时截止，因此采用P沟道MOS管的所述第二开关管Q2具有导通或截止状态，从而能够控制所述电路输出端VOUT通电或断电。

由于所述第二开关管Q2为P沟道MOS管时的工作原理与所述第一开关管Q1为PNP型三极管时的工作原理相同，在此不再赘述。

本实用新型实施例还提供一种电子设备，其包括以上任一实施例所述的过流保护电路。

综上，本实用新型的过流保护电路和电子设备，通过将所述第一开关模块201连接所述电路输出端VOUT，并通过将所述限流模块203连接在所述第一开关模块201和所述第二开关模块202之间，以使得所述限流模块203通过所述第一开关模块201将所述电路输出端VOUT的电流反馈至所述第二开关模块202，从而使得当连接在所述电路输出端VOUT的负载正常工作时，所述第一开关模块201达到开启电压而导通，进而使得所述电路输出端VOUT通电，同时使得所述第二开关模块202未达到开启电压而截止，以使得所述第一开关模块201达到开启电压而保持导通，从而使得连接在所述电路输出端VOUT的负载保持正常工作；当连接在所述电路输出端VOUT的负载的电流过大时，所述限流模块203通过所述第一开关模块201将所述电路输出端VOUT的电流反馈至所述第二开关模块202，以使得所述第二开关模块202达到开启电压而导通，从而使得所述第一开关模块201未达到开启电压而截止，因此使得电路输出端VOUT断电，从而保护连接在所述电路输出端VOUT的负载，简化了过流保护电路的结构且降低成本。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种过流保护电路，其特征在于，包括电路输入端、第一开关模块、第二开关模块、限流模块和电路输出端；

所述限流模块的输入端和所述第二开关模块的输入端分别与所述电路输入端连接，所述限流模块的第一输出端与所述第二开关模块的控制端连接，所述限流模块的第二输出端与所述第一开关模块的输入端连接；所述第一开关模块的控制端和所述第二开关模块的输出端连接后与地连接，所述第一开关模块的输出端与所述电路输出端连接。

2.如权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述限流模块包括第一电阻、第二电阻和第三电阻；

所述第一电阻的第一端与所述限流模块的输入端连接，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端分别与所述限流模块的第二输出端连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端分别与所述限流模块的第一输出端连接，所述第三电阻的第二端与地连接。

3.如权利要求1或2所述的过流保护电路，其特征在于，所述第一开关模块包括第一开关管和第四电阻，所述第一开关管的基极与所述第一开关模块的控制端连接，所述第一开关管的发射极与所述第一开关模块的输入端连接，所述第一开关管的集电极与所述第一开关模块的输出端连接；所述第一开关管的基极通过所述第四电阻与所述电路输入端连接。

4.如权利要求3所述的过流保护电路，其特征在于，所述第一开关管为PNP型三极管，所述第一开关管的基极为PNP型三极管的基极，所述第一开关管的发射极为PNP型三极管的发射极，所述第一开关管的集电极为PNP型三极管的集电极。

5.如权利要求1或2所述的过流保护电路，其特征在于，所述第一开关模块包括第二开关管；

所述第二开关管的栅极与所述第一开关模块的控制端连接，所述第二开关管的源极与所述第一开关模块的输入端连接，所述第二开关管的漏极与所述第一开关模块的输出端连接。

6.如权利要求5所述的过流保护电路，其特征在于，所述第二开关管为P沟道MOS管，所述第二开关管的栅极为P沟道MOS管的栅极，所述第二开关管的源极为P沟道MOS管的源极，所述第二开关管的漏极为P沟道MOS管的漏极。

7.如权利要求1或2所述的过流保护电路，其特征在于，所述第二开关模块包括第三开关管，所述第三开关管的基极与所述第二开关模块的控制端连接，所述第三开关管的发射极与所述第二开关模块的输入端连接，所述第三开关管的集电极与所述第二开关模块的输出端连接。

8.如权利要求7所述的过流保护电路，其特征在于，所述第三开关管为PNP型三极管，所述第三开关管的基极为PNP型三极管的基极，所述第三开关管的发射极为PNP型三极管的发射极，所述第三开关管的集电极为PNP型三极管的集电极。

9.如权利要求1或2所述的过流保护电路，其特征在于，所述过流保护电路还包括第五电阻，所述第二开关模块的输出端通过所述第五电阻与地连接。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的过流保护电路。