CN215990181U - 一种过流保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种过流保护电路。该电路包括电流放大模块和稳压模块，其中，电流放大模块包括三极管、第一电阻第二电阻以及第三电阻，第一电阻的第一端与三极管的发射极电连接，第二端接地，稳压模块包括第一稳压单元，第一稳压单元的第一端与三极管的基极电连接，第二端与所述第一电阻的第二端连接。本实用新型的技术方案通过在三极管的基极设置稳压模块，当三极管集电极到发射极处有大电流涌入时，由于第一电阻的压降增大，导致三极管基极到发射极的电压差降低，使得三极管快速退出饱和区，经放大区最后到截至区，通过截断流过三极管的电流提高对三极管的保护能力。

Description

一种过流保护电路

技术领域

本实用新型实施例涉及电路的技术领域，尤其涉及一种过流保护电路。

背景技术

随着电力电子技术的发展，在电机驱动领域内，为保证电机驱动电路能正常跟主板传递转速等信息，同时又能切实保护高电压引起的大电流的冲击，在电路内使用三极管等功率模块器件，而由于其内部电流密度较大，当发生过流或者短路故障时，流过三极管等功率模块器件的电流远大于额定值，使该类器件管芯结温迅速升高，最终导致功率模块器件烧毁。

过流保护主要是两方面的保护工作，一方面是驱动器过载时的过流保护，另一方面是发生意外极限情况下的保护，目前对于过流保护主要由两种方法：1)单独采用三极管本身作为保护电路，该类电路由于三极管器件本身内部电流密度较大的缺点，容易发生损坏；2)采用三极管的发射极串联一个负反馈电阻，当有大电流通过发射极时，通过抬高发射极处的电压从而减少流入基极的电流，达到保护三极管的目的，该类电路由于需要较大的电流才能实现保护效果，且电路整体不够灵敏，存在损坏三极管的风险。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种过流保护电路，以降低外界电压对三极管损坏的概率，提高对三极管的保护性能，进而提高产品的可靠性。

本实用新型实施例提供了一种过流保护电路，包括：

电流放大模块和稳压模块；

电流放大模块和稳压模块；

其中，所述电流放大模块包括三极管、第一电阻、第二电阻以及第三电阻，所述第一电阻的第一端与所述三极管的发射极电连接，第二端接地，所述第二电阻的第一端与所述三极管的基极电连接，所述第三电阻的第一端与所述三极管的集电极电连接，第二端与外部电源电连接；

所述稳压模块包括第一稳压单元，所述第一稳压单元的第一端与所述三极管的基极电连接，第二端与所述第一电阻的第二端电连接可选地，所述第一稳压单元包括第一二极管和第四电阻，所述第一二极管的阳极与所述三极管的基极电连接，阴极与所述第四电阻的第一端电连接，所述第四电阻的第二端接地。

可选地，所述第一电阻的电阻值等于所述第四电阻的电阻值。

可选地，所述稳压模块还包括第二稳压单元，所述第二稳压单元电连接于所述三极管的基极与发射极之间。

可选地，所述第二稳压单元包括第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述三极管的基极电连接，阴极与所述第一电阻的第一端电连接；

所述第二二极管的压降大于所述三极管的压降。

可选地，所述第一二极管和所述第二二极管封装为一体。

可选地，所述电流放大模块还包括第一输入端、第二输入端；

所述第一输入端与所述第二电阻的第二端电连接，

所述第二输入端均与所述第三电阻的第一端和所述三极管的集电极电连接。可选地，所述电流放大模块还包括第一电容，所述第一电容的第一端和所述第三电阻的第一端以及所述三极管的集电极均与所述第二输入端电连接，所述第一电容的第二端接地。

本实用新型实施例提供的一种过流保护电路，包括电流放大模块和稳压模块，其中，电流放大模块包括三极管、第一电阻、第二电阻以及第三电阻，第一电阻的第一端与三极管的发射极电连接，第二端接地，第二电阻的第一端与三极管的基极电连接，第三电阻的第一端与三极管的集电极电连接，第二端与外部电源电连接，稳压模块包括第一稳压单元，第一稳压单元的第一端与三极管的基极电连接，第二端与第一电阻的第二端电连接，通过在三极管的基极设置稳压模块，当三极管集电极到发射极处有大电流涌入时，由于第一电阻的压降增大，导致三极管基极到发射极的电压差降低，使得三极管快速退出饱和区，经放大区最后到截至区，通过截断流过三极管的电流提高对三极管的保护能力。。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型实施例提供的一种过流保护电路的电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。

图1为本实用新型实施例提供的一种过流保护电路的电路原理图。如图1所示，该过流保护电路包括电流放大模块11和稳压模块12，其中，电流放大模块11包括三极管Q1和第一电阻R1，第二电阻R2以及第三电阻R3，第一电阻R1的第一端与三极管Q1的发射极e电连接，第二端接地，第二电阻R2的第一端与三极管Q1的基极b电连接，第三电阻R3的第一端与三极管Q1的集电极c电连接，第二端与外部电源VM电连接，稳压模块12包括第一稳压单元121，第一稳压单元121的第一端与三极管Q1的基极b电连接，第二端与第一电阻R1的第二端电连接。

在本实施例中，电流放大模块11中的三极管Q1的型号为2SC1776，流经三极管Q1电流为2A，电压为50V，第一电阻R1的电阻值为10Ω。

另外，由于本实施例中的电流放大模块11是基于三极管Q1的放大电路，第二电阻R2相当于一个驱动电阻，其作用是给三极管Q1的基极b提供一个合适的直流偏置电压，驱动三极管放大电路有一个合适的静态工作点，这样整个三极管放大电路才能不失真的放大交流信号。另外，第三电阻R3相当于一个负载电阻，该第三电阻R3被直接跨接于三极管Q1的集电极c与外部电源VM之间，而位于三极管Q1主电流的回路上，有输入电压控制三极管Q1开关的开启或闭合状态，该第三电阻R3主要将三极管Q1集电极c电流的变化转变为电压变化，以实现电压放大，当三极管Q1呈开启状态时，负载电流便被阻断，反之，当三极管Q1呈闭合状态时，电流便可以流通。

由于三极管Q1在基极b和发射极e处存在非线性，基极b电流必须在输入电压达到一定程度后才能产生，基极b处的电压常取0.7v。当基极b与发射极e之间的电压小于0.7v时，基极b电流就可以认为是0。

具体地，第一稳压单元121作为钳位元件来使用，第一稳压单元121的第一端连接三极管Q1的基极b，基极b的电压保持不变。当三极管Q1遭受浪涌击穿时，流过第一电阻R1的电流过大，第一电阻R1处的压降升高，三极管Q1在基极b处的电压不变，使得三极管Q1基极b到发射极e的电压在短时间内降低，此时，三极管Q1退出饱和状态。

本实施例提供的过流保护电路，包括电流放大模块和稳压模块，其中，电流放大模块包括三极管、第一电阻、第二电阻以及第三电阻，第一电阻的第一端与三极管的发射极电连接，第二端接地，第二电阻的第一端与三极管的基极电连接，第三电阻的第一端与三极管的集电极电连接，第二端与外部电源电连接，稳压模块包括第一稳压单元，第一稳压单元的第一端与三极管的基极电连接，第二端与第一电阻的第二端电连接，通过在三极管的基极设置稳压模块，当三极管集电极到发射极处有大电流涌入时，由于第一电阻的压降增大，导致三极管基极到发射极的电压差降低，使得三极管快速退出饱和区，经放大区最后到截至区，通过截断流过三极管的电流提高对三极管的保护能力。可选地，继续参照图1，第一稳压单元121包括第一二极管D1和第四电阻R4，第一二极管D1的阳极与三极管Q1的基极b电连接，阴极与第四电阻R4的第一端电连接，第四电阻R4的第二端接地。

在本实施例中，第一二极管D1的型号为BAT54A，第四电阻R4的电阻值为10Ω，

其中，当三极管Q1在一定功率损耗范围内，第一二极管D1的阳极处的电压保持不变，表现出稳压特性。

可选地，第一电阻R1的电阻值等于第四电阻R4的电阻值。

在本实施例中，根据负载所需的电流大小，第一电阻R1的电阻值和第四电阻R4的电阻值优选为10Ω。

可选地，继续参照图1，稳压模块12还包括第二稳压单元122，第二稳压单元122电连接于三极管Q1的基极b与发射极e之间。

在本实施例中，第二稳压单元122与上述实施例的第一稳压单元121构成整体的稳压模块12，第二稳压单元122钳位三极管Q1的基极b到发射极e处的电压，保证三极管Q1的基极b处的电压不变。

可选地，继续参照图1，第二稳压单元122包括第二二极管D2，第二二极管D2的阳极与三极管Q1的基极b电连接，阴极与第一电阻R1的第一端电连接，第二二极管D2的压降大于三极管Q1的压降。

在本实施例中，若流过第一电阻R1的电流不会过大，三极管Q1基极b到发射极e处的电压也不会抬升，此时，电路中的电流分两路，一路经由第二二极管D2，另外一路经由三极管Q1的基极b流到发射极e。当第二二极管D2导通时，第二二极管D2的压降大于或等于三极管Q1的压降，此时，三级管Q1的导通电压一直存在，当第一电阻R1处的电压抬升，第二二极管D2的压降降低直至第二二极管D2退出导通状态，第二二极管D2失去钳位功能，此时，三极管Q1基极b到发射极e处的电压从饱和电压0.7v跳变至临界饱和状态下基极b到发射极e的工作电压0.5v甚至更低，三极管Q1退出饱和状态进入放大区。综上，第二二极管D2有电流流过，能够保证三极管Q1处于可靠的饱和导通状态。当第二二极管D2的电压被三极管Q1基极b到发射极e的电压抬升，此时，该第二二极管D2退出导通状态，三极管Q1由饱和状态进入放大区。

示例性地，当三极管Q1工作时，基极b到发射极e的压降为0.5v，集电极c到发射极e的压降为0.5v，此时，在电路中，三极管Q1处于临界饱和状态，当基极b到发射极e的压降为0.7v，三极管Q1处于深度饱和状态，此时，第一电阻R1的电压抬高使得第二二极管D2退出导通状态，三极管Q1基极b到发射极e的压降迅速变化至0.5v，此时三极管Q1从深度饱和变为临界饱和状态，该过程是在短时间内迅速发生的。

可选地，第一二极管D1和第二二极管D2封装为一体。

相对而言，每个二极管之间都存在一定误差，为了平衡电路，将第一二极管D1和第二二极管D2封装为一体时，能够有效保证第一二极管D1和第二二极管D2的参数基本保持一致。

若第一二极管D1和第二二极管D2不封装为一体，在当第一二极管D1和第二二极管D2压降不一致时，例如，第一二极管D1的压降为0.5v，第二二极管D2的压降为0.7v，第一二极管D1的钳位电压较低，第二二极管D2的电压较高，此时，第二二极管D2也能够使得三极管Q1导通，但是，一旦电路发生故障，导致电路不平衡，因此，第一二极管D1和第二二极管D2封装为一体时，保证两个二极管的参数保证一直，进一步避免三极管Q1免受损坏。

可选地，继续参照图1，电流放大模块11还包括第一输入端FG1和第二输入端FG2，第一输入端FG1与第二电阻R2的第二端电连接，第二输入端FG2均与第三电阻R3的第一端和三极管Q1的集电极c电连接。

可选地，继续参照图1，电流放大模块11还包括第一电容C1，第一电容C1的第一端和第三电阻R3的第一端以及三极管Q1的集电极c均与第二输入端FG2电连接，第一电容C1的第二端接地。

其中，第一电容C1在电流放大模块起到抗干扰的作用，在电路中，第一电容C1是把输出信号的干扰作为滤除对象，该电容在电流放大模块11中不需要交流的地方，用来消除自激，使放大器稳定工作。本实施例中，第一电容C1的第一端和第三电阻R3的第一端以及三极管Q1的集电极c均与第二输入端FG2电连接，以减少布线阻抗对滤波效果的影响。

在本实施例中，第一电容C1的电容值为100PF。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种过流保护电路，其特征在于，包括：

电流放大模块和稳压模块；

其中，所述电流放大模块包括三极管、第一电阻、第二电阻以及第三电阻，所述第一电阻的第一端与所述三极管的发射极电连接，第二端接地，所述第二电阻的第一端与所述三极管的基极电连接，所述第三电阻的第一端与所述三极管的集电极电连接，第二端与外部电源电连接；

所述稳压模块包括第一稳压单元，所述第一稳压单元的第一端与所述三极管的基极电连接，第二端与所述第一电阻的第二端电连接。

2.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述第一稳压单元包括第一二极管和第四电阻，所述第一二极管的阳极与所述三极管的基极电连接，阴极与所述第四电阻的第一端电连接，所述第四电阻的第二端接地。

3.根据权利要求2所述的过流保护电路，其特征在于，所述第一电阻的电阻值等于所述第四电阻的电阻值。

4.根据权利要求2所述的过流保护电路，其特征在于，所述稳压模块还包括第二稳压单元，所述第二稳压单元电连接于所述三极管的基极与发射极之间。

5.根据权利要求4所述的过流保护电路，其特征在于，所述第二稳压单元包括第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述三极管的基极电连接，阴极与所述第一电阻的第一端电连接；

所述第二二极管的压降大于所述三极管的压降。

6.根据权利要求5所述的过流保护电路，其特征在于，所述第一二极管和所述第二二极管封装为一体。

7.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述电流放大模块还包括第一输入端和第二输入端；

所述第一输入端与所述第二电阻的第二端电连接，

所述第二输入端均与所述第三电阻的第一端和所述三极管的集电极电连接。

8.根据权利要求7所述的过流保护电路，其特征在于，所述电流放大模块还包括第一电容，所述第一电容的第一端和所述第三电阻的第一端以及所述三极管的集电极均与所述第二输入端电连接，所述第一电容的第二端接地。

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