CN216959308U - 限流电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种限流电路，包括P型场效应管(Q1)、三极管(Q3)和电流采样电阻(R1)，其中，电流采样电阻(R1)的一端连接至输入端，电流采样电阻(R1)的另一端连接至P型场效应管(Q1)的源极，P型场效应管(Q1)的漏极连接至输出端，P型场效应管(Q1)的栅极通过第一电阻(R6)接地，三极管(Q3)的发射极连接至输入端，三极管(Q3)的集电极接地，三极管(Q3)的基极连接至P型场效应管(Q1)的源极。本实用新型利用P型场效应管作为过流触发源，通过调整P型场效应管的驱动电压使P型场效应管工作在可变电阻区域，进而动态调整电源输出阻抗，从而稳定电流输出。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种限流电路，特别涉及一种调整电源输出串联阻抗的限流电路。
背景技术
当电源的输出端超过额定负载或短路时会对电源造成损坏。针对于这种现象，在设计电源时要对产品进行限流保护设计。一种现有的限流保护电路主要包括两个晶体管，通过由两个晶体管构成的互锁电路来实现限流的目的。这种限流保护电路构造简单，但是在限流保护状态下不能恢复，所述驱动能力比较小，如果要让电路恢复，需要额外增加电阻。另一种比较常用的限流保护电路采用集成运放来检测输出电流，并通过反馈环路来调节，达到限流恒流的目的。但是这种方案成本较高。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术中互锁电路驱动能力差、而高调节精度电路成本高、难以适用于低成本产品的缺陷，提供一种兼顾调节精度和成本的限流电路。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种限流电路，其特点在于，包括P型场效应管、三极管和电流采样电阻，其中，电流采样电阻的一端连接至输入端，电流采样电阻的另一端连接至P型场效应管的源极，P型场效应管的漏极连接至输出端，P型场效应管的栅极通过第一电阻接地，三极管的发射极连接至输入端，三极管的集电极接地，三极管的基极连接至P型场效应管的源极。
优选地，所述限流电路进一步包括输入端和接地之间、相互串联的第一分压电阻和第二分压电阻以及第一电容，第一电容的一端连接至输入端，第一电容的另一端通过第二分压电阻接地。
优选地，所述限流电路进一步包括稳压二极管，稳压二极管的正极连接至三极管的集电极，稳压二极管的负极连接至P型场效应管的源极。
优选地，所述限流电路进一步包括连接于P型场效应管的源极和P型场效应管的漏极之间的吸收电路，用于降低漏源尖峰电压。
优选地，所述吸收电路包括相互串联的第二电阻和第二电容。
优选地，第一电阻用于P型场效应管的栅极限流以及抑制接地端耦合来的噪声。
优选地，电流采样电阻为精度达到0.1％-1％的厚膜电阻。这里的精度是指电阻的精度，精度越高则电流采样精度越高，根据U＝I*R，高精度电阻实现的恒流精度越高。
优选地，所述限流电路进一步包括与电流采样电阻并联的第三电容，以进一步提高抗干扰性。
优选地，第三电容为陶瓷电容。
本实用新型获得的技术效果是：
1、利用P型场效应管作为过流触发源，通过调整P型场效应管的驱动电压使P型场效应管工作在可变电阻区域，进而动态调整电源输出阻抗，从而稳定电流输出。
2、通过分压电阻和电容的组合，实现了P型场效应管开关动作的缓启动。
附图说明
图1为根据本实用新型一实施例的限流电路的示意图；
图2为根据本实用新型一实施例的限流电路的缓启动的电流方向示意图；
图3为根据本实用新型一实施例的限流电路的三极管导通的电流方向示意图；
图4为根据本实用新型一实施例的限流电路的P型场效应管的Vgs电容放电过程的电流方向示意图；
图5为根据本实用新型另一实施例的限流电路的示意图。
具体实施方式
下面根据本实用新型的具体实施方式并结合附图来进一步说明。
下面结合图1-图4详细说明本实用新型一实施例的限流电路。所述限流电路包括P型场效应管Q1、三极管(P型晶体管)Q3和电流采样电阻R1，其中，电流采样电阻R1的一端连接至输入端Vin，电流采样电阻R1的另一端连接至P型场效应管Q1的源极，P型场效应管Q1的漏极连接至输出端Vout，P型场效应管Q1的栅极接地。另外，三极管Q3的发射极连接至输入端Vin，三极管Q3的集电极通过第一电阻R6拉到地，其中第一电阻R6用于P型场效应管Q1的栅极限流以及抑制接地端耦合来的噪声，三极管Q3的基极连接至P型场效应管Q1的源极。其中通过电流采样电阻R1来控制三极管Q3的开关。
主要参考图3-图4，限流电路的工作原理如下：当输出电流小于限流点例如100mA时，三极管Q3不工作，输出电流的大小由连接至输出端Vout的负载决定。当负载加重，输出电流超过限流点(例如100mA)时，电流采样电阻R1上的压降超过三极管Q3的驱动阈值，由此三极管Q3导通，电流可以分为两路，一路从三极管Q3发射极到集电极；另一路从三极管Q3发射极到基极，这一路为P型场效应管Q1的Vgs放电创造条件。当负载电流降到100mA以下时，电流采样电阻R1上的压降低于三极管Q3的驱动阈值，从而使得三极管Q3关断。
具体来说，三极管Q3导通后，P型场效应管Q1的Vgs(栅源)电容上存储的电压会通过三极管Q3放电，随着Vgs电压下降，P型场效应管Q1DS极(漏极源极)间的电阻会加大。根据P型场效应管的特性，Vgs电压的大小和DS极间的电阻大小相关，当Vgs下降到某值，即DS极间的电阻增大到一定值时，整个回路的阻抗保持不变，即虽然负载阻抗减小了，但P型场效应管Q1的DS极间的电阻增大了，从而限制和维持负载电流恒定。
除此之外，所述限流电路进一步包括输入端Vin和接地之间、相互串联的第一分压电阻R3和第二分压电阻R4以及第一电容C1，第一电容C1的一端连接至输入端Vin，第一电容C1的另一端通过第二分压电阻R4接地。通过分压电阻使P型场效应管Q1的Vgs电压固定，例如为12V。主要参考图2，第一电容C1为缓启动电容，限流电路刚上电时，因第一电容C1上电压为零，第二分压电阻R4的电压最高，而随着第一电容C1的充电，充电电流越来越小，第二分压电阻R4的电压逐渐下降，第一电容C1上的电压也越来越大，从而确保P型场效应管Q1的Vgs是缓慢增大的，由此实现了P型场效应管Q1开关动作的缓启动。
所述限流电路进一步包括稳压二极管D3，稳压二极管D3的正极连接至三极管Q3的集电极，稳压二极管D3的负极连接至P型场效应管Q1的源极。稳压二极管防止输入电压波动时，P型场效应管Q1的Vgs超过限制。
所述限流电路进一步包括连接于P型场效应管Q1的源极和P型场效应管Q1的漏极之间的吸收电路，用于降低脉冲启动时的漏源尖峰电压。所述吸收电路包括相互串联的第二电阻R2和第二电容C2。
在一些优选实施例中(参考图5)，电流采样电阻R1为精度达到0.1％的厚膜电阻。为了提高抗干扰性，还可以在电流采样电阻上并联陶瓷电容C3。
本实用新型的限流电路利用P型场效应管作为过流触发源，通过调整晶体管的驱动电压使P型场效应管工作在可变电阻区域，进而动态调整电源输出阻抗。本实用新型的技术方案能以较低成本实现一定精度要求的恒流。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种限流电路，其特征在于，包括P型场效应管(Q1)、三极管(Q3)和电流采样电阻(R1)，其中，电流采样电阻(R1)的一端连接至输入端，电流采样电阻(R1)的另一端连接至P型场效应管(Q1)的源极，P型场效应管(Q1)的漏极连接至输出端，P型场效应管(Q1)的栅极通过第一电阻(R6)接地，
三极管(Q3)的发射极连接至输入端，三极管(Q3)的集电极接地，三极管(Q3)的基极连接至P型场效应管(Q1)的源极。
2.如权利要求1所述的限流电路，其特征在于，所述限流电路进一步包括输入端和接地之间、相互串联的第一分压电阻(R3)和第二分压电阻(R4)以及第一电容(C1)，第一电容(C1)的一端连接至输入端，第一电容(C1)的另一端通过第二分压电阻(R4)接地。
3.如权利要求1所述的限流电路，其特征在于，所述限流电路进一步包括稳压二极管(D3)，稳压二极管(D3)的正极连接至三极管(Q3)的集电极，稳压二极管(D3)的负极连接至P型场效应管(Q1)的源极。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的限流电路，其特征在于，所述限流电路进一步包括连接于P型场效应管(Q1)的源极和P型场效应管(Q1)的漏极之间的吸收电路，用于降低漏源尖峰电压。
5.如权利要求4所述的限流电路，其特征在于，所述吸收电路包括相互串联的第二电阻(R2)和第二电容(C2)。
6.如权利要求1-3种任意一项所述的限流电路，其特征在于，第一电阻(R6)用于P型场效应管(Q1)的栅极限流以及抑制接地端耦合来的噪声。
7.如权利要求1-3种任意一项所述的限流电路，其特征在于，电流采样电阻(R1)为精度达到0.1％-1％的厚膜电阻。
8.如权利要求1-3种任意一项所述的限流电路，其特征在于，所述限流电路进一步包括与电流采样电阻并联的第三电容(C3)。
9.如权利要求8所述的限流电路，其特征在于，第三电容为陶瓷电容。
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|---|---|---|---|---|
| CN116960911A (zh) * | 2023-09-21 | 2023-10-27 | 深圳市德兰明海新能源股份有限公司 | 限流保护电路、供电电路和储能电源 |
| CN117239673A (zh) * | 2023-11-13 | 2023-12-15 | 万帮数字能源股份有限公司 | 一种打嗝式的保护电路设备与方法 |
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