一種過流自動斷電保護電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種過流自動斷電保護電路，其關鍵點在于利用PNP三極管及P溝道增強型場效應管自身的開關特性，能夠在電路中過流的情況下及時對電子元器件進行保護。將取樣電阻兩端的壓降作為PNP三極管的Vbe，通過取樣電阻設定需要保護的電流值，當電路中的電流超過設定的保護電流值時，PNP三極管的發射集和集電極被導通，此時P溝道增強型功率場效應管的柵極處于高電平狀態，使得P溝道增強型場效應管為高阻抗，電路中的電流被截止，P溝道增強型場效應管起到開關的作用。當故障被排除后，PNP三極管處于截止狀態，此時輸入P溝道增強型功率場效應管柵極的電壓為低電平，P溝道增強型場效應管處于導通狀態，電路自動恢復到正常工作狀態，無需人工更換器件。
【專利說明】—種過流自動斷電保護電路
所屬【技術領域】
[0001]本實用新型是涉及一種保護電路，特別是一種在過流情況下可自動斷電的保護電路。
【背景技術】
[0002]近年來，電子類產品日新月異，已成為大眾生活中必不可少的一部分，而電子類產品的核心部分就是使其實現各種功能的電路。因此對電子類產品的保護其核心即是對電路的保護。如何保護電路中元器件不因過壓、過流而受到損壞亦成為人們研究的熱點。目前常見的過流保護主要有以下兩種:
[0003]1.PPTC 自復式保險絲，PPTC英文Polymer Positive Temperature Coefficient 的縮寫，是由高分子有機聚合物在高壓、高溫，硫化反應的條件下，摻入導電粒子材料后，經過特殊的工藝加工而成。嚴格意義上來說PPTC自復式保險絲是屬于一種熱敏電阻，其保護過程為當電流超過保險絲的保護電流時，溫度升高，保險絲呈現高阻狀態，使電路處于類似斷路狀態，從而起到保護電路作用。當故障電流排除時，PPTC內部材料溫度降低，高分子聚合物重新結晶，導電粒子材料開始導通，不需要人工更換，整個電路恢復正常工作。但是由于PPTC的工作是受環境溫度的影響，溫度升高需要一定的時間，因此PPTC自復式保險絲具有保護不及時的缺點，即當電路因異常因素電壓升高時，PPTC自復式保險絲需要一定的保護動作時間，往往電路上的主要元件(如CPU，貴重的IC等)因保護動作時間過長而被損壞，從而造成不可估量的損失；同時PPTC自復式保險絲也會受到工作環境溫度的影響較大，在實踐運用中局限性比較強。
[0004]2.熔斷式保險絲，當電流達到設定的保護電流值時，溫度升高保險絲被熔斷，使電路處于斷路狀態，從而起到保護電路的作用，但熔斷式保險絲存在過流保護之后不可自動恢復、必須進行人工更換的缺點，同時保險絲的熔斷也需要一定時間，也就是說不能對電路中的異常及時做出響應。
[0005]由此可見，上述常用的保護電路都有一個不可避免的問題，就是器件起保護作用時都需要較長的響應時間，這個響應時間往往是造成電路內部的元件損壞的主要原因，為解決這個問題，本案便由此產生。
實用新型內容
[0006]本實用新型的主要目的，在于提供一款新型過流自動斷電保護電路，可運用在多種低電壓、小電流的電路中，提高電路的工作穩定性和可靠性，從而克服現有技術的不足。
[0007]為實現上述目的，本實用新型的解決方案是:
[0008]一種新型過流自動斷電保護電路，保護電路包括:一個PNP三極管、一個P溝道增強型場效應管、一個取樣電阻及一個分壓電阻組成；本實用新型的關鍵點在于利用PNP三極管和P溝道增強型場效應管自身的開關特性，來控制電路中電流的流向，同時因PNP三極管和P溝道增強型場效應管響應時間短，因此能夠在電路中過流的情況下對電子元器件起到及時保護的作用；將取樣電阻與PNP三極管并聯，PNP三極管的基極與取樣電阻一端相連接，PNP三極管的集電極與分壓電阻、P溝道增強型場效應管的柵極連接，PNP三極管的發射極與取樣電阻的另一端相連接；P溝道增強型場效應管與分壓電阻并聯，P溝道增強型場效應管的柵極與分壓電阻的一端相連接，P溝道增強型場效應管的源極與分壓電阻的另外一端相連接。
[0009]通過所述取樣電阻設定需要保護的電流值，當電路中的電流超過設定的保護電流值，取樣電阻兩端的壓降超過0.7V時，PNP三極管的發射集和集電極被導通，此時P溝道增強型功率場效應管的柵極處于高電平狀態，使得P溝道增強型場效應管為高阻抗，電路中的電流被截止，P溝道增強型場效應管起到開關的作用。當過流的部分電路故障被排除后，PNP三極管處于截止狀態，此時輸入P溝道增強型功率場效應管柵極的電壓為低電平，場效應管處于導通狀態，電路自動恢復到正常工作狀態，無需人工更換器件。
[0010]本實用新型操作簡單、便捷，能及時有效對電路中突發故障做出反應保護電路中的元器件，同時可以通過更改電路中的取樣電阻阻值從而設定不同的保護電流值，因此可以適用于不同的電路保護，例如靈活運用于USB，SD卡等小電流電路的過流保護。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0012]圖1是本實用新型的電路原理圖。
[0013]圖2是圖1電路在SD卡讀寫保護電路中的運用示例。
[0014]圖中Ql為P溝道增強型功率場效應管，Q2為PNP三極管，Rl為取樣電阻，R2、R3為分壓電阻，C1、C2、C3為濾波電容
【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖及具體事實例對本實用新型的結構及有益效果進行說明。
[0016]參考圖1所示，由PNP三極管的特性所知，三極管具有開關的性質且響應時間快，當三極管的發射極、基極兩極的壓降超過0.7V時，三極管會處于導通狀態，利用Rl兩端的壓降來控制Q2的開關，通過控制Q2的導通和截止狀態來控制Ql的開關。當工作電流在設定的電流值范圍內，Rl兩端的壓降小于0.7V，Q2處于截止狀態，Q2的C極處于低電平狀態，使得Ql的G極為低電平，從而使Ql為導通狀態，使電壓從VCC_IN輸入，并從VCC_0UT輸出，同時壓降小，當工作電流大于設定的電流時，Rl兩端的壓降大于0.7V，使Q2的E，C兩極處于導通狀態，Q2的C極處于高電平狀態，使得Ql的G極為高電平，使得Ql從導通狀態轉到截止狀態，VCC_0UT端無電壓輸出，使得電路類似于斷路狀態起到保險絲作用。當外部負載電路故障排除時，工作電流恢復到保護值內，Rl兩端的壓降再次小于0.7V，從而使得Q2恢復截止狀態，Ql恢復導通狀態，電路恢復正常工作狀態。
[0017]又如圖2所示，將該電路運用于SD卡的讀寫保護電路中，當有SD卡插入時，/CARD_IN端為低電平，場效應管Ql的G極通過R2，R3之間的分壓，使G極為低電平，Ql導通；當電流沒有超過取樣電阻Rl限定的保護值時對整個電路沒有影響，當電流超過限定值時場效應管Ql的柵極處于高電平，場效應管處于截止狀態，使得電路中的電流輸出為零，電路相當于開路狀態，從而起到保護作用。[0018]由此可見，本實用新型有效解決了電路中保護器件不能響應及時，起到保護電路中其他元器件的問題。
[0019]以上所述，僅為本實用新型較佳實施例，故不能以此限定本實用新型實施的范圍，即依本實用新型申請專利范圍及說明書內容所做的等效變化與修飾，皆應仍屬本實用新型專利涵蓋的范圍內。
【權利要求】
1.一種過流自動斷電保護電路，保護電路包括:一個PNP三極管、一個P溝道增強型效率場效應管、一個取樣電阻以及一個分壓電阻組成；其特征在于:將取樣電阻與PNP三極管并聯，PNP三極管的基極與取樣電阻一端相連接，PNP三極管的集電極與分壓電阻、P溝道增強型場效應管的柵極連接，PNP三極管的發射極與取樣電阻的另一端相連接，將P溝道增強型場效應管與分壓電阻并聯，P溝道增強型場效應管的柵極與分壓電阻的一端相連接，P溝道增強型場效應管的源極與分壓電阻的另外一端相連接。
【文檔編號】H02H3/08GK203423475SQ201320076681
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年2月2日 優先權日:2013年2月2日
【發明者】林錦毅 申請人:廈門菲斯科電子有限公司