一種具有鎖定功能的過流保護電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及過流保護技術領域，具體地說是一種具有鎖定功能的過流保護電路。
【背景技術】
[0002]在常規的電子電路中，經常需要用到過電壓保護電路和過電流保護電路。正是由于這些電路的存在，才使設備能夠安全可靠地工作。現有技術中，過電流保護基本有以下幾種種方式:第一種是利用單片機直接進行AD采樣讀取電流，再利用其I/O口進行控制，從而實現過電流保護。第二種是通過運算放大電路將電流放大，使用單片機AD采樣電流讀取數值，再利用單片機I/O進行控制，實現過電流保護。第三種是帶電流檢測硬件集成電路實現電流米樣和過電流保護；
[0003]以上三種方式中第一種實現方式成本較低，使用靈活，但是往往小電流采樣不準；第二種實現方式能改善第一種電路的缺點，但隨之而來的是成本的上升;第三種實現方式的采樣準確，但是使用不夠靈活，不能隨心所欲，因為集成電路設定的規格是有間隔的。
[0004]針對上述問題，申請號為201310342136.6的申請文件公開了了一種過流檢測及保護電路。利用運算放大器來檢測是否過流，有效降低電路成本，但是該技術方案仍需要利用單片機進行控制實現，且電路的信號穩定性差。
【發明內容】
[0005]針對上述現有技術，本實用新型要解決的技術問題是提供一種具有鎖定功能的過流保護電路，利用運算放大器及其外圍電路，實現過電流保護設計中電流的采樣和過電流保護，并具備過流鎖定功能，無需借助單片機，電路成本低，可靠性高，且適用范圍廣泛。
[0006]為了解決上述問題，本實用新型的具有鎖定功能的過流保護電路，包括為負載回路提供電源電壓的電池組，用于驅動負載電路的驅動單元，用于采集所述負載電路回路中的電流的采樣單元，用于當所述負載電路回路中的電流大于預設值時，產生過流信號的信號產生單元，用于在接收到所述過流信號時關閉所述驅動單元并保持所述驅動單元的關閉狀態的鎖定單元，所述電池組、負載、驅動單元和采樣單元形成負載電路回路，還包括對所述信號產生單元形成反饋回路的反饋單元;其中，所述采樣單元通過信號產生單元與反饋單元相連，所述反饋單元通過鎖定單元連接至驅動單元，驅動單元的控制端連接至外部一驅動信號。
[0007]優選的，所述的反饋單元包括從信號產生單元的輸出端依次串聯二極管Dl與電阻Rl并返回至所述信號產生單元的輸入端，其中，所述二極管的陽極與信號產生單元的輸出端相連;在所述信號產生單元輸入輸出端之間并聯有一電阻R5;所述信號產生單元的輸出端還連接一分壓網絡，其中，所述分壓網路由串聯的電阻R6和電阻R7組成，且電阻R7的一端與采樣單元的一端相連。
[0008]優選的，所述的信號產生單元包含一運算放大器Ul，其負極輸入端與正極輸入端之間通過一電容Cl連接，所述負極輸入端通過電阻R2接入地端，正極輸入端通過電阻R3接入采樣單元的一端。
[0009]優選的，所述的驅動單元包含一串聯在負載與采樣單元之間的開關元件Q2，期控制端通過電阻R8與外部一驅動信號連接。
[0010]優選的，所述的鎖定單元包含一并聯在所述開關元件Q2的控制端與輸出端之間的開關元件Ql，其控制端連接至電阻R6和電阻R7之間的節點處。
[0011]優選的，所述的開關元件Ql和開關元件Q2可以為三極管或MOS管。
[0012]與現有技術相比，本實用新型具有如下優點:
[0013]—、通過運算放大器，在不使用M⑶的情況下實現過流檢測與保護，電路簡單，實現成本低，適用范圍廣泛，具有很大的實用價值。
[0014]二、利用正反饋單元，使得電路輸出的電信號更穩定，提高了電路的可靠性。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型實施的具有鎖定功能的過流保護電路結構示意圖。
[0016]圖2為本實用新型實施的具有鎖定功能的過流保護電路具體電路圖。
【具體實施方式】
[0017]為了讓本領域的技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面結合附圖對本實用新型作進一步闡述。
[0018]本實用新型的【具體實施方式】如圖1所示，一種具有鎖定功能的過流保護電路，包括為負載回路提供電源電壓的電池組I，用于驅動負載電路的驅動單元2，用于采集負載電路回路中的電流的采樣單元3，用于當負載電路回路中的電流大于預設值時，產生過流信號的信號產生單元4，用于在接收到過流信號時關閉驅動單元2并保持驅動單元2的關閉狀態的鎖定單元5，電池組1、負載、驅動單元2和采樣單元3形成負載電路回路，還包括對信號產生單元4形成反饋回路的反饋單元6;其中，采樣單元3通過信號產生單元4與反饋單元6相連，反饋單元6通過鎖定單元5連接至驅動單元2，驅動單元2的控制端連接至外部一驅動信號。
[0019]其中，各個單元的具體電路連接結構如圖2所示。反饋單元6包括從信號產生單元4的輸出端依次串聯二極管Dl與電阻Rl并返回至信號產生單元4的輸入端，其中，二極管的陽極與信號產生單元4的輸出端相連;在信號產生單元4輸入輸出端之間并聯有一電阻R5;信號產生單元4的輸出端還連接一分壓網絡，其中，分壓網路由串聯的電阻R6和電阻R7組成，且電阻R7的一端與采樣單元3的一端相連。
[0020]信號產生單元4包含一運算放大器Ul，其負極輸入端與正極輸入端之間通過一電容Cl連接，負極輸入端通過電阻R2接入地端，正極輸入端通過電阻R3接入采樣單元3的一端。
[0021]驅動單元2包含一串聯在負載與采樣單元3之間的開關元件Q2，期控制端通過電阻R8與外部一驅動信號連接。本實施例中，開關元件Q2為一MOS管，其漏極與負載的端口Port-連接，源極與電阻R4連接，柵極通過電阻R8與外部一驅動信號輸入端口 FETdrive相連。
[0022]鎖定單元5包含一并聯在開關元件Q2的控制端與輸出端之間的開關元件Ql，其控制端連接至電阻R6和電阻R7之間的節點處。本實施例中，開關元件Ql為一NPN型三極管，其集電極連接至開關元件Q2的柵極，發射極連接至開關元件Q2的源極，基極為其控制端。
[0023]電路的工作原理如下:
[0024]當電路工作時，電池組放電，電流由端口 Port+流出，經負載后回到端口 Port-，再經開關元件Q2和電阻R4回到電池組負極，從而形成回路，電流流經電阻R4時產生電壓差，電阻R4兩端的電壓值經運算放大器Ul放大后，判斷是否進行過電流保護和鎖定動作。
[0025]本實施例中，判斷是否進行過電流保護的閥值的設定需要滿足以下條件:
[0026]1.當放電電流超過保護閥值電流時，運算放大器Ul的輸出能形成正反饋，且其輸出信號的值超過三極管Ql的開啟閥值。
[0027]2.當放電電流低于保護閥值電流時，運算放大器Ul的輸出通過二極管Dl正向壓被降截止，不能形成反饋回路，且其輸出信號的值不能超過三極管Ql的開啟閥值。
[0028]因此，其實現過流保護與鎖定功能的過程如下:
[0029]當放電電流低于預設的保護閥值電流時，電路對放電電流進行線性放大，放大后并不能形成正反饋，亦不能開啟三極管Ql從而致使MOS管Q2截止；當放電電流大于預設的保護閥值電流時，電路對放電電流放大后形成正反饋，電信號經電阻R6和電阻R7間的節點輸出，使得三極管Ql導通，從而使得MOS管Q2閉合，實現電路的過流保護，同時能夠使得保護狀態鎖定。
[0030]需要說明的是，在本實施例中，未詳細展開進行闡述的地方，均為本領域技術人員可根據現有公知常識與實踐經驗來實現。
[0031]以上所述為本實用新型的較佳實施方式，并非對本實用新型作任何形式上的限制。需要說明的是，在不背離本實用新型精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本實用新型作出各種相應的改變和變形，但這些改變和變形都應屬于本實用新型所附的權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種具有鎖定功能的過流保護電路，包括為負載回路提供電源電壓的電池組(1)，用于驅動負載電路的驅動單元(2)，用于采集所述負載電路回路中的電流的采樣單元(3)，用于當所述負載電路回路中的電流大于預設值時，產生過流信號的信號產生單元(4)，用于在接收到所述過流信號時關閉所述驅動單元并保持所述驅動單元的關閉狀態的鎖定單元(5)，所述電池組、負載、驅動單元和采樣單元形成負載電路回路，其特征在于:還包括對所述信號產生單元形成反饋回路的反饋單元(6);其中，所述采樣單元通過信號產生單元與反饋單元相連，所述反饋單元通過鎖定單元連接至驅動單元，驅動單元的控制端連接至外部一驅動信號。2.根據權利要求1所述的具有鎖定功能的過流保護電路，其特征在于，所述的反饋單元(6)包括從信號產生單元的輸出端依次串聯二極管Dl與電阻Rl并返回至所述信號產生單元的輸入端，其中，所述二極管的陽極與信號產生單元的輸出端相連;在所述信號產生單元輸入輸出端之間并聯有一電阻R5;所述信號產生單元的輸出端還連接一分壓網絡，其中，所述分壓網路由串聯的電阻R6和電阻R7組成，且電阻R7的一端與采樣單元的一端相連。3.根據權利要求2所述的具有鎖定功能的過流保護電路，其特征在于，所述的信號產生單元(4)包含一運算放大器Ul，其負極輸入端與正極輸入端之間通過一電容Cl連接，所述負極輸入端通過電阻R2接入地端，正極輸入端通過電阻R3接入采樣單元的一端。4.根據權利要求3所述的具有鎖定功能的過流保護電路，其特征在于，所述的驅動單元(2)包含一串聯在負載與采樣單元之間的開關元件Q2，期控制端通過電阻R8與外部一驅動信號連接。5.根據權利要求4所述的具有鎖定功能的過流保護電路，其特征在于，所述的鎖定單元(5)包含一并聯在所述開關元件Q2的控制端與輸出端之間的開關元件Ql，其控制端連接至電阻R6和電阻R7之間的節點處。6.根據權利要求5所述的具有鎖定功能的過流保護電路，其特征在于，所述的開關元件Ql和開關元件Q2可以為三極管或MOS管。
【專利摘要】本實用新型涉及一種具有鎖定功能的過流保護電路，包括電池組、驅動單元、采樣單元、信號產生單元、鎖定單元，其中電池組、負載、驅動單元和采樣單元形成負載電路回路，還包括一反饋單元；其中，所述采樣單元通過信號產生單元與反饋單元相連，所述反饋單元通過鎖定單元連接至驅動單元，驅動單元的控制端連接至外部一驅動信號。與現有技術相比，能夠在沒有單片機的場合以較少的器件使用，僅以運算放大器實現過電流保護和鎖定功能，具有簡單、可靠、成本低、使用靈活的特點。
【IPC分類】H02H3/08
【公開號】CN205385281
【申請號】CN201620197052
【發明人】趙勛文, 朱立湘, 林軍, 尹志明, 李潤朝
【申請人】惠州市藍微電子有限公司
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2016年3月15日