过压过流保护电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种过压过流保护电路，与外部电源和外部电路相耦接，包括：过压保护单元和过流保护单元，其中，过流保护单元，与外部电源、外部电路以及过压保护单元相耦接，用于在外部电源的供电过流时，以增大该过流保护单元自身阻抗的方式，对供电电流进行限流处理，将输出至外部电路的电流限制在预置的安全值内，同时将外部电源的供电电压传送至过压保护单元；过压保护单元，用于在过流保护单元传送的外部电源的供电电压过压时，以降低该过压保护单元自身阻抗的方式，对供电电压进行钳位处理，将输出至外部电路的电压钳制在预置的安全值内。本发明解决了针对开关电源电路的过压过流保护的问题。
【专利说明】过压过流保护电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子电路领域，具体地说，是涉及一种过压过流保护电路。
【背景技术】
[0002]目前，随着半导体技术的迅速发展，集成电路的使用已经遍布各个领域，尤其对于电源控制类的开关电路(如=DC-DC电路，小型化开关电源电路)，已被广泛应用于电力电子、军工、科研、工控设备、通讯设备、仪器仪表、交换设备、接入设备、移动通讯、路由器通信、工业控制、汽车电子、航空航天等领域。由于采用开关电路组建电源系统具有设计周期短、可靠性高、系统升级容易等特点，开关电路的应用越来越广泛。随着半导体工艺、封装技术和高频软开关的大量使用，开关电路的功率密度越来越大，转换效率越来越高，应用也越来越简单，目前流行使用半导体电路完成过压检测和过流检测，用半导体电子开关切断输入电路，达到保护后级电路的目的。
[0003]大规模的工业生产管理需要相应的工业自动化设备来执行，开关电路等电源开关电路也广泛使用在工业自动化设备中。但是，在工业自动化设备应用在恶劣的工业环境的情况下，电源线缆上的电压通常存在骤升或骤降的现象，由此造成的过压和欠压都可能会对开关电路造成损坏。其中，电源线缆在接线过程中可能错误的接入高压，或者由于大负载接入或断开造成电源线路上产生极高的浪涌电压，对电源电路造成过压损坏。尤其上在进行接错线会对整条线路的装置造成损坏，造成一定的经济损失。这种
[0004]现有技术中，半导体电路在有浪涌电压的情况下，容易损坏，元器件使用数量多，结构复杂，这样就降低了电源的效率，并且无效的功耗增加了芯片散热的负担，影响电路的稳定性，同时，由于电路中元器件使用数量较多，出现故障的概率较高，降低了电路整体的可靠性。
[0005]因此，如何解决针对开关电源电路的过压过流保护的问题，便成为亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是提供一种过压过流保护电路，以解决针对开关电源电路的过压过流保护的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供了一种过压过流保护电路，与外部电源和外部电路相耦接，其特征在于，包括:过压保护单元和过流保护单元，其中，
[0008]所述过流保护单元，与所述外部电源、外部电路以及所述过压保护单元相耦接，用于在所述外部电源的供电过流时，以增大该过流保护单元自身阻抗的方式，对供电电流进行限流处理，将输出至所述外部电路的所述电流限制在预置的安全值内，同时将所述外部电源的供电电压传送至所述过压保护单元；
[0009]所述过压保护单元，与所述过流保护单元和所述外部电路相耦接，用于在所述过流保护单元传送的所述外部电源的供电电压过压时，以降低该过压保护单元自身阻抗的方式，对供电电压进行钳位处理，将输出至所述外部电路的电压钳制在预置的安全值内。
[0010]优选地，所述预置的安全值，进一步为电路中器件正常运行且低于造成电路中器件损坏的电流或电压值。
[0011]优选地，所述过流保护单元，进一步以串联方式耦接于所述外部电源和外部电路间。
[0012]优选地，所述过压保护单元，进一步以并联方式耦接于所述外部电源和外部电路间。
[0013]优选地，所述过流保护单元，进一步为具有限流的自恢复保险丝。
[0014]优选地，所述过压保护单元，进一步为具有钳位的二极管。
[0015]与现有技术相比，本发明所述的一种过压过流保护电路，达到了如下效果:
[0016]I)本发明通过对电路中电压和电流的实时监测，可以及时获知电压或电流的骤升，并在电压过高时对电压进行钳位或在电流过高时对电流进行限流，使其不超过电路可承受的最高电压或电流，从而有效解决了针对开关电源电路的过压过流保护的问题。
[0017]2)本发明使用器件较少，结构简易，可靠性高，在有效进行过流过压保护的同时，也降低了制造成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0019]图1为本发明实施例一所述的过压过流保护电路的结构框图。
[0020]图2为现有技术中的过压过流保护电路的结构框图。
[0021]图3为本发明实施例二所述的过压过流保护电路的结构框图。
[0022]图4为本发明实施例二所述的过压过流保护电路的具体应用电路图。
【具体实施方式】
[0023]如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0024]以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
[0025]实施例一
[0026]如图1所示，是本发明实施例一所述的一种过压过流保护电路，与外部电源和外部电路相耦接，该过压过流保护电路11包括:过流保护单元101和过压保护单元102，其中，
[0027]所述过流保护单元101，与所述外部电源、外部电路以及所述过压保护单元102相耦接，用于在所述外部电源的供电过流时，以增大该过流保护单元自身阻抗的方式，对供电电流进行限流处理，将输出至所述外部电路的所述电流限制在预置的安全值内，同时将所述外部电源的供电电压传送至所述过压保护单元102 ；
[0028]所述过压保护单元102，与所述过流保护单元101和所述外部电路相耦接，用于在所述过流保护单元101传送的所述外部电源的供电电压过压时，以降低该过压保护单元自身阻抗的方式，对供电电压进行钳位处理，将输出至所述外部电路的电压钳制在预置的安全值内；
[0029]其中，所述预置的安全值，具体为电路中器件正常运行且低于造成电路中器件损坏的电流或电压值。
[0030]上述过流保护单元101以串联方式耦接于所述外部电源和外部电路间。
[0031]上述过压保护单元102以并联方式耦接于所述外部电源和外部电路间。
[0032]本实施例中，所述过流保护单元101，为具有限流的自恢复保险丝；所述过压保护单元102，为具有钳位的二极管。
[0033]在本实施例中，所述过压过流保护电路，具体可以为由具有限流及钳位功能的电路元器件构成的相应的电路结构，当然，本领域技术人员可以理解，所述过压过流保护电路还可以为具有上述电路功能的集成芯片或器件，在此并不构成对本发明的限定。
[0034]在本实施例中，所述过压过流保护电路具体可以由限流电阻构成。
[0035]实施例二
[0036]现结合图2至4，对所述应用于电路中的欠压过压保护的装置的具体应用进行说明:
[0037]如图2所示，在现有技术中，电路中虽然通过开关电源控制器件对整个电路进行关断或开启的控制，但是，外部电路的过压或过流，会造成开关电源控制器的失灵甚至损坏。因此，在电路结构中加入防误接高电压保护电路，即如图3所示。
[0038]实际应用中，图3所示的电路框图所对应的实际电路如图4所示，为所述过压过流保护电路在具体应用中对应的实际电路，其中，
[0039]Fl为具有限流作用的自恢复保险丝，TVSl (TVS-Transient VoltageSuppressor-瞬态抑制二极管,特点是:响应速度特别快；耐浪涌冲击能力较放电管和压敏电阻差，其10/1000 μ s波脉冲功率从400W?30KW，脉冲峰值电流从0.52Α?544Α ;击穿电压有从6.8V?550V的系列值，便于各种不同电压的电路使用)为具有钳位作用的瞬态抑制
二极管。
[0040]过流保护结构由Fl构成，过压保护结构由TVSl构成。
[0041]具体地:
[0042]对于供电过流的情况，电流会从较低的电流值逐渐升高，流过Fl时，Fl的电阻值迅速变大，从而将电流限制在一个安全范围。从而保护了后缀电路如果在通过小于Fl的最小动作值(最小值为20mA)的电流时，呈现出低电阻。TVSl在超过其反向关断电压(最小64V)时TVSl阻抗急剧变小从而将它两端的电压钳位，从而保护了后级电路。
[0043]对于供电过压的情况，电压会从较低的电压值逐渐升高，当外接端口高压时，SPTVSl在超过其反向关断电压(最小64V)时，TVSl动作，TVSl的阻抗迅速变低，从原先的阻抗降到一个安全的范围内，从而将它两端的电压钳位，保护了后缀电路，同时，TVSl的存在提供了浪涌保护的功能。在本实施例中，可以通过更改Fl的值调整过流保护的阈值，通过调整TVSl可以调整过压保护的阈值，其中，过流保护的最小值可以低至20mA，过压保护不低于64V。
[0044]与现有技术相比，本发明所述的一种过压过流保护电路，达到了如下效果:
[0045]I)本发明通过对电路中电压和电流的实时监测，可以及时获知电压或电流的骤升，并在电压过高时对电压进行钳位或在电流过高时对电流进行限流，使其不超过电路可承受的最高电压或电流，从而有效解决了针对开关电源电路的过压过流保护的问题。
[0046]2)本发明使用器件较少，结构简易，可靠性高，在有效进行过流过压保护的同时，也降低了制造成本。
[0047]上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种过压过流保护电路，与外部电源和外部电路相耦接，其特征在于，包括:过压保护单元和过流保护单元，其中， 所述过流保护单元，与所述外部电源、外部电路以及所述过压保护单元相耦接，用于在所述外部电源的供电过流时，以增大该过流保护单元自身阻抗的方式，对供电电流进行限流处理，将输出至所述外部电路的所述电流限制在预置的安全值内，同时将所述外部电源的供电电压传送至所述过压保护单元； 所述过压保护单元，与所述过流保护单元和所述外部电路相耦接，用于在所述过流保护单元传送的所述外部电源的供电电压过压时，以降低该过压保护单元自身阻抗的方式，对供电电压进行钳位处理，将输出至所述外部电路的电压钳制在预置的安全值内。
2.如权利要求1所述的过压过流保护电路，其特征在于，所述预置的安全值，进一步为电路中器件正常运行且低于造成电路中器件损坏的电流或电压值。
3.如权利要求1所述的过压过流保护电路，其特征在于，所述过流保护单元，进一步以串联方式耦接于所述外部电源和外部电路间。
4.如权利要求1所述的过压过流保护电路，其特征在于，所述过压保护单元，进一步以并联方式耦接于所述外部电源和外部电路间。
5.如权利要求1所述的过压过流保护电路，其特征在于，所述过流保护单元，进一步为具有限流的自恢复保险丝。
6.如权利要求1所述的过压过流保护电路，其特征在于，所述过压保护单元，进一步为具有钳位的二极管。
【文档编号】H02M1/32GK103683884SQ201310718547
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】梁东, 李伟, 马勇, 刘冬月 申请人:北京易艾斯德科技有限公司