一种自锁保护电路的制作方法

1.本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种自锁保护电路。


背景技术：

2.现有技术中，电子器件在使用过程中需要对其设置各种保护电路，以提高电子器件的使用寿命。过流保护电路是对电子器件常用的保护电路，通过设置过流保护电路防止电子器件内部因故障等其他原因产生大电流而发热导致电子器件故障或老化。现有的过流保护中，通常采用晶闸管或者运放组成自锁保护电路对电子器件进行自锁保护，但是这种方式成本较高，没有复位端，自锁保护电路需要断电复位。
3.可见，现有技术中的自锁保护电路方式存在复位方式不便的问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种自锁保护电路，其解决了现有技术中存在的自锁保护电路方式存在复位方式不便的问题，无需对自锁保护电路进行断电，控制方式简单可靠。
5.一种自锁保护电路，所述电路包括：迟滞比较单元、自锁单元、mcu和保护单元；所述迟滞比较单元与外部负载相连，用于采集所述外部负载的过流信号；所述自锁单元分别与所述mcu和所述迟滞比较单元相连，用于接收所述迟滞比较单元发出的所述过流信号，还用于根据所述过流信号和所述mcu发出的第一控制信号发出自锁信号；所述自锁单元还用于根据所述mcu发出的第二控制信号发出复位信号；所述保护单元分别与所述自锁单元、 mcu和所述外部负载相连，用于根据接收到所述自锁单元发出的自锁信号控制所述外部负载断开；还用于根据接收到的所述保护单元发出的所述复位信号和所述mcu发出的第三控制信号对所述外部负载复位。
6.可选地，所述自锁单元包括：第一电阻、第二电阻、第一三极管、第三电阻、第二三极管、第四电阻和第五电阻；所述第一电阻的第一端与第一电源端相连，所述第一电阻的第二端与所述迟滞比较单元的输出端相连；所述第二电阻的第一端与所述迟滞比较单元的输出端相连，所述第二电阻的第二端与所述第一三极管的基极相连；所述第一三极管的集电极通过第三电阻与所述第二三极管的基极相连，所述第一三极管的发射极接地；所述第二三极管的发射极与所述mcu相连，所述第二三极管的集电极通过第四电阻接地，所述第二三极管的集电极还与所述保护单元的输入端相连；所述第五电阻的两端分别与所述第二三极管的集电极和所述第一三极管的基极相连。
7.可选地，所述保护单元包括：驱动模块和保护触动模块；所述驱动模块分别与所述mcu 和所述保护触动模块相连，用于根据所述mcu发出的第三控制信号向所述保护触动模块发出驱动信号；所述保护触动模块与所述自锁单元相连，用于根据接收到的所述自锁信号控制所述外部负载断开，还用于根据接收到的所述复位信号和所述驱动信号对所述外部负载复位。
8.可选地，所述保护触发模块包括：第六电阻、第七电阻、第三三极管、第八电阻和nmos 管；所述第三三极管的基极通过第六电阻与所述自锁单元相连，所述第三三极管的集电极与所述nmos管的栅极相连，所述第三三极管的发射极接地；所述第七电阻的两端分别与所述第三三极管的基极和发射极相连；所述第八电阻的两端分别与所述第三三极管的集电极和发射极极相连；所述noms管的源极和漏极串接与所述外部负载的供电线路。
9.可选地，所述驱动模块包括：第九电阻、第十电阻、第四三极管、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻和第五三极管；所述第四三极管的基极通过第九电阻与所述mcu相连，所述第四三极管的集电极通过第十电阻与所述第五三极管的基极相连，所述第四三极管的发射极接地；所述第十一电阻的两端分别与所述第四三极管的基极和发射极相连；所述第五三极管的发射极通过第十二电阻与第三电源端相连，所述第五三极管的集电极与所述保护触发模块相连；所述第十三电阻的两端分别与所述第五三极管的基极和发射极相连。
10.可选地，所述驱动模块还包括第一电容；所述第一电容与所述第十一电阻并联。
11.可选地，所述迟滞比较单元包括：第十四电阻、迟滞比较器和第十五电阻；所述迟滞比较器的同向输入端通过第十四电阻与所述外部负载相连，所述迟滞比较器的反相输入端与第二电源端相连，所述迟滞比较器的输出端与所述自锁单元的输入端相连；所述第十五电阻的两端分别与所述迟滞比较器的同相输入端和输出端相连。
12.可选地，所述迟滞保护单元还包括：第二电容；所述第二电容的第一端与所述迟滞比较器的同相输入端相连，所述第二电容的第二端接地。
13.可选地，所述保护触发模块还包括：第一tvs管；所述第一tvs管的两端分别与所述 nmos管的栅极和源极相连。
14.可选地，所述保护触发模块还包括：第二tvs管；所述第二tvs管的负极与所述nmos 管的漏极相连，所述第二tvs管的正极与所述nmos管的源极相连。
15.相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
16.通过迟滞比较单元采集外部负载的过流信号，并将过流信号发送给自锁保护单元，自锁保护单元将接收到过流信号和mcu发出的第一控制信号发出自锁信号发出触发信号，从而控制外部负载断电，实现自锁保护；当外部负载断电后，自锁保护单元根据mcu发出的第二控制信号发出复位信号，自锁保护单元根据复位信号对外部负载进行复位，从而实现对外部负载的重新供电，无需对自锁保护电路进行断电，控制方式简单可靠。
附图说明
17.图1为本发明实施例提供的一种自锁保护电路的结构图；
18.图2为本发明实施例提供的一种保护单元的电路图；
19.图3为本发明实施例提供的一种保护触动模块的电路图；
20.图4为本发明实施例提供的一种驱动模块的电路图；
21.图5为本发明实施例提供的一种迟滞比较单元的电路图；
22.图6为本发明实施例提供的一种自锁保护电路的电路图。
具体实施方式
23.下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。
24.图1为本发明实施例提供的一种自锁保护电路的结构图，如图1所示，所述电路包括：迟滞比较单元100、自锁单元200、mcu300和保护单元400；
25.所述迟滞比较单元100与外部负载相连，用于采集所述外部负载的过流信号；
26.所述自锁单元200分别与所述mcu300和所述迟滞比较单元100相连，用于接收所述迟滞比较单元100发出的所述过流信号，还用于根据所述过流信号和所述mcu300发出的第一控制信号发出自锁信号；所述自锁单元200还用于根据所述mcu300发出的第二控制信号发出复位信号；
27.所述保护单元400分别与所述自锁单元200、mcu300和所述外部负载相连，用于根据接收到所述自锁单元200发出的自锁信号控制所述外部负载断开；还用于根据接收到的所述保护单元400发出的所述复位信号和所述mcu300发出的第三控制信号对所述外部负载复位。
28.在本实施例中，外部负载可以为车窗控制器，通过迟滞比较单元100采集外部负载的过流信号，并将过流信号发送给自锁保护单元400，自锁保护单元400将接收到过流信号和mcu300发出的第一控制信号发出自锁信号发出触发信号，从而控制外部负载断电，实现自锁保护；当外部负载断电后，自锁保护单元400根据mcu300发出的第二控制信号发出复位信号，自锁保护单元400根据复位信号对外部负载进行复位，从而实现对外部负载的重新供电，无需对自锁保护电路进行断电，控制方式简单可靠。
29.图2为本发明实施例提供的一种自锁单元200的电路图，如图2所示，所述自锁单元 200包括：第一电阻r1、第二电阻r2、第一三极管q1、第三电阻r3、第二三极管q2、第四电阻r4和第五电阻r5；所述第一电阻r1的第一端与第一电源端vcc1相连，所述第一电阻r1的第二端与所述迟滞比较单元100的输出端相连；所述第二电阻r2的第一端与所述迟滞比较单元100的输出端相连，所述第二电阻r2的第二端与所述第一三极管q1的基极相连；所述第一三极管q1的集电极通过第三电阻r3与所述第二三极管q2的基极相连，所述第一三极管q1的发射极接地；所述第二三极管q2的发射极与所述mcu300相连，所述第二三极管q2的集电极通过第四电阻r4接地，所述第二三极管q2的集电极还与所述保护单元400的输入端相连；所述第五电阻r5的两端分别与所述第二三极管q2的集电极和所述第一三极管q1的基极相连。
30.在本实施例中，当迟滞比较单元100采集到过流信号之后，迟滞比较单元100的输出端输出过流信号，即迟滞比较单元100的输出端呈高阻态，第一三极管q1的基极经过第二电阻r2和第一电阻r1接收到第一电源端vcc1输出的高电平信号，第一三极管q1导通，第二三极管q2的基极经过第三电阻r3和第一三极管q1接地，接收到低电平信号，当外部负载未发生过流时，第二三极管q2的发射极持续接收到mcu300发出的第一控制信号，即高电平信号，从而第二三极管q2导通，并通过第二三极管q2的集电极向保护单元400 发出自锁信号，使自锁保护单元400控制外部负载断电；当需要进行复位时，mcu300向第二三极管q2的发射极发出第二控制信号，即低电平信号，第二三极管q2截止，第二三极管q2的集电极经过第四电阻r4接地接收到低电平信号，即向保护单元400发出复位信号，使保护单元400对外部负载复位，即重新提供电源。当迟滞比较单元100发出过流信号之后，由于mcu300向第二三极管q2的发射极持续输出第一控制信号，即高电平信号，mcu300 输出的该高电平信号经过第二三极管q2和第五电阻r5向第一三极管q1的基极持续输出，形成自锁，无论迟滞比较单元100后续是否还采集到过流信号，即无论迟滞比较单元100 的输出端呈高阻态还是输出低
电平信号，第二三极管q2的集电极都将持续输出高电平信号，即自锁信号，只有需要进行复位时，mcu300才向第二三极管q2的集电极输出低电平信号控制外部负载复位。
31.在本发明的另一实施例中，所述保护单元400包括：驱动模块401和保护触动模块402；所述驱动模块401分别与所述mcu300和所述保护触动模块402相连，用于根据所述mcu300 发出的第三控制信号向所述保护触动模块402发出驱动信号；所述保护触动模块402与所述自锁单元200相连，用于根据接收到的所述自锁信号控制所述外部负载断开，还用于根据接收到的所述复位信号和所述驱动信号对所述外部负载复位。
32.在本实施例中，驱动模块401根据mcu300发出的第三控制信号向保护触动模块402 发出驱动信号，从而驱动外部负载工作，当保护触动模块402接收到自锁信号时，保护触动模块402控制外部负载断开，实现对外部负载的保护，当保护触动模块402接收到复位信号时，保护触动模块402根据复位信号和驱动信号对外部负载复位，从而驱动外部负载重新工作。
33.图3为本发明实施例提供的一种保护触动模块402的电路图，如图3所示，所述保护触发模块包括：第六电阻r6、第七电阻r7、第三三极管q3、第八电阻r8和nmos管n1；所述第三三极管q3的基极通过第六电阻r6与所述自锁单元200相连，所述第三三极管q3 的集电极与所述nmos管n1的栅极相连，所述第三三极管q3的发射极接地；所述第七电阻r7的两端分别与所述第三三极管q3的基极和发射极相连；所述第八电阻r8的两端分别与所述第三三极管q3的集电极和发射极极相连；所述noms管的源极和漏极串接与所述外部负载的供电线路。所述保护触发模块还包括：第一tvs管d1和第二tvs管d2；所述第一tvs管d1的两端分别与所述nmos管n1的栅极和源极相连；所述第二tvs管d2的负极与所述nmos管n1的漏极相连，所述第二tvs管d2的正极与所述nmos管n1的源极相连。
34.在本实施例中，驱动模块401为nmos管n1的栅极提供驱动信号，nmos管n1的源极和漏极串联在外部负载的电源线中，通过控制外部负载的电源，从而控制外部负载工作或断电。通过第三三极管q3的基极接收自锁单元200发出的自锁信号，即高电平信号，当第三三极管q3的基极接收到高电平信号，第三三极管q3导通，nmos管n1的栅极通过第三三极管q3接地接收到低电平信号，noms管截止，从而断开外部负载的电源。当第三单极管的基极接收到自锁单元200发出的复位信号，即低电平信号，第三三极管q3截止， nmos管n1的栅极仅仅接收到驱动模块401发出驱动信号，即高电平信号，nmos管n1导通，从而实现外部负载的供电，对外部负载进行复位。第一tvs管d1用于防止nmos管n1 的栅极和源极因过电压而损坏，第二tvs管d2用于防止nmos管n1的漏极和源极因过压而损坏。
35.图4为本发明实施例提供的一种驱动模块401的电路图，如图4所示，所述驱动模块401包括：第九电阻r9、第十电阻r10、第四三极管q4、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十三电阻r13和第五三极管q5；所述第四三极管q4的基极通过第九电阻r9与所述 mcu300相连，所述第四三极管q4的集电极通过第十电阻r10与所述第五三极管q5的基极相连，所述第四三极管q4的发射极接地；所述第十一电阻r11的两端分别与所述第四三极管q4的基极和发射极相连；所述第五三极管q5的发射极通过第十二电阻r12与第三电源端vcc3相连，所述第五三极管q5的集电极与所述保护触发模块相连；所述第十三电阻 r13的两端分别与所述第五三极管q5的基极和发射极相连。所述驱动模块401还包括第一电容c1；所述第一电容c1与所述第十一电阻r11并联。
36.在本实施例中，当第四三极管q4的基极通过第九电阻r9接收到mcu300发出的第三控制信号，即高电平信号，第四三极管q4导通，第五三极管q5的基极经过第十电阻r10和第四三极管q4接地接收到低电平信号，第五三极管q5导通，第三电源端vcc3通过第十二电阻r12和第五三极管q5向保护模块输出高电平信号，即驱动信号。第一电容c1用于滤波。
37.图5为本发明实施例提供的一种迟滞比较单元100的电路图，如图5所示，所述迟滞比较单元100包括：第十四电阻r14、迟滞比较器u1和第十五电阻；所述迟滞比较器u1 的同向输入端通过第十四电阻r14与所述外部负载相连，所述迟滞比较器u1的反相输入端与第二电源端vcc2相连，所述迟滞比较器u1的输出端与所述自锁单元200的输入端相连；所述第十五电阻的两端分别与所述迟滞比较器u1的同相输入端和输出端相连。所述迟滞保护单元400还包括：第二电容c2；所述第二电容c2的第一端与所述迟滞比较器u1 的同相输入端相连，所述第二电容c2的第二端接地。
38.在本实施例中，通过迟滞比较器u1的同相输入端输入过流信号，通过迟滞比较器u1 消除输入的过流信号的抖动，防止产生的电流信号误触发自锁单元200。当外部负载未产生过流信号时，迟滞比较器u1的输出端输出低电平；当外部负载产生过流信号时，迟滞比较器u1的输出端呈高阻态。第二电容c2对输入的电流信号进行滤波。
39.图6为本发明实施例提供的一种自锁保护电路的电路图，如图6所示，迟滞比较器u1 通多第十四电阻r14采集外部负载的电源线上的过流信号，具体过流信号为第零电阻r0 两端的电压信号，当外部负载的电源线上产生过电流时，第零电阻r0两端的电压会增加。外部负载正常工作时，mcu300通过第九电阻r9向第四三极管q4的基极发送第三控制信号，即高电平信号，第四三极管q4导通，第五三极管q5的基极经过第十电阻r10和第四三极管q4接地并接收到低电平信号，第五三极管q5导通，nmos管n1的栅极经过第五三极管 q5和第十二电阻r12与第一电源端vcc1相连，从而驱动nmos管n1导通，外部负载的电电源线保持闭合，给外部负载供电。当未产生过流信号时，过电压未超过迟滞比较器u1 的阈值范围时，迟滞比较器u1的输出端呈低电位，第一电源端vcc1输出的电电流经过第一电阻r1和迟滞比较器u1的输出端，因此第一三极管q1的基极也呈低电位，第一三极管q1不会导通；当产生过电流信号时，过电压超过迟滞比较器u1的阈值范围，迟滞比较器u1的输出端呈高阻态，第一三极管q1的基极经过第二电阻r2和第一电阻r1与第一电源端vcc1相连接收到高电平信号，第一三极管q1导通；第二三极管q2的基极经过第三电阻r3和第一三极管q1接地接收到低电平信号，并且mcu300向第二三极管q2的发射极输出第一控制信号，即高电平信号，第二三极管q2导通；第三三极管q3的基极经过第六电阻r6、第四电阻r4和第二三极管q2接收到mcu300输出的高电平信号，第三三极管q3 导通，nmos管n1的栅极经过第三三极管q3接地接收到低电平信号，nmos管n1关断截止，从而断开了外部负载的电源线，断开外部负载的供电。当需要进行复位时，mcu300向第二三极管q2的发射极输出第二控制信号，即低电平信号，第二三极管q2截止，第三三极管 q3的基极经过第六电阻r6和第四电阻r4接收到低电平信号，第三三极管q3截止，从而 nmos管n1的栅极经过第五三极管q5和第十二电阻r12与第十三电源端相连而接收到高电平信号，nmos管n1导通，从而实现外部电源的电源线闭合，外部负载复位。需要说明的是，当迟滞比较单元100发出过流信号之后，由于mcu300向第二三极管q2的发射极持续输出第一控制信号，即高电平信号，mcu300输出的该高电平信号经过第二三极管q2和第五电阻r5向第一三极管q1的基极持续输出，形成自锁，无论迟滞比较单元100后续是否
还采集到过流信号，即无论迟滞比较单元100的输出端呈高阻态还是输出低电平信号，第二三极管q2的集电极都将持续输出高电平信号，即自锁信号，只有需要进行复位时，mcu300 才向第二三极管q2的集电极输出低电平信号控制外部负载复位。
40.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
41.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。