一种过流保护电路及设备的制作方法

本实用新型涉及驱动技术领域，尤其涉及一种过流保护电路及设备。

背景技术：

传统的开关电源，在直接并联驱动负载时，由于并联的负载的内阻有偏差，因此电路输出电流非平均分配。此时，需要在开关电源中增加一个均流电路来分配每一路的电流。

然而，传统的开关电源中的均流电路在三极管的参数差异较大，或者负载出现损坏或短路时，会在电路中产生大电流，大电流会使三极管或负载持续发热或冲击电路，长期工作会导致器件损坏，甚至导致安规问题。

技术实现要素：

本实用新型提供的一种过流保护电路及设备，在电路产生大电流的情况下，有效的保护了电路器件。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种过流保护电路，包括：保护模块和均流模块；

所述保护模块的第一输入端与所述均流模块的第一检测端连接，所述保护模块的第二输入端与所述均流模块的第二检测端连接，所述保护模块的输出端与所述均流模块的控制端连接；

其中，所述保护模块根据所述第一检测端和/或第二检测端的电压信号，向所述控制端输出调整电压信号，以控制所述均流模块的电流。

可选的，所述保护模块包括保护单元、输入隔离单元和输出隔离单元；

所述输入隔离单元的第一输入端与所述均流模块的第一检测端连接，所述输入隔离单元的第二输入端与所述均流模块的第二检测端连接，所述输入隔离单元的输出端与所述保护单元的第一输入端连接；

所述输出隔离单元的输入端与所述保护单元的输出端连接，所述输出隔离单元的输出端与所述均流模块的控制端连接；

其中，所述保护单元基于所述输入隔离单元输出的电压信号和所述保护单元第二输入端接收到的参考电压信号，向所述输出隔离单元输出控制电压信号；

所述输出隔离单元根据所述控制电压信号向所述均流模块的控制端输出调整电压信号。

可选的，所述输入隔离单元包括第一二极管和第二二极管，所述输出隔离单元包括第三二极管；

所述第一二极管的第一端与所述均流模块的第一检测端连接，所述第一二极管的第二端连接所述第二二极管的第一端和所述保护单元的第一输入端；

所述第二二极管的第二端与所述均流模块的第二检测端连接；

所述第三二极管的第一端与所述均流模块的控制端连接，所述第三二极管的第二端与所述保护单元的输出端连接。

可选的，所述保护单元为电压比较器。

可选的，所述均流模块包括：均流子模块和控制子模块；

所述均流子模块的控制端与所述控制子模块的输出端连接，所述均流子模块的第一检测端与所述保护模块的第一输入端连接，所述均流子模块的第二检测端与所述保护模块的第二输入端连接；

所述控制子模块的控制端与所述保护模块的输出端连接。

可选的，所述均流子模块包括第一均流单元和第二均流单元；

所述第一均流单元的控制端连接所述第二均流单元的控制端和所述控制子模块的输出端，所述第一均流单元的检测端与所述保护模块的第一输入端连接；

所述第二均流单元的检测端与所述保护模块的第二输入端连接。

可选的，所述第一均流单元包括第一晶体管和第一电阻，所述第二均流单元包括第二晶体管和第二电阻；

所述第一晶体管的第一端连接所述第一电阻的第一端和所述保护模块的第一输入端，所述第一晶体管的控制端连接所述第二晶体管的控制端和所述控制子模块的输出端；

所述第二晶体管的第一端连接所述第二电阻的第一端和所述保护模块的第二输入端；

所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第二端。

可选的，所述控制子模块包括：第三晶体管、第四晶体管和第三电阻；

所述第三晶体管的控制端连接所述第三电阻的第一端和所述第四晶体管的第一端，所述第三晶体管的第一端连接所述第三电阻的第二端；

所述第四晶体管的控制端连接所述第三晶体管的第二端和所述保护模块的输出端，所述第四晶体管的第二端连接所述第一电阻的第二端。

可选的，所述第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管为三极管或场效应管。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种设备，包括：本实用新型实施例提供的过流保护电路。

本实用新型实施例提供了一种过流保护电路及设备，通过保护模块根据第一检测端和/或第二检测端的电压信号，向均流模块的控制端输出调整电压信号，以控制均流模块的电流，进而实现对电路的过流保护。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的一种过流保护电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中的又一种过流保护电路的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中的一种过流保护电路的电路图；

图4是本实用新型实施例中的再一种过流保护电路的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中的另一种过流保护电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1是本实用新型实施例中的一种过流保护电路的结构示意图，本实施例可适用于在电路异常的情况下，有效保护电路器件的情况，具体地，本实施可适用于在电路中产生大电流时，有效保护电路器件，如保护均流模块的情况。该过流保护电路可以集成在本实用新型提供的设备中。

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种过流保护电路，包括：保护模块11和均流模块12；

保护模块11的第一输入端与均流模块12的第一检测端连接，保护模块11的第二输入端与均流模块12的第二检测端连接，保护模块11的输出端与均流模块12的控制端连接；

其中，保护模块11根据第一检测端和/或第二检测端的电压信号，向控制端输出调整电压信号，以控制均流模块12的电流。

在本实施例中，该过流保护电路的工作原理是：保护模块11的第一输入端与均流模块12的第一检测端连接，保护模块11的第二输入端与均流模块12的第二检测端，以根据第一检测端和/或第二检测端的电压信号向均流模块12的控制端输出调整电压信号，以控制均流模块12的电流，从而对电路实现过流保护。

在本实施例中，保护模块11可以理解为过流保护电路中进行过流保护的模块。均流模块12可以理解为过流保护电路中进行均流的模块。保护模块11可以通过第一输入端和第二输入端对均流模块12的电压信号进行检测，以根据检测到的电压信号，向控制模块12的控制端输出调整电压信号，以控制均流模块12的电流。

可以理解的是，均流模块12可以实现过流保护电路的均流输出，故均流模块12可以包括至少两个输出端，各输出端的输出电流相同。本实施例中为了对各输出回路进行过流监控，可以通过保护模块11的第一输入端和第二输入端检测均流模块12的第一检测端和第二检测端的电压信号，实现对均流模块12电流的控制，进而实现对电路短路或不均流的保护作用。

需要注意的是，本实施例中均流模块12的第一检测端和第二检测端的个数不作限定，均流模块12可以包括至少一个第一输入端和至少一个第二输入端。相应的，保护模块11的第一输入端和第二输入端的个数不作限定，保护模块11可以包括至少一个第一输入端和至少一个第二输入端，可以使保护模块11的输入端的个数与均流模块12检测端的个数相同。可以理解的是，均流模块12能够实现几路均流输出就可以设置几个检测端。

此外，均流模块12的电源端可以连接过流保护电路的供电电源端，以为均流模块12供电。

本实施例提供了一种过流保护电路，通过保护模块根据第一检测端和/或第二检测端的电压信号，向均流模块的控制端输出调整电压信号，以控制均流模块的电流，进而实现对电路的过流保护。

进一步地，图2是本实用新型实施例中的又一种过流保护电路的结构示意图，如图2所示，保护模块11包括保护单元110、输入隔离单元111和输出隔离单元112；

输入隔离单元111的第一输入端111a与均流模块12的第一检测端12a连接，输入隔离单元111的第二输入端111b与均流模块12的第二检测端12b连接，输入隔离单元111的输出端111c与保护单元110的第一输入端110a连接；

输出隔离单元112的输入端112a与保护单元110的输出端110b连接，输出隔离单元112的输出端112b与均流模块12的控制端12c连接；

其中，保护单元110基于输入隔离单元111输出的电压信号和保护单元110第二输入端110c接收到的参考电压信号，向输出隔离单元112输出控制电压信号；

输出隔离单元112根据控制电压信号向均流模块12的控制端12c输出调整电压信号。

其中，保护单元110可以理解为保护模块11中进行电压信号处理的单元，其基于输入隔离单元111输出的电压信号和保护单元110的第二输入端110c接收到的参考电压信号，输出控制电压信号。输入隔离单元111可以理解为保护模块11中进行电压信号输入的单元。输出隔离单元112可以理解为保护模块11中进行电压信号输出的单元。

输入隔离单元111通过第一输入端111a与均流模块12的第一检测端12a连接，通过第二输入端111b与均流模块12的第二检测端12b连接，以获取均流模块12各输出支路的电压信号。输入隔离单元111通过输出端111c与保护单元110的第一输入端110a连接，以向保护单元110输出第一检测端12a和/或第二检测端12b的电压信号，供保护单元110进行处理。

可以理解的是，输入隔离单元111可以根据第一检测端12a和第二检测端12b的电压值，确定向保护单元110输出第一检测端12a和/或第二检测端12b的电压信号。

如输入隔离单元111可以选取电压值较大的检测端进行电压信号的输出，示例性的，当第一检测端12a的电压值为5v，第二检测端12b的电压值为3v时，输入隔离单元111可以向保护单元110输出第一检测端12a的电压信号。

保护单元110接收到输入隔离单元111输出的电压信号后可以结合保护单元110的第二输入端110c接收到的参考电压信号，输出控制电压信号。具体地，保护单元110可以基于输入隔离单元111输出的电压信号和参考电压信号之间的大小来产生对应的控制电压信号，以触发输出隔离单元112向均流模块12的控制端12c输出调整电压信号。

示例性的，当输入隔离单元111输出的电压信号的数值小于参考电压信号的数值，则保护单元110输出端可以输出高电平的控制电压信号，此时过流保护电路可以正常工作；当输入隔离单元111输出的电压信号的数值大于参考电压信号的数值，则保护单元110输出端可以输出低电平的控制电压信号，此时过流保护电路中的均流模块12可以进入过流保护工作状态，如执行断路操作。

需要说明的是，输入隔离单元111输出的电压信号的数值等于参考电压信号的数值时，保护单元110可以输出高电平的控制电压信号，也可以输出低电平的控制电压信号，此处并不进行限定。

输出隔离单元112的输入端112a与保护单元110的输出端110b连接，以接收保护单元110的输出端110b输出的控制电压信号，然后通过输出隔离单元112的输出端112b向均流模块12的控制端12c输出调整电压信号，以控制均流模块12的电流。

在上述技术方案的基础上，图3是本实用新型实施例中的一种过流保护电路的电路图。如图3所示，输入隔离单元111包括第一二极管DA和第二二极管DB，输出隔离单元112包括第三二极管D；

第一二极管DA的第一端与均流模块12的第一检测端连接，第一二极管DA的第二端连接第二二极管DB的第一端和保护单元110的第一输入端；

第二二极管DB的第二端与均流模块12的第二检测端12b连接；

第三二极管D的第一端与均流模块12的控制端12c连接，第三二极管D的第二端与保护单元110的输出端110b连接。

其中，第一二极管DA的第一端可以为第一二极管DA的正极端，即输入隔离单元111的第一输入端111a；第二二极管DB的第一端可以为第二二极管的负极端；第一二极管DA的第二端与第二二极管DB的第一端的连接端可以作为输入隔离单元111的输出端111c；第二二极管DB的第二端可以为第二二极管DB的正极端，即可以为输入隔离单元111的第二输入端111b；第三二极管D的第一端可以为第三二极管D的正极端，即可以为输出隔离单元112的输出端112b；第三二极管D的第二端可以为第三二极管D的负极端，即可以为输出隔离单元112的输入端112a。

在本实施例中，输入隔离单元111可以进行电压信号的输入，并根据二极管的特征可以进行信号隔离，以保护电路。

如图3所示，保护单元110为电压比较器。保护单元110可以基于第一输入端接收到的电压信号和第二输入端接收到的参考电压信号V_REF输出控制电压信号。其中，保护单元110的第一输入端可以为电压比较器的反向输入端，保护单元110的第二输入端可以为电压比较器的同相输入端。本实施例中并不对参考电压信号的具体数值进行限定，本领域技术人员可以结合实际使用需求进行设定，如可以根据电路过流时对应的电压值进行设定。

进一步地，图4是本实用新型实施例中的再一种过流保护电路的结构示意图，如图4所示，均流模块12包括：均流子模块121和控制子模块122；

均流子模块121的控制端121a与控制子模块122的输出端122a连接，均流子模块121的第一检测端121b与保护模块11的第一输入端11a连接，均流子模块121的第二检测端121c与保护模块11的第二输入端11b连接；控制子模块122的控制端122b与保护模块11的输出端11c连接。

其中，控制子模块122可以理解为控制均流子模块121工作状态的子模块，如控制均流子模块121的通断状态和/或电流值。控制子模块122的电源端可以连接过流保护电路的供电电源端，以可以为均流子模块121供电。

控制子模块122通过与保护模块11的输出端11c连接的控制端122b接收调整电压信号，并通过输出端122a向均流子模块121的控制端121输出电压信号，以实现对均流子模块121的控制。均流子模块121的第一检测端121b和第二检测端121c分别与保护模块11的第一输入端11a和第二输入端11b连接，以向保护模块11输出电压信号，供保护模块11进行过流检测。

其中，均流子模块121的第一检测端121b和第二检测端121c分别可以作为均流模块12的第一检测端12a和第二检测端12b；控制子模块122的控制端122b可以作为均流模块12的控制端12c。

进一步地，图5是本实用新型实施例中的另一种过流保护电路的结构示意图，如图5所示，均流子模块121包括第一均流单元1211和第二均流单元1212；

第一均流单元1211的控制端1211a连接第二均流单元1212的控制端1212a和控制子模块122的输出端122a，第一均流单元1211的检测端1211b与保护模块11的第一输入端11a连接；

第二均流单元1212的检测端1212b与保护模块11的第二输入端11b连接。

其中，第一均流单元1211和第二均流单元1212可以理解为均流模块12的输出回路，第一均流单元1211和第二均流单元1212在控制子模块122的控制下能够实现均流输出。第一均流单元1211的控制端1211a和第二均流单元1212的控制端1212a可以作为均流子模块121的控制端121a；第一均流单元1211的检测端1211b可以作为均流子模块121的第一检测端121b，第二均流单元1212的检测端1212b可作为均流子模块121的第二检测端121c。

在上述技术方案的基础上，如图3所示，第一均流单元1211包括第一晶体管TA和第一电阻RA，第二均流单元1212包括第二晶体管TB和第二电阻RB；

第一晶体管TA的第一端连接第一电阻RA的第一端和保护模块11的第一输入端，第一晶体管TA的控制端连接第二晶体管TB的控制端和控制子模块122的输出端；

第二晶体管TB的第一端连接第二电阻RB的第一端和保护模块11的第二输入端；

第一电阻RA的第二端连接第二电阻RB的第二端。

可以理解的是，第一晶体管TA和第二晶体管TB可以包括三极管或场效应管，此处并不对第一晶体管TA和第二晶体管TB的具体类型进行限定。示例性性的，当第一晶体管TA为三极管时，第一晶体管TA的第一端可以为第一晶体管TA的发射极，并作为第一均流单元1211的检测端；第一晶体管TA的控制端可以为三极管的基极，并可以作为第一均流单元1211的控制端；第二晶体管TB的第一端可以为三极管的发射极，并作为第二均流单元1212的检测端；第二晶体管TB的控制端可以为三极管的基极，并可以作为第二均流单元1212的控制端。

需要注意的是，第一晶体管TA的第二端可以作为第一均流单元1211的负载输出端。第二晶体管TB的第二端可以作为第二均流单元1212的负载输出端。各负载输出端可以分别连接对应的负载，如第一负载LED1和第二负载LED2，为负载供电。其中，负载可以为发光二极管(Light Emitting Diode，LED)。

第一电阻RA的第二端与第二电阻RB的第二端的连接端可以与地连接，只要保证第一电阻RA的第二端和第二电阻RB的第二端的电位相同即可。

其中，由于晶体管，如三极管，的放大倍数β受温度影响较大，故第一电阻RA和第二电阻RB可以为温度补偿电阻。其中，晶体管可以包括第一晶体管TA和第二晶体管TB。示例性地，当第二晶体管TB的β值由于温度升高而增大时，流过第二晶体管TB的电流IB也会增大，则第二电阻RB上的压降升高，第二晶体管TB的B极和E极的压降降低，因此抑制了电流IB继续增加，起到负反馈作用。

进一步地，如图3所示，控制子模块122包括：第三晶体管T1、第四晶体管T2和第三电阻R；

第三晶体管T1的控制端连接第三电阻R的第一端和第四晶体管T2的第一端，第三晶体管T1的第一端连接第三电阻R的第二端；

第四晶体管T2的控制端连接第三晶体管T1的第二端和保护模块11的输出端，第四晶体管T2的第二端连接第一电阻RA的第二端。

可以理解的是，第三晶体管T1和第四晶体管T2可以为三极管或场效应管，此处并不对第三晶体管T1和第四晶体管T2的具体类型进行限定。示例性地，当第三晶体管T1为三极管时，第三晶体管T1的控制端可以为三极管的基极，第三晶体管T1的第一端可以为三极管的集电极(c极)，第三晶体管T1的第二端可以为三极管的发射极；当第四晶体管T2为三极管时，第四晶体管T2的第一端可以为三极管的集电极，第四晶体管T2的控制端可以为三极管的基极，第四晶体管T2的第二端可以为三极管的发射极。

此外，第三晶体管T1的第一端可以连接过流保护电路的供电电源端，第四晶体管T2的第二端可以与地连接。

均流模块12的工作原理可以为：根据三极管的特性，三极管基极的电流相同，具体地，参见图3，第三晶体管T1的第二端输出的电压信号被第一晶体管TA、第二晶体管TB和第四晶体管T2所在支路均分，故，第一晶体管TA、第二晶体管TB和第四晶体管T2的基极电流相同。根据Ic＝βIb可以得到，流经第一晶体管TA的电流IA、流经第二晶体管TB的电流IB与流过电阻R的电流IR相等；其中，R的电流：IR1＝(VCC-VbeT1-VbeT2)/R1，其中：VbeT1和VbeT2为T1和T2的B极和E极的压降。

参见图3，参考电压信号V_REF可以为保护模块11触发的阈值(参考电压信号的具体数值可以根据过流时第一电阻RA或第二电阻RB的电压值进行设定)，正常工作时，保护模块11中的保护单元，即电压比较器输出电压为高，不影响电路正常工作。当电路出现不均流或短路等异常情况时，电流IA或电流IB会出现增大现象，相应的，第一电阻RA或第二电阻RB上的电压也会增大。当第一电阻RA或第二电阻RB上的电压大于参考电压信号V_REF时，比较器输出由高电平变为低电平，将第一晶体管TA、第二晶体管TB和第四晶体管T2的基极电压拉低，第一晶体管TA、第二晶体管TB和第四晶体管T2截止，从而保护电路。其中，过流保护电路中第三二极管D、第一二极管DA与第二二极管DB可以为隔离二极管，起到信号隔离作用。

进一步地，第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管为三极管或场效应管。

本实用新型实施例还提供了一种设备，该设备包括如上所述的过流保护电路。

上述设备可执行本实用新型实施例所提供的过流保护电路，具备执行过流保护电路相应的功能模块和有益效果。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。