专利名称：短路保护电路及具有短路保护电路的电源电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种保护电路，尤其是涉及一种短路保护电路，以及具有短路保护电路的电源电路。
背景技术：
低压直流电路发生短路时，过量短路电流会造成电路中电子元件损坏。目前，低压直流电路的短路保护电路存在多种具体实现途径，针对不同应用场合，所采用的短路保护电路不尽相同。短路保护电路一般基于二种检测原理一种是检测短路时大电流；另一种是检测短路时的电压。一种类型的短路保护电路，包括位于电源和继电器驱动电路之间的大电流保险 丝。当发生短路时，保险丝熔化并断开。此外，短路保护电路监控流向继电器驱动电路的电流并限制电流量，以保护继电器驱动电路免受由于短路而导致的损害。这种短路保护电路需要频繁更换保险丝，电路维护成本较高，且操作麻烦。一种类型的短路保护电路在短路发生时强制停止继电器驱动电路的输出操作，并防止短路电流流到继电器驱动电路。在发生短路时起的预定时间之后，短路以预定的时间间隔向继电器驱动电路发送恢复信号，以恢复继电器驱动电路的输出操作。该种短路保护电路的结构复杂，电路实现成本较高。
实用新型内容为克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提出一种结构简单、实现成本较低的短路保护电路，以及具有短路保护电路的电源电路，以避免短路电流对电源电路产生损坏。本实用新型采用如下技术方案实现一种短路保护电路，其包括用于将串接负载的采样电阻两端的电压与参考电压进行比较，在负载发生电流短路时输出短路保护信号的比较器，其输入端连接所述采样电阻和所述负载；用于在收到所述短路保护信号时，控制切断输入电源至所述负载的传输通路的控制元件，所述控制元件的使能端连接所述比较器输出端、控制端连接在所述输入电源至所述负载的传输通路之中。其中，所述控制元件为晶体管Q3，所述使能端为所述晶体管Q3的基极、所述控制端为所述晶体管Q3的集电极，且基极通过驱动电阻R4连接比较器的输出端、发射极接地、集电极连接串接在所述传输通路之中的晶体管Ql的栅极。其中，所述比较器的输入端连接二极管D3的阴极，而所述二极管D3的阳极分别连接所述采样电阻和所述负载。 相应的，本实用新型公开一种具有短路保护电路的电源电路，其包括输入电源、连接在所述输入电源与负载之间的升压转换电路、串接所述负载的采样电阻，连接在所述采样电阻与所述升压转换电路之间的短路保护电路，该短路保护电路包括用于将串接负载的采样电阻两端的电压与参考电压进行比较，在负载发生电流短路时输出短路保护信号的比较器，其输入端连接所述采样电阻和所述负载；用于在收到所述短路保护信号时，控制切断输入电源至所述负载的传输通路的控制元件，所述控制元件的使能端连接所述比较器输出端、控制端连接在所述输入电源至所述负载的传输通路之中。其中，所述采样电阻包括2个并联的电阻R2和电阻R3。其中，所述升压转换电路包括连接所述输入电源的储能元件，所述储能元件通过二极管D2连接所述负载；所述储能元件的一端连接晶体管Q2是漏极，而另一端连接二极管Dl的阴极，其中晶体管D2的源极接地、栅极通过一个驱动电阻R5连接用于在在收到所述短路保护信号时晶体管Q2导通的控制控制器U2 ；·在二极管Dl的两端并联由两个分压电阻Rl、R6和晶体管Ql构成的蓄流电路，所述晶体管Ql的栅极连接所述晶体管Q3的集电极，所述晶体管Ql的源极接地、漏极连接在所述输入电源与所述储能元件之间。其中，所述储能元件为电感LI。其中，所述控制器U2的其中一个输入端连接所述比较器的输出端。与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果本实用新型提出的短路保护电路，能够有效避免负载发生短路时，短路电流对电路中元器件产生损坏。并且，该短路保护电路的结构简单、实现成本较低，可以广泛适用于各种拓扑结构的电源电路。
图I是本实用新型电源电路的原理框图；图2是本实用新型电源电路的结构示意图；图3是图2中负载发生短路时的等效电路结构示意图。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型提出的电源电路包括对输入的直流电源进行整流处理的整流电路；连接在整流电路输出端的升压转换电路，用于将输入的直流电源升压处理后，给负载供电；连接负载，用于对流经负载的电流进行采样的短路采样电路；连接在短路采样电路与升压转换电路之间的短路保护电路，用于在负载发生短路时进行短路保护。结合图2所示，在一个优选实施例，整流电路由4个整流二极管D4、D5、D6和07组成。升压转换电路包括连接整流电路输出端的电感LI ;电感LI的一端连接晶体管Q2的漏极，电感LI的另一端连接二极管Dl的阴极，其中晶体管Q2的源极接地，栅极通过一个驱动电阻R5连接控制器U2 ;在二极管Dl的两端并联由分压电阻Rl、R6和晶体管Ql构成的蓄流电路，由分压电阻R1、R6形成分压电路来驱动晶体管Ql工作，在二极管Dl与地之间形成蓄流回路；直流输入端子VIN+，VIN-输入的直流输入电源，经过整流电路后，输入出电感LI，并经过二极管D2给负载供电，且通过控制器U2控制晶体管Q2的导通与关断来给电感LI储存能量以提高给负载供电的输出电压。[0029]短路采样电路包括并联的采样电阻R2和R3，且两个采样电阻R2和R3的其中一个公共端连接负载，而另一端接地。短路保护电路包括阳极连接两个采样电阻R2和R3的二极管D3，该二极管D3的阴极连接比较器Ul的输入端，而比较器Ul的输出端通过驱动电阻R4连接晶体管Q3的基极，而晶体管Q3的发射极接地，集电极 连接警惕管Ql的栅极。正常工作时，通过分压电阻Rl、R6对输入的直流电源进行分压，晶体管Ql的栅极为高电平，晶体管Ql —直导通，使整流电路、升压转换电路与负载之间形成闭合回路，电感LI放电通过二极管D2给负载供电。结合图3所示，当负载产生短路时，负载的电流会瞬间升高，此时，采样电阻R2、R3的两端电压瞬间升高，通过比较器Ul内部的运放和参考电压进行比较，比较器Ul输出高电平，通过驱动电阻R4使晶体管Q3导通，进而拉低晶体管Ql的栅极使其电位变为零电位，瞬间断开晶体管Ql使整流电路、升压转换电路与负载之间不再形成闭合回路，从而起到保护的功能。同时，控制器U2检测到短路保护信号(比较器U2的输出端输出高电平)后，发送一个恒定的高电平到晶体管Q2的栅极使其一直导通，这样，电感LI中的能量通过警惕Q2、二极管Dl形成放电回路，避免了瞬间短路保护造成电感LI没有放电回路产生电弧造成对电源电路的损坏。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种短路保护电路，其特征在于，包括 用于将串接负载的采样电阻两端的电压与参考电压进行比较，在负载发生电流短路时输出短路保护信号的比较器，其输入端连接所述采样电阻和所述负载； 用于在收到所述短路保护信号时，控制切断输入电源至所述负载的传输通路的控制元件，所述控制元件的使能端连接所述比较器输出端、控制端连接在所述输入电源至所述负载的传输通路之中。
2.根据权利要求I所述短路保护电路，其特征在于，所述控制元件为晶体管Q3，所述使能端为所述晶体管Q3的基极、所述控制端为所述晶体管Q3的集电极，且基极通过驱动电阻R4连接比较器的输出端、发射极接地、集电极连接串接在所述传输通路之中的晶体管Ql的栅极。
3.根据权利要求I所述短路保护电路，其特征在于，所述比较器的输入端连接二极管D3的阴极，而所述二极管D3的阳极分别连接所述采样电阻和所述负载。
4.一种具有短路保护电路的电源电路，其包括输入电源、连接在所述输入电源与负载之间的升压转换电路、串接所述负载的采样电阻，其特征在于，还包括连接在所述采样电阻与所述升压转换电路之间的短路保护电路，所述短路保护电路包括 用于将串接负载的采样电阻两端的电压与参考电压进行比较，在负载发生电流短路时输出短路保护信号的比较器，其输入端连接所述采样电阻和所述负载； 用于在收到所述短路保护信号时，控制切断输入电源至所述负载的传输通路的控制元件，所述控制元件的使能端连接所述比较器输出端、控制端连接在所述输入电源至所述负载的传输通路之中。
5.根据权利要求4所述具有短路保护电路的电源电路，其特征在于，所述控制元件为晶体管Q3，所述使能端为所述晶体管Q3的基极、所述控制端为所述晶体管Q3的集电极，且基极通过驱动电阻R4连接比较器的输出端、发射极接地、集电极连接串接在所述传输通路之中的晶体管Ql的栅极。
6.根据权利要求4所述具有短路保护电路的电源电路，其特征在于，所述比较器的输入端连接二极管D3的阴极，而所述二极管D3的阳极分别连接所述采样电阻和所述负载。
7.根据权利要求4所述具有短路保护电路的电源电路，其特征在于，所述采样电阻包括2个并联的电阻R2和电阻R3。
8.根据权利要求4或5或6或7所述具有短路保护电路的电源电路，其特征在于，所述升压转换电路包括 连接所述输入电源的储能元件，所述储能元件通过二极管D2连接所述负载； 所述储能元件的一端连接晶体管Q2是漏极，而另一端连接二极管Dl的阴极，其中晶体管D2的源极接地、栅极通过一个驱动电阻R5连接用于在在收到所述短路保护信号时晶体管Q2导通的控制控制器U2 ； 在二极管Dl的两端并联由两个分压电阻Rl、R6和晶体管Ql构成的蓄流电路，所述晶体管Ql的栅极连接所述晶体管Q3的集电极，所述晶体管Ql的源极接地、漏极连接在所述输入电源与所述储能元件之间。
9.根据权利要求8所述具有短路保护电路的电源电路，其特征在于，所述储能元件为电感LI。
10.根据权利要求8所述具有短路保护电路的电源电路，其特征在于，所述控制器U2的其中一个输入端连接所述比较器的输出端。
专利摘要本实用新型公开一种短路保护电路及具有短路保护电路的电源电路。其中，所述短路保护电路包括用于将串接负载的采样电阻两端的电压与参考电压进行比较，在负载发生电流短路时输出短路保护信号的比较器，其输入端连接所述采样电阻和所述负载；用于在收到所述短路保护信号时，控制切断输入电源至所述负载的传输通路的控制元件，所述控制元件的使能端连接所述比较器输出端、控制端连接在所述输入电源至所述负载的传输通路之中。本实用新型提出的短路保护电路，能够有效避免负载发生短路时，短路电流对电路中元器件产生损坏。并且，该短路保护电路的结构简单、实现成本较低，可以广泛适用于各种拓扑结构的电源电路。
文档编号H02H3/08GK202797867SQ20122039343
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月9日 优先权日2012年8月9日
发明者顾永德, 苏周, 郝建强, 徐兵 申请人:茂硕电源科技股份有限公司