一种高电压的电流保护电路的制作方法

本实用新型涉及电流保护电路，尤其涉及一种高电压的电流保护电路。

背景技术：

通常在供电系统与受电系统之间会增加过流保护措施，防止连接时受电系统出现故障，或者受电系统不匹配时，可能会出现电流过大，因而烧毁供电系统上的电路的危险。现有的保护措施是在两个系统之间安装保护系统，常用的保护系统有一次性熔断式保险丝、可恢复式保险丝和电流过流保护芯片。这几种保护存在以下缺点：

一次性熔断式保险丝的稳定性高，电压高，但不可自动恢复，出现故障后需要手动更换保险丝，虽然保护了供电系统和受电系统，但保护电路本身已永久性损坏，恢复需要手动更换元件，不方便。

可恢复式保险丝主要是使用PTC（热敏电阻），当电流过大时，元件发热，电阻会增大，从而降低电流，保护电路。当电流下降后，电阻值恢复，保护电路恢复到正常状态。这种方式对环境温度要求较高，当周围环境温度较高时，系统也会断电保护，不同温度时保护电流数值差别很大，稳定性较低。

电流过流保护芯片，稳定性高，可自动恢复，但对电压有要求，现在常用的基本是5V系统及以下的芯片，最高保护6V左右；对于高电压的过流保护系统很少见，成本高。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供一种高电压的电流保护电路，该保护电流可设置，高稳定性，低成本，可支持但不限于12V或24V等高电压的电流保护系统。

具体地，本实用新型提供了一种高电压的电流保护电路，包括输入端VIN、输出端VOUT、第一开关电路、第二开关电路、单向电路、第一电阻R1、第二电阻R2和接地的第三电阻R3；所述输入端VIN、第一电阻R1、第一开关电路、与输出端VOUT依次串接；所述单向电路正向于输出端串接在所述第一开关电路和输出端之间；所述第二开关电路与第二电阻R2串联后并联在所述第一电阻R1的两端；所述第三电阻R3与所述第一开关电路串联。

优选地，所述的单向电路为二极管D1。

优选地，所述第一开关电路为MOS管或三极管；所述第二开关电路为MOS管或三极管。

优选地，所述第一开关电路为P沟道的第一MOS管Q1；所述第一MOS管Q1的栅极与第二开关电路连接；第一MOS管Q1的源极与第一电阻R1连接；第一MOS管Q1的漏极与单向电路连接。

优选地，所述第二开关电路为P沟道的第二MOS管Q2；所述第二MOS管Q2的栅极与第二电阻R2连接；第二MOS管Q2的源极与输入端VIN连接；第二MOS管Q2的漏极与第三电阻R3连接。

优选地，所述第二MOS管Q2的栅极和第一电阻R1与第二电阻R2的连接端之间并联与电容C1。

优选地，所述第二开关电路和第三电阻R3的接地端之间并联有用于使第一开关电路断开的断电电路。

优选地，所述断电电路包括手动输入端POWERDOWN、第三开关电路、第四电阻R4和第五电阻R5；所述手动输入端POWERDOWN、第四电阻和第三开关电路依次串接；所述第五电阻R5并联在手动输入端POWERDOWN与第三电阻的接地端之间。

优选地，所述第三开关电路为三极管或MOS管。

优选地，所述第三开关电路为NPN三极管Q3；所述三极管Q3的基极与第四电阻R4连接；三极管Q3的发射极与第三电阻R3的接地端连接；三极管Q3的集电极与第二开关电路连接。

本实用新型具有以下有益效果：

1. 可以选择高电压MOS管元件来支持高电压工作模式。

2. 保护电流根据MOS管和第一电阻的大小作选择进行设置。

3. 可手动关闭电源，可用一般IO电压来控制手动输入端POWERDOWN。

4. 成本低，相对专用芯片，成本较低。

5. 稳定性高，保护电流随温度变化较小。

附图说明

图1为实施例1的第一结构示意图；

图2为实施例1的第二结构示意图；

图3为实施例2的第一结构示意图；

图4为实施例2的第二结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种高电压的电流保护电路，包括输入端VIN、输出端VOUT、第一开关电路、第二开关电路、单向电路、第一电阻R1、第二电阻R2和接地的第三电阻R3；所述输入端VIN、第一电阻R1、第一开关电路与输出端VOUT依次串接；所述单向电路正向于输出端串接在所述第一开关电路和输出端之间；所述第二开关电路与第二电阻R2串联后并联在所述第一电阻R1的两端；所述第三电阻R3与所述第一开关电路串联。其中，第一电阻R1为检流电阻，第二开关电路为电压触发电路，第二电阻R2和第三电阻R3提供常态偏置电压。

如图2所示，本实施例中的单向电路为二极管D1；二极管D1为该电路提供了反向电压保护。第一开关电路为P沟道的第一MOS管Q1；第一MOS管Q1的栅极与第二开关电路连接、源极与第一电阻R1连接、漏极与二极管D1连接；第二开关电路为P沟道的第二MOS管Q2；第二MOS管Q2的栅极与第二电阻R2连接、源极与输入端VIN连接、漏极与第三电阻R3连接。

当第二电阻R2越大时，损耗越小，但启动时间越长，为了加快启动，减小延时，增加该保护电路的稳定性，本实施例还在第二MOS管Q2的栅极和第一电阻R1与第二电阻R2的连接端之间并联一电容C1。

该保护电路的工作原理是：在常规状态下，第一MOS管Q1导通；第二MOS管Q2断开。当输入端VIN的输出电流增加时，第一电阻R1两端的电压增大，当电压达到第二MOS管Q2的开启电压时，第二MOS管Q2导通，使得第一 MOS管Q1的栅极从低电压变成高电压，第一MOS管Q1断开，从而使得输入端VIN与输出端VOUT断开，保护了输出。当输入端VIN的输出电流超过第一电阻R1与第二MOS管Q2的原始设定的保护电流时，第二MOS管Q2断开，电流下降，拉低了第一 MOS管Q1的栅极的电压，使得第一 MOS管Q1导通，如此循环，直到达到平衡状态，输出电流保持最大保护电流不变。当电路电流小于保护电流时，电路将自动恢复正常输出。

实施例2

如图3和图4所示，为了增加该保护电路的安全性与可靠性，本实施例在第一实施例的基础上增加了断电电路，该断电电路并联在第二开关电路和第三电阻R3的接地端之间，用于使第一开关电路断开。

断电电路包括手动输入端POWERDOWN、第三开关电路、第四电阻R4和第五电阻R5；手动输入端POWERDOWN、第四电阻和第三开关电路依次串接；第五电阻R5并联在手动输入端POWERDOWN与第三电阻的接地端之间。

本实施例中的第三开关电路采用NPN三极管Q3；所述三极管Q3的基极与第四电阻R4连接；三极管Q3的发射极与第三电阻R3的接地端连接；三极管Q3的集电极与第二MOS管Q2的栅极连接。

当手动输入端POWERDOWN电压为0时，三极管Q3关闭，电路正常运行，输入端VIN输出电压电流。当电流超过保护电流时，电路限制电流并保持最大保护电流输出。

当手动输入端POWERDOWN电压超过三极管Q3导通电压时，三极管Q3导通，第二MOS管Q2导通，第一MOS管Q1 关闭，此时输出端VOUT不输出电压与电流。

以上实施例的电流保护电路可应用于12V车载环视摄像头电源保护中，电压输出12V，保护电流设置为300mA,当正常应用时，插入摄像头，电流为200mA，电路正常输出。当摄像头短路，或使用错误的摄像头时，输出电流为300mA，供电系统不会因为大电流输出而损坏，从而保护电源供电系统，同时也可以利用手动输入端POWERDOWN进行手动关闭摄像头电源。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。