一种开关电路的短路保护电路的制作方法

本实用新型涉及电视机技术领域，特别涉及一种开关电路的短路保护电路。

背景技术：

在电视机开发设计中，机内的某些直流供电如12V，5V，3.3V等供电需要根据不同功能应用实现可控制开通和关断，当这种开关电路输出发生短路故障时，有可能导致开关电路温度过高、冒烟、着火等影响安全的现象发生。

如图1所示，其为现有的开关电路的原理图，该设计不具备短路故障保护功能，当5V_SW出现短路后，容易出现场效应管Q0P7冒烟、炸裂或者温度过高，长时间会烤焦PCB板，甚至着火，对整机带来安全风险。

因而现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种开关电路的短路保护电路，可实现当直流开关输出短路时，自动切断开关输出，保护开关电路，避免开关电路损坏、出现高温、冒烟、着火等影响安全性能的风险。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种开关电路的短路保护电路，与开关电路连接，所述开关电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一二极管和场效应管，所述第一电容的一端连接电压输入端、第一电阻的一端、第二电容的一端和场效应管的源极，所述第一电容的另一端接地，所述第一电阻的另一端连接第二电阻的一端、第一二极管的正极和第一三极管的集电极，所述第二电阻的另一端和第一二极管的负极均连接所述场效应管的栅极，所述第二电阻的另一端还连接第二电容的另一端，所述第一三极管的基极通过第三电阻连接控制信号输入端，所述第一三极管的发射极接地，所述场效应管的漏极连接第三电容的一端和电压输出端，所述第三电容的另一端接地，短路保护电路包括用于实时检测开关电路是否输出短路的短路检测模块、用于判断短路是否解除的短路检测延时模块以及用于使所述短路检测模块和短路检测延时模块复位为初始状态的复位模块，所述短路检测模块连接所述场效应管的漏极、第一三极管的基极、短路检测延时模块和复位模块、也通过第三电阻连接控制信号输入端，所述短路检测延时模块还连接复位模块和控制信号输入端，所述复位模块还连接控制信号输入端。

所述的开关电路的短路保护电路中，所述短路检测模块包括第二三极管，所述第二三极管的发射极连接所述场效应管的漏极，所述第二三极管的集电极连接第一三极管的基极、也通过第三电阻连接控制信号输入端，所述第二三极管的基极连接所述短路检测延时模块和复位模块。

所述的开关电路的短路保护电路中，所述短路检测延时模块包括第四电阻和第四电容，所述第四电容的一端连接所述第二三极管的基极、第四电阻的一端和复位模块，所述第四电容的另一端接地，所述第四电阻的另一端连接控制信号输入端。

所述的开关电路的短路保护电路中，所述复位模块包括第五电阻和第二二极管，所述第五电阻的一端连接所述第二三极管的基极和第四电容的一端，所述第五电阻的另一端连接第二二极管的正极，所述第二二极管的负极连接控制信号输入端。

所述的开关电路的短路保护电路中，所述第二三极管为NPN型三极管。

所述的开关电路的短路保护电路中，所述第二二极管为肖特基二极管。

所述的开关电路的短路保护电路中，所述第二二极管的导通电压小于0.2V。

相较于现有技术，本实用新型提供的开关电路的短路保护电路中，短路保护电路包括用于实时检测开关电路是否输出短路的短路检测模块、用于判断短路是否解除的短路检测延时模块以及用于使所述短路检测模块和短路检测延时模块复位为初始状态的复位模块，所述短路检测模块连接所述场效应管的漏极、第一三极管的基极、短路检测延时模块和复位模块、也通过第三电阻连接控制信号输入端，所述短路检测延时模块还连接复位模块和控制信号输入端，所述复位模块还连接控制信号输入端。本实用新型在开关电路输出出现短路时可自动切断电源输出，并锁死开关电路，可很好的保护开关电路及后端受电电路，避免出现电路损坏的情况，还可避免出现高温、冒烟、着火等影响安全性能的风险。

附图说明

图1为现有的开关电路的原理图。

图2为本发明提供的开关电路的短路保护电路的原理图。

具体实施方式

本实用新型提供一种开关电路的短路保护电路，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图2，本实用新型提供的开关电路的短路保护电路，与开关电路1连接，所述开关电路1包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一二极管D1和场效应管U1，所述第一电容C1的一端连接电压输入端Vin、第一电阻R1的一端、第二电容C2的一端和场效应管U1的源极，所述第一电容C1的另一端接地，所述第一电阻R1的另一端连接第二电阻R2的一端、第一二极管D1的正极和第一三极管Q1的集电极，所述第二电阻R2的另一端和第一二极管D1的负极均连接所述场效应管U1的栅极，所述第二电阻R2的另一端还连接第二电容C2的另一端，所述第一三极管Q1的基极通过第三电阻R3连接控制信号输入端，所述第一三极管Q1的发射极接地，所述场效应管U1的漏极连接第三电容C3的一端和电压输出端Vout，所述第三电容C3的另一端接地，其中，所述第一电容C1和第三电容C3均为滤波电容，所述电压输入端Vin输入的是直流电源，在正常工作时，信号输入端输入的信号为高电平，本实施例中，正常工作时信号输入端输入的是3V的电压，第一三极管Q1导通，场效应管U1导通，电压输出端Vout的电压和电压输入端Vin输入的电压相同，所述开关的具体电路原理为现有技术，在此不再对其进行详细描述。

进一步来说，请继续参阅图2，所述短路保护电路包括短路检测模块2、短路检测延时模块3和复位模块4，所述短路检测模块2连接所述场效应管U1的漏极、第一三极管Q1的基极、短路检测延时模块3和复位模块4、也通过第三电阻R3连接控制信号输入端，所述短路检测延时模块3还连接复位模块4和控制信号输入端，所述复位模块4还连接控制信号输入端。

具体来说，所述短路检测模块2用于实时检测开关电路1是否输出短路，并在所述开关电路1输出短路时断开场效应管U1，使开关电路1停止输出电压，并锁死所述开关电路1，使其在重新开机前一直没有电压输出；所述短路检测延时模块3用于判断短路是否解除，在重新开机后，如果故障解除，则使所述开关电路1正常输出电压，如果故障仍未解除，则使所述开关电路1继续保持断开状态；所述复位模块3用于使所述短路检测模块和短路检测延时模块复位为初始状态，为下一次的开关电路1的电压输出做准备。

本实用新型在开关电路输出出现短路时可自动切断电源输出，并锁死开关电路，可很好的保护开关电路及后端受电电路，避免出现电路损坏的情况，还可避免出现高温、冒烟、着火等影响安全性能的风险。

请继续参阅图2，所述短路检测模块2包括第二三极管Q2，所述第二三极管Q2的发射极连接所述场效应管U1的漏极，所述第一三极管Q2的集电极连接第一三极管Q1的基极、也通过第三电阻R3连接控制信号输入端，所述第一三极管Q1的基极连接所述短路检测延时模块3和复位模块4。

具体来说，在所述开关电路1正常工作时，第二三极管Q2不导通，当所述开关电路1的输出短路时，电压输出端Vout的电压降低到接近0V，此时第二三极管Q2饱和导通，此时说明检测到故障，触发保护动作，第二三极管Q2饱和导通，迅速拉低图2中V3点的电压，使得第一三极管Q1截止，进一步导致场效应管U1关断输出，由于场效应管U1关断，电压输出端Vout约等于0V，第二三极管Q2一直导通，第一三极管Q1一直截止，使开关电路1处于锁死状态，需等待断电重新开机后再判断短路是否解除，所以不会出现器件损坏或出现高温、冒烟、着火等影响安全性能的风险，优选的，所述第二三极管Q2为NPN型三极管，本实施例中，开关电路1应用于1.5V至12V的开关切换，只要图2中V2点的电压比电压输出端Vout的电压大于等于0.7V，则第二三极管Q2导通。

请继续参阅图2，所述短路检测延时模块3包括第四电阻R4和第四电容C4，所述第四电容C4的一端连接所述第二三极管Q2的基极、第四电阻R4的一端和复位模块4，所述第四电容C4的另一端接地，所述第四电阻R4的另一端连接控制信号输入端。

具体来说，如果故障解除，重新开机，所述控制信号输入端输入的信号由低电平置为高电平，所述第四电容C4通过第四电阻R4充电，由于电容两端的电压不能突变，在图2中V2点电压上升至预设值的过程中，本实施例中，预设值为0.7V，即使此时Vout为0V，第二三极管Q2也不会导通，场效应管U1输出电压，电压输入端和电压输出端的电压相同，当V2点的电压超过预设值时，即本实施例中的0.7V时，由于故障解除，V2- Vout<0.7V，第二三级管Q2还是截止，所以此时判定开关电路1正常，不触发短路保护动作；如果故障没有解除，重新开机后，经过第四电阻R4和第四电容C4组成的延时检测，当V2点的电压不小于0.7V后，由于故障没有解除，电压输出端Vout一直为0V，不满足V2-Vout<0.7V，认为故障仍存在，触发保护动作：第二三极管Q2饱和导通，迅速拉低图2中V3点的电压，本实施例中将V3点的电压拉低至0.1V，第一三极管Q1截至，场效应管U1关断输出，进入锁死状态。

请继续参阅图2，所述复位模块4包括第五电阻R5和第二二极管D2，所述第五电阻R5的一端连接所述第二三极管Q2的基极和第四电容C4的一端，所述第五电阻R5的另一端连接第二二极管D2的正极，所述第二二极管D2的负极连接控制信号输入端。

具体来说，当需要正常关断场效应管U1时，控制信号输入端输入的信号为低电平，所述复位模块4快速泄放掉第四电容C4上的电荷，快速降低V2点的电压，使第二三极管截止，进一步使短路检测模块2和短路检测延时模块3快速恢复到初始状态，为下一次电压输出端的输出做好准备，提高电路开、关状态的互相转换速率。

优选的，所述第二二极管D2为肖特基二极管，所述第二二极管D2的导通电压小于0.2V，能够保证泄放的速度。

综上所述，本实用新型提供的开关电路的短路保护电路中，短路保护电路包括用于实时检测开关电路是否输出短路的短路检测模块、用于判断短路是否解除的短路检测延时模块以及用于使所述短路检测模块和短路检测延时模块复位为初始状态的复位模块，所述短路检测模块连接所述场效应管的漏极、第一三极管的基极、短路检测延时模块和复位模块、也通过第三电阻连接控制信号输入端，所述短路检测延时模块还连接复位模块和控制信号输入端，所述复位模块还连接控制信号输入端。本实用新型在开关电路输出出现短路时可自动切断电源输出，并锁死开关电路，可很好的保护开关电路及后端受电电路，避免出现电路损坏的情况，还可避免出现高温、冒烟、着火等影响安全性能的风险。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。