一种输出短路检测保护电路的制作方法

本实用新型实施例涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种输出短路检测保护电路。

背景技术：

凡是涉及到电子技术的领域如在汽车行业和工业控制领域，都会用到输出控制或驱动信号。输出电路防止短路保护是电路保护的基本要求。

现有技术的常规做法是在总电源上串接快恢复保险器件，如图1中q1驱动电路，在电源上串接的快恢复保险器件f，当输出短路时保险器件动作，限制短路电流，起到保护输出电路的作用。但是，采用这种保险方式，只能保护一条输出电路，对于具有多个输出电路的驱动电路需要在每一个需要保护的输出电路中串接快恢复保护器件；而且，这种电路只能保护那种功率由板子输出的驱动电路，即负载的电源接控制器输出接口，对于一些控制器输出只做开关作用不给负载提供电源或功率的电路，如图2中q2驱动电路，这种在控制器电源上串接保险的方法就不再适用。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种输出短路检测保护电路，以解决现有技术在电源上串接快恢复保险器件的方式不能对不为负载提供电源的电路进行保护，且不能同时对多个输出电路进行保护的问题。

本实用新型实施例解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种输出短路检测保护电路，所述电路包括n个第一二极管dn、比较器u及n个采样电阻rn:

第一二极管dn的正极与输出驱动器qn的栅极连接，负极与所述比较器u的输出端连接；

所述比较器u的同相输出端接入基准电压，反相输出端与所述输出驱动器qn的源极连接；

采样电阻rn一端接地，另一端与所述输出驱动器qn的源极连接；

其中，n为大于或等于1的整数。

进一步的，所述电路还设有保持电容c及n个第二二极管dn’：

所述第二二极管dn’串联在所述比较器u的反向输出端与所述输出驱动器qn的源极之间，其正极与所述输出驱动器qn的源极连接，负极与所述比较器u的反相输入端连接；

所述保持电容c一端与所述比较器u的反相输入端连接，另一端接地。

进一步的，所述电路还包括放电电阻rf，所述放电电阻rf的一端与所述比较器u的反相输入端连接，另一端接地。

进一步的，所述电路还包括电阻ra和电阻rb：

所述电阻ra一端与所述比较器的同相输出端连接，另一端输入所述基准电压；

所述电阻rb一端与所述比较器的同相输出端连接，另一端接地。

进一步的，所述输出驱动器qn为场效应管。

进一步的，所述基准电压为5v。

本实用新型实施例的输出短路检测保护电路具有如下优点：

1、在每一个输出驱动器的栅极电路上连接一个第一二极管，在每一个输出驱动器的源极上连接一个采样电阻，使多个第一二极管d1、d2、d3和电阻rf组成简易“或”逻辑电路，确保其中任意一个输出电路短路，均可实现短路检测和保护，实现了多路输出保护，并且可以分别灵活设定各路输出保护电路的阈值；

2、由于直接将输出短路检测保护电路与输出驱动器串接，保护对象不再局限于给负载提供电源或功率的电路；

3、检测灵敏，保护迅速；

4、采样电路中，增加保持电路，可以延长保护电路动作时间，减少短路电流导通占空比，降低平均电流，有效保护输出驱动器q1和负载设备，并且设置放电电阻rf，可以缓慢释放保持电容c的电压，设定保持时间，并实现二次保护，能有效避免大电流冲击输出驱动器q3。

附图说明

图1为现有技术中对在总电源上串接快恢复保险器件的电路示意图；

图2为现有技术中输出只做开关作用不给负载提供电源或功率的电路图；

图3为本实用新型实施例一提供的一种输出短路检测保护电路的电路示意图；

图4本实用新型实施例一提供的一种输出短路检测保护电路的一个可行方案的电路示意图；

图5为本实用新型实施例一种提供的输出短路检测保护电路在对单路输出驱动电路进行保护时的电路图；

图6为本实用新型实施例一种提供的输出短路检测保护电路在对多路输出驱动电路的进行保护的电路图。

本实用新型实施例目的的实现、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

为了使本实用新型实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型实施例进行进一步详细说明。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实施例，并不用于限定本实用新型实施例。

本实用新型实施例一提供了一种输出短路检测保护电路，请参阅图3，该电路包括n个第一二极管dn、比较器及n个采样电阻rn:

第一二极管dn的正极与输出驱动器qn的栅极连接，负极与该比较器u的输出端连接；

该比较器u的同相输出端接入基准电压，反相输出端与该输出驱动器qn的源极连接；

采样电阻rn一端接地，另一端与该输出驱动器qn的源极连接；

其中，n为大于或等于1的整数。

在一个可行的方案中，请参阅图4，该电路还设有保持电容c、n个第二二极管dn’及放电电阻rf：

该第二二极管dn’串联在该比较器u的反向输出端与该输出驱动器qn的源极之间，其该第二二极管dn’的正极与该输出驱动器qn的源极连接，负极与该比较器u的反相输入端连接；

该放电电阻rf一端与该比较器u的反相输入端连接，另一端接地；

该保持电容c一端与该比较器u的反相输入端连接，另一端接地。

在一个可行的方案中，该电路还包括电阻ra和电阻rb：

该电阻ra一端与该比较器的同相输出端连接，另一端输入该基准电压；

该电阻rb一端与该比较器的同相输出端连接，另一端接地。

在一个可行的方案中，该输出驱动器qn为场效应管。

在一个可行的方案中，该基准电压为5v。

实际应用中，该n个采样电阻及该第一二极管dn的参数根据需要保护的输出驱动器qn确定。

下面通过具体的电路对本实施例进行详细的说明。

当驱动电路为单路输出驱动电路时，n＝1，输出短路检测保护电路的构成请参阅图4。

驱动电路的输出回路中串接采样电阻r1，r1上端的电压信号体现电流值。比较器u的同相输出端设置基准电压，并设定短路电流保护阈值。

驱动电路正常工作时，采样电阻r1上端的采样电压低于设定的保护门限值，比较器u输出高电平，第一二极管d1反相截止，输出短路检测保护电路不动作，对驱动电路无影响。

当驱动电路短路时，r1上端的采样电压增加，超过设定的保护门限值，比较器翻转，输出低电平，第一二极管d1导通，将输出驱动器q1的栅极驱动电压拉低，输出驱动器q1快速关断。

图5所示输出短路检测保护电路在采样电路中，增加了保持电路，主要由第二二极管d1’，保持电容c和放电电阻rf组成。增加保持电路主要有三个作用：

1、采样电压经过保持电路的第二二极管d1’和保持电容c保持，延长保护电路动作时间，减少短路电流导通占空比，降低平均电流，有效保护输出驱动器q1和负载设备；

2、设置放电电阻rf，可以缓慢释放保持电容c的电压，设定保持时间，当电容c的电压释放到略低于基准电压后，比较器u翻转，输出驱动器q1尝试恢复输出，如果短路解除，输出驱动器q1即可正常恢复；如果短路未解除，则再次重复进入保护；

3、由于二次保护时，保持电容c的电压仍然保持在基准电压附近，所以二次保护反应迅速，能有效避免大电流冲击输出驱动器q3。

当驱动电路为三路输出驱动电路时，n＝3，输出短路检测保护电路的构成请参阅图6。

此时，输出短路检测保护电路设置了三个第一二极管(d1、d2、d3)，三个第二二极管(d1’、d2’、d3’)以及三个采样电阻(r1、r2、r3)，其中：

第一二极管d1、比较器u、放电电阻rf、第二二极管d1’以及采样电阻r1构成输出驱动器q1的输出检测保护电路；

第一二极管d2、比较器u、放电电阻rf、第二二极管d2’以及采样电阻r2构成输出驱动器q2的输出检测保护电路；

第一二极管d3、比较器u、放电电阻rf、第二二极管d3’以及采样电阻r3构成输出驱动器q3的输出检测保护电路。

在电路功能上，第一二极管d1、d2、d3和电阻rf组成简易“或”逻辑电路，确保其中任意一个输出电路短路，均可实现短路检测。

具体的，比较器输出通过三个第一二极管d1、d2、d3，分别连接在各路输出驱动器q1、q2、q3的栅极电路上。只要比较器的输出翻转为低电平，可以同时将上述栅极电平强制拉低，关断驱动输出。这几个第一二极管一方面起到隔离比较器u输出电平的作用，另一方面还起到单独设定各路驱动电路的输出的保护电流的作用。

本实施例的输出短路检测保护电路具有如下优点：

1、在每一个输出驱动器的栅极电路上连接一个第一二极管，在每一个输出驱动器的源极上连接一个采样电阻，使多个第一二极管d1、d2、d3和电阻rf组成简易“或”逻辑电路，确保其中任意一个输出电路短路，均可实现短路检测和保护，实现了多路输出保护，并且可以分别灵活设定各路输出保护电路的阈值；

2、由于直接将输出短路检测保护电路与输出驱动器串接，保护对象不再局限于给负载提供电源或功率的电路；

3、检测灵敏，保护迅速；

4、采样电路中，增加保持电路，可以延长保护电路动作时间，减少短路电流导通占空比，降低平均电流，有效保护输出驱动器q1和负载设备，并且设置放电电阻rf，可以缓慢释放保持电容c的电压，设定保持时间，并实现二次保护，能有效避免大电流冲击输出驱动器q3。

以上参照附图说明了本实用新型实施例的优选实施例，并非因此局限本实用新型实施例的权利范围。本领域技术人员不脱离本实用新型实施例的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本实用新型实施例的权利范围之内。