本发明属于过流保护电路,具体涉及一种低成本、高响应速度过流保护电路。
背景技术:
1、在电子设备中,过流保护是一项重要的安全措施,用于防止电路因过大电流而损坏。现有技术中,常用的过流保护器件包含过流保护芯片、保险丝,但使用过流保护芯片或保险丝都存在一定的局限性。采用过流保护芯片进行过流保护时,虽然可以实现精确的电流控制,但其保护电流范围较小,难以满足大电流应用的需求。更重要的是,过流保护芯片的成本较高,在一些对成本敏感的应用场景中使用受到限制。采用保险丝进行过流保护时,保险丝的成本相对较低,但使用保险丝响应时间一般为8~20s,存在响应速度慢的问题。当电路中出现过流情况时,保险丝需要一定的时间才能熔断,这个延迟可能导致电路中的其他元件在保险丝熔断之前就已经受到损害。此外,保险丝的保护精度不高,难以实现精确的电流控制,这可能导致过度保护或保护不足的情况,影响电路的正常工作。
2、这些现有技术的缺陷使得电子设备面临着过流保护效果不佳、成本控制困难等问题。因此,开发一种既能保证高响应速度和精确保护,又能控制成本的过流保护方案成为电子电路设计中的一个重要课题。
技术实现思路
1、本发明的目的是解决传统过流保护方案过流保护效果不佳、成本高的问题,提供一种低成本、高响应速度过流保护电路。
2、为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:
3、一种低成本、高响应速度过流保护电路,其特征在于,包括dcdc电路、功放电路、低功耗电路中的一种,所述过流保护电路中设置有限流电阻,所述限流电阻连接在电源和芯片之间,通过设置所述限流电阻的额定功率和电阻值组成限流值,以实现对电路的保护。
4、在上述的技术方案中,过流保护电路为设置在dcdc电路、功放电路、低功耗电路中的一种,通过在电源和芯片之间设置限流电阻来实现过流保护,限流电阻根据供电电压、后续电路工作电压范围要求设置额定功率和电阻值,额定功率和阻值组成了限流值,当电路过流了会超过限流电阻额定功率,限流电阻瞬间会烧断损坏,后级电路断开,后级电路不会坏,从而实现对电路的保护,过流保护电阻随着后级电路短路功能异常返厂维修即可,无明显增加维护费用。
5、本发明的技术方案通过采用限流电阻的方式,限流电阻的作用是限制通过电路的电流,选择额定功率和电阻值组成限流值,可以在电流突然增大时快速响应并限制电流,从而保护电路中的芯片不受过流损害,使用限流电阻进行过流保护的响应时间为ms或us级别,电阻价格为0.2-2分钱,解决了过流保护芯片成本高、保险丝响应速度慢的问题,限流电阻的使用不仅降低了整体成本,而且提高了过流保护的响应速度和精度,从而有效地保护了电路中的芯片,避免了因过流而导致的电路损伤。限流电阻的选择和配置可以根据不同电路的需求进行调整,以实现低成本和高响应速度的过流保护效果。本发明利用电阻功率特性,应用于宽电压输入电路、高压输入电路过流保护。
6、作为本发明的优选方案,所述限流电阻电阻值的设置需要考虑压降,考虑在电路中增加所述限流电阻带来的纹波影响。限流电阻电阻值不能随意选择,在电路中增加限流电阻会造成压降,造成后级电路工作异常,其中纹波涉及到后面电路可接受范围、后面电路动态电流情况。
7、作为本发明的优选方案,在dcdc电路中,所述电源为第一直流电源,所述芯片为直流转换芯片,所述第一直流电源的正极连接所述限流电阻r1,所述限流电阻r1的另一端连接所述直流转换芯片的输入电压接口,第二电阻r2和第三电阻r3串联后一端与所述直流转换芯片的输入电压接口连接,所述第二电阻r2和所述第三电阻r3串联后的另一端接地,且所述直流转换芯片接地,所述第二电阻r2和所述第三电阻r3之间的连接点与所述直流转换芯片的en口连接。在dcdc电路中,限流电阻连接在第一直流电源和直流转换芯片之间,对直流转换芯片的有效过流保护,其中限流电阻r1实现对输入电流的有效控制,防止过大的电流进入直流转换芯片,第二电阻r2和第三电阻r3的串联结构则进一步稳定了输入电压,防止电压波动对直流转换芯片的影响,且通过连接en口实现了对直流转换芯片的控制,在过流情况下迅速响应,切断电源,保护芯片,从而提高过流保护的响应速度和准确性。
8、作为本发明的优选方案,在功放电路中,所述电源为第二直流电源,所述芯片为功放芯片,所述第一直流电源的正极连接所述限流电阻r1,所述限流电阻r1的另一端连接所述功放芯片的输入电压接口;第四电阻r4和第五电阻r5串联后一端与所述功放芯片的输入电压接口连接,所述第四电阻r4和所述第五电阻r5串联后的另一端接地,且所述功放芯片接地,所述第四电阻r4和所述第五电阻r5之间的连接点与所述功放芯片的sd口连接。在功放电路中,通过在电源与功放芯片之间串联限流电阻r1,限制流经功放芯片的电流,防止过流对功放芯片造成损害,第四电阻r4和第五电阻r5通过串联和接地的方式,稳定功放芯片的工作状态,并通过sd口实现过流保护的控制,实现对功放芯片的有效保护。
9、作为本发明的优选方案,所述功放芯片为tpa3110d1,输出功率为15w。通过使用特定型号的功放芯片和设定其输出功率,确保在过流情况下能够有效保护电路,避免损坏。
10、作为本发明的优选方案,所述限流电阻的电阻值小于1ω。对于dcdc电路或功放电路,可以选择较小阻值的限流电阻,以保证电路的正常工作。优选地,所述限流电阻的电阻值为0.3~0.8ω,以进一步优化电路的保护效果和响应速度。
11、作为本发明的优选方案,所述限流电阻的封装规格为0805、1206或1812装 。0805封装的尺寸标准为2.0mm*1.25mm*0.5mm,即长宽高分别为2毫米、1.25毫米和0.5毫米,1206封装的尺寸标准为3.2mm*1.6mm*0.5mm,1812封装的尺寸标准为4.5mm*3.2mm。上述的封装形式具有良好的散热性能和机械强度,确保电路设计的灵活性和兼容性,通过选择不同的封装形式来满足不同电路环境的需求,以确保限流电阻在工作过程中不会因过热而失效。
12、作为本发明的优选方案,在低功耗电路中,所述限流电阻连接在所述电源和所述芯片之间,所述芯片为hym8563。在低功耗电路中,限流电阻连接在电源和hym8563芯片之间,通过选择合适的限流电阻,可以有效减少电路的功耗。
13、作为本发明的优选方案,所述限流电阻的电阻值为400~1200ω。而对于低功耗电路,则可以选择较大阻值的限流电阻,以减少功耗,限流电阻的电阻值范围为400~1200ω,这一范围能够在不同电流条件下,既提供有效的过流保护,又不显著增加电路的功耗。
14、作为本发明的优选方案,所述限流电阻的封装规格为0603或0402。0603封装的尺寸标准为1.6mm*0.8mm,0402封装的尺寸标准为1.0mm*0.5mm,这种封装形式具有体积小、安装方便的特点,适用于空间受限的低功耗电路。
15、与现有技术相比,本发明的有益效果:
16、1、本技术提供的一种低成本、高响应速度过流保护电路,包括dcdc电路、功放电路、低功耗电路中的一种,过流保护电路中设置有限流电阻,限流电阻连接在电源和芯片之间,限流电阻根据供电电压、后续电路工作电压范围要求设置额定功率和电阻值,额定功率和阻值组成了限流值。通过在电源和芯片之间设置限流电阻,从而实现过流保护,能够在保证电路安全的同时,降低过流保护的成本,并提高响应速度,具有成本低、响应速度快、保护精度高的优点。
17、2、本发明过流保护电路通过合理设计限流电阻的参数和连接方式,结构简单,成本低,而且能够提供高效的过流保护,限流电阻在不同电路中的应用可以根据实际需求进行调整和优化,从而达到最佳的保护效果,具有良好的适用性和灵活性。