一端与三极管Q2的发射极相连，并接输出电压的正极；输出电压的负极接地；电 阻R2的另一端与R3的一端、三极管Q2的基极相连；三极管Q1的基极与三极管Q2的集电 极，电流源的正极相连；电压源的负极，电流源的负极，电阻R3的另一端接地；传统截流型 保护电路的接地端分压电阻为电阻R3。
[0022] 当J3开关闭合，J1开关断开时为传统截流型保护电路。当J1开关闭合，J3开关 断开时为基于忆阻器的截流型保护电路。
[0023] 对于传统型截流型保护电路，正常运行时，Q2的UBE2小于导通电压Um，所以Q2截 止。当输出电流增大时，会导致U1的电位上升，通过R2，R3的分压，使得Q2基极电压U B2的 电位也上升。当输出电流增大到阀值时，Q2导通，对调整管Q1的基极电流进行分流，使得 输出电流减少，从而导致输出电压％减少，U BE2进一步增大，导致Q2的电流进一步增大，对 Q1的分流也增大，这便是传统截流型保护电路的正反馈过程。
[0024] 基于忆阻器的保护电路的保护过程与传统型大致一样，但是当U1的电位上升，通 过R 2,R3分压时，由于此时的R 3被替换成了忆阻器，其阻值会随着电流增大而增大。这会使 得与忆阻器一端相连的Q2基极电压UB2的电位上升比传统型更快，U BE2更快导通，同时Q2的 分流作用也会更强烈，相同阀值的情况下，输出电流降低的速度更快。
[0025] 采用Multisim进行仿真，为了观察其过电流保护是否有效，在正常运行时，将输 出电压接地，这时候输出电流便会突然增大，当达到其阀值时，电流开始降低到其最小值。 同时由于示波器只能观察电压波形，为了观察输出电流的变化，用示波器接在1K的采样电 阻上，由于电阻不改变相位值，所以其电压和电流波形图是一样的。通过开关J2将输出电 压接地，开关断开为正常运行，开关闭合为过电流运行。
[0026] 从图2和图3可以看出，基于忆阻器的保护电路和传统型保护电路在过电流前后 的各支路电流值基本一样，这说明当输出电压降为零时，最后稳定的输出电流是一样的。但 其过程却不一样。从输出电流的波形变换图可以看出，输出电压接地瞬间，输出电流都会急 剧上升，但是基于忆阻器的保护电路的超调量更大，这说明基于忆阻器的保护电路的阀值 更高。因为当输出电压接地时，输出电流先是急剧上升到阀值，然后再回落到稳定值。对于 同样的稳定值和分流效果，阀值更高意味着电流能减少值更大。反过来说，通过调节，使得 忆阻器和电阻对应的阀值一样时，忆阻器的电流也将减少到更小的值，起到更好的保护作 用。
[0027]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于忆阻器的截流型过电流保护电路，其特征在于：用忆阻器替代传统截流型 保护电路的接地端分压电阻，从而更快速的提高保护电路三极管的基极电压，其中忆阻器 作为一个二端元件，一端接到三极管基极上，另一端接地。2. 根据权利要求1所述的基于忆阻器的截流型过电流保护电路，其特征在于：所述的 传统截流型保护电路的具体构造为：电压源正端接三极管Ql的集电极，三极管Ql的发射极 与电阻R2,电阻R15的一端相连；电阻R15的另一端与Rl的一端相连；电阻Rl的另一端 与三极管Q2的发射极相连，并接输出电压的正极；输出电压的负极接地；电阻R2的另一端 与R3的一端、三极管Q2的基极相连；三极管Ql的基极与三极管Q2的集电极，电流源的正 极相连；电压源的负极，电流源的负极，电阻R3的另一端接地；传统截流型保护电路的接地 端分压电阻为电阻R3。3. 根据权利要求1所述的基于忆阻器的截流型过电流保护电路，其特征在于：所述的 基于忆阻器的截流型过电流保护电路具体构造为：电压源正端接三极管Ql的集电极，三极 管Ql的发射极与电阻R2,电阻R15的一端相连；电阻R15的另一端与Rl的一端相连；电 阻Rl的另一端与三极管Q2的发射极相连，并接输出电压的正极；输出电压的负极接地；电 阻R2的另一端与电阻R5、R4、R8的一端，三极管Q2的基极，运算放大器UlO的正极输入端 相连；三极管Ql的基极与三极管Q2的集电极，电流源的正极相连；电压源的负极，电流源 的负极；电阻R4的另一端与电容Cl的一端接地；电容Cl的另一端与运算放大器UlO的负 极输入端相连；运算放大器UlO的输出端与运算放大器U12的负极输入端，电阻R7的一端 相连；运算放大器U12的正极输入端接地；运算放大器U12的输出端与电阻R7的另一端，乘 法器A2的两个输入端相连；乘法器A2的输出端与乘法器A3的Y输入端相连；电阻R5的另 一端与运算放大器Ull的负极输入端，电阻R6的一端相连；运算放大器Ull的正极输入端 接地；运算放大器Ull的输出端与电阻R6的另一端接乘法器A3的X输入端；乘法器A3的 输出端与电阻RlO的一端相连；电阻RlO的另一端与电阻R11、电阻R12的一端，运算放大 器U14的负极输入端相连；运算放大器U14的正极端接地；运算放大器U14的输出端与电阻 R12的另一端相连；电阻Rll的另一端与运算放大器U13的输出端，电阻R9的一端相连， 电阻R9的另一端与电阻R8的另一端，运算放大器U13的负极输入端相连；运算放大器U13 的正极输入端接地。
【专利摘要】本发明公开了一种基于忆阻器的截流型过电流保护电路，其特征在于：用忆阻器替代传统截流型保护电路的接地端分压电阻，从而更快速的提高保护电路三极管的基极电压，其中忆阻器作为一个二端元件，一端接到三极管基极上，另一端接地。本发明的过流保护电路，能有更高的阀值，从而降低电路的灵敏度，防止了电路的误触发，且响应时间更快。
【IPC分类】H02H9/02
【公开号】CN104934955
【申请号】CN201510308662
【发明人】谭斌冠, 陈艳峰, 张波
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月8日