一种支持输出短路保护的负载开关电路的制作方法

1.本发明属于电源技术领域，具体涉及一种支持输出短路保护的负载开关电路。


背景技术：

2.在计算机供电系统中，经常会有电源通过开关给设备进行加电断电的电路，设备需要工作时，将关闭合；设备不需要工作时，开关断开，此处开关被称为负载开关。根据以往常用设计，负载开关一般选用继电器，带继电器的负载开关电路简单，容易实现，但是存在一定的局限性，采用继电器的负载开关适合输出电流小的场合，如果输出电流很大，就会损坏继电器，如果选用初级线圈电流能力较大的继电器，则继电器的体积同时也会很大，另外继电器也需要很好的散热条件以及继电器自身存在的吸合次数限制，均限制了继电器的应用范围。
3.近些年应用mos管作为负载开关的电路在广泛应用，mos管作为负载开关的电路结构并不复杂，常用的设计是将p沟道mos管串入输入正线上，给mos管加上一个驱动信号，实现对输出的上电和下电的控制。mos管构成的负载开关体积小，可以实现较大输出电流能力，但是当输出短路的时候，mos管两端承受很大电流，极容易击穿短路，从而导致输入源短路，影响其他设备正常工作。
4.因此有必要设计一种当输出短路后，不会导致mos管损坏的负载开关，从而保证电子器件的安全性和可靠性。


技术实现要素：

5.(一)要解决的技术问题
6.本发明要解决的技术问题是如何提供一种支持输出短路保护的负载开关电路，以解决mos管作为负载开关时，当输出短路的时候，mos管两端承受很大电流，极容易击穿短路，从而导致输入源短路，影响其他设备正常工作的问题。
7.(二)技术方案
8.为了解决上述技术问题，本发明提出一种支持输出短路保护的负载开关电路，该负载开关电路包括：mos管、使能电路、驱动电路和反馈电路，mos管作为负载开关位于输入、输出之间，mos管的源极连接输入，漏极连接输出，使能电路连接驱动电路，反馈电路连接到驱动电路和输出，驱动电路连接mos管的栅极用于提供驱动信号；当输入供电和使能电路开启后，mos管驱动信号为低电平，mos管闭合，电流经过mos管流向输出端；当输出出现故障短路时，反馈电路关断驱动电路，mos管驱动信号为高电平，mos管不工作断开，输入无法通过mos管向输出提供电流；当输出短路解除后，mos管驱动信号再次为低电平，输出正常。
9.进一步地，输入为vi，输出为vo，连接输入vi和输出vo的mos管为q1，使能电路包括：三极管q2，驱动电路包括：三极管q3，反馈电路包括：三极管q4。
10.进一步地，mos管q1采用p沟道mos管，具有栅极、源极和漏极三个接点。
11.进一步地，三极管q2、q3、q4均具有基极、集电极和发射极三个接点。
12.进一步地，三极管q3采用npn型三极管。
13.进一步地，三极管q2、q4采用pnp型三极管。
14.进一步地，mos管q1的源极在结点m1连接到输入vi，漏极在结点m3连接到输出vo；三极管q2的发射极在结点m4连接到输入vi，基极通过电阻r3连接到使能输入on/off端，集电极在结点m6连接电阻r5的一端和驱动电阻r4的一端，电阻r5的另一端接地；驱动电阻r4的另一端在结点m7连接到三极管q3的基极和三极管q4的发射极；三极管q3的发射极接地，集电极在结点m2连接mos管q1的栅极；m2与m2之间连接电阻r1；三极管q4的基极在结点m8通过电阻r2连接到m3，集电极接地。
15.进一步地，当输入vi加电，on/off端低电平时，三极管q2集电极与发射极导通，结点m6为高电平，经过驱动电阻r4后，结点m7为高电平，三极管q3集电极与发射极导通，结点m2电平比结点m1电平低，此时mos管q1导通，电流经过mos管流向输出vo。
16.进一步地，当输出短路时，即输出vo与gnd短接，m8电压为低电平，m7电平比m8电平高，三极管q4的be结正偏，三极管q4导通，结点m7电平被拉到低电平，三极管q3不导通，结点m2和结点m1电平相同，mos管q1截止不导通。
17.进一步地，当输出短路解除后，m8电压为高电平，三极管q4不导通，结点m7恢复高电平，三极管q3导通，mos管驱动信号再次为低电平，输出正常。
18.(三)有益效果
19.本发明提出一种支持输出短路保护的负载开关电路，本发明提供一种输出短路保护负载开关电路，通过输出短路信号反馈控制mos管的驱动电路，实现对负载开关mos管的控制，从而切断用电设备的供电电路，最终保护开关管的安全工作，采用mos管的输出短路保护负载开关电路具有体积小、损耗小、成本低、寿命高、电流大、安全性高等优点，降低了电子元器件的损坏概率，提高了计算机产品的安全性和可靠性。
附图说明
20.图1为本发明的工作框图；
21.图2为本发明的负载开关原理图。
具体实施方式
22.为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
23.本发明的目的在于采用分立器件，通过检测输出电压信号，在电路发生故障时，断开总电源，直至故障解除，再一次通电后，恢复正常工作状态。
24.如图1所示为整机工作框图，本发明的支持输出短路保护的负载开关电路，包括mos管、使能电路、驱动电路和反馈电路，mos管作为负载开关位于输入、输出之间，mos管的源极连接输入，漏极连接输出，使能电路连接驱动电路，反馈电路连接到驱动电路和输出，驱动电路连接mos管的栅极用于提供驱动信号；当输入供电和使能电路开启后，mos管驱动信号为低电平，mos管闭合，电流经过mos管流向输出端，当输出出现故障短路时，反馈电路关断驱动电路，mos管驱动信号为高电平，mos管不工作断开，输入无法通过mos管向输出提供电流，当输出短路解除后，mos管驱动信号再次为低电平，输出正常。
25.为了实现上述功能，本发明提供了一种输出短路时将开关mos管断开的一种电路，如图2所示为负载开关电路图，主要包括输入vi，输出vo，连接输入vi和输出vo的mos管q1，使能电路三极管q2，驱动电路三极管q3，反馈电路三极管q4。
26.其中，mos管q1采用p沟道mos管，具有栅极、源极和漏极三个接点。三极管q2、q3、q4均具有基极、集电极和发射极三个接点，其中，三极管q3采用npn型三极管，三极管q2、q4采用pnp型三极管。
27.mos管q1的源极在结点m1连接到输入vi，漏极在结点m3连接到输出vo；
28.三极管q2的发射极在结点m4连接到输入vi，基极通过电阻r3连接到使能输入on/off端，集电极在结点m6连接电阻r5的一端和驱动电阻r4的一端，电阻r5的另一端接地；驱动电阻r4的另一端在结点m7连接到三极管q3的基极和三极管q4的发射极；三极管q3的发射极接地，集电极在结点m2连接mos管q1的栅极；m2与m2之间连接电阻r1；三极管q4的基极在结点m8通过电阻r2连接到m3，集电极接地。
29.使能电路中，当输入vi加电，on/off端低电平时，三极管q2集电极与发射极导通，结点m6为高电平，经过驱动电阻r4后，结点m7为高电平，三极管q3集电极与发射极导通，结点m2电平比结点m1电平低，此时mos管q1导通，电流经过mos管流向输出vo。
30.当输出短路时，即输出vo与gnd短接，m8电压为低电平，m7电平比m8电平高，三极管q4的be结(基极、发射极形成be结)正偏，三极管q4导通，结点m7电平被拉到低电平，三极管q3不导通，结点m2和结点m1电平相同，mos管q1截止不导通。
31.当输出短路解除后，m8电压为高电平，三极管q4不导通，结点m7恢复高电平，三极管q3导通，mos管驱动信号再次为低电平，输出正常。
32.本发明提供一种输出短路保护负载开关电路，通过输出短路信号反馈控制mos管的驱动电路，实现对负载开关mos管的控制，从而切断用电设备的供电电路，最终保护开关管的安全工作，采用mos管的输出短路保护负载开关电路具有体积小、损耗小、成本低、寿命高、电流大、安全性高等优点，降低了电子元器件的损坏概率，提高了计算机产品的安全性和可靠性。
33.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。