固态直流过流保护电路制造技术

本实用新型专利技术涉及固态直流过流保护电路，直流电源连接续流二极管的负极和负载的一端，负载的另一端经串联的限流电阻和恢复开关与第二NPN三极管的基极相连，第二NPN三极管的集电极通过上拉电阻与直流电源连接、发射极经取样电阻与晶体管类型的开关管的栅极连接，并由开关管的漏极连接至续流二极管的正极和所述负载的另一端，开关管的漏极还与第一NPN三极管的基极连接，第一NPN三极管的发射极连接直流电源的负极、集电极连接开关管的源极，在第一NPN三极管的基极和开关管的源极之间，设有并行的稳压二极管和下拉电阻。本实用新型专利技术结构简单，可适用的电压范围宽，动作时间短，而且可以灵活改变参数根据实际场合重新设计，同时还带有自锁功能。

Solid state DC overcurrent protection circuit

The utility model relates to a solid state DC overcurrent protection circuit, which connects the negative pole of a current diode and one end of the load. The other end of the load is connected with the base of the second NPN triode. The collector of the second NPN triode is connected with the DC power supply through the pull resistance, and the pole is emitters. The sampling resistance is connected to the gate of the transistor type switch tube, and the drain pole of the switch tube is connected to the positive pole of the continuous current diode and the other end of the load. The drain pole of the switch tube is also connected with the base of the first NPN triode. The emitter of the first NPN triode is connected to the source of the DC power supply and the collector connection switch. A parallel voltage stabilizing diode and a pull-down resistor are arranged between the base of the first NPN transistor and the source of the switch tube. The utility model has the advantages of simple structure, wide voltage range, short operation time, and can be flexible to change the parameters according to the actual situation, and also with self locking function.

【技术实现步骤摘要】
固态直流过流保护电路
本技术涉及电路结构，具体的讲是固态直流过流保护电路。
技术介绍
目前有很多电源产品都具有过流保护功能，这体现了过流保护在供电安全中的重要地位，现有的过流保护手段主要有：1.使用空气开关。2.使用带过流保护的开关电源芯片进行电源设计。3.串联保险丝。4串联自恢复保险管。以上的方案存在的缺陷有：1.空气开关：因为是机械结构，所以在跳闸的时候可能产生电弧，因此频繁的保护动作将大大减少空开的寿命。2.使用带过流保护的开关电源芯片进行电源设计：结构复杂，每次设计都需要进行大量的计算。3.串联保险丝：保险丝是一次性使用元件，每次保护动作都会报废，不经济。4自恢复保险管：是传统保险丝很好的代替方案，但是耐压不高，在高电压大功率场合很受限制。总体来说，以上的方案都存在灵活性不高的问题，每改变一次参数都要进行重新设计，甚至更换不同型号的元件，给使用者带来了极大的不便。
技术实现思路
本技术提供了一种固态直流过流保护电路，结构简单，可适用的电压范围宽，并可灵活改变参数以及带有自锁功能。本技术的固态直流过流保护电路，直流电源的正极连接续流二极管的负极和负载的一端，负载的另一端经串联的限流电阻和恢复开关与第二NPN三极管的基极相连，第二NPN三极管的集电极通过上拉电阻与直流电源的正极连接，第二NPN三极管的发射极经取样电阻与晶体管类型的开关管的栅极连接，并由开关管的漏极连接至续流二极管的正极和所述负载的另一端，开关管的漏极还与第一NPN三极管的基极连接，第一NPN三极管的发射极连接直流电源的负极、集电极连接开关管的源极，在第一NPN三极管的基极和开关管的源极之间，设有并行的稳压二极管和下拉电阻。本技术由于没有使用储能元件(电感和电容)，因此能够很方便制造成集成电路，其优点包括：1.结构简单，可靠性高。2.重新设计时，计算参数容易，主要考虑电路的功耗，改变保护电流额定值只需要改变取样电阻的阻值。3.每次设计都可以应用于较宽的电压范围。4.因为功率元件使用的是晶体管，响应速度快，不会出现机械结构的打火情况，使用寿命长。5.不需要单独的控制电路的电源。进一步的，在第一NPN三极管的基极和开关管的漏极之间串联有保护指示灯和LED限流电阻，在过压保护时能够通过保护指示灯的点亮进行提示。优选的，所述的开关管为MOSFET晶体管(金氧半场效晶体管)或IGBT晶体管(绝缘栅双极型晶体管)。进一步的，所述的开关管为N沟道绝缘栅型的MOSFET晶体管或IGBT晶体管。进一步的，负载为可调电阻，也可以是任何形式的负载。本技术的固态直流过流保护电路，结构简单，可适用的电压范围宽，动作时间短，而且可以灵活改变参数根据实际场合重新设计，同时还带有自锁功能。以下结合实施例的具体实施方式，对本技术的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本技术上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本技术上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本技术的范围内。附图说明图1为本技术固态直流过流保护电路的电路示意图。具体实施方式如图1所示本技术的固态直流过流保护电路，直流电源U1的正极连接续流二极管D1的负极和负载R6的一端。负载R6可以为可调电阻，负载R6的另一端经串联的限流电阻R5和恢复开关S1与第二NPN三极管Q2的基极相连，第二NPN三极管Q2的集电极通过上拉电阻R4与直流电源U1的正极连接。恢复开关S1选用常闭无自锁开关，作用为按下时恢复保护电路的导通。第二NPN三极管Q2的发射极经取样电阻R1与MOSFET晶体管或IGBT晶体管类型的开关管Q3的栅极连接，并由开关管Q3的漏极连接至续流二极管D1的正极和所述负载R6的另一端。上拉电阻R4作为开关管Q3的上拉电阻，为开关管Q3提供栅极驱动电压。开关管Q3的漏极通过串联的保护指示灯LED1和LED限流电阻R2与第一NPN三极管Q1的基极连接。取样电阻R1的大小根据保护电流而定，也可以使用可调电阻。第一NPN三极管Q1的发射极连接直流电源U1的负极、集电极连接开关管Q3的源极，在第一NPN三极管Q1的基极和开关管Q3的源极之间，设有并行的稳压二极管D2和下拉电阻R3。下拉电阻R3作为Q3的下拉电阻，使电路刚通电时开关管Q3的栅极电压为0，开关管Q3为关闭(高阻)状态。第一NPN三极管Q1和第二NPN三极管Q2可以选择的型号有S8050、SS8050、2N222等。续流二极管D1的作用是防止开关管Q3被击穿，可选用耐压大于额定电压的快恢复二极管或肖特基二极管。电路初始接通电源U1时，因为下拉电阻R3的作用，开关管Q3的栅极电压为0，此时开关管Q3为关闭(高阻)状态，电源电压大部分施加在开关管Q3的两端，此时限流电阻R5两端的电压与开关管Q3两端的电压相差不大，所以第二NPN三极管Q2的基极有电流通过，因为三极管的放大作用，流过上拉电阻R4的电流通过第二NPN三极管Q2被释放掉，开关管Q3的栅极保持低电位，开关管Q3不会导通，同时保护指示灯LED1发光。需要电路为导通、无需保护状态时，按下恢复开关S1时第二NPN三极管Q2基极不再有电流，第二NPN三极管Q2被关断，因为按下恢复开关S1的动作时间是毫秒级的，有足够的时间让电源U1通过上拉电阻R4给开关管Q3的栅极寄生电容充电，使开关管Q3导通。开关管Q3导通后，开关管Q3两端的电压基本降为0，此时保护指示灯LED1熄灭，按下恢复开关S1后限流电阻R5的两端也无电压，所以第二NPN三极管Q2将维持关闭状态，于是电路被锁定为导通状态。当电流大于保护的额定电流后，取样电阻R1两端的电压大于第一NPN三极管Q1的导通电压，第一NPN三极管Q1迅速导通，将开关管Q3栅极的电压拉低，开关管Q3关闭，开关管Q3两端的电压近似电源电压，限流电阻R5再次有电流通过，第二NPN三极管Q2导通，保持开关管Q3栅极的低电位，保护指示灯LED1发光，取样电阻R1两端的电压降为0，第一NPN三极管Q1关闭，但电路仍然处于关断状体，说明电路被锁定为关断状态。当故障解除或负载的功率小于额定值时，按下恢复开关S1，将解除第二NPN三极管Q2的导通状态，开关管Q3再次导通，恢复电路正常的导通状态。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.固态直流过流保护电路，其特征为：直流电源(U1)的正极连接续流二极管(D1)的负极和负载(R6)的一端，负载(R6)的另一端经串联的限流电阻(R5)和恢复开关(S1)与第二NPN三极管(Q2)的基极相连，第二NPN三极管(Q2)的集电极通过上拉电阻(R4)与直流电源(U1)的正极连接，第二NPN三极管(Q2)的发射极经取样电阻(R1)与晶体管类型的开关管(Q3)的栅极连接，并由开关管(Q3)的漏极连接至续流二极管(D1)的正极和所述负载(R6)的另一端，开关管(Q3)的漏极还与第一NPN三极管(Q1)的基极连接，第一NPN三极管(Q1)的发射极连接直流电源(U1)的负极、集电极连接开关管(Q3)的源极，在第一NPN三极管(Q1)的基极和开关管(Q3)的源极之间，设有并行的稳压二极管(D2)和下拉电阻(R3)。

【技术特征摘要】
1.固态直流过流保护电路，其特征为：直流电源(U1)的正极连接续流二极管(D1)的负极和负载(R6)的一端，负载(R6)的另一端经串联的限流电阻(R5)和恢复开关(S1)与第二NPN三极管(Q2)的基极相连，第二NPN三极管(Q2)的集电极通过上拉电阻(R4)与直流电源(U1)的正极连接，第二NPN三极管(Q2)的发射极经取样电阻(R1)与晶体管类型的开关管(Q3)的栅极连接，并由开关管(Q3)的漏极连接至续流二极管(D1)的正极和所述负载(R6)的另一端，开关管(Q3)的漏极还与第一NPN三极管(Q1)的基极连接，第一NPN三极管(Q1)的发射极连接直流电源(U1)的负极、集电极连接开关管(Q...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晨，于娟，白浪，王磊，
申请(专利权)人：攀枝花学院，
类型：新型
国别省市：四川,51