保护电路.pdf

摘要
申请专利号：	CN200910307304.1	申请日：	2009.09.18
公开号：	CN102025122A	公开日：	2011.04.20
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H02H 3/08申请公布日:20110420\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):H02H 3/08申请日:20090918\|\|\|公开
IPC分类号：	H02H3/08	主分类号：	H02H3/08
申请人：	鸿富锦精密工业（深圳）有限公司; 鸿海精密工业股份有限公司
发明人：	黄永兆
地址：	518109 广东省深圳市宝安区龙华镇油松第十工业区东环二路2号
优先权：
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内容摘要

一种保护电路，包括一晶闸管、一三极管以及一第一至第四电阻，所述晶闸管的阳极用于接收一电源，阴极通过所述第一电阻之后用于输出电压至一负载，门极通过所述第二电阻与所述电源相连；所述三极管的基极通过所述第三电阻与所述晶闸管的阴极相连，还通过所述第四电阻接地，集电极与所述电源相连，发射极与所述负载相连。上述保护电路可同时起到过流保护作用和短路保护作用。

权利要求书

1：一种保护电路，包括一晶闸管、一三极管以及一第一至第四电阻，所述晶闸管的阳极用于接收一电源，阴极通过所述第一电阻之后用于输出电压至一负载，门极通过所述第二电阻与所述电源相连；所述三极管的基极通过所述第三电阻与所述晶闸管的阴极相连，还通过所述第四电阻接地，集电极与所述电源相连，发射极与所述负载相连；所述负载的额定电流值 IMax 满足以下关系：其中 VBE(Max) 为所述三极管的基极与发射极之间的电压差的最大值， VOUT 为负载的电压值， R1、 R3 以及 R4 分别为第一、第三以及第四电阻的阻值。
2：一种保护电路，包括一第一三极管、一第二三极管以及一第一至第四电阻，所述第一三极管的集电极用于接收一电源，发射极通过所述第一电阻之后用于输出电压至一负载，基极通过所述第二电阻与所述电源相连；所述第二三极管的基极通过所述第三电阻与所述第一三极管的发射极相连，还通过所述第四电阻接地，集电极与所述第一三极管的基极相连，发射极与所述负载相连；所述负载的额定电流值 IMax 满足以下关系：其中 VBE(Max) 为所述第二三极管的基极与发射极之间的电压差的最大值， VOUT 为负载的电压值， R1、 R3 以及 R4 分别为第一、第三以及第四电阻的阻值。

说明书

保护电路
    【技术领域】
     本发明涉及一种保护电路，特别涉及一种可以同时提供过流保护及短路保护的电路。背景技术很多负载都分别设计了过流保护电路和短路保护电路，当电流超过负载的额定电流或者负载短路时，电流保护电路或者短路保护电路将会分别使得负载自动断电，从而得以保护负载。但是，将过流保护电路和短路保护电路分开设计一方面将增大负载的体积，另一方面还增加了负载的设计成本。
     发明内容鉴于以上内容，有必要提供一种同时具有过流保护和短路保护的电路。
     一种保护电路，包括一晶闸管、一三极管以及一第一至第四电阻，所述晶闸管的阳极用于接收一电源，阴极通过所述第一电阻之后用于输出电压至一负载，门极通过所述第二电阻与所述电源相连；所述三极管的基极通过所述第三电阻与所述晶闸管的阴极相连，还通过所述第四电阻接地，集电极与所述电源相连，发射极与所述负载相连；
     所述负载的额定电流值 IMax 满足以下关系：其中 VBE(Max) 为所述三极管的基极与发射极之间的电压差的最大值，VOUT 为负载的电压值， R1、 R3 以及 R4 分别为第一、第三以及第四电阻的阻值。
     一种保护电路，包括一第一三极管、一第二三极管以及一第一至第四电阻，所述第一三极管的集电极用于接收一电源，发射极通过所述第一电阻之后用于输出电压至一负载，基极通过所述第二电阻与所述电源相连；所述第二三极管的基极通过所述第三电阻与所述第一三极管的发射极相连，还通过所述第四电阻接地，集电极与所述第一三极管的基极相连，发射极与所述负载相连；所述负载的额定电流值 IMax 满足以下关系：其中 VBE(Max) 为所述第二三极管的基极与发射极之间的电压差的最大值， VOUT 为负载的电压值， R1、 R3 以及 R4 分别为第一、第三以及第四电阻的阻值。
     上述保护电路通过三极管控制晶闸管或另一三极管的导通或者断开，从而起到过流保护作用；同时还通过将三极管的基极与两电阻之间的节点相连，使得保护电路在负载没有短路时所能输出的最大电流值大于负载断路时所能输出的最大电流值，从而起到短路保护作用。附图说明
     下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述。图 1 为本发明保护电路的第一较佳实施方式与负载相连的电路图。图 2 为本发明保护电路的第二较佳实施方式与负载相连的电路图。具体实施方式
     请参考图 1，本发明保护电路的第一较佳实施方式包括一晶闸管 SCR、一三极管 Q1 及四个电阻 R1-R4。所述保护电路同时具有过流保护以及短路保护的功能。
     所述晶闸管 SCR 的阳极作为整个保护电路的输入端，用于接收电源 V 的输入电压；阴极通过电阻 R1 连接到负载 RL，用于输出电压至负载 RL ；门极通过电阻 R2 与整个保护电路的输入端相连。
     所述晶闸管 SCR 的阴极还通过电阻 R3 与三极管 Q1 的基极相连，所述三极管 Q1 的基极还通过电阻 R4 接地，集电极与整个保护电路的输入端相连，发射极连接电阻 R1 与负载 RL 之间的节点。其中，晶闸管 SCR 的阴极、电阻 R3 以及电阻 R1 的节点为 M 点，电阻 R1、三极管 Q1 的发射极以及负载 RL 的节点为 N 点，N 点为整个保护电路的输出端。
     当保护电路正常工作时，晶闸管 SCR 导通，来自输入端的电压通过晶闸管 SCR 以及电阻 R1 之后输出给负载 RL，即使得负载 RL 得以正常工作。当负载 RL 的电流增大到超过规定的允许值 ( 即负载 RL 的额定电流值 IMax) 时，电阻 R1 上的电压差将会使得 M 点的电压经过电阻 R3 和 R4 分压之后与 N 点的电压差大于 0.7V，此时，三极管 Q1 导通，从而使得晶闸管 SCR 阳极和阴极之间的电压差降低到小于晶闸管 SCR 的维持电压，此时，所述晶闸管 SCR 关断，从而切断直流电路，电源 V 不再输出至负载 RL，起到保护后部负载 RL 的作用。
     下面将对保护电路的短路保护原理进行阐述：
     假设负载 RL 的电流为 IL，负载 RL 的电压为 VOUT，则保护电路中 M 点的电压为：
     VM ＝ ILR1+VOUT ；
     而三极管 Q1 的基极电压为：
     4三极管 Q1 的发射极电压为： VE ＝ VOUT ；所以三极管 Q1 的基极与发射极之间的电压差为：假设则 VBE ＝ K(ILR1+VOUT)-VOUT ＝ KILR1+VOUT(K-1) ；进一步可得： KILR1 ＝ VBE-VOUT(K-1) ；CN 102025122 A CN 102025136 A
     说明书3/4 页当负载 RL 短路时，其电压 VOUT 等于零，那么此时保护电路的输出端输出的电流为：
     也就是说，当负载 RL 短路时，保护电路的输出端输出的电流的最大值当负载 RL 没有短路时，保护电路的输出端输出的电流为：也就是说，当负载 RL 没有短路时，输出端输出的电流的最大值由于 K 小于 1，显然可知负载 RL 没有短路时保护电路的输出端输出的最大电流值肯定大于负载 RL 短路时保护电路的输出端输出的最大电流值。
     在保护电路中，设定当负载 RL 没有短路时保护电路的输出端所能输出的最大电同时，根据上述流值等于负载 RL 的额定电流值 IMax，即推论可知，负载 RL 短路时保护电路的输出端所能输出的最大电流值 ISL(Max) 明显小于负载 RL 没有短路时保护电路的输出端所能输出的最大电流值 IL(Max)，即负载 RL 短路时保护电路的输出端所能输出的最大电流值 ISL(Max) 明显小于负载 RL 的额定电流值 IMax。也就是说，即便是负载 RL 短路，保护电路的输出端所输出的电流值也小于负载 RL 的额定电流值。因此，所述保护电路可以在负载 RL 短路时起到保护负载 RL 不被烧毁的作用。
     请参考图 2，本发明保护电路的第二较佳实施方式包括三极管 Q1、电阻 R1-R4 及另一三极管 Q2，其中第二较佳实施方式与第一较佳实施方式的区别在于用三极管 Q2 替代所述晶闸管 SCR。所述三极管 Q2 的发射极与 M 点相连；集电极与电源 V 相连；基极通过电阻 R2 与电源 V 相连，还与所述三极管 Q1 的集电极相连。
     当保护电路正常工作时，三极管 Q2 导通，来自保护电路输入端的电压通过三极管 Q2 以及电阻 R1 之后输出给负载 RL，即使得负载 RL 得以正常工作。
     当负载 RL 的电流增大到超过规定的允许值 ( 即负载 RL 的额定值 ) 时，电阻 R1 上的电压差将会使得 M 点的电压经过电阻 R3 和 R4 分压之后与 N 点的电压差大于 0.7V，此时，三极管 Q1 导通，从而使得三极管 Q2 的基极与发射极之间的电压差降低，此时，所述三极管 Q2 关断，从而使得电源 V 不再输出给负载 RL，起到保护负载 RL 的作用。
     同时，与第一较佳实施方式中保护电路能在负载 RL 短路时保护负载 RL 不被烧毁的原理相同，第二较佳实施方式中的保护电路同样能在负载 RL 短路时保护负载 RL 不被烧毁。
     上述保护电路通过三极管 Q1 控制晶闸管 SCR 或另一三极管 Q2 的导通或者断开，从而起到过流保护作用；同时还通过将三极管 Q1 的基极与两电阻 R3 及 R4 之间的节点相连，使得保护电路在负载 RL 没有短路时所能输出的最大电流值大于负载 RL 短路时所能输出的最大电流值，从而起到短路保护作用。

资源描述

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1、10申请公布号CN102025122A43申请公布日20110420CN102025122ACN102025122A21申请号200910307304122申请日20090918H02H3/0820060171申请人鸿富锦精密工业（深圳）有限公司地址518109广东省深圳市宝安区龙华镇油松第十工业区东环二路2号申请人鸿海精密工业股份有限公司72发明人黄永兆54发明名称保护电路57摘要一种保护电路，包括一晶闸管、一三极管以及一第一至第四电阻，所述晶闸管的阳极用于接收一电源，阴极通过所述第一电阻之后用于输出电压至一负载，门极通过所述第二电阻与所述电源相连；所述三极管的基极通过所述第三电阻与所述晶闸。

2、管的阴极相连，还通过所述第四电阻接地，集电极与所述电源相连，发射极与所述负载相连。上述保护电路可同时起到过流保护作用和短路保护作用。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图1页CN102025136A1/1页21一种保护电路，包括一晶闸管、一三极管以及一第一至第四电阻，所述晶闸管的阳极用于接收一电源，阴极通过所述第一电阻之后用于输出电压至一负载，门极通过所述第二电阻与所述电源相连；所述三极管的基极通过所述第三电阻与所述晶闸管的阴极相连，还通过所述第四电阻接地，集电极与所述电源相连，发射极与所述负载相连；所述负载的额定电流值IMAX满足以下关系其。

3、中VBEMAX为所述三极管的基极与发射极之间的电压差的最大值，VOUT为负载的电压值，R1、R3以及R4分别为第一、第三以及第四电阻的阻值。2一种保护电路，包括一第一三极管、一第二三极管以及一第一至第四电阻，所述第一三极管的集电极用于接收一电源，发射极通过所述第一电阻之后用于输出电压至一负载，基极通过所述第二电阻与所述电源相连；所述第二三极管的基极通过所述第三电阻与所述第一三极管的发射极相连，还通过所述第四电阻接地，集电极与所述第一三极管的基极相连，发射极与所述负载相连；所述负载的额定电流值IMAX满足以下关系其中VBEMAX为所述第二三极管的基极与发射极之间的电压差的最大值，VOUT为负载的。

4、电压值，R1、R3以及R4分别为第一、第三以及第四电阻的阻值。权利要求书CN102025122ACN102025136A1/4页3保护电路技术领域0001本发明涉及一种保护电路，特别涉及一种可以同时提供过流保护及短路保护的电路。背景技术0002很多负载都分别设计了过流保护电路和短路保护电路，当电流超过负载的额定电流或者负载短路时，电流保护电路或者短路保护电路将会分别使得负载自动断电，从而得以保护负载。但是，将过流保护电路和短路保护电路分开设计一方面将增大负载的体积，另一方面还增加了负载的设计成本。发明内容0003鉴于以上内容，有必要提供一种同时具有过流保护和短路保护的电路。0004一种保护电路。

5、，包括一晶闸管、一三极管以及一第一至第四电阻，所述晶闸管的阳极用于接收一电源，阴极通过所述第一电阻之后用于输出电压至一负载，门极通过所述第二电阻与所述电源相连；所述三极管的基极通过所述第三电阻与所述晶闸管的阴极相连，还通过所述第四电阻接地，集电极与所述电源相连，发射极与所述负载相连；所述负载的额定电流值IMAX满足以下关系其中VBEMAX为所述三极管的基极与发射极之间的电压差的最大值，VOUT为负载的电压值，R1、R3以及R4分别为第一、第三以及第四电阻的阻值。0005一种保护电路，包括一第一三极管、一第二三极管以及一第一至第四电阻，所述第一三极管的集电极用于接收一电源，发射极通过所述第一电阻。

6、之后用于输出电压至一负载，基极通过所述第二电阻与所述电源相连；所述第二三极管的基极通过所述第三电阻与所述第一三极管的发射极相连，还通过所述第四电阻接地，集电极与所述第一三极管的基极相连，发射极与所述负载相连；所述负载的额定电流值IMAX满足以下关系其中VBEMAX为所述第二三极管的基极与发射极之间的电压差的最大值，VOUT为负载的电压值，R1、R3以及R4分别为第一、第三以及第四电阻的阻值。0006上述保护电路通过三极管控制晶闸管或另一三极管的导通或者断开，从而起到过流保护作用；同时还通过将三极管的基极与两电阻之间的节点相连，使得保护电路在负载没有短路时所能输出的最大电流值大于负载断路时所能输。

7、出的最大电流值，从而起到短路保护作用。附图说明0007下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述。说明书CN102025122ACN102025136A2/4页40008图1为本发明保护电路的第一较佳实施方式与负载相连的电路图。0009图2为本发明保护电路的第二较佳实施方式与负载相连的电路图。具体实施方式0010请参考图1，本发明保护电路的第一较佳实施方式包括一晶闸管SCR、一三极管Q1及四个电阻R1R4。所述保护电路同时具有过流保护以及短路保护的功能。0011所述晶闸管SCR的阳极作为整个保护电路的输入端，用于接收电源V的输入电压；阴极通过电阻R1连接到负载RL，用于输出电压至负载R。

8、L；门极通过电阻R2与整个保护电路的输入端相连。0012所述晶闸管SCR的阴极还通过电阻R3与三极管Q1的基极相连，所述三极管Q1的基极还通过电阻R4接地，集电极与整个保护电路的输入端相连，发射极连接电阻R1与负载RL之间的节点。其中，晶闸管SCR的阴极、电阻R3以及电阻R1的节点为M点，电阻R1、三极管Q1的发射极以及负载RL的节点为N点，N点为整个保护电路的输出端。0013当保护电路正常工作时，晶闸管SCR导通，来自输入端的电压通过晶闸管SCR以及电阻R1之后输出给负载RL，即使得负载RL得以正常工作。0014当负载RL的电流增大到超过规定的允许值即负载RL的额定电流值IMAX时，电阻R1。

9、上的电压差将会使得M点的电压经过电阻R3和R4分压之后与N点的电压差大于07V，此时，三极管Q1导通，从而使得晶闸管SCR阳极和阴极之间的电压差降低到小于晶闸管SCR的维持电压，此时，所述晶闸管SCR关断，从而切断直流电路，电源V不再输出至负载RL，起到保护后部负载RL的作用。0015下面将对保护电路的短路保护原理进行阐述0016假设负载RL的电流为IL，负载RL的电压为VOUT，则保护电路中M点的电压为0017VMILR1VOUT；0018而三极管Q1的基极电压为00190020三极管Q1的发射极电压为0021VEVOUT；0022所以三极管Q1的基极与发射极之间的电压差为00230024假。

10、设0025则VBEKILR1VOUTVOUTKILR1VOUTK1；0026进一步可得0027KILR1VBEVOUTK1；0028说明书CN102025122ACN102025136A3/4页50029当负载RL短路时，其电压VOUT等于零，那么此时保护电路的输出端输出的电流为00300031也就是说，当负载RL短路时，保护电路的输出端输出的电流的最大值00320033当负载RL没有短路时，保护电路的输出端输出的电流为00340035也就是说，当负载RL没有短路时，输出端输出的电流的最大值由于K小于1，显然可知负载RL没有短路时保护电路的输出端输出的最大电流值肯定大于负载RL短路时保护电路的。

11、输出端输出的最大电流值。0036在保护电路中，设定当负载RL没有短路时保护电路的输出端所能输出的最大电流值等于负载RL的额定电流值IMAX，即同时，根据上述推论可知，负载RL短路时保护电路的输出端所能输出的最大电流值ISLMAX明显小于负载RL没有短路时保护电路的输出端所能输出的最大电流值ILMAX，即负载RL短路时保护电路的输出端所能输出的最大电流值ISLMAX明显小于负载RL的额定电流值IMAX。也就是说，即便是负载RL短路，保护电路的输出端所输出的电流值也小于负载RL的额定电流值。因此，所述保护电路可以在负载RL短路时起到保护负载RL不被烧毁的作用。0037请参考图2，本发明保护电路的第。

12、二较佳实施方式包括三极管Q1、电阻R1R4及另一三极管Q2，其中第二较佳实施方式与第一较佳实施方式的区别在于用三极管Q2替代所述晶闸管SCR。所述三极管Q2的发射极与M点相连；集电极与电源V相连；基极通过电阻R2与电源V相连，还与所述三极管Q1的集电极相连。0038当保护电路正常工作时，三极管Q2导通，来自保护电路输入端的电压通过三极管Q2以及电阻R1之后输出给负载RL，即使得负载RL得以正常工作。0039当负载RL的电流增大到超过规定的允许值即负载RL的额定值时，电阻R1上的电压差将会使得M点的电压经过电阻R3和R4分压之后与N点的电压差大于07V，此时，三极管Q1导通，从而使得三极管Q2的。

13、基极与发射极之间的电压差降低，此时，所述三极管Q2关断，从而使得电源V不再输出给负载RL，起到保护负载RL的作用。0040同时，与第一较佳实施方式中保护电路能在负载RL短路时保护负载RL不被烧毁的原理相同，第二较佳实施方式中的保护电路同样能在负载RL短路时保护负载RL不被烧毁。0041上述保护电路通过三极管Q1控制晶闸管SCR或另一三极管Q2的导通或者断开，从而起到过流保护作用；同时还通过将三极管Q1的基极与两电阻R3及R4之间的节点相连，使得保护电路在负载RL没有短路时所能输出的最大电流值大于负载RL短路时说明书CN102025122ACN102025136A4/4页6所能输出的最大电流值，从而起到短路保护作用。说明书CN102025122ACN102025136A1/1页7图1图2说明书附图CN102025122A。

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