一種mos管過流自恢復保護電路的製作方法
2023-11-05 16:49:57
專利名稱：一種mos管過流自恢復保護電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自恢復保護電路，尤其是一種MOS管過流自恢復保護電路。屬於工控及自動化領域。
背景技術：
目前，半導體器件發展迅猛，MOS管因其開關頻率高，無機械損耗，開關無打火現象而逐漸取代繼電器成為控制板上主要的直流開關控制元件。但MOS管缺乏瞬間過載能力，負載異常造成的短路、工人接線錯誤引起的短路等都會使流過MOS管的電流過大而導致MOS管的電流熱擊穿，致使控制板需要維修，甚至整個控制板報廢，為使控制板上的MOS管能夠應對負載短路、過流等異常情況，需要為其增加保護電路，MOS管的過流保護一般採用以下兩種技術 (I)如圖I所示，通過在MOS管Q2與負載RO之間串聯一根合金保險絲3來保護MOS管，這種方法電路結構簡單，原理明了，在負載短路或者接線錯誤等異常情況會先燒斷保險絲，斷開電流異常迴路，可以實現對MOS管的保護，但該電路具有不可恢復性，維修不方便，特別是對於具有多路輸出的時候，異常情況導致多路保險絲的燒斷，增加維修難度，增加維修的人工成本，這不利於維修工作的開展，不能作為理想的MOS管過流保護電路。(2)根據保護電路需要自恢復的特點，於是人們把合金保險絲換為自恢復保險絲——PTC電阻，如圖2所示，即在MOS管Q2與負載RO之間串聯一個PTC電阻4，利用PTC電阻的特性，在額定電流以下，PTC電阻保持一個較少的電阻值，當電流值超過額定電流的時候，PTC電阻會上升到幾百K甚至上M的阻值。在負載短路或者接線錯誤等異常情況下，流過電路的電流值上升，當電流值超過PTC額定電流的時候，PTC的電阻增大，當工作人員把出現異常的負載等處理好以後，電流恢復到正常水平，PTC電阻的阻值回到原來一個較少的阻值，電路重新正常工作。該電路既能實現對MOS管的保護，也能實現電路的自恢復，降低維修成本，但該電路的PTC電阻也可以等效為負載，儘管阻值小，不符合當下提倡節能環保的理念，同時，該電路在過流保護MOS管的過程中一直處於「斷-通-斷-通」這樣子的循環狀態，不能完全關斷MOS管，長期處於這種狀態對MOS管有損害，未能從根本上解決MOS管過流自恢復保護的問題。綜上所述，需要提供一種可自恢復並且不對主電流迴路增加負載的MOS管過流自恢復保護電路來解決以上問題。
實用新型內容本實用新型的目的，是為了解決上述現有技術的不足之處，提供一種結構簡單、可靠性高、成本低的MOS管過流自恢復保護電路。本實用新型的目的可以通過以下技術方案達到一種MOS管過流自恢復保護電路，包括驅動電路和保護電路，其特徵在於驅動電路由微控制器IC1、續流二極體D1、M0S管Q2及負載RO連接而成，保護電路由分壓電阻R2 R4、開關二極體D2、濾波電容Cl及保護三極體Ql連接而成；保護電路的電壓檢測端連接驅動電路的驅動信號輸出端，保護電路通過檢測驅動電路的輸出電流來判斷驅動電路的MOS管的工作狀態，通過保護三極體Ql控制MOS管G極電壓，防止MOS管被擊穿。本實用新型的目的還可以通過以下技術方案達到本實用新型的一種技術改進方案是在所述構成驅動電路中，微控制器ICl的第20腳通過驅動電阻Rl與MOS管Q2的G極連接，MOS管Q2的D極與負載RO的一端、續流二極體Dl的A極連接；在所述保護電路中，開關二極體D2的A極通過分壓電阻R2連接微控制器ICl與驅動電阻Rl的連接端，開關二極體D2的K極連接續流二極體Dl與MOS管Q2的連接端，保護三極體Ql的B極通過分壓電阻R3連接開關二極體D2與分壓電阻R2的連接端，保護三極體Ql的C極連接驅動電阻Rl與MOS管Q2的連接端，分壓電阻R4與濾波電容Cl並聯後與保護三極體Ql的B極連接。本實用新型的一種技術改進方案是所述負載RO的一端、續流二極體Dl的K極外接24V電源。 本實用新型的一種技術改進方案是所述微控制器ICl的第7腳、分壓電阻R4與濾波電容Cl並聯後的一端、保護三極體Ql的C極和MOS管Q2的S極接地。本實用新型具有如下突出的有益效果I、本實用新型採用電壓檢測法檢測MOS管的負載是否處於異常情況，並通過分壓電阻選取合適的電壓保護點，驅動保護三極體拉低MOS管G極電壓，使MOS管截止以保護MOS管不被大電流熱擊穿，由於電路不存在一次性元器件，負載恢復正常時電路立即能正常工作，自恢復的效果相當良好。2、本實用新型的電路在進入保護狀態後，只要負載異常不消失就一直進入保護狀態，不會出現反彈、打嗝的現象，保護可靠性很高，而且保護電路沒有在主電流迴路增加等效負載，符合節能環保的要求，適合廣泛應用於控制板上的MOS管保護。3、本實用新型的整個電路由常規元器件連接而成，結構簡單、可靠性高、成本低，應用該電路的機器維修方便，具有廣闊的應用前景。
圖I為現有技術中合金保險絲保護電路原理圖。圖2為現有技術中PTC電阻保護電路原理圖。圖3為本實用新型具體實施例I的電路原理圖。其中，I-驅動電路，2-保護電路，Ql-保護三極體，Q2-M0S管，ICl-微控制器，RO-負載，Rl-驅動電阻，R2 R4-分壓電阻，Dl-續流二極體，D2-開關二極體，Cl-濾波電容。
具體實施方式
具體實施例I :圖3構成本實用新型的具體實施例I。參照圖3，本實施例包括驅動電路I和保護電路2，驅動電路I由微控制器IC1、續流二極體Dl、MOS管Q2及負載RO連接而成，保護電路2由分壓電阻R2 R4、開關二極體D2、濾波電容Cl及保護三極體Ql連接而成；保護電路2的電壓檢測端連接驅動電路I的驅動信號輸出端，保護電路2通過檢測驅動電路的輸出電流來判斷驅動電路I的MOS管的工作狀態，通過保護三極體Ql控制MOS管G極電壓，防止MOS管被擊穿。在所述構成驅動電路I中，微控制器ICl的第20腳通過驅動電阻Rl與MOS管Q2的G極連接，MOS管Q2的D極與負載RO的一端、續流二極體Dl的A極連接；在所述保護電路2中，開關二極體D2的A極通過分壓電阻R2連接微控制器ICl與驅動電阻Rl的連接端，開關二極體D2的K極連接續流二極體Dl與MOS管Q2的連接端，保護三極體Ql的B極通過分壓電阻R3連接開關二極體D2與分壓電阻R2的連接端，保護三極體Ql的C極連接驅動電阻Rl與MOS管Q2的連接端，分壓電阻R4與濾波電容Cl並聯後與保護三極體Ql的B極連接。所述負載RO的一端、續流二極體Dl的K極外接24V電源。所述微控制器ICl的第7腳、分壓電阻R4與濾波電容Cl並聯後的一端、保護三極體Ql的C極和MOS管Q2的S極接地。本實施例中，所述負載RO的另一端、續流二極體Dl的K極可以連接24V電源。所述微控制器ICl的第7腳、分壓電阻R4與濾波電容Cl並聯的另一端、保護三極體Ql的C·極、MOS管Q2的S極可以接地。所述續流二極體Dl用來保護元件不被電壓擊穿或燒壞。所述開關二極體D2用於檢測MOS管Q2的D極電壓。所述保護三極體Ql以拉低MOS管Q2的G極電壓來保護MOS管Q2。本實施例的工作原理參照圖3，負載RO處於正常狀態的情況下，微控制器ICl的20腳輸出高電平以導通MOS管Q2，因MOS管Q2存在結電容，未能馬上就能導通，在MOS管Q2還沒導通的這個瞬間，A點的電壓接近24V，經分壓電阻R2、R3、R4分壓後B點電壓少於5V，開關二極體D2截止，經濾波電容Cl濾波後C點電壓慢慢升高，但暫時還是小於O. 7V，保護三極體Ql未能導通。隨著MOS管Q2結電容充電，MOS管Q2的G極電壓升高，Q2導通，這時候A點的電壓接近0V，開關二極體D2導通，濾波電容Cl瞬間放電，C點電壓一直不能高於O. 7V，MOS管Q2正常工作。當負載RO處於異常狀態的情況下，MOS管Q2的G極電壓升高致Q2導通時，這時候儘管MOS管Q2導通了，但A點的電壓還是接近24V，開關二極體D2不能導通，C點電壓很快就上升到O. 7V，保護三極體Ql導通，馬上拉低MOS管Q2的G極電壓，MOS管Q2立即截止，從而實現對MOS管Q2的保護。通過維修、更換等手段負載RO異常消失後電路馬上能正常工作，不用更換元器件即可實現電路的自恢復保護。本實用新型採用電壓檢測法檢測MOS管的負載是否處於異常情況，並通過分壓電阻選取合適的電壓保護點，驅動保護三極體拉低MOS管G極電壓，使MOS管截止以保護MOS管不被大電流熱擊穿。由於電路不存在一次性元器件，負載恢復正常時電路立即能正常工作，自恢復的效果相當良好。電路在進入保護狀態後，只要負載異常不消失就一直進入保護狀態，不會出現反彈、打嗝的現象，保護可靠性很高。而且保護電路沒有在主電流迴路增加等效負載，符合節能環保的要求，適合廣泛應用於控制板上的MOS管保護。整個電路都是常規元器件，結構簡單，成本低，可靠性高，應用該電路的機器維修方便，具有廣闊的應用前
旦
-5^ O以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施例，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的範圍內，根據本實用新型的技術方案及其實用新型構思加以等同替換或改變，都屬於本實用新型的保護範圍 。
權利要求1.一種MOS管過流自恢復保護電路，包括驅動電路(I)和保護電路(2)，其特徵在於驅動電路⑴由微控制器IC1、續流二極體D1、M0S管Q2及負載RO連接而成，保護電路(2)由分壓電阻R2 R4、開關二極體D2、濾波電容Cl及保護三極體Ql連接而成；保護電路(2)的電壓檢測端連接驅動電路(I)的驅動信號輸出端，保護電路(2)通過檢測驅動電路的輸出電流來判斷驅動電路(I)的MOS管的工作狀態，通過保護三極體Ql控制MOS管G極電壓，防止MOS管被擊穿。
2.根據權利要求I所述的一種MOS管過流自恢復保護電路，其特徵在於在所述構成驅動電路⑴中，微控制器ICl的第20腳通過驅動電阻Rl與MOS管Q2的G極連接，MOS管Q2的D極與負載RO的一端、續流二極體Dl的A極連接；在所述保護電路(2)中，開關二極體D2的A極通過分壓電阻R2連接微控制器ICl與驅動電阻Rl的連接端，開關二極體D2的K極連接續流二極體Dl與MOS管Q2的連接端，保護三極體Ql的B極通過分壓電阻R3連接開關二極體D2與分壓電阻R2的連接端，保護三極體Ql的C極連接驅動電阻Rl與MOS管Q2的連接端，分壓電阻R4與濾波電容Cl並聯後與保護三極體Ql的B極連接。
3.根據權利要求2所述的一種MOS管過流自恢復保護電路，其特徵在於所述負載RO的一端、續流二極體Dl的K極外接24V電源。
4.根據權利要求2或3所述的一種MOS管過流自恢復保護電路，其特徵在於所述微控制器ICl的第7腳、分壓電阻R4與濾波電容Cl並聯後的一端、保護三極體Ql的C極和MOS管Q2的S極接地。
專利摘要本實用新型涉及一種MOS管過流自恢復保護電路，包括驅動電路(1)和保護電路(2)，其特徵在於驅動電路(1)由微控制器IC1、續流二極體D1、MOS管Q2及負載R0連接而成，保護電路(2)由分壓電阻R2～R4、開關二極體D2、濾波電容C1及保護三極體Q1連接而成；保護電路(2)的電壓檢測端連接驅動電路(1)的驅動信號輸出端，保護電路(2)通過檢測驅動電路的輸出電流來判斷驅動電路(1)的MOS管的工作狀態，通過保護三極體Q1控制MOS管G極電壓，防止MOS管被擊穿。本實用新型結構簡單、可靠性高、成本低，可自恢復並且不對主電流迴路增加負載，應用該電路的機器維修方便，具有廣闊的應用前景。
文檔編號H02H3/08GK202633918SQ20122015233
公開日2012年12月26日 申請日期2012年4月11日 優先權日2012年4月11日
發明者汪軍, 廖中原 申請人:佛山市順德區瑞德電子實業有限公司