一种电源的过流保护电路的制作方法

本发明涉及过流保护技术领域，特别是涉及一种电源的过流保护电路。

背景技术：

电源作为电子产品的供电设备，除了性能要满足后级用电设备的要求外，其自身的保护措施也非常重要，如过流保护。

目前电子产品内对于短路问题都是侦测其输出的电压变化，当电压值变低或者变高时才会保护，并不会对其电流进行侦测，这样将导致在电源工作过程中，当其中某一路或多路输出电流因输出短路或其他原因出现问题时，并不能实时发现此问题，若电源一直工作就会导致电源被烧坏，甚至引起起火等问题的出现。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种电源的过流保护电路，能够解决产品因电流过大而损坏的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种电源的过流保护电路，该过流保护电路包括：至少一个侦测电路，对应于所述电源输出的至少一路输出电流，以侦测对应的输出电流并比较所述输出电流是否大于预定值，从而产生相应的比较结果；触发电路，与所述至少一个侦测电路分别连接，以分别接收所述至少一个侦测电路所输出的比较结果，当任意一路的所述侦测电路所输出的比较结果表示其所对应的所述输出电流大于预定值时，所述触发电路产生关断触发信号；控制电路，与所述触发电路以及所述电源相耦合且用于控制所述电源的所述输出电流，当所述控制电路接收到所述触发电路所输出的关断触发信号时，所述控制电路控制所述电源停止工作。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种电源的过流保护电路，其中，电源用于输出多路输出电流，该过流保护电路包括：多个侦测电路，其中，每个所述侦测电路分别与所述电源的一路输出电流对应，以侦测对应的所述输出电路并比较对应的所述输出电流是否大于预定值，从而产生相应的比较结果；触发电路，与所述多个侦测电路分别连接，以分别接收所述多个侦测电路所输出的比较结果，当任意一路的所述侦测电路所输出的比较结果表示其所对应的所述输出电流大于预定值时，所述触发电路产生关断触发信号；控制电路，与所述触发电路以及所述电源相耦合且用于控制所述电源的所述输出电流，当所述控制电路接收到所述触发电路所输出的关断触发信号时，所述控制电路控制所述电源停止工作。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过提供一种电源的过流保护电路，该过流保护电路包括：至少一个侦测电路、触发电路、控制电路以及电源，其中，至少一个侦测电路侦测电源输出的一路或多路电流并比较该一路或多路电流是否大于预定值，若电源输出的一路或多路电流大于预定值，则通过触发电路关断触发信号，以使得控制电路控制电源停止工作，从而有效避免因电源输出一路或多路电流过大所造成的损害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本发明电源的过流保护电路一实施方式的结构示意图；

图2是本发明侦测电路的电路原理图；

图3是本发明触发电路的电路原理图；

图4是本发明控制电路的电路原理图；

图5是本发明电源的过流保护电路另一实施方式的结构示意图；

图6是本发明多个侦测电路的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1是本发明电源的过流保护电路一实施方式的结构示意图，该过流保护电路包括：至少一个侦测电路10、触发电路20、控制电路30以及电源40。其中，电源40用于输出至少一路输出电流。

至少一个侦测电路10，对应于所述电源40输出的至少一路输出电流，以侦测对应的输出电流并比较所述输出电流是否大于预定值，从而产生相应的比较结果。

触发电路20，与所述至少一个侦测电路10分别连接，以分别接收所述至少一个侦测电路10所输出的比较结果，当任意一路的所述侦测电路10所输出的比较结果表示其所对应的所述输出电流大于预定值时，所述触发电路20产生关断触发信号。

控制电路30，与所述触发电路20相耦合且用于控制所述电源40的所述输出电流，当所述控制电路30接收到所述触发电路20所输出的关断触发信号时，所述控制电路30控制所述电源40停止工作。

以上可知，本实施例通过提供一种电源的过流保护电路，该过流保护电路包括：至少一个侦测电路、触发电路以及控制电路，其中，至少一个侦测电路侦测电源输出的一路或多路电流并比较该一路或多路电流是否大于预定值，若电源输出的一路或多路电流大于预定值，则通过触发电路产生关断触发信号，以使得控制电路控制电源停止工作，从而有效避免因电源输出一路或多路电流过大所造成的损害。

请参阅图2，图2是本发明侦测电路的结构示意图，该侦测电路10包括：输出电流侦测电路101、比较电路102。

输出电流侦测电路101，用于感测所述电源40中对应的一路所述输出电流，并产生相应的感应电压。所述输出电流侦测电路101包括：检测电阻r11和感应线圈t1。其中，所述检测电阻r11和所述感应线圈t1组成回路，所述感应线圈t1用于感测所述电源40中对应的所述输出电流并产生相应的感应电流i1以流经所述检测电阻r11，从而在所述检测电阻r11与所述感应线圈t1之间的节点处产生相应的所述感应电压。

具体地，上述输出电流侦测电路101工作原理为：电源40在工作时的输出电流会流经线圈(图未示)，而输出电流侦测电路101中的感应线圈t1与电源40的输出电流流经的线圈耦合，因此电流侦测电路101中的感应线圈会侦测出电源40的输出电流，从而产生相应的感应电流i1以流经所述检测电阻r11，感应电流i1流经检测电阻r11，则检测电阻r11与感应线圈t1之间的节点处k点产生相应的感应电压u1d。

在本实施例中，可以通过设置输出电流侦测电路101中的感应线圈t1与电源的输出电流流经的线圈之间的匝数比，从而使得电流侦测电路101中的感应线圈t1所产生的感应电流i1与电源的输出电流一致。

比较电路102，用于接收所述输出电流侦测电路101所输出的感应电压u1d，并根据所述感应电压而判断对应的所述输出电流是否大于预定值，从而产生相应的比较结果。具体地，比较电路102包括：第一分压电阻r14、第二分压电阻r15以及比较器ic11，其中，所述第一分压电阻r14与所述第二分压电阻r15连接在一起，且所述第二分压电阻r15的另一端连接至所述输出电流侦测电路101以接收所述输出电流侦测电路101输出的所述感应电压u1d，而所述第一分压电阻r14的另一端连接至对应的第一电压源u1。比较器ic11包括第一输入端(+端)，第二输入端(-端)和输出端，其中，所述第一输入端(+端)通过一电阻r12而接地，所述第二输入端(-端)连接至所述第一分压电阻r14和所述第二分压电阻r15之间的节点m点，所述比较器ic11用于比较所述第一输入端(+端)和所述第二输入端(-端)上的电压从而产生所述比较结果以在所述输出端进行输出。根据第一电压源u1、分压电阻r14和分压电阻r15所组成的分压电路可知，所述比较器ic11的所述第二输入端(-端)上的电压u1c满足以下公式：u1c＝(r15*u1a-i1*r11*r14)/(r14+r15)，其中，u1c为比较器ic11的所述第二输入端(-端)上的电压值，r11为检测电阻的阻值，r14为第一分压电阻的阻值，r15位第二分压电阻的阻值，u1a为第一分压电阻r14与对应的第一电压源u1连接的连接端处的电压值。

具体地，图中p点和m点之间的电流为ipm,m点和k点之间的电流为imk，由基尔霍夫电流定理可知，ipm＝imk，则upm/r14＝umk/r15，又因为upm＝u1a-u1c，umk＝u1c-u1d，u1d＝-i1*r11，整理可得u1c＝(r15*u1a-i1*r11*r14)/(r14+r15)。其中，u1c为比较器ic11的第二输入端(-端)上的电压值，r14为第一分压电阻的阻值，r15为第二分压电阻的阻值，r11为检测电阻的阻值，i1为对应的输出电流的电流值，而u1a为第一分压电阻r14与对应的第一电压源u1连接的连接端处的电压值。

当u1c小于0时，比较器ic11输出的比较结果表示对应的输出电流的电流值大于预定值。

具体地，由于u1b通过电阻r12接地，故其电压值u1b＝0，当u1c＜0时，可看出比较器ic11的第一输入端(+端)电压值u1b大于第二输入端(-端)电压值u1c，故比较器ic11输出高电平，而比较器ic11输出高电平至触发电路20时，则触发电路20被触发产生关断触发信号。相反地，当u1c>0时，比较器ic11的第一输入端(+端)电压值u1b小于第二输入端(-端)电压值u1c，故比较器ic11输出低电平，而比较器ic11输出低电平至触发电路20时，则触发电路20不会被触发产生关断触发信号。因此，当u1c＜0时，则表示对应的输出电流的电流值大于预定值。

以上可知，本实施例通过一个侦测电路，该电路包括输出电流侦测电路和比较电路，通过输出电流侦测电路感测电源中对应的一路输出电流，并产生相应的感应电压，比较电路接收感应电压，并根据感应电压而判断对应的输出电流是否大于预定值，从而产生相应的比较结果，为触发电路和控制电路根据提供比较结果，进一步以使得控制电路控制电源停止工作，从而有效避免因电源输出一路电流过大所造成的损害。

请参阅图3，图3是本发明触发电路的电路图，该触发电路20包括：第二电压源u0、二极管d1、压控二极管ic3、晶体管q1和光耦开关ic2中的发光元件ic2a，其中，所述电压源u0、二极管d1、压控二极管ic3、晶体管q1和光耦开关ic2中的发光元件ic2a组成回路，当所述触发电路20接收到的所述侦测电路10所输出的比较结果表示其所对应的所述输出电流大于预定值时，则所述二极管d1、压控二极管ic3、晶体管q1分别导通以使所述光耦开关ic2中的发光元件ic2a发光而产生所述关断触发信号。

在本实施例中，ic2表示光耦开关，其包括ic2a，为发光元件；还包括ic2b，为开关元件。当光耦开关的发光元件ic2a导通时，将电信号转化为光信号，ic2b接收光信号后将其转化为电信号导通。

以上可知，本实施例通过触发电路，接收侦测电路输出的比较结果，表示其所对应的所述输出电流大于预定值时，触发电路产生触发关断信号至控制电路，进一步以使得控制电路控制电源停止工作，从而有效避免因电源输出一路电流过大所造成的损害。

请参阅图4，图4是本发明控制电路的电路图，该控制电路30包括：控制芯片ic1、第三电压源vcc和所述光耦开关ic2中的开关元件ic2b，其中，所述控制芯片ic1包括关断引脚comp，且所述关断引脚comp连接至第三电压源vcc与所述光耦开关ic2中的开关元件ic2b所组成的回路中；当所述触发电路20的所述光耦开关ic2中的所述发光元件发光ic2a而产生所述关断触发信号时，所述光耦开关ic2中的所述开关元件ic2b闭合，以将所述关断引脚comp上的电压拉低至地电压，从而使所述控制芯片ic1停止工作以控制所述电源40停止工作。

以上可知，本实施例通过控制电路，接收触发电路输出的触发关断信号，控制所述电源停止工作，从而有效避免因电源输出一路电流过大所造成的损害。

综上所述，电路原理具体为：如附图所示，在侦测电路10中，电源40在工作时，输出电流通过检测电阻r11时，在k点产生的电压为u1d＝-i1*r11(当参照电压u0—为零电势时，u1d为负)。在m点由基尔霍夫电流定理可知,ipm＝imk，那么有upm/r14＝umk/r15，又upm＝u1a-u1c,umk＝u1c-u1d，u1d＝-i1*r11，整理可得u1c＝(r15*u1a-i1*r11*r14)/(r14+r15)。由上述公式可知，当i1>(r15*u1a)/(r11*r14)时，u1c<0，此时比较器ic11输出高电平至触发电路20，触发电路20中的二极管d1、压控二极管ic3、晶体管q1和光耦开关ic2中的发光元件ic2a导通并产生触发信号至控制电路30，光耦开关ic2的开关元件ic2b闭合，以将所述关断引脚comp上的电压拉低至地电压，从而使所述控制芯片ic1停止工作以控制所述电源停止工作，以此可知，可以取i1＝(r15*u1a)/(r11*r14)作为过流保护点电流值。

下面用一个侦测电路10与触发电路20以及控制电路30的具体举例说明过流保护电路的工作原理：

如图示所示,假定选择r11＝50mω,r14＝50k,r15＝10k，u1a＝2.5v,由上述公式可知iocp1＝10a；

正常工作时，即i1＜10a时，u1c>0，由于u1b通过电阻r12接地，故其电压值u1b＝0，可看出比较器ic11的第一输入端(+端)电压值u1b小于第二输入端(-端)电压值u1c，故比较器ic11输出低电平，d1截止，ic3截止，q1截止，光耦开关中的发光元件ic2a不导通，光耦开关中的开关元件ic2b不导通，控制芯片ic1在d第三电压源vcc的供电下正常工作。

异常工作时，此时i1＞10a，u1c<0，由于u1b通过电阻r12接地，故其电压值u1b＝0，可看出比较器ic11的第一输入端(+端)电压值u1b大于第二输入端(-端)电压值u1c，故比较器ic11输出高电平，d1导通，ic3导通，q1导通，光耦开关中的发光元件ic2a开通，光耦开关中的开关元件ic2b导通，控制芯片ic1上的关断引脚comp脚拉低，使得控制芯片ic1停止工作，i1不会继续升高，防止过流损坏电源。

请参阅图5，图5是本发明电源的过流保护电路另一实施方式的结构示意图，该过流保护电路包括：多个侦测电路11、触发电路20、控制电路30以及电源40。其中，电源40用于输出多路输出电流。

多个侦测电路11，其中，每个所述侦测电路11分别与所述电源40的一路输出电流对应，以侦测对应的所述输出电路并比较对应的所述输出电流是否大于预定值，从而产生相应的比较结果。

触发电路20，与所述多个侦测电路11分别连接，以分别接收所述多个侦测电路11所输出的比较结果，当任意一路的所述侦测电路11所输出的比较结果表示其所对应的所述输出电流大于预定值时，所述触发电路20产生关断触发信号。

控制电路30，与所述触发电路20相耦合且用于控制所述电源40的所述输出电流，当所述控制电路30接收到所述触发电路20所输出的关断触发信号时，所述控制电路30控制所述电源40停止工作。

以上可知，本实施例通过提供一种电源的过流保护电路，该过流保护电路包括：多个侦测电路、触发电路以及控制电路，其中，当任意一路的侦测电路所输出的比较结果表示其所对应的输出电流大于预定值时，则通过触发电路产生关断触发信号，以使得控制电路控制电源停止工作，从而有效避免因电源输出多路电流过大所造成的损害。

请参阅图6，图6是本发明多个侦测电路的结构示意图，每个侦测电路11包括：输出电流侦测电路111、比较电路112。

输出电流侦测电路111，用于感测所述电源40中对应的一路所述输出电流，并产生相应的感应电压；所述输出电流侦测电路111包括：检测电阻r11和感应线圈t1，其中，所述检测电阻r11和所述感应线圈t1组成回路，所述感应线圈t1用于感测所述电源40中对应的所述输出电流并产生相应的感应电流i1以流经所述检测电阻r11，从而在所述检测电阻r11与所述感应线圈t1之间的节点处产生相应的所述感应电压。

具体地，上述输出电流侦测电路111工作原理为：电源40在工作时的输出电流会流经线圈(图未示)，而输出电流侦测电路101中的感应线圈t1与电源40的输出电流流经的线圈耦合，因此电流侦测电路101中的感应线圈会侦测出电源40的输出电流，从而产生相应的感应电流i1以流经所述检测电阻r11，感应电流i1流经检测电阻r11，则检测电阻r11与感应线圈t1之间的节点处k点产生相应的感应电压u1d。多个输出电流侦测电路111中第n个(n≥2)输出电流侦测电路111的电路结构与第一个电路相同，其工作原理为也与其相同。在本实施例中，可以通过设置多个输出电流侦测电路111中的多个感应线圈t1-tn与电源40的输出电流流经的线圈之间的匝数比，从而使得多个电流侦测电路111中的多个感应线圈t1-tn所产生的感应电流i1-in分别与其对应的电源40的输出电流一致。

比较电路112，用于接收所述输出电流侦测电路111所输出的感应电压，并根据所述感应电压而判断对应的所述输出电流是否大于预定值，从而产生相应的比较结果。具体地，所述比较电路112包括：第一分压电阻r14、第二分压电阻r15和比较器ic11，其中，所述第一分压电阻r14与所述第二分压电阻r15连接在一起，且所述第二分压电阻r15的另一端连接至所述输出电流侦测电路111以接收所述输出电流侦测电路111输出的所述感应电压u1d，而所述第一分压电阻r14的另一端连接至对应的第一电压源u1；所述比较器ic11包括第一输入端(+端)，第二输入端(-端)和输出端，所述第一输入端(+端)通过一电阻r12而接地，所述第二输入端(-端)连接至所述第一分压电阻r14和所述第二分压电阻r15之间的节点，所述比较器ic11用于比较所述第一输入端(+端)和所述第二输入端(-端)上的电压从而产生所述比较结果以在所述输出端进行输出。根据第一电压源u1、分压电阻r14和分压电阻r15所组成的分压电路可知，所述比较器ic11的所述第二输入端(-端)上的电压满足以下公式：

u1c＝(r15*u1a-i1*r11*r14)/(r14+r15)；其中，u1c为所述比较器ic11的所述第二输入端(-端)上的电压，r14为所述第一分压电阻的阻值，r15为所述第二分压电阻的阻值，r11为所述检测电阻的阻值，i1为对应的所述输出电流的电流值，而u1a为所述第一分压电阻r14与所述对应的第一电压源u1连接的连接端处的电压值。

具体地，图中p点和m点之间的电流为ipm,m点和k点之间的电流为imk，由基尔霍夫电流定理可知，ipm＝imk，则upm/r14＝umk/r15，又因为upm＝u1a-u1c，umk＝u1c-u1d，u1d＝-i1*r11，整理可得u1c＝(r15*u1a-i1*r11*r14)/(r14+r15)。如第n个(n≥2)输出电流侦测电路111的电路结构与第一个电路相同，其工作原理也与第一个电路相同，其对应的公式为：unc＝(rn5*una-in*rn1*rn4)/(rn4+rn5)；其中，unc为所述比较器icn1的所述第二输入端(-端)上的电压，rn4为所述第一分压电阻的阻值，rn5为所述第二分压电阻的阻值，rn1为所述检测电阻的阻值，in为对应的所述输出电流的电流值，而una为所述第一分压电阻与所述对应的第一电压源连接的连接端处的电压值。

当u1c小于0时，所述比较器ic11输出的所述比较结果表示对应的所述输出电流的电流值大于所述预定值。

具体地，由于u1b通过电阻r12接地，故其电压值u1b＝0，当u1c＜0时，可看出比较器ic11的第一输入端(+端)电压值u1b大于第二输入端(-端)电压值u1c，故比较器ic11输出高电平，而比较器ic11输出高电平至触发电路20时，则触发电路20被触发产生关断触发信号。相反地，当u1c>0时，比较器ic11的第一输入端(+端)电压值u1b小于第二输入端(-端)电压值u1c，故比较器ic11输出低电平，而比较器ic11输出低电平至触发电路20时，则触发电路20不会被触发产生关断触发信号。因此，当u1c＜0时，则表示对应的输出电流的电流值大于预定值。

同样地，当unc小于0时，所述比较器icn1输出的所述比较结果表示对应的所述输出电流的电流值大于所述预定值。其具体原理可参照上段的描述。

多个侦测电路11与触发电路20及控制电路30相配合的详细工作原理参照上述第一实施方式中的描述，此处不再赘述。通过对电流i1,i2……in进行检测，若其中某一路电流或若干路电流突然升高并超过所设定的电流安全值的范围，电源40停止工作，防止由于过流烧坏电源40。其中，电流i2，i3…in的过流保护电路同上述电流i1的过流保护电路，并且还可以通过调节r11…rn1,r14…rn4,r15…rn5参数值，任意灵活设置过流保护的输出过流点。

以上可知，本实施例通过多个侦测电路，多个电路中任意一个电路包括输出电流侦测电路和比较电路，通过输出电流侦测电路感测电源中对应的一路输出电流，并产生相应的感应电压，比较电路接收感应电压，并根据感应电压而判断对应的输出电流是否大于预定值，从而产生相应的比较结果，为触发电路和控制电路根据提供比较结果，进一步以使得控制电路控制电源停止工作，从而有效避免因电源输出多路电流过大所造成的损害。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。