一种过流保护电路的制作方法

本实用新型属于电子技术领域，尤其涉及一种过流保护电路。

背景技术：

目前，传统的电路设计中，为了防止电路中电流过大，通常使用保险丝在电流过大时熔断以保护后级电路不被损坏。然而传统的保险丝熔断后就无法恢复，烧断了就需更换。为了解决传统的保险丝熔断后就无法恢复，烧断了就需更换的问题，市场上出现一种自恢复保险丝，由于自恢复保险丝具有过流过热保护，自动恢复双重功能，因此在当前电路设计中，普遍倾向于使用自恢复保险丝来完成电路的过流保护工作。

自恢复保险丝由经过特殊处理的聚合树脂(Polymer)及分布在里面的导电粒子(Carbon Black)组成。在正常操作下聚合树脂紧密地将导电粒子束缚在结晶状的结构外，构成链状导电通路，此时的自恢复保险丝为低阻状态，线路上流经自恢复保险丝的电流所产生的热能小，不会改变晶体结构。当线路发生短路或过载时，流经自恢复保险丝的大电流产生的热量使聚合树脂融化，体积迅速增长，形成高阻状态，工作电流迅速减小，从而对电路进行限制和保护。当故障排除后，自恢复保险丝重新冷却结晶，体积收缩，导电粒子重新形成导电通路，自恢复保险丝恢复为低阻状态，从而完成对电路的保护，无须人工更换。然而目前的自恢复保险丝存在保护响应速度慢，恢复速度慢且成本高的问题。

综上所述，目前的自恢复保险丝存在保护响应速度慢，恢复速度慢且成本高的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种过流保护电路，旨在解决目前的自恢复保险丝存在保护响应速度慢，恢复速度慢且成本高的问题。

本实用新型实施例的提供了一种过流保护电路，包括整流滤波模块和开关模块，所述开关模块包括第一开关单元和第二开关单元；

所述整流滤波模块的输出端与所述第一开关单元的输入端电连接，所述第一开关单元的输出端与所述第二开关单元的输入端电连接；

所述整流滤波模块对输入电压进行整流滤波并将整流滤波后的电压输出至所述第一开关单元，通过所述第一开关单元和第二开关单元进行扩流后，通过所述第二开关单元输出供电电压；

当所述第二开关单元的输出端的电流异常时，所述第二开关单元关断并控制所述第一开关单元关断；当所述第二开关单元的输出端的电流异常解除时，所述第一开关单元闭合并控制所述第二开关单元闭合。

上述的过流保护电路，通过在输出端电流异常时，能够快速关断第一开关单元和第二开关单元以保护后级电路，并在异常解除后，第一开关单元闭合继而控制第二开关单元闭合，以正常输出供电电压，相比一次性的保险丝和容易彻底烧毁自恢复保险丝，上述过流保护电路的成本低，可无限次熔断且安全可靠，且具有响应速度和恢复速度快的特点。有效地解决了目前的自恢复保险丝存在保护响应速度慢，恢复速度慢且成本高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的过流保护电路的结构示意图；

图2为图1所示的过流保护电路中开关模块的示例电路原理图；

图3为图1所示的过流保护电路中整流滤波模块的示例电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列单元的系统、产品或设备没有限定于已列出的单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些产品或设备固有的其它单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

本实用新型实施例为了解决目前的自恢复保险丝存在保护响应速度慢，恢复速度慢且成本高的问题，提供了一种过流保护电路，通过在输出端电流异常时，能够快速关断第一开关单元和第二开关单元以保护后级电路，并在异常解除后，第一开关单元闭合继而控制第二开关单元闭合，以正常输出供电电压，相比一次性的保险丝和容易彻底烧毁自恢复保险丝，上述过流保护电路的成本低，可无限次熔断且安全可靠，且具有响应速度和恢复速度快的特点。有效地解决了目前的自恢复保险丝存在保护响应速度慢，恢复速度慢且成本高的问题。

为了具体说明上述过流保护电路，以下结合具体实施例进行详细说明：

图1示出了本实用新型实施例提供的过流保护电路的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

请参阅图1，本实用新型实施例提供的一种过流保护电路100，包括整流滤波模块110和开关模块120，开关模块120包括第一开关单元121和第二开关单元122。

整流滤波模块110的输出端与第一开关单元121的输入端电连接，第一开关单元121的输出端与第二开关单元122的受控端电连接，第二开关单元122的输入端与整流滤波模块110的输出端电连接。

整流滤波模块110对输入电压进行整流滤波并将整流滤波后的电压输出至第一开关单元121，通过第一开关单元121和第二开关单元122进行扩流后，通过第二开关单元122输出供电电压。

当第二开关单元122的输出端的电流异常时，第二开关单元122关断并控制第一开关单元121关断；当第二开关单元122的输出端的电流异常解除时，第一开关单元121闭合并控制第二开关单元122闭合。

需要说明的是，整流滤波模块110的输入端与提供输入电压的电源连接。第二开关单元122的输出端的电流异常的情况包括第二开关单元122的输出端短路和第二开关单元122的输出端的负载过大，导致电流超过电流阈值。

如图2所示，作为本实用新型一实施例，第一开关单元121包括第一电阻R1、第一电容C1以及第一开关管Q1。

第一电阻R1的第一端为第一开关单元121的输入端，第一电阻R1的第二端与第一电容C1的第一端连接，第一电容C1的第二端接地，第一开关管Q1的输入端与第一电阻R1的第一端连接，第一开关管Q1的受控端与第一电阻R1的第二端连接，第一开关管Q1的输出端为第一开关单元121的输出端。

在具体应用中，第一开关管Q1为第一NPN型三极管Q1，第一NPN型三极管Q1的集电极为第一开关管Q1的输入端，第一NPN型三极管Q1的基极为第一开关管Q1的受控端，第一NPN型三极管Q1的发射极第一开关管Q1的输出端。

作为本实用新型一实施例，第二开关单元1222包括第二开关管Q2。

第二开关管Q2的输入端为第二开关单元122的输入端，第二开关管Q2的受控端为第二开关单元122的受控端，第二开关管Q2的输出端为第二开关单元122的输出端。

需要说明的是，在本实施例中，上述第二开关单元122的输出端(OutPUT)输出48V直流电压。

在具体应用中，第二开关管Q2为第二NPN型三极管Q2，第二NPN型三极管Q2的集电极为第二开关管Q2的输入端，第二NPN型三极管Q2的基极为第二开关管Q2的受控端，第二NPN型三极管Q2的发射极第二开关管Q2的输出端。

如图3所示，作为本实用新型一实施例，上述整流滤波模块110包括第一二极管D1、瞬态抑制器Z1、第二电容C2、第三电容C3、滤波器U1、第四电容C4、第一电感L1以及第五电容C5。

第一二极管D1的正极为整流滤波模块110的输入端，第一二极管D1的负极与瞬态抑制器Z1的第一端连接，瞬态抑制器Z1的第二端接地，第二电容C2的第一端与第一二极管D1的负极连接，第二电容C2的第二端与瞬态抑制器Z1的第二端连接，第三电容C3的第一端与第二电容C2的第一端连接，第三电容C3的第二端与第二电容C2的第二端连接，滤波器U1的第一端与第三电容C3的第一端连接，滤波器U1的第二端与第四电容C4的第一端连接，滤波器U1的第三端与第三电容C3的第二端连接，滤波器U1的第四端与第四电容C4的第二端连接，第四电容C4的第一端与第一电感L1的第一端连接，第四电容C4的第二端接地，第一电感L1的第二端与第五电容C5的第一端连接，第五电容C5的第二端接地，第五电容C5的第一端为整流滤波模块110的输出端。

在一个实施例中，上述瞬态抑制器为瞬态抑制二极管，上述瞬态抑制二极管的型号为SMBJ60CA。

在一个实施例中，上述滤波器为共模滤波器，上述共模滤波器的型号为ACT45B-510-2P。

以下结合工作原理和图2对上述过流保护电路作进一步说明：

当第二开关单元的输出端处的供电电流在第二NPN型三极管Q2的放大能力范围内的时候，第二NPN型三极管Q2的发射极电压低于第二NPN型三极管的基极电压，与此同时，第一NPN型三极管Q1的发射极电压低于第一NPN型三极管Q1的基极电压，此时，第一开关单元121和第二开关单元122组成典型的共集电极扩流电路，对整流滤波模块110整流滤波后的电压进行扩流。此时，第二开关单元122的输出电压比第一开关单元的输入电压低大约1.4V。

当第二开关单元122的输出端短路，或者负载超过第二NPN型三极管Q2的最大驱动电流时，会导致第二NPN型三极管Q2的发射极电压与集电极电压几乎相等，此时第二NPN型三极管Q2的基极电压和第一NPN型三极管Q21的基极电压的压差会消失，失去维持第二NPN型三极管Q2的发射极的电流输出的前提，因此，第二NPN型三极管Q2进入截止保护状态，且第一NPN型三极管Q1也进入截止保护状态。

当第二开关单元122的输出端短路故障解除或者负载不再超过第二NPN型三极管Q2的最大驱动电流时，维持第二NPN型三极管Q2饱和的条件失去，此时第一电容C1会被缓慢充电，第一NPN型三极管Q1在经过放大区的同时，会让第二NPN型三极管Q2同时经过放大区，当输出放大电流能力满足电流需求的时候，电路再一次启动到合适电流的放大输出平衡状态。在进入放大区平衡时间间隔电流响应能力的前提下，完成了精准高灵敏度限流保险丝的功能。

本实施例提供的过流保护电路，通过在输出端电流异常时，能够快速关断第一开关单元和第二开关单元以保护后级电路，并在异常解除后，第一开关单元闭合继而控制第二开关单元闭合，以正常输出供电电压，相比一次性的保险丝和容易彻底烧毁自恢复保险丝，上述过流保护电路的成本低，可无限次熔断且安全可靠，且具有响应速度和恢复速度快的特点。有效地解决了目前的自恢复保险丝存在保护响应速度慢，恢复速度慢且成本高的问题。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。