一种具有短路保护及监测功能的供电电路的制作方法

本实用新型涉及供电电路领域，尤其涉及一种具有短路保护及监测功能的供电电路。

背景技术：

有些电子仪表产品需要外接传感器，这时候仪表就要输出一路电源供给外部的传感器作激励电源。外接的传感器在调试或接线过程中如果带电操作难免会有激励电源短路的情况发生，此时如果仪表电源输出端没有加短路保护电路，就会存在烧毁仪表电源芯片或变压器的风险。

常规的电源输出短路保护电路会采用串接玻璃管保险丝的方法，这种方法的优点是反应迅速，在短路发生后保险丝会马上熔断，能够及时保护仪表内的电源电路。但是缺点也很明显，就是无法自恢复，在外部短路故障排除之后，必须要更换新的保险丝才可以恢复供电输出。另外一种改进型电源输出短路保护方法是串接自恢复保险丝，这种方法的优点是外部短路故障排除之后，无需更换新的保险丝，会自己恢复到正常输出状态。但是缺点是短路发生之后，保险丝动作不够迅速（因为ptc发热引起阻值变大到一定程度需要时间），如果仪表内部电源不能承受短时间的过流状态，还是会存在烧毁仪表电源芯片的风险。

另外，如果采用上述两种方法，仪表侧的单片机都无法实时监测到目前电源输出是否处于短路保护状态。

技术实现要素：

本实用新型主要解决传统电源电路短路保护方案中无法自恢复，保险动作不及时和无法实时监测是否短路的问题，提供一种通过三极管、电阻及二极管相互配合来控制mos管开启和关闭实现短路保护并设置短路监测电路显示短路监测的具有短路保护及监测功能的供电电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是，一种具有短路保护及监测功能的供电电路，包括电源输出短路保护电路和短路监测电路，所述电源输出短路保护电路输入端与电源相连，电源输出短路保护电路输出端向外供电并与短路监测电路输入端相连，所述短路监测电路输出端为短路监测端。

电源输出短路保护电路兼具供电功能及短路保护供电，短路监测电路监测电源输出短路保护电路输出的电压，当电源输出短路保护电路短路时短路检测端输的电平发生变化，通过将短路检测端连接至单片机即可实现短路监测。

作为上述方案的一种优选方案，所述电源输出短路保护电路包括电源电路和短路保护电路，所述电源电路输入端与短路保护电路输入端均与电源相连，所述电源电路输出端与短路保护电路输出端均与短路监测电路输入端相连。

作为上述方案的一种优选方案，所述电源电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r4、电阻r5、电阻r7、mos管q1和三极管q3，电源电路输入端分别与电阻r1第一端、电阻r2第二端、mos管q1源极相连，电阻r1第二端与电阻r4第一端相连，电阻r4第二端分别与电阻r7第一端和三极管q3基极相连，电阻r7第二端和三极管q3发射极均接地gnd，三极管q3集电极与电阻r5第二端相连，电阻r5第一端分别与电阻r2第二端和mos管q1栅极相连，mos管q1漏极与电源电路输出端相连。电源电路输入端连接电源后，三极管q3导通，使mos管q1导通，使电源电路导通为负载供电。

作为上述方案的一种优选方案，所述短路保护电路包括电阻r3、电阻r6、三极管q2、二极管d1、电容c1和极性电容c2，短路保护电路输入端与电阻r3第一端相连，电阻r3第二端分别与电阻r6第一端和三极管q2基极相连，电阻r6第二端接地gnd，三极管q2集电极与电阻r1第二端相连，三极管q2发射极与二极管d1阳极相连，二极管d1阴极分别与短路保护电路输出端、电容c1第一端和极性电容c2正极相连，电容c1第二端和极性电容c2负极均接地gnd。电源接入后，三极管q2导通，三极管q3截止、mos管q1截止，短路保护电路输出端输出电压为电容c1和极性电容c2充电，当电容c1和极性电容c2上的电压到达一定值后，三极管q2截止，三极管q3导通、mos管q1导通，电源电路正常工作，当电源电路短路时，三级管q2导通，三极管q3截止、mos管q1截止，电源电路被切断，停止为负载供电，实现短路保护。

作为上述方案的一种优选方案，所述短路监测电路包括电阻r8、电阻r9、电阻r10和三极管q4，所述电阻r8第一端与电源输出短路保护电路输出端线路了，电阻r8第二端分别与电阻r10第一端和三极管q4基极相连，电阻r10第二端和三极管q4发射极均接地gnd，三极管q4集电极分别与电阻r9第二端和短路监测端相连，电阻r9第一端接电源vcc-3.3v。正常情况下，三极管q4导通，单片机接收到低电平，电源电路短路时，三极管q4截止，单片机接收到高电平，实现短路监测。

作为上述方案的一种优选方案，所述电源输出短路保护电路与电源之间设有自恢复保险丝ptc1。

本实用新型的优点是：通过三极管、二极管和电阻配合控制mos的导通与截止，能够在电源电路发生短路时及时反应切断电路，并能够在短路消失后连通电路；设有短路监测电路，能够实时监测是否发生短路。

附图说明

图1为实施例中电源输出短路保护电路的一种电路原理图。

图2为实施例中短路监测电路的一种电路原理图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的说明。

实施例：

本实施例一种具有短路保护及监测功能的供电电路，包括电源输出短路保护电路和短路监测电路，电源输出短路保护电路输入端与电源相连，电源输出短路保护电路输出端向外供电并与短路监测电路输入端相连，短路监测电路输出端为短路监测端。

如图1所示，电源输出短路保护电路与电源之间设有自恢复保险丝ptc1，电源输出短路保护电路包括电源电路和短路保护电路，电源电路输入端与短路保护电路输入端均与电源相连，电源电路输出端与短路保护电路输出端均与短路监测电路输入端相连。电源电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r4、电阻r5、电阻r7、mos管q1和三极管q3，电源电路输入端分别与电阻r1第一端、电阻r2第二端、mos管q1源极相连，电阻r1第二端与电阻r4第一端相连，电阻r4第二端分别与电阻r7第一端和三极管q3基极相连，电阻r7第二端和三极管q3发射极均接地gnd，三极管q3集电极与电阻r5第二端相连，电阻r5第一端分别与电阻r2第二端和mos管q1栅极相连，mos管q1漏极与电源电路输出端相连。

短路保护电路包括电阻r3、电阻r6、三极管q2、二极管d1、电容c1和极性电容c2，短路保护电路输入端与电阻r3第一端相连，电阻r3第二端分别与电阻r6第一端和三极管q2基极相连，电阻r6第二端接地gnd，三极管q2集电极与电阻r1第二端相连，三极管q2发射极与二极管d1阳极相连，二极管d1阴极分别与短路保护电路输出端、电容c1第一端和极性电容c2正极相连，电容c1第二端和极性电容c2负极均接地gnd。

本实施例中，mos管q1为p沟道功率mos管，三极管q2~q4为npn型小功率三极管，d1为肖特基三极管，电容c1为瓷片电容，电容c2为电解电容。正常状态下，刚上电时，电源输出短路保护电路有电压输入，v1点为高电平，该电压通过三极管q2的2脚到1脚，再通过二极管d1到v6，对电容c1和电容c2充电，当电容上的电压充到一定的值后，三极管q2的2脚到1脚不再正偏，三极管q2截止，v2点变为高电平，v3点也变为高电平高，三极管q3导通，v4点电压被拉低，p沟道功率mos管q1导通，v6点有电压输出，也就是电源输出vout被开启。因v6点的电压高于v1点的电压，二极管d1反偏截止，所以三极管q2也截止，v2点的高电平被闭环锁定，电源电路正常工作，为负载供电。当输出端vout和gnd发生短路的时候，v6点电压瞬间变低，由于v1为高电平，二极管d1正偏导通，导致三极管q2导通，v2点变低电平，v3点的电平也变为低，三极管q3截止，v4点电压变高，p沟道功率mos管q1截止，v6点不会有电压输出，也就是电源输出vout被关闭，达到短路保护作用。短路发生瞬间的冲击电流，则由自恢复保险丝ptc1承受。

如图2所示，短路监测电路包括电阻r8、电阻r9、电阻r10和三极管q4，所述电阻r8第一端与电源输出短路保护电路输出端线路了，电阻r8第二端分别与电阻r10第一端和三极管q4基极相连，电阻r10第二端和三极管q4发射极均接地gnd，三极管q4集电极分别与电阻r9第二端和短路监测端相连，电阻r9第一端接电源vcc-3.3v。

在未发生短路时，v8点为高电平，三极管q4导通，v9点为低电平，即短路监测端check-pw为低电平；发生短路时，v8点变为为低电平，三极管q4截止，v9点被电阻r9拉倒3.3v，即短路检测端check-pw为高电平3.3v。若将check-pw端接到仪表单片机3.3v电平的io口上，单片机通过该引脚上高低电平的的检测，就可以判断出电源输出端当前是否发生了短路。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。