專利名稱：一種以mos管為低端開關(guān)的電路的輸出短路保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及電路保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種以MOS管為低端開關(guān)的電路的輸出短路保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
在以普通場效應(yīng)管(M0S管)為低端開關(guān)的電路中，如圖1所示，MOS管Ql開啟時(shí)，源極和漏極之間導(dǎo)通、內(nèi)阻很小，若此時(shí)作為輸出端的漏極短路到電源，源漏極之間的電流將瞬間上升至較大值，導(dǎo)致MOS管Ql燒毀。雖然采用智能型帶保護(hù)的MOS管可以通過短路保護(hù)避免燒毀現(xiàn)象，但成本過高。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本申請目的在于提供一種以MOS管為低端開關(guān)的電路的輸出短路保護(hù)電路，以保證在低成本的前提下，解決輸出端短路到電源時(shí)，作為低端開關(guān)的MOS管被燒毀的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┤缦录夹g(shù)方案:一種以MOS管為低端開關(guān)的電路的輸出短路保護(hù)電路，所述以MOS管為低端開關(guān)的電路包括第一電阻Rl和MOS管Ql ;所述第一電阻Rl的一端與所述MOS管Ql的柵極連接，所述第一電阻Rl的另一端作為輸入端；所述MOS管Ql的漏極作為輸出端，且與電源連接，所述MOS管Ql的源極接地；
所述輸出短路保護(hù)電路包括第二電阻R2、第三電阻R3、第一三極管Tl、第二三極管T2和電容Cl ;所述電容Cl的一端接地，另一端分別與所述第二電阻R2和第三電阻R3的一端連接；所述第二電阻R2的另一端與所述輸入端連接，所述第三電阻R3的另一端接于所述第一三極管Tl的基極，所述第一三極管Tl的集電極接于所述MOS管Ql的柵極；所述第二三極管T2的集電極接于所述第一三極管Tl的發(fā)射極；所述第二三極管T2的基極接于所述MOS管Ql的漏極；所述第二三極管T2的發(fā)射極接于所述MOS管Ql的源極。優(yōu)選地，所述輸出短路保護(hù)電路還包括第四電阻R4、第五電阻R5和第六電阻R6 ；所述第四電阻R4和第六電阻R6串聯(lián)接入所述MOS管Ql的漏極和所述第二三極管T2的基極之間；所述第五電阻R5和第六電阻R6串聯(lián)接入所述MOS管Ql的源極和所述第二三極管T2的基極之間。從上述的技術(shù)方案可以看出，本申請通過三極管、電阻和電容組成保護(hù)電路，接入以MOS管為低端開關(guān)的電路中，實(shí)現(xiàn)了輸出端短路到電源時(shí)，將作為低端開關(guān)的MOS管關(guān)閉，避免了 MOS管被燒毀，實(shí)現(xiàn)了對MOS管的短路保護(hù)；同時(shí)，上述三極管、電阻等分立元件成本低廉，易于電路的實(shí)現(xiàn)。因此，本申請實(shí)施例解決了現(xiàn)有技術(shù)的問題。

為了更清楚地說明本申請實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中以MOS管為低端開關(guān)的電路結(jié)構(gòu)圖；圖2為本申請實(shí)施例一提供的以MOS管為低端開關(guān)的電路的輸出短路保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)圖；圖3為本申請實(shí)施例二提供的以MOS管為低端開關(guān)的電路的輸出短路保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本申請實(shí)施例中的附圖,對本申請實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾堉械膶?shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請保護(hù)的范圍。本申請實(shí)施例公開了 一種以MOS管為低端開關(guān)的電路的輸出短路保護(hù)電路，以保證在低成本的前提下，解決輸出端短路到電源時(shí)，作為低端開關(guān)的MOS管被燒毀的問題。本申請實(shí)施例一應(yīng)用于以MOS管為低端開關(guān)的電路。參照圖2，該以MOS管為低端開關(guān)的電路包括第一電阻Rl和MOS管Ql。其中，第一電阻Rl的一端與MOS管Ql的柵極連接，第一電阻Rl的另一端作為該以MOS管為低端開關(guān)的電路的輸入端；M0S管Ql的漏極作為輸出端，且與電源連接，MOS管Ql的源極接地。如圖2所示，本申請實(shí)施例一提供的以MOS管為低端開關(guān)的電路的輸出短路保護(hù)電路，由第二電阻R2、第三電阻R3、第一三極管Tl、第二三極管T2和電容Cl組成。其中，電容Cl的一端接地，另一端分別與第二電阻R2和第三電阻R3的一端連接；第二電阻R2的另一端與上述輸入端連接，第三電阻R3的另一端接于第一三極管Tl的基極,第一三極管Tl的集電極接于MOS管Ql的柵極；第二三極管T2的集電極接于第一三極管Tl的發(fā)射極；所述第二三極管T2的基極接于所述MOS管Ql的漏極；第二三極管T2的發(fā)射極接于MOS管Ql的源極。上述實(shí)施例所述的電路工作原理如下:電路上電前，第一三極管Tl關(guān)閉、電容Cl未充電、MOS管Ql關(guān)閉，其漏極為高電平，源極和漏極之間的電壓Uqi施加于第二三極管T2的基極與發(fā)射極之間，使第二三極管T2的基極和發(fā)射極之間導(dǎo)通，即電路未工作狀態(tài)下第二三極管T2處于開啟狀態(tài)。正常上電后，輸入端輸入高電平，MOS管Ql的柵極電壓隨之被拉高，MOS管Ql開啟，漏極電壓(即輸出電壓)降低，Uqi不能達(dá)到第二三極管T2的基射極開啟電壓(由第二三極管T2自身參數(shù)而定，一般為0.7V)，第二三極管T2關(guān)閉。同時(shí)，電容Cl通過第二電阻R2充電，電容Cl兩端的電壓升高，第一三極管Tl的基射極電壓也隨之升高，當(dāng)?shù)谝蝗龢O管Tl的基射極電壓升高至第一三極管Tl的基射極開啟電壓時(shí)，第一三極管Tl開啟。由于電容Cl充電造成的時(shí)延，第一三極管Tl開啟時(shí)，第二三極管T2已關(guān)閉，故第一三極管Tl和第二三極管T2不會同時(shí)開啟，第一三極管Tl和第二三極管T2之間不能形成電流通路，MOS管Ql的柵極電壓不會被拉低，MOS管Ql能保持開啟狀態(tài)。[0020]MOS管Ql開啟狀態(tài)下，其源漏極電壓UQ1=IQ1*RQ1 (Iqi為MOS管Ql的源漏極導(dǎo)通電流，Rqi為源漏極內(nèi)阻)，即第二三極管T2的基極與發(fā)射極之間的電壓UT2=UK5=IQ1*RQ1。Ut2=UE5=Iqi*Rqi*(R5/(R4+R5))當(dāng)電路的輸出端(即MOS管Ql的漏極)短路到電源時(shí)，MOS管Ql的源漏極電流Iqi急劇增加，Ut2隨之增加至(超過)第二三極管T2的基射極開啟電壓，第二三極管T2開啟；由于此時(shí)第一三極管Tl也處于開啟狀態(tài)，故MOS管Ql的柵極通過第一三極管Tl和第二三極管T2接地，即MOS管Ql的柵極和源極電壓幾乎為零，MOS管Ql關(guān)閉，Iqi隨之消失，避免了MOS管Ql被燒毀。MOS管Ql關(guān)閉后，電路處于自鎖狀態(tài)，只有排除輸出端短路故障、關(guān)閉輸入端，才能使電路各元件復(fù)位(第一三極管Tl關(guān)閉、第二三極管T2開啟、電容Cl未充電)，進(jìn)而重新上電、MOS管Ql開啟，電路恢復(fù)正常工作。由上述電路結(jié)構(gòu)及工作過程可知，本申請實(shí)施例通過三極管、電阻和電容組成保護(hù)電路，實(shí)現(xiàn)了輸出端短路到電源時(shí)，將作為低端開關(guān)的MOS管關(guān)閉，避免了 MOS管被燒毀，實(shí)現(xiàn)了對MOS管的短路保護(hù)；同時(shí)，上述三極管、電阻等分立元件成本低廉，易于電路的實(shí)現(xiàn)。因此，本申請實(shí)施例解決了現(xiàn)有技術(shù)的問題。本申請實(shí)施例二應(yīng)用于以MOS管為低端開關(guān)的電路。參照圖3，該以MOS管為低端開關(guān)的電路包括第一電阻Rl和MOS管MOS管Q1。其中，第一電阻Rl的一端與MOS管Ql的柵極連接，第一電阻Rl的另一端作為該以MOS管為低端開關(guān)的電路的輸入端；M0S管Ql的漏極作為輸出端，且與電源連接，MOS管Ql的源極接地。如圖3所示，本申請實(shí)施例二提供的以MOS管為低端開關(guān)的電路的輸出短路保護(hù)電路，由第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第一三極管Tl、第二三極管T2和電容Cl組成。其中，電容Cl的一端接地，另一端分別與第二電阻R2和第三電阻R3的一端連接；第二電阻R2的另一端與上述輸入端連接，第三電阻R3的另一端接于第一三極管Tl的基 極，第一三極管Tl的集電極接于MOS管Ql的柵極，第一三極管Tl的發(fā)射極接于第二三極管T2的集電極。第四電阻R4和第六電阻R6串聯(lián)接入MOS管Ql的漏極和第二三極管T2的基極之間，第五電阻R5和第六電阻R6串聯(lián)接入MOS管Ql的源極和第二三極管T2的基極之間，即:第四電阻R4的一端接于MOS管Ql的漏極，另一端分別與第五電阻R5的一端和第六電阻R6的一端連接；第五電阻R5的另一端接于MOS管Ql的源極；第六電阻R6的另一端接于第二三極管T2的基極。上述實(shí)施例所述的電路工作原理如下:電路上電前，第一三極管Tl關(guān)閉、電容Cl未充電、MOS管Ql關(guān)閉，其漏極為高電平，第四電阻R4和第五電阻R5串聯(lián)電壓相當(dāng)于電源電壓VBAT，第五電阻R5的分壓施加于第二三極管T2的基極與發(fā)射極之間(第六電阻R6為第二三極管T2的限流電阻，對第二三極管T2起保護(hù)作用，為簡化工作原理，以下描述忽略第六電阻R6的分壓)，使第二三極管T2的基極和發(fā)射極之間導(dǎo)通，即電路未工作狀態(tài)下第二三極管T2處于開啟狀態(tài)。正常上電后，輸入端輸入高電平，MOS管Ql的柵極電壓隨之被拉高，MOS管Ql開啟，漏極電壓(即輸出電壓)降低，第五電阻R5的分壓不能達(dá)到第二三極管T2的基射極開啟電壓(由第二三極管T2自身參數(shù)而定，一般為0.7V)，第二三極管T2關(guān)閉。同時(shí)，電容Cl通過第二電阻R2充電，電容Cl兩端的電壓升高，第一三極管Tl的基射極電壓也隨之升高，當(dāng)?shù)谝蝗龢O管Tl的基射極電壓升高至第一三極管Tl的基射極開啟電壓時(shí)，第一三極管Tl開啟。由于電容Cl充電造成的時(shí)延，第一三極管Tl開啟時(shí)，第二三極管T2已關(guān)閉，故第一三極管Tl和第二三極管T2不會同時(shí)開啟，第一三極管Tl和第二三極管T2之間不能形成電流通路，MOS管Ql的柵極電壓不會被拉低，MOS管Ql能保持開啟狀態(tài)。MOS管Ql開啟狀態(tài)下，其源漏極電壓UQ1=IQ1*RQi (Iqi為MOS管Ql的源漏極導(dǎo)通電流，Rqi為源漏極內(nèi)阻)；第二三極管T2的基極與發(fā)射極之間的電壓UT2=UK5=IQ1*RQ1*(R5/(R4+R5))。當(dāng)電路的輸出端卿MOS管Ql的漏極)短路到電源時(shí)，MOS管Ql的源漏極電流Iqi急劇增加，Ut2隨之增加至(超過)第二三極管T2的基射極開啟電壓，第二三極管T2開啟；由于此時(shí)第一三極管Tl也處于開啟狀態(tài)，故MOS管Ql的柵極通過第一三極管Tl和第二三極管T2接地，即MOS管Ql的柵極和源極電壓幾乎為零，MOS管Ql關(guān)閉，Iqi隨之消失，避免了MOS管Ql被燒毀。MOS管Ql關(guān)閉后，電路處于自鎖狀態(tài)，只有排除輸出端短路故障、關(guān)閉輸入端，才能使電路各元件復(fù)位(第一三極管Tl關(guān)閉、第二三極管T2開啟、電容Cl未充電)，進(jìn)而重新上電、MOS管Ql開啟，電路恢復(fù)正常工作。由上述電路結(jié)構(gòu)及工作過程可知，本申請實(shí)施例通過兩個三極管、四個電阻和一個電容，實(shí)現(xiàn)了輸出端短路到電源時(shí)，將作為低端開關(guān)的MOS管關(guān)閉，避免了 MOS管被燒毀，實(shí)現(xiàn)了對MOS管的短路保護(hù)；同時(shí)，上述三極管、電阻等分立元件成本低廉，易于電路的實(shí)現(xiàn)。另外，不同功率的MOS管所能承受的短路電流不同。由關(guān)系式UT2=UK5=IQ1*RQ1* (R5/(R4+R5))可知，通過調(diào)節(jié)第四電阻R4和第五電阻R5的相對大小，來調(diào)節(jié)短路電流的限值，即控制短路情況下MOS管Ql關(guān)閉時(shí)Iqi的大小，以適應(yīng)不同功率的MOS管，克服了現(xiàn)有技術(shù)中智能型帶保護(hù)的MOS管不能用于輸出功率很大的電路的弊端。[0032]對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本申請。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本申請將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求1.一種以MOS管為低端開關(guān)的電路的輸出短路保護(hù)電路，其特征在于，所述以MOS管為低端開關(guān)的電路包括第一電阻Rl和MOS管Ql ;所述第一電阻Rl的一端與所述MOS管Ql的柵極連接，所述第一電阻Rl的另一端作為輸入端；所述MOS管Ql的漏極作為輸出端，且與電源連接，所述MOS管Ql的源極接地； 所述輸出短路保護(hù)電路包括第二電阻R2、第三電阻R3、第一三極管Tl、第二三極管T2和電容Cl ;所述電容Cl的一端接地，另一端分別與所述第二電阻R2和第三電阻R3的一端連接；所述第二電阻R2的另一端與所述輸入端連接，所述第三電阻R3的另一端接于所述第一三極管Tl的基極，所述第一三極管Tl的集電極接于所述MOS管Ql的柵極；所述第二三極管T2的集電極接于所述第一三極管Tl的發(fā)射極；所述第二三極管T2的基極接于所述MOS管Ql的漏極；所述第二三極管T2的發(fā)射極接于所述MOS管Ql的源極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸出短路保護(hù)電路，其特征在于，所述輸出短路保護(hù)電路還包括第四電阻R4、第五電阻R5和第六電阻R6 ;所述第四電阻R4和第六電阻R6串聯(lián)接入所述MOS管Ql的漏極和所述第二三極管T2的基極之間；所述第五電阻R5和第六電阻R6串聯(lián)接入所述M OS管Ql的源極和所述第二三極管T2的基極之間。
專利摘要本申請公開了一種以MOS管為低端開關(guān)的電路的輸出短路保護(hù)電路，包括第二電阻R2、第三電阻R3、第一三極管T1、第二三極管T2和電容C1；電容C1的一端接地，另一端分別與第二電阻R2和第三電阻R3的一端連接；第二電阻R2的另一端與輸入端連接，第三電阻R3的另一端接于第一三極管T1的基極，第一三極管T1的集電極接于MOS管Q1的柵極；第二三極管T2的集電極接于第一三極管T1的發(fā)射極；第二三極管T2的基極接于MOS管Q1的漏極；第二三極管T2的發(fā)射極接于MOS管Q1的源極。本申請通過三極管、電阻和電容組成保護(hù)電路，成本低廉，且實(shí)現(xiàn)了輸出端短路到電源時(shí)，將MOS管關(guān)閉，避免了MOS管被燒毀。
文檔編號H03K17/08GK203119853SQ20132014205
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月26日
發(fā)明者賈春冬 申請人:北京經(jīng)緯恒潤科技有限公司