專利名稱：一種以mos管為高端開關(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(qǐng)涉及電路保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種以MOS管為高端開關(guān)的電路的輸出短路保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
在以普通場(chǎng)效應(yīng)管(M0S管)為高端開關(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地，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(qǐng)目的在于提供一種以MOS管為高端開關(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，解決輸出端短路到地時(shí)，作為高端開關(guān)的MOS管被燒毀的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┤缦录夹g(shù)方案:一種以MOS管為高端開關(guān)的電路的輸出短路保護(hù)電路，所述以MOS管為高端開關(guān)的電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一三極管Tl、穩(wěn)壓二極管Dl和MOS管Ql ;所述第一電阻Rl的一端作為輸入端，另一端與所述第一三極管Tl的基極連接；所述第一三極管Tl的發(fā)射極接地，所述第一三極管Tl的集電極通過所述第二電阻R2分別與所述穩(wěn)壓二極管Dl的陽極和所述MOS管Ql的柵極連接；所述穩(wěn)壓二極管Dl的陰極和MOS管Ql的源極分別與電源連接；所述MOS管Ql的漏極作為輸出端；所述輸出短路保護(hù)電路包括第三電阻R3、第四電阻R4、第二三極管T2、第三三極管T3和電容Cl ;所述電容Cl的一端接地，另一端分別與所述第三電阻R3和第四電阻R4的一端連接；所述第三電阻R3的另一端接于所述第二三極管T2的基極，所述第四電阻R4的另一端接于所述第一三極管Tl的集電極；所述第二三極管T2的集電極接于所述穩(wěn)壓二極管Dl的陽極，所述第二三極管T2的發(fā)射極接于所述第三三極管T3的集電極；所述第三三極管T3的基極接于所述MOS管Ql的漏極；所述第三三極管T3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)電路還包括第五電阻R5、第六電阻R6和第七電阻R7 ；所述第五電阻R5和第七電阻R7串聯(lián)接入所述MOS管Ql的源極和所述第三三極管T3的基極之間；所述第六電阻R6和第七電阻R7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。從上述的技術(shù)方案可以看出，本申請(qǐng)通過三極管、電阻和電容組成保護(hù)電路，接入上述以MOS管為高端開關(guān)的電路中，實(shí)現(xiàn)了輸出端短路接地時(shí)，將作為高端開關(guān)的MOS管關(guān)閉，避免了 MOS管被燒毀，實(shí)現(xiàn)了對(duì)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(qǐng)解決了現(xiàn)有技術(shù)的問題。
為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)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管為聞端開關(guān)的電路結(jié)構(gòu)圖；圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例一提供的以MOS管為聞端開關(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(qǐng)實(shí)施例二提供的以MOS管為高端開關(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(qǐng)實(shí)施例中的附圖,對(duì)本申請(qǐng)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(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本申請(qǐng)中的實(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(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。本申請(qǐng)實(shí)施例公開了一種以MOS管為高端開關(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，解決輸出端短路到地時(shí)，作為高端開關(guān)的MOS管被燒毀的問題。本申請(qǐng)實(shí)施例一應(yīng)用于以MOS管為高端開關(guān)的電路。參照?qǐng)D2，該以MOS管為高端開關(guān)的電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一三極管Tl、穩(wěn)壓二極管Dl和MOS管Q1。其中，第一電阻Rl的一端作為輸入端，另一端與第一三極管Tl的基極連接；第一三極管Tl的發(fā)射極接地，第一三極管Tl的集電極通過第二電阻R2分別與穩(wěn)壓二極管Dl的陽極和MOS管Ql的柵極連接；穩(wěn)壓二·極管Dl的陰極和MOS管Ql的源極分別與電源連接；M0S管Ql的漏極作為輸出端。如圖2所示，本申請(qǐng)實(shí)施例一提供的以MOS管為高端開關(guān)的電路的輸出短路保護(hù)電路，由第三電阻R3、第四電阻R4、第二三極管T2、第三三極管T3和電容Cl組成。其中，電容Cl的一端接地，另一端分別與第三電阻R3和第四電阻R4的一端連接；第三電阻R3的另一端接于第二三極管T2的基極，第四電阻R4的另一端接于第一三極管Tl的集電極；第二三極管T2的集電極接于Dl的陽極，第二三極管T2的發(fā)射極接于第三三極管T3的集電極；第三三極管T3的基極接于MOS管Ql的漏極；第三三極管T3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，電容Cl處于飽和狀態(tài)，其兩端的電壓為電源電壓VBAT ；M0S管Ql關(guān)閉，其漏極為低電平，源極和漏極之間的電壓Umqssqi施加于第三三極管T3的基極和發(fā)射極之間，使第三三極管T3的基極和發(fā)射極之間導(dǎo)通，即電路未工作狀態(tài)下第三三極管T3處于開啟狀態(tài)；而由于第三三極管T3開啟、電容Cl兩端的電壓為電源電壓VBAT，第二三極管T2處于關(guān)閉狀態(tài)。正常上電后，輸入端輸入高電平，第一電阻Rl將第一三極管Tl開啟，使MOS管Ql的柵極通過第二電阻R2和第一三極管Tl接地，電位降低，MOS管Ql開啟；M0S管Ql開啟后，柵極電壓增高，Umossqi隨之減小，不能達(dá)到第三三極管T3的基射極開啟電壓(由第三三極管T3自身參數(shù)決定，一般為0.7V)，第三三極管T3關(guān)閉。同時(shí)，第一三極管Tl開啟后，電容Cl通過第一三極管Tl放電，電壓逐漸降低，第二三極管T2的基射極電壓增高，當(dāng)?shù)诙龢O管T2的基射極電壓增至基射極開啟電壓時(shí)，第二三極管T2開啟。而由于電容Cl放電造成的時(shí)延，第二三極管T2開啟時(shí)，第三三極管T3已關(guān)閉，故第二三極管T2與第三三極管T3之間不可導(dǎo)通，MOS管Ql的柵極電壓不會(huì)被拉高，MOS管Ql仍能保持開啟狀態(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)；第三三極管T3的基極與發(fā)射極之間的電壓UT3=UK5=IQ1*RQ1*(R5/(R5+R6))。當(dāng)電路的輸出端卿MOS管Ql的漏極)短路接地時(shí)，MOS管Ql的源漏極電流Iqi急劇增加，Ut3隨之增加至(超過)第三三極管T3的基射極開啟電壓，第三三極管T3開啟；由于此時(shí)第二三極管T2也處于開啟狀態(tài)，故MOS管Ql的柵極電流被拉高至電源電壓VBAT，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(第二三極管T2關(guān)閉、第三三極管T3開啟、電容Cl飽和)，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(qǐng)實(shí)施例通過三極管、電阻和電容組成保護(hù)電路，接入上述以MOS管為高端開關(guān)的電路中，實(shí)現(xiàn)了輸出端短路接地時(shí)，將作為高端開關(guān)的MOS管關(guān)閉，避免了 MOS管被燒毀，實(shí)現(xiàn)了對(duì)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(qǐng)實(shí)施例解決了現(xiàn)有技術(shù)的問題。本申請(qǐng)實(shí)施例二應(yīng)用于以MOS管為高端開關(guān)的電路。參照?qǐng)D3，該以MOS管為高端開關(guān)的電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一三極管Tl、穩(wěn)壓二極管Dl和MOS管Q1。其中，第一電阻Rl的一端作為輸 入端，另一端與第一三極管Tl的基極連接；第一三極管Tl的發(fā)射極接地，第一三極管Tl的集電極通過第二電阻R2分別與穩(wěn)壓二極管Dl的陽極和MOS管Ql的柵極連接；穩(wěn)壓二極管Dl的陰極和MOS管Ql的源極分別與電源連接；M0S管Ql的漏極作為輸出端。如圖3所示，本申請(qǐng)實(shí)施例二提供的以MOS管為高端開關(guān)的電路的輸出短路保護(hù)電路，由第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第二三極管T2、第三三極管T3和電容Cl組成。其中，電容Cl的一端接地，另一端分別與第三電阻R3和第四電阻R4的一端連接；第三電阻R3的另一端接于第二三極管T2的基極，第四電阻R4的另一端接于第一三極管Tl的集電極，第二三極管T2的集電極接于Dl的陽極，第二三極管T2的發(fā)射極接于第三三極管T3的集電極。第五電阻R5和第七電阻R7串聯(lián)接入MOS管Ql的源極和第三三極管T3的基極之間，第六電阻R6和第七電阻R7串聯(lián)接入MOS管Ql的漏極和第二三極管T2的基極之間，即:第五電阻R5的一端接于MOS管Ql的源極，第六電阻R6的一端接于MOS管Ql的漏極,第五電阻R5的另一端和第六電阻R6的另一端共同接于第七電阻R7的一端，第七電阻R7的另一端接于第三三極管T3的基極。第三三極管T3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:[0026]電路上電前，電容Cl處于飽和狀態(tài)，其兩端的電壓為電源電壓VBAT ；M0S管Ql關(guān)閉，其漏極為低電平，第五電阻R5和第六電阻R6串聯(lián)電壓相當(dāng)于電源電壓VBAT，第五電阻R5的分壓施加于第三三極管T3的基極和發(fā)射極之間(第七電阻R7為第三三極管T3的限流電阻，對(duì)第三三極管T3起保護(hù)作用，為簡(jiǎn)化工作原理，以下描述忽略第七電阻R7的分壓)，使第三三極管T3的基極和發(fā)射極之間導(dǎo)通，即電路未工作狀態(tài)下第三三極管T3處于開啟狀態(tài)；而由于第三三極管T3開啟、電容Cl兩端的電壓為電源電壓VBAT，第二三極管T2處于關(guān)閉狀態(tài)。正常上電后，輸入端輸入高電平，第一電阻Rl將第一三極管Tl開啟，使MOS管Ql的柵極通過第二電阻R2和第一三極管Tl接地，電位降低，MOS管Ql開啟；M0S管Ql開啟后，柵極電壓增高，第五電阻R5的分壓不能達(dá)到第三三極管T3的基射極開啟電壓(由第三三極管T3自身參數(shù)決定，一般為0.7V)，第三三極管T3關(guān)閉。同時(shí)，第一三極管Tl開啟后，電容Cl通過第一三極管Tl放電，電壓逐漸降低，第二三極管T2的基射極電壓增高，當(dāng)?shù)诙龢O管T2的基射極電壓增至基射極開啟電壓時(shí)，第二三極管T2開啟。而由于電容Cl放電造成的時(shí)延，第二三極管T2開啟時(shí)，第三三極管T3已關(guān)閉，故第二三極管T2與第三三極管T3之間不可導(dǎo)通，MOS管Ql的柵極電壓不會(huì)被拉高，MOS管Ql仍能保持開啟狀態(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)；第三三極管T3的基極與發(fā)射極之間的電壓UT3=UK5=IQ1*RQ1*(R5/(R5+R6))。當(dāng)電路的輸出端卿MOS管Ql的漏極)短路接地時(shí)，MOS管Ql的源漏極電流Iqi急劇增加，Ut3隨之增加至(超過)第三三極管T3的基射極開啟電壓，第三三極管T3開啟；由于此時(shí)第二三極管T2也處于開啟狀態(tài)，故MOS管Ql的柵極電流被拉高至電源電壓VBAT，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(第二三極管T2關(guān)閉、第三三極管T3開啟、電容Cl飽和)，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(qǐng)實(shí)施例通過兩個(gè)三極管、四個(gè)電阻和一個(gè)電容組成保護(hù)電路，接入上述以MOS管為高端開關(guān)的電路中，實(shí)現(xiàn)了輸出端短路接地時(shí)，將作為高端開關(guān)的MOS管關(guān)閉，避免了 MOS管被燒毀，實(shí)現(xiàn)了對(duì)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UT3=UK5=IQ1*RQ1* (R5/(R5+R6))可知，通過調(diào)節(jié)第五電阻R5和第六電阻R6的相對(duì)大小，來調(diào)節(jié)短路電流的限值，即控制短路后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。進(jìn)一步的，上述所有實(shí)施例中，可通過調(diào)節(jié)第四電阻R4和電容Cl，來調(diào)節(jié)電路的短路時(shí)間；通過調(diào)節(jié)第二電阻R2，實(shí)現(xiàn)對(duì)MOS管Ql開啟時(shí)間的控制:第二電阻R2越小，MOS管Ql開啟時(shí)間越短、開啟越快。對(duì)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(qǐng)。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)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(qǐng)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(qǐng)將不會(huì)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管為高端開關(guān)的電路的輸出短路保護(hù)電路，其特征在于，所述以MOS管為高端開關(guān)的電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一三極管Tl、穩(wěn)壓二極管Dl和MOS管Ql ;所述第一電阻Rl的一端作為輸入端，另一端與所述第一三極管Tl的基極連接；所述第一三極管Tl的發(fā)射極接地，所述第一三極管Tl的集電極通過所述第二電阻R2分別與所述穩(wěn)壓二極管Dl的陽極和所述MOS管Ql的柵極連接；所述穩(wěn)壓二極管Dl的陰極和MOS管Ql的源極分別與電源連接；所述MOS管Ql的漏極作為輸出端； 所述輸出短路保護(hù)電路包括第三電阻R3、第四電阻R4、第二三極管T2、第三三極管T3和電容Cl ;所述電容Cl的一端接地，另一端分別與所述第三電阻R3和第四電阻R4的一端連接；所述第三電阻R3的另一端接于所述第二三極管T2的基極，所述第四電阻R4的另一端接于所述第一三極管Tl的集電極；所述第二三極管T2的集電極接于所述穩(wěn)壓二極管Dl的陽極，所述第二三極管T2的發(fā)射極接于所述第三三極管T3的集電極；所述第三三極管T3的基極接于所述MOS管Ql的漏極；所述第三三極管T3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)電路還包括第五電阻R5、第六電阻R6和第七電阻R7 ;所述第五電阻R5和第七電阻R7串聯(lián)接入所述MOS管Ql的源極和所述第三三極管T3的基極之間；所述第六電阻R6和第七電阻R7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。
專利摘要本申請(qǐng)公開了一種以MOS管為高端開關(guān)的電路的輸出短路保護(hù)電路，所述以MOS管為高端開關(guān)的電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一三極管T1、穩(wěn)壓二極管D1和MOS管Q1；所述輸出短路保護(hù)電路包括第三電阻R3、第四電阻R4、第二三極管T2、第三三極管T3和電容C1；C1的一端接地，另一端分別與R3和R4的一端連接；R3的另一端接于T2的基極，R4的另一端接于T1的集電極；T2的集電極接于D1的陽極，發(fā)射極接于T3的集電極；T3的基極接于Q1的漏極；T3的發(fā)射極接于Q1的源極。本申請(qǐng)通過三極管、電阻和電容組成保護(hù)電路，當(dāng)輸出端短路接地時(shí)，將MOS管關(guān)閉，避免了MOS管被燒毀，解決了現(xiàn)有技術(shù)的問題。
文檔編號(hào)H03K17/08GK203119854SQ201320142109
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)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(qǐng)人:北京經(jīng)緯恒潤(rùn)科技有限公司