[实用新型]具有精密过流过压和欠压的保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及供电电源保护，尤其是涉及一种具有精密过流过压和欠压的保护电路。

背景技术

为了保护产品的供电电源，防止产品发生短路故障而损害其他设备，产品电源输入的前端均需要设置过流保护电路，常规的设计方法是在产品电源输入端设置一个熔断型保险丝或者自恢复式保险丝，以上两种保险丝，过流限值范围较大，往往在故障发生的时候不能第一时间截断电压输出，在故障发生的初期至保险丝起作用的时间较长，容易在此期间使故障扩大化。而且熔断型保险丝在发生短路故障后立即烧毁，当过流故障解除后，需要重新更换保险丝。自恢复式保险丝其工作原理是通路电流过大后即开始发热，当热量积攒到一定程度后变成高阻抗状态，从而达到过流保护的作用，由于其本质工作原理，决定了该器件受环境温度的影响比较大，低温下起保护时间会变长，高温下可能在没有发生过流的状态而呈现高阻抗状态。由于以上原因，可能造成常规的保险丝设置不能达到理想的设计状态。过压和欠压保护设置是通过单独的控制芯片并围绕外围电路和指标要求进行设计而达到相应的保护要求，电路设计较复杂，而且不能实现输入端过流保护的功能。

发明内容

鉴于现有技术存在的不足，本实用新型提供一种具有精密过流过压和欠压的保护电路。该电路设计简单，仅需要一个集成控制芯片、四个电阻器和一个陶瓷电容即可实现过流、过压和欠压保护的设计，而且保护精度很高，过流保护精度可达±2%，过压欠压精度可达±3%。而且在故障解除后可自动恢复正常工作状态，无需手动更换或者设置。性能指标不受温度影响，采用电路控制开关管的方式，起保护时间在us级以内。

本实用新型为实现上述目的，所采取的技术方案是：一种具有精密过流过压和欠压的保护电路，其特征在于，所述保护电路包括过压欠压阈值设置电路、输出斜率设置电路、集成控制电路和限流设置电路，其电路连接为：电源输入端分别与过压欠压阈值设置电路和集成控制电路连接，过压欠压阈值设置电路和集成控制电路连接，输出斜率设置电路和限流设置电路分别与集成控制电路连接，集成控制电路与电源输出端连接。

本实用新型的特点是：电路设计简单，可置于产品电源输入端，实现精密的过流、过压和欠压保护，产品前端的保护功能齐全，具有较高的保护精度和较短的保护启动时间，采用电压电流取样的方式控制开关管从而实现相应的保护功能，安全可靠，不受温度影响，故障解除后可自动恢复正常工作状态。

附图说明

图1为本实用新型的电路连接框图；

图2为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，具有精密过流过压和欠压的保护电路包括过压欠压阈值设置电路、输出斜率设置电路、集成控制电路和限流设置电路，其电路连接为：电源输入端分别与过压欠压阈值设置电路和集成控制电路连接，过压欠压阈值设置电路和集成控制电路连接，输出斜率设置电路和限流设置电路分别与集成控制电路连接，集成控制电路与电源输出端连接。

如图2所示，集成控制电路采用TPS25921的集成控制芯片U1，过压欠压阈值设置电路包括电阻R1、电阻R2和电阻R3，电源输入端和电阻R1的一端连接到集成控制芯片U1的IN脚，电阻R1的另一端和电阻R2的一端连接到集成控制芯片U1的ENUV脚，电阻R2的另一端和电阻R3的一端连接到集成控制芯片U1的OVP脚；限流设置电路包括电阻R4，电阻R4的一端连接到集成控制芯片U1的ITIM脚；输出斜率设置电路包括电容C1，电容C1的一端连接到集成控制芯片U1的SS脚，电容C1的另一端与电阻R3的另一端和电阻R4的另一端连接到集成控制芯片U1的GND脚，同时一起接地。

本实用新型工作原理：型号为TPS25921的集成控制芯片U1提供了过压欠压基准信号，电流取样信号和输出斜率基准信号为该电路设计应用的核心，通过应用该芯片的集成化功能并配合相应的外围电路以达到设计要求；电阻R1、电阻R2、电阻R3和集成控制芯片U1的IN引脚、ENUV引脚、OVP引脚构成过压欠压阈值设置电路，集成控制芯片U1的ENUV引脚和OVP引脚提供了精准的基准电压信号，内置比较放大器，通过电阻R1、电阻R2和电阻R3对输入电压的分压功能，与集成控制芯片U1的两个基准电压引脚进行比较，当输入电压高于或者低于设定阈值时，会通过集成控制芯片U1的内部处理关断内部的开关管，从而达到过压欠压保护的功能；当过压欠压故障消失后，开关管可自动导通，从而实现自恢复功能。电阻R4和集成控制芯片U1的ITIM引脚构成了限流设置电路，按照计算公式，得出合适的阻值以确定过流保护的阈值。电容C1和集成控制芯片U1的SS引脚构成输出斜率设置电路，SS引脚提供了稳定的充电电流，按照计算公式，设置合适的电容C1的容值以达到设计要求。