專利名稱：短路保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種保護(hù)電路，具體地說，是涉及一種在負(fù)載發(fā)生短路情 況時對整機電路進(jìn)行保護(hù)的控制電路。
背景技術(shù)：
負(fù)栽電路在運行過程中經(jīng)常會發(fā)生短路故障，由此引發(fā)整機設(shè)備的損壞。 為解決此類短路問題，現(xiàn)有技術(shù)通常采用的方法是在為負(fù)栽提供工作電源的供 電電路輸出端串聯(lián)一個自恢復(fù)保險絲，通過所述自恢復(fù)保險絲連接負(fù)栽的供電 端。當(dāng)負(fù)栽電路發(fā)生短路故障時，電路中的電流急劇增加，導(dǎo)致溫度升高，自 恢復(fù)保險絲熔斷，電路自動斷開，進(jìn)而起到對電路的短路保護(hù)作用。短路故障
排除后，電路中的電流減小，溫度隨之下降；當(dāng)溫度下降到自恢復(fù)保險絲的門 限值時，自恢復(fù)保險絲自動接通，使整機電路恢復(fù)正常工作。然而，目前的自 恢復(fù)保險絲價格一般都比較貴，用于電路中會導(dǎo)致整機成本的升高，不利于產(chǎn) 品的批量生產(chǎn)。

實用新型內(nèi)容
本實用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中采用自恢復(fù)保險絲實現(xiàn)短蹈一呆護(hù)所導(dǎo)致的 產(chǎn)品成本升高的問題，提供了一種新型的短路保護(hù)電路，該電路無需使用自恢 復(fù)保險絲即可起到對負(fù)載電路的短路保護(hù)作用，有利于降低整機電路成本。 為解決上迷技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn) 一種短路保護(hù)電路，包括三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器，其輸入端連接輸入電源， 輸出端一方面連接電源輸出端，并通過第一電阻連接一可控開關(guān)電路的開關(guān)通
路，進(jìn)而通過所述可控開關(guān)電路的開關(guān)通路連接穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)端；另一方面通 過第二電阻連接所述穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)端；所述可控開關(guān)電路的控制端連接電源輸 出端，在所述電源輸出端的電壓或電流大于設(shè)定值時關(guān)斷。
作為可控開關(guān)電路的第一種實現(xiàn)形式，所述的可控開關(guān)電路釆用一 NPN型 三極管實現(xiàn)，所述三極管的基極連接所述的電源輸出端，并通過第三電阻連接 所述穩(wěn)壓器的輸出端，發(fā)射極連接穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)端，集電極通過所述的第一電 阻連接穩(wěn)壓器的輸出端。
作為可控開關(guān)電路的第二種實現(xiàn)形式，所述的可控開關(guān)電路可以采用 一場 效應(yīng)管實現(xiàn)，其柵極連接所述的電源輸出端，并通過第三電阻連接所述穩(wěn)壓器 的輸出端，源極連接穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)端，漏極通過所述的第一電阻連接穩(wěn)壓器的 輸出端。
其中，所述的場效應(yīng)管可以具體選用CMOS管實現(xiàn)。
作為可控開關(guān)電路的第三種實現(xiàn)形式，所述的可控開關(guān)電路也可以選用一 控制端大于閾值電壓時關(guān)斷的開關(guān)芯片實現(xiàn)，其控制端通過電阻分壓網(wǎng)絡(luò)連接 所述的電源輸出端，開關(guān)通路連接在所述第一電阻與穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)端之間。
進(jìn)一步的，在所述穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)端還連"l妻有一調(diào)整電阻等效電路，所述等 效電路的控制端接收控制信號，并根據(jù)接收到的控制信號改變其等效電阻的阻 值。該調(diào)整電阻等效電路通過與第一、第二電阻相配合，實現(xiàn)對穩(wěn)壓器輸出電 壓的可變調(diào)節(jié)，以滿足后續(xù)負(fù)栽電路對供電電壓的不同要求。
為了實現(xiàn)在負(fù)栽電路出現(xiàn)短路故障時，穩(wěn)壓器的輸出電壓能夠大幅度降低， 從而避免元器件出現(xiàn)過壓損壞的問題，所述的第二電阻的阻值要遠(yuǎn)大于第一電 阻的阻值，如可選擇第一電阻阻值為240Q，第二電阻的阻值為IOKQ。
更進(jìn)一步的，所述的第三電阻優(yōu)選功率電阻，其功率最好小于1W。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果是本實用新型的短路保 護(hù)電路通過在三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器的輸出端和調(diào)節(jié)端之間連接可控開關(guān)電路和 與之配合使用的并聯(lián)電阻網(wǎng)絡(luò)，可以完全替代現(xiàn)有技術(shù)中的自恢復(fù)保險絲，起
到短路保護(hù)的作用；并且在短路故障消除后，能夠使電路自動恢復(fù)到正常工作 狀態(tài)，大大降低了整機電路成本。
附困說明


圖1是現(xiàn)有使用自恢復(fù)保險絲的短路保護(hù)電路原理圖。
圖2是本實用新型所提出的短路保護(hù)電路的一種實施例的原理圖3是本實用新型所提出的短路保護(hù)電路的另 一種實施例的原理圖。
*#^實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。 圖1是現(xiàn)有的采用自恢復(fù)保險絲進(jìn)行短路保護(hù)的供電電路原理圖，包括三 端可調(diào)集成穩(wěn)壓器N025,其輸入端Vin通過電源輸入端VCC-IN連接直流電源， 輸出端Vout通過自恢復(fù)保險絲F001連接電源輸出端VCC—OUT,并通過所述電 源輸出端VCC-OUT連接后續(xù)的負(fù)載電路，為負(fù)載電i 械供直流工作電源。在所 述三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器N025的調(diào)節(jié)端Adj連接有調(diào)整電阻Rl和R2，通過改變 兩電阻的阻值即可實現(xiàn)對穩(wěn)壓器N025輸出電壓的有效調(diào)節(jié)。所述穩(wěn)壓器N025 的輸出電壓遵循以下公式
Vout=l. 25(1+R2/R1)。
采用圖l所示的電路結(jié)構(gòu)，在負(fù)載電路出現(xiàn)短路故障時，電路中的電流急 劇增加，導(dǎo)致溫度升高，自恢復(fù)保險絲F001熔斷，自動切斷所述供電電路與負(fù) 栽電路的連接，進(jìn)而對負(fù)載電路起到短路保護(hù)的作用。在短路故障排除后，電 路中的電流減小，溫度隨之下降；當(dāng)溫度下降到自恢復(fù)保險絲F001的門限值時， 自恢復(fù)保險絲FOOl自動接通，使整機電路恢復(fù)正常工作。
圖2是本實用新型所提出的一種短路保護(hù)電路的原理圖，與圖l相比，該 電路省去了價格昂貴的自恢復(fù)保險絲F001,而僅采用價糾氐廉的開關(guān)元件和幾 個電阻替代，也可很好地完成短路保護(hù)的作用。
實施例一，如圖2所示，所述的開關(guān)元件可以采用一個NPN型三極管K027 實現(xiàn)。所述三極管K027的集電極通過第一電阻R359連接穩(wěn)壓器N025的輸出端 Vout,發(fā)射極連接穩(wěn)壓器N025的調(diào)節(jié)端Adj，基極通過限流電阻R361 —方面 連接電源輸出端VCC—0UT，另一方面通過第三電阻R362與穩(wěn)壓器N025的輸出 端Vout相連接。在所述穩(wěn)壓器N025的輸出端Vout與調(diào)節(jié)端Adj之間還連接有 第二電阻R360，與第一電阻R359和三極管K027的集電極、發(fā)射極組成的連接 支路相并聯(lián)。所述穩(wěn)壓器N025的調(diào)節(jié)端Adj通過調(diào)整電阻R2接地，根據(jù)負(fù)載 電路所需的工作電壓選擇第一電阻R359與調(diào)整電阻R2的阻值，使穩(wěn)壓器N025 的輸出滿足負(fù)載的供電需求。
為了實現(xiàn)短路保護(hù)功能，所述第二電阻R360的阻值要遠(yuǎn)大于第一電阻R359 的阻值。而第三電阻R362最好選用功率電阻，很小的功率即可，最好小于1W。
在負(fù)載電路正常工作時，由于穩(wěn)壓器N025的輸出端Vout與調(diào)節(jié)端Adj之 間存在1. 25V的電壓差，三極管K027的基極與發(fā)射極之間的電壓差大于0. 7V, 三極管K027導(dǎo)通。此時，第一電阻R359與第二電阻R360相并聯(lián)。由于第二電 阻R360的阻值遠(yuǎn)大于第一電阻R359的阻值，因此，所述并聯(lián)支路的阻值近似 等于第一電阻R359的阻值。代入公式Vout-1.25(l+R2/Rl),其中，R1-R359, 由此可以計算出通過穩(wěn)壓器N025輸出的電壓值剛好滿足負(fù)載的供電要求。
當(dāng)負(fù)載發(fā)生短路故障時，通過第三電阻R362的電流急劇增大，電阻R362 上的電壓增大，導(dǎo)致三極管K027的基極與發(fā)射極之間的電壓差減小，當(dāng)壓差小 于0. 7V時，三極管K027截止，此時的調(diào)整電阻R1-R360,將其代入穩(wěn)壓器N025 的輸出電壓計算公式Vout=1.25(l+R2/Rl),由于第二電阻R360的阻值很大， 從而使得Vout變得非常小，負(fù)載電路由于其供電電源的降低而停止工作，從而 實現(xiàn)了對負(fù)載電路的短路保護(hù)作用。當(dāng)短路故障消除后，三極管K027重新導(dǎo)通，
負(fù)栽電路恢復(fù)正常工作。
當(dāng)然，所述NPN型三極管K027也可以采用場效應(yīng)管代替，例如CMOS管。 其中，所述場效應(yīng)管的柵極通過限流電阻R361連接電源輸出端VCC-OUT,并通
過第三電阻R362與穩(wěn)壓器N025的輸出端Vout相連4妾，漏極通過第一電阻R359 連接穩(wěn)壓器N025的輸出端Vout,源極連接穩(wěn)壓器N025的調(diào)節(jié)端Adj。其工作 原理與實施例一中的三極管K027相同，這里不再贅述。
此外，為了保持輸入電源和輸出電壓的穩(wěn)定，在所述集成穩(wěn)壓器N025的輸 入端Vin和輸出端Vout上都連接有濾波電路，具體可采用圖2所示的濾波電容 C321 C323實現(xiàn)，以濾除直流電源中混入的噪波千擾，向負(fù)栽電路提供純凈的 直流供電。
實施例二，在本實施例中，所述的開關(guān)元件具體采用一個集成開關(guān)芯片實 現(xiàn)。所述開關(guān)芯片配合電阻分壓網(wǎng)絡(luò)(或者根據(jù)需要增加一個反相電路)組成 可控開關(guān)電路，連接在所述穩(wěn)壓器N025的輸出端Vout與調(diào)節(jié)端Adj之間，以 實現(xiàn)對穩(wěn)壓器N025輸出電壓的有效控制。
.力
其中，開關(guān)芯片的控制端通過電阻分壓網(wǎng)絡(luò)連接所述的電源輸出端Vout,開關(guān) 通路連接在所述第一電阻R359與穩(wěn)壓器N025的調(diào)節(jié)端Adj之間，并通過所述 的第一電阻R359與穩(wěn)壓器N025的輸出端Vout相連接；在所述穩(wěn)壓器N025的 輸出端Vout與調(diào)節(jié)端Adj之間同時并聯(lián)有所述的第二電阻R360。
當(dāng)負(fù)載電路正常工作時，電源輸出端Vout經(jīng)所述的電阻分壓網(wǎng)絡(luò)分壓后， 施加到所述開關(guān)芯片控制端的電壓值小于其閾值電壓，此時，開關(guān)芯片導(dǎo)通， 第一電阻R359與第二電阻R360并聯(lián)。由于第二電阻R360的阻值遠(yuǎn)大于第一電 阻R359的阻值，因此，所述并聯(lián)支路的阻值約等于第一電阻R359的阻值。代 入公式Vout-l. 25(l+R2/Rl)，其中，R1=R359 ,由此可以計算出通過穩(wěn)壓器 N025輸出的電壓值剛好滿足負(fù)載的供電要求。
當(dāng)負(fù)載電路短路時，電源輸出端Vout處的電流升高，經(jīng)所述的電阻分壓網(wǎng) 絡(luò)轉(zhuǎn)變成電壓信號后，施加到所述開關(guān)芯片的控制端。此時，開關(guān)芯片控制端 的電壓值升高，大于其閾值電壓，開關(guān)芯片關(guān)斷，M-R360,由于第二電阻R360 的阻值4艮大，代入^〉式Vout-l."(l+I^/Rl)中，由此可見Vout大幅度降低，
負(fù)栽電路停止工作，進(jìn)而實現(xiàn)對負(fù)栽電路的短路保護(hù)。當(dāng)短路故障消除后，開 關(guān)芯片的控制端電壓小于其閾值電壓，開關(guān)芯片重新導(dǎo)通，負(fù)載電路恢復(fù)正常 工作。
則需要在開關(guān)芯片的控制端與電源輸出端Vout之間增加一個反相電路。當(dāng)電源 輸出端Vout的電壓正常時，即壓值較小，通過所述的反相電路反相后，作用到 開關(guān)芯片控制端的電壓大于其閾值電壓，開關(guān)芯片導(dǎo)通，R1=R359。當(dāng)負(fù)載電路 短路時，電路中的電流升高，導(dǎo)致供電電壓增大，經(jīng)反相電路^^相后輸出的電 壓值減小，小于開關(guān)芯片的閾值電壓，開關(guān)芯片關(guān)斷，此時，Rl-R360，進(jìn)而起 到對負(fù)栽電路的短路保護(hù)作用。
實施例三，將本實用新型所提出的短路保護(hù)電路用于衛(wèi)星機頂盒中，具體 用于給接收天線上的低噪聲降頻器LNB提供工作電源的供電電路中，如圖3所 示。本實施例僅以可控開關(guān)電路釆用NPN型三極管K027實現(xiàn)為例進(jìn)行具體闡述。 在本實施例中，24V直流電源通過電源輸入端VCC_IN引入供電電路，經(jīng)濾波電 容C321、 C322連接三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器N025的輸入端Vin,所述供電電路的 電源輸出端VCC_0UT連接LNB的供電端。由于LNB工作需要13V和18V直流電 壓，以滿足其極化工作的切換，因此，需要對調(diào)整電阻R2的阻值進(jìn)行調(diào)節(jié)，以 實現(xiàn)穩(wěn)壓器N025輸出電壓在13V和18V之間的轉(zhuǎn)換?；诖耍緦嵤├龑⒄{(diào)整 電阻R2改為一阻值可調(diào)的等效電路，所述等效電路的控制端接收控制信號 Control,并根據(jù)控制信號Control的電位高低改變其等效電路的阻值。
按照上述輸出要求，電路中各電阻的阻值分別設(shè)置如下R359 - 240D，R360 -10KQ, R362 = 1Q;對于調(diào)整電阻等效電路，當(dāng)控制信號Control為高電平 時，其等效電阻為2292Q,如果Control為低電平，等效電阻為3. 3KQ。上述
電路具體實現(xiàn)如下功能
1、進(jìn)行LNB極化方式的切換
Vout的大小可按下式計算Vout=l. 25 (1+R2/R1)，式中Rl表示Vout和
Adj之間的電阻值，R2為調(diào)整電阻等效電路的等效電阻值。電路正常工作時， 三極管K027導(dǎo)通，M由R359和R360并聯(lián)組成，由于R360阻值遠(yuǎn)大于R359 阻值，所以并聯(lián)電阻值Rl 240Q。此時，如果Control為高電平，等效電路 電阻為2292D,即R2-2292Q，將R1、 R2代入公式Vout=l. 25 (1+R2/R1)，計 算得到Vout"13V, LNB工作在垂直極化方式；如果Control為低電平，等效電 路電阻為3.3KQ，即R2-3.3KQ,將R1、 R2 入/>式Vout-l. 25 (1+R2/R1), 計算得到Vout 18V， LNB工作在水平極化方式。當(dāng)然，對于某些需要3V/5V極化電壓的LNB低噪聲降頻器來說，只需改變 調(diào)整電阻等效電路的等效電阻值即可實現(xiàn)3V/5V電壓切換，滿足LNB的極化工 作要求。2、 實現(xiàn)雙星控制利用上述電路可以在兩個LNB之間進(jìn)行選擇，該功能通 過選擇端Select實現(xiàn)。3、 短路保護(hù)和自恢復(fù)功能如上所述，負(fù)載電路正常工作時，穩(wěn)壓器N025 的輸出端可以輸出13V或18V的工作電壓，LNB工作在垂直極化方式或水平極 化方式。由于信號線插入高頻頭時很容易造成接地短路，當(dāng)短路發(fā)生時，通過 第三電阻R362的電流急劇增大，R362上的電壓增大，會導(dǎo)致三極管K027基極 與發(fā)射極之間的電壓差減小，當(dāng)壓差小于0. 7V時，三極管K027截止。此時Vout 和Adj之間的電阻值Rl變成了 R360，由計算公式可知輸出直流電壓變得非 常小，對LNB電路形成有效的保護(hù)。當(dāng)短路故障消除后，三極管K027重新導(dǎo)通， LNB恢復(fù)正常工作。本實用新型通過采用上述簡單的電路結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了電路的短路保護(hù)功能， 避免了昂貴自恢復(fù)保險絲的使用，有效節(jié)約了短路成本，可廣泛適用于價格竟 爭比較激勵的家電產(chǎn)品中。當(dāng)然，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不僅限于上 述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、 改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種短路保護(hù)電路，包括三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器，其輸入端連接輸入電源，其特征在于所述穩(wěn)壓器的輸出端一方面連接電源輸出端，并通過第一電阻連接一可控開關(guān)電路的開關(guān)通路，進(jìn)而通過所述可控開關(guān)電路的開關(guān)通路連接穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)端；另一方面通過第二電阻連接所述穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)端；所述可控開關(guān)電路的控制端連接電源輸出端，在所述電源輸出端的電壓或電流大于設(shè)定值時關(guān)斷。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的短路保護(hù)電路，其特征在于在所述可控開關(guān)電 路中包含有一NPN型三極管，其基極連接所述的電源輸出端，并通過第三電阻 連接所述穩(wěn)壓器的輸出端，發(fā)射極連接穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)端，集電極通過所述的第 一電阻連接穩(wěn)壓器的輸出端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的短路保護(hù)電路，其特征在于在所述可控開關(guān)電 路中包含有一場效應(yīng)管，其柵極連接所述的電源輸出端，并通過第三電阻連接 所述穩(wěn)壓器的輸出端，源極連接穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)端，漏極通過所述的第一電阻連 接穩(wěn)壓器的輸出端。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的短路保護(hù)電路，其特征在于所述場效應(yīng)管為 CMOS管。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的短路保護(hù)電路，其特征在于在所述可控開關(guān)電 路中包含有一開關(guān)芯片，其控制端通過電阻分壓網(wǎng)絡(luò)連接所述的電源輸出端， 開關(guān)通路連接在所述第 一 電阻與穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)端之間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的短路保護(hù)電路，其特征在于在所 述穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)端還連接有一調(diào)整電阻等效電路，所述等效電路的控制端接收控制信號，并根據(jù)接收到的控制信號改變其等效電阻的阻值。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的短路保護(hù)電路，其特征在于所述第二電阻的阻值遠(yuǎn)大于所述第 一電阻的阻值。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的短路保護(hù)電路，其特征在于所述第一電阻的阻 值為240Q，所述第二電阻的阻值為10KCL
9、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的短路保護(hù)電路，其特征在于所述第三電阻 為功率電阻。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的短路保護(hù)電路，其特征在于所述功率電阻的 功率小于1W。
專利摘要本實用新型公開了一種短路保護(hù)電路，包括三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器，其輸入端連接輸入電源，輸出端一方面連接電源輸出端，并通過第一電阻連接一可控開關(guān)電路的開關(guān)通路，進(jìn)而通過所述可控開關(guān)電路的開關(guān)通路連接穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)端；另一方面通過第二電阻連接所述穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)端；所述可控開關(guān)電路的控制端連接電源輸出端，在所述電源輸出端的電壓或電流大于設(shè)定值時關(guān)斷。利用該結(jié)構(gòu)的電路能實現(xiàn)短路保護(hù)和自動恢復(fù)工作的功能，解決了現(xiàn)有技術(shù)中采用自恢復(fù)保險絲而造成的成本較高的問題，而且結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)。
文檔編號H02H3/08GK201048271SQ200720023679
公開日2008年4月16日 申請日期2007年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月18日
發(fā)明者鐘成保 申請人:青島海信電器股份有限公司