阅读说明：本技术 一种基于三极管的自锁式电源过压保护电路及实现方法 (A kind of self-locking power supply overvoltage protection circuit and implementation method based on triode ) 是由 戴晓龙 吴之光 郭坤 于 2019-09-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于三极管的自锁式电源过压保护电路及实现方法,属于电源过压保护领域,本发明要解决的技术问题为如何实现高可靠过压保护且在电子电路的各种保护设计中具有很好的通用性,采用的技术方案为：该电路包括电源稳压器U1、电压分压检测电路和锁存式过压保护电路,电源稳压器U1电连接电压分压检测电路,电压分压检测电路电连接锁存式过压保护电路；锁存式过压保护电路包括三极管Q1和三极管Q2,三极管Q2的基极连接过压检测信号,三极管Q2集电极连接三极管Q1基极并连接电源开关控制信号。本发明还公开了一种基于三极管的自锁式电源过压保护电路的实现方法。(The invention discloses a kind of self-locking power supply overvoltage protection circuit and implementation method based on triode; belong to power supply overvoltage protection field; the technical problem to be solved in the present invention is how to realize highly reliable overvoltage protection and have good versatility in the various design protections of electronic circuit; the technical solution of use are as follows: the circuit includes power regulator U1, voltage detection circuit and latch formula overvoltage crowbar; power regulator U1 is electrically connected voltage detection circuit, and voltage detection circuit is electrically connected latch formula overvoltage crowbar；Latch formula overvoltage crowbar includes triode Q1 and triode Q2, and the base stage connection over-voltage of triode Q2 detects signal, and triode Q2 collector connecting triode Q1 base stage simultaneously connects power switch control signal.The implementation method of the invention also discloses a kind of self-locking power supply overvoltage protection circuit based on triode.)

一种基于三极管的自锁式电源过压保护电路及实现方法

技术领域

本发明涉及电源过压保护领域，具体地说是一种基于三极管的自锁式电源过压保护电路及实现方法。

背景技术

过压保护是电源电路的重要功能。过压保护模式分两种：一、间歇保护型又称自动重启型，即在过压发生后，保护电路会在关断电源电路一小段时间后重新启动，如果过压故障未解除，电源会反复尝试重启；二、自锁型，当电压值达到过压保护点时，保护电路动作，关闭芯片，只有在故障排除并且再次重新上电，芯片才能恢复工作。两种过压保护模式在电源电路中一般情况下只具其一，一旦芯片选择完成或电路设计完成后便已固定，而不能根据应用中的实际需要进行选择配置。故如何实现高可靠过压保护且在电子电路的各种保护设计中具有很好的通用性是目前现有技术中的问题。

专利号为CN109888738A的专利文献公开了一种自锁式输出过压保护电路及电压输出系统，包括第一输入单元、第二输入单元、采样单元、分压单元、滤波单元、自锁式开关单元及控制单元，第一输入单元用于输入第一电压，第一输入单元与采样单元电连接，第二输入单元用于输入第二电压，第二输入单元与采样单元电连接，采样单元与分压单元电连接，分压单元与滤波单元电连接，滤波单元与自锁式开关单元电连接，自锁式开关单元与控制单元电连接，控制单元用于控制电源的关断或导通。但是该技术方案不能实现高可靠过压保护且在电子电路的各种保护设计中具有很好的通用性。

专利号为CN106505516A的专利文献公开了一种过压保护电路以及电子控制单元ECU输出电路，该过压保护电路中供给电源连接端口与稳压管的负极连接，供给电源连接端口与供给电源的正极连接；稳压管的正极通过第一电阻接地，稳压管的正极连接至第一NPN三极管的基极；第一NPN三极管的发射极接地；第一NPN三极管的集电极连接至GPIO连接端口，第一NPN三极管的集电极与第二NPN三极管的基极连接；第二NPN三极管的发射极接地；第二NPN三极管的集电极连接至PNP三极管的基极；PNP三极管的发射极与供给电源连接端口连接；PNP三极管的集电极与输出端口连接。该技术方案用于解决现有技术中由于供给电源输出电压大于负载所能承载的最大电压，导致负载受损或报废的问题，但是不能实现高可靠过压保护且在电子电路的各种保护设计中具有很好的通用性。

专利号为CN204720955U的专利文献公开了一种低驱电路的主动过压保护电路，包括一低驱电路、一过压延迟电路和一过压保护电路，所述低驱电路包括三极管T1、与三极管T1串联连接的电阻R1和电阻R4，所述过压延迟电路包括电阻R3和电容C1，所述过压保护电路包括三极管T2、与三极管T2串联的电阻R2、与电阻R2串联的齐纳二极管ZD1。但是该技术方案不能实现高可靠过压保护且在电子电路的各种保护设计中具有很好的通用性。

发明内容

本发明的技术任务是提供一种基于三极管的自锁式电源过压保护电路及实现方法，来解决如何实现高可靠过压保护且在电子电路的各种保护设计中具有很好的通用性的问题。

本发明的技术任务是按以下方式实现的，一种基于三极管的自锁式电源过压保护电路，该电路包括电源稳压器U1、电压分压检测电路和锁存式过压保护电路，电源稳压器U1电连接电压分压检测电路，电压分压检测电路电连接锁存式过压保护电路；

锁存式过压保护电路包括三极管Q1和三极管Q2，三极管Q2的基极连接过压检测信号，三极管Q2集电极连接三极管Q1基极并连接电源开关控制信号。

作为优选，所述锁存式过压保护电路还包括电阻R1和电阻R2，三极管Q2的基极驱动为高电平，三极管Q2导通并使三极管Q1的基极电流经三极管Q2和电阻R2到GND端，三极管Q1导通并为三极管Q2提供一个基极电流经电阻R1维持三极管Q2导通。

更优地，所述电源稳压器U1包括GND端、功率输入端VIN、内部控制逻辑供电端VDD和功率输出端VOUT，电压分压检测电路的一端电连接功率输出端VOUT，电压分压检测电路的另一端电连接GND端。

更优地，所述三极管Q1采用PNP型三极管，三极管Q2采用NPN型三极管。

更优地，所述三极管Q2集电极连接的电源关控制信号为电源芯片的启用引脚(Enable pin)或VDD引脚(VDD pin)。

作为优选，所述电压分压检测电路包括电阻ROV1和电阻ROV2，电阻ROV1的一端串联连接电阻ROV2一端，电阻ROV1的另一端电连接输出端VOUT，电阻ROV2的另一端电连接GND端。

一种基于三极管的自锁式电源过压保护电路的实现方法，该方法步骤如下：

S1、将三极管Q2的基极连接过压检测信号，三极管Q2集电极连接三极管Q1基极并连接电源关控制信号，形成锁存式过压保护电路；

S2、电压检测通过分压电阻实现，过压保护触发阈值为三极管Q2的导通阈值；

S3、三极管Q2集电极关断控制信号连接电源芯片的启用引脚(Enable pin)或VDD引脚(VDD pin)；

S4、电阻ROV1和电阻ROV2组成电压分压检测电路，分压基准值为三极管Q2的导通阈值；

S5、当输出端VOUT电压超过限值时，OV Detect端电压达到Q2开启电压，Q2导通，将SHUTDOWN#信号拉低，U1 VDD pin被拉低，电源稳压器U1停止工作，关断输出，VOUT降低至0V；

S6、电源稳压器U1关断后，三极管Q1和三极管Q2由于锁存作用仍然持续导通，SHUTDOWN#信号维持为低电平，电源稳压器U1自锁无法恢复工作，从而实现可靠的自锁式过压保护功能。

作为优选，所述锁存式过压保护电路工作过程如下：

(1)、三极管Q1和三极管Q2正常情况下均为关闭状态；

(2)、将三极管Q2的基极驱动为高电平，使三极管Q2导通；

(3)、三极管Q2的导通使三极管Q1的基极电流经三极管Q2到GND端，使三极管Q1导通；

(4)、三极管Q1导通后，再给三极管Q2提供一个基极电流，维持Q2导通。

更优地，所述三极管Q1采用PNP型三极管，三极管Q2采用NPN型三极管。

本发明的基于三极管的自锁式电源过压保护电路及实现方法具有以下优点：

(一)、本发明是基于三极管锁存电路设计了一种自锁式过压保护控制电路，实现高可靠过压保护，可作为电源过压保护设计参考；

(二)、本发明利用三极管锁存电路的自锁特性设计了一种自锁式过压保护电路，在过压保护发生后关闭电源，在故障排除后需重启电源才能恢复工作，实现，可对过压故障进行可靠保护，在电子电路的各种保护设计中具有很好的通用性；

(三)、本发明通过两个三极管和两个电阻组成锁存电路，通过控制三极管的导通与关断，就可以控制锁存电路的开启与关闭；两个三极管形成正反馈，可相互维持导通，实现锁存功能；

(四)、三极管Q1、三极管Q2及电阻R1、电阻R2构成正反馈电路，三极管Q1与三极管Q2可相互维持导通，即便三极管Q2的初始触发信号解除，该锁存电路仍可维持导通状态。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

附图1为基于三极管的自锁式电源过压保护电路的电路原理图；

附图2为锁存式过压保护电路的电路原理图。

具体实施方式

参照说明书附图和具体实施例对本发明的一种基于三极管的自锁式电源过压保护电路及实现方法作以下详细地说明。

实施例1：

如附图1所示，本发明的基于三极管的自锁式电源过压保护电路,一种基于三极管的自锁式电源过压保护电路，该电路包括电源稳压器U1、电压分压检测电路和锁存式过压保护电路，电源稳压器U1电连接电压分压检测电路，电压分压检测电路电连接锁存式过压保护电路；电源稳压器U1包括GND端、功率输入端VIN、内部控制逻辑供电端VDD和功率输出端VOUT，电压分压检测电路的一端电连接功率输出端VOUT，电压分压检测电路的另一端电连接GND端。电压分压检测电路包括电阻ROV1和电阻ROV2，电阻ROV1的一端串联连接电阻ROV2一端，电阻ROV1的另一端电连接输出端VOUT，电阻ROV2的另一端电连接GND端。

如附图2所示，锁存式过压保护电路包括三极管Q1、三极管Q2、电阻R1和电阻R2，三极管Q2的基极连接过压检测信号，三极管Q2集电极连接三极管Q1基极并连接电源开关控制信号；三极管Q2的基极驱动为高电平，三极管Q2导通并使三极管Q1的基极电流经三极管Q2和电阻R2到GND端，三极管Q1导通并为三极管Q2提供一个基极电流经电阻R1维持三极管Q2导通。三极管Q1采用PNP型三极管，三极管Q2采用NPN型三极管。三极管Q2集电极连接的电源关控制信号为电源芯片的启用引脚(Enable pin)或VDD引脚(VDD pin)。

实施例2：

本发明的基于三极管的自锁式电源过压保护电路的实现方法，该方法步骤如下：

S1、将三极管Q2的基极连接过压检测信号，三极管Q2集电极连接三极管Q1基极并连接电源关控制信号，形成锁存式过压保护电路；

S2、电压检测通过分压电阻实现，过压保护触发阈值为三极管Q2的导通阈值；

S3、三极管Q2集电极关断控制信号连接电源芯片的启用引脚(Enable pin)或VDD引脚(VDD pin)；

S4、电阻ROV1和电阻ROV2组成电压分压检测电路，分压基准值为三极管Q2的导通阈值；

S5、当输出端VOUT电压超过限值时，OV Detect端电压达到Q2开启电压，Q2导通，将SHUTDOWN#信号拉低，U1 VDD pin被拉低，电源稳压器U1停止工作，关断输出，VOUT降低至0V；

S6、电源稳压器U1关断后，三极管Q1和三极管Q2由于锁存作用仍然持续导通，SHUTDOWN#信号维持为低电平，电源稳压器U1自锁无法恢复工作，从而实现可靠的自锁式过压保护功能。

步骤S1中的锁存式过压保护电路工作过程如下：

(1)、三极管Q1和三极管Q2正常情况下均为关闭状态；

(2)、将三极管Q2的基极驱动为高电平，使三极管Q2导通；

(3)、三极管Q2的导通使三极管Q1的基极电流经三极管Q2到GND端，使三极管Q1导通；

(4)、三极管Q1导通后，再给三极管Q2提供一个基极电流，维持Q2导通；三极管Q1、三极管Q2及电阻R1、电阻R2构成正反馈电路，三极管Q1与三极管Q2可相互维持导通，即便三极管Q2的初始触发信号解除，该锁存电路仍可维持导通状态。三极管Q1采用PNP型三极管，三极管Q2采用NPN型三极管。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。