專利名稱：一種防可控硅效應的電源保護電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電源保護電路，尤其涉及一種防可控硅效應的電源保護電路。
背景技術：
目前電路板的電源輸入端一般都接有濾波電路，其濾波電阻比較小，防可
控硅閂鎖效應有一定的難度；目前有一些電流檢測芯片，當電源電流超過設定 值時會出一個信號，但這種芯片并不是專門用于消除可控硅閂鎖效應。其中 2005年第12巻第10期《電子設計技術》公開了"防止ESD引起器件閂鎖的 電源斷路器"，當器件受到ESD觸發時，構成CMOS器件中一部分的寄生晶體 管會表現為一個可控硅整流器， 一旦ESD觸發,可控硅整流器會在CMOS器件 的兩部分之間形成一個j氐阻通道,并嚴重導電。該文章主要利用外圍電阻網絡、 場效應管以及光電耦合器件構成器件閂鎖的電源斷路器，當發生閂鎖時，電阻 網絡電壓升高，光電耦合器件將場效應管柵極電壓拉低從而將電源關斷。

發明內容
本發明的技術解決問題是克服現有技術的不足，提供一種防可控硅效應 的電源保護電路，本發明能夠有效消除電源供電電路中發生的可控硅閂鎖效應， 并對供電電源具有負載短路保護功能，電路結構簡單，易于實現。
本發明的技術解決方案是 一種防可控硅效應的電源保護電路，包括由 第一二極管D1、第二二極管D2、第一晶體管Q1和第一電阻R0組成的恒流 源以及由第二晶體管Q2、第二電阻R1、第三電阻R2、第四電阻R3和第一電 容C1組成的開關電路，第一晶體管Q1的發射極通過第一電阻RO接電源的正 極，第一二極管D1和第二二極管D2串聯后接在電源正極與第一晶體管Q1的 基極，第一晶體管Q1的集電極作為電源保護電路的輸出端，第三電阻R2、第四電阻R3與第一電容C1串聯后接在電源正極與電源保護電路的輸出端之間， 第二晶體管Q2的集電極通過第二電阻R1與第一晶體管Q1的基極相連接，第 二晶體管Q2的基極接在第三電阻R2和第四電阻R3之間，第二晶體管Q2的 發射極接地。
還包括第五電阻R4、第二電容C2和第六電阻R5，第五電阻R4和第二 電容C2串聯后與第四電阻R3并聯，第六電阻R5接于第二晶體管Q2的基極 與第一晶體管Q1的集電極之間。
還包括用于調節電源保護電路最大輸出電流的第七電阻R6，第七電阻R6 與第一電阻R0并聯后接于電源正極與第一晶體管Q1的發射極之間。
所述第一晶體管Q1為PNP型晶體管，第二晶體管Q2為NPN型晶體管。
本發明與現有技術相比的有益效果是本發明主要用于電路的電源輸入端， 以二極管D1、 D2，電阻R0和晶體管Q1組成的恒流源為基礎，運用反饋原理 及電容兩端電壓不能突變的原理加入瞬間切斷功能，當電路發生可控硅閂鎖效
件而將其徹底消除，當可控硅效應消除后，能夠迅速恢復對電路板的正常供電； 本發明在電源到晶體管Q2的基極之間連接兩條并聯支路，對負載短,供有 效的保護措施，當負載短路發生時，電路4叉提供極小的電流，另外該電路能有 效的抑制開機浪涌電流；該電路通過調節電阻R6的大小能方便的調節電路的 最大輸出電流，利用電容C1的大小或C1串聯一個電阻實現對關斷時間長短的 調節。本發明將恒流源與瞬間關斷電路在一塊芯片中予以實現，電路結構更為 簡單。


圖1為防可控硅效應的電源保護電路組成示意圖； 圖2為防可控硅效應與防負載短路電源保護電路組成示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細的描述如圖1所示， 一種防可控硅效應的電源保護電路，包括由第一二極管D1、 第二二極管D2、第一晶體管Q1和第一電阻RO組成的恒流源以及由第二晶體 管Q2、第二電阻R1、第三電阻R2、第四電阻R3和第一電容C1組成的開關 電路，第一晶體管Q1的發射極通過第一電阻R0接電源的正極，第一二極管 D1和第二二極管D2串聯后接在電源正極與第一晶體管Q1的基極，第一晶體 管Q1的集電極作為電源保護電路的輸出端，第三電阻R2、第四電阻R3與第 一電容C1串聯后接在電源正極與電源保護電路的輸出端之間，第二晶體管Q2 的集電極通過第二電阻R1與第一晶體管Q1的基極相連接，第二晶體管Q2的 基極接在第三電阻R2和第四電阻R3之間，第二晶體管Q2的發射極接地。其 中第一晶體管Q1為PNP型晶體管，第二晶體管Q2為NPN型晶體管。由兩個二極管、晶體管Q1及電阻R0構建的恒流源，當晶體管Q1導通之 后，其基極-發射極電壓一定，從而兩個二極管D1、 D2的壓差與晶體管Q1的 基極-發射極電壓的壓差一定，電源與晶體管Q1發射極的最大電壓約為 0.6~0.7V。運用電容兩端電壓不能突變的原理，當電源所供電的電路發生可控硅閂鎖 效應后，輸出電位瞬間降至很小，由于電容C1兩端電壓不能突變，因此電容 C1另一端的電位降至晶體管Q2導通所需要的電位以下，晶體管Q2被關斷， 不能為恒流源中的晶體管Q1提供基極電流，恒流源中的晶體管Q1被關斷， 至此整個電路板的供電被切斷，可控硅效應的維持電流條件被破壞，從而可控 硅閂鎖效應^皮徹底消除。可控硅閂鎖效應消除后，電源通過電阻R3為外接電 容C1充電，當電容C1與晶體管Q2的基極相連一側的電位達到晶體管Q2導 通電位后，晶體管Q2導通，進而恒流源中的晶體管Q1導通，電路供電恢復 正常。電路正常工作后如果負載吸收不了恒流源所設定的電流，那么晶體管Q1 就會工作在飽和狀態，管壓降;f艮小，耗能很小。如圖2所示，為了使電源保護電路具有負載短路保護功能，在電路中增加 第五電阻R4、第二電容C2和第六電阻R5，第五電阻R4和第二電容C2串聯后與第四電阻R3并聯，第六電阻R5接于第二晶體管Q2的基極與第一晶體管 Q1的集電極之間。電源到晶體管Q2的基極連接兩條并聯支路， 一支為純電阻 支路(即電阻R3 )，另 一支為阻容串聯支路(即電阻R4和電容C2組成的阻容 串聯電路)，晶體管Q2的基極到恒流源輸出端接有防短路電阻(即第六電阻 R5)，這兩部分電路對晶體管Q2的基極構成分壓電路。在開機瞬間，由于分 壓電路中的阻容支路中的電容相當于短路，因此分壓值能夠達到晶體管Q2導 通所需要的電壓水平，晶體管Q2導通，進而恒流源晶體管Q1導通，電源對 電路正常供電。當負載發生短路后，類似于可控硅閂鎖效應時的過程，晶體管 Q2及恒流源晶體管Q1被瞬間關斷，此時分壓電路由兩支純電阻電路(即電阻 R3和電阻R5分別構成的支路)構成，該分壓值不足以將晶體管Q2導通，恒 流源晶體管Q1不能導通，電源通過4艮大的電阻R3為短路負栽供應極小的電 流。上述電路還包括用于調節電源保護電路最大輸出電流的第七電阻R6,電阻 R0并聯電阻R6即可設定電源保護電路的最大輸出電流，由于電源保護電路采 用恒流源，在電源開機瞬間可以將電源的最大輸出電流限制為所_沒定的恒流源 輸出電流，有效的抑制了開機浪涌電流。實施例1電壓適用范圍是5-15V，電阻R0選用為10歐姆，通過選擇RO上并聯的 電阻R6的阻值可以使得最大輸出電流60-500mA可調；電阻R3選用430K歐 姆，電阻R2選用500-1K歐姆，電阻R1選用510歐姆，電容C1選用0.47|jF， 電容C1可以采用阻容串聯電路，以調節可控硅效應發生后電源恢復正常供電 的時間。當負載發生短路故障時，晶體管Q2及晶體管Q1被瞬時關斷，晶體 管Q2的基極電壓為(Vinx10) / (430+10)，其中電阻R5選用10kQ，晶體管 Q2的基極電壓小于0.6V,因而晶體管Q1也無法導通，供給短路負載的電流 為晶體管Q1的漏電流及電源通過很大的電阻供應的很小的電流。本發明未詳細描述內容為本領域技術人員公知常識。
權利要求
1、一種防可控硅效應的電源保護電路，其特征在于包括由第一二極管D1、第二二極管D2、第一晶體管Q1和第一電阻R0組成的恒流源以及由第二晶體管Q2、第二電阻R1、第三電阻R2、第四電阻R3和第一電容C1組成的開關電路，第一晶體管Q1的發射極通過第一電阻R0接電源的正極，第一二極管D1和第二二極管D2串聯后接在電源正極與第一晶體管Q1的基極，第一晶體管Q1的集電極作為電源保護電路的輸出端，第三電阻R2、第四電阻R3與第一電容C1串聯后接在電源正極與電源保護電路的輸出端之間，第二晶體管Q2的集電極通過第二電阻R1與第一晶體管Q1的基極相連接，第二晶體管Q2的基極接在第三電阻R2和第四電阻R3之間，第二晶體管Q2的發射極接地。
2、 根據權利要求1所述的一種防可控硅效應的電源保護電路，其特征在 于還包括第五電阻R4、第二電容C2和第六電阻R5，第五電阻R4和第二 電容C2串聯后與第四電阻R3并聯，第六電阻R5接于第二晶體管Q2的基極 與第一晶體管Q1的集電極之間。
3、 根據權利要求1或2所述的一種防可控硅效應的電源保護電路，其特 征在于還包括用于調節電源保護電路最大輸出電流的第七電阻R6，第七電阻 R6與第一電阻R0并聯后接于電源正極與第一晶體管Q1的發射極之間。
4、 根據權利要求1或2所述的一種防可控硅效應的電源保護電路，其特 征在于所述第一晶體管Q1為PNP型晶體管。
5、 根據權利要求1或2所述的一種防可控硅效應的電源保護電路，其特 征在于所述第二晶體管Q2為NPN型晶體管。
全文摘要
一種防可控硅效應的電源保護電路，本發明主要用于電路的電源輸入端，以恒流源為基礎，運用反饋原理及電容兩端電壓不能突變的原理加入瞬間切斷功能，當電路發生可控硅閂鎖效應時能夠瞬間將電路板的供電電源切斷從而破壞可控硅效應所需的維持電流條件而將其徹底消除，能有效的抑制開機浪涌電流，當可控硅效應消除后，能夠迅速恢復對電路板的正常供電，本方法同時對負載短路提供有效的保護措施，當負載短路發生時，僅提供極小的電流，該電路結構簡單、易于實現。
文檔編號H02H7/10GK101651332SQ20091009278
公開日2010年2月17日 申請日期2009年9月25日 優先權日2009年9月25日
發明者張萬利, 張篤周, 曹榮向, 琦 朱, 蔣慶華, 利 袁, 陳德祥 申請人:北京控制工程研究所