一種負(fù)載過流過壓保護(hù)電路的制作方法

本實(shí)用新型涉及電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種負(fù)載過流過壓保護(hù)電路。

背景技術(shù)：

顯示屏背光電路、電解電路等需要較高的電壓，通常需要將電池電壓或系統(tǒng)的5V電壓升壓到12V或更高，但是在負(fù)載設(shè)備接入的瞬間或短路時(shí)，電流過大，容易燒毀負(fù)載設(shè)備?，F(xiàn)有技術(shù)中給負(fù)載設(shè)備提供防浪涌保護(hù)和過流保護(hù)，一般采用增加防浪涌保護(hù)芯片和過流保護(hù)芯片，但這會(huì)增加電路成本，且不利于設(shè)備小型化，增加研發(fā)難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提出一種負(fù)載過流過壓保護(hù)電路，電路簡單、成本低，能夠?qū)ω?fù)載設(shè)備起到過流過壓保護(hù)作用。

為解決上述問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種負(fù)載過流過壓保護(hù)電路，包括升壓芯片、中央處理器MCU、負(fù)載設(shè)備、開關(guān)電路、電流采樣電路和電壓采樣電路，升壓芯片的使能信號(hào)EN由中央處理器MCU控制、連接中央處理器MCU的GPO1接口；升壓芯片的電壓信號(hào)SW的輸出端連接負(fù)載設(shè)備的正極，給負(fù)載設(shè)備供電；負(fù)載設(shè)備的負(fù)極連接開關(guān)電路并經(jīng)過電流采樣電路接地，中央處理器MCU連接開關(guān)電路的控制信號(hào)的輸入端、電流采樣電路的信號(hào)輸出端和電壓采樣電路的信號(hào)輸出端，中央處理器MCU通過根據(jù)電流采樣電路和/或電壓采樣電路的采樣信號(hào)控制開關(guān)電路的導(dǎo)通與關(guān)斷來控制負(fù)載設(shè)備的導(dǎo)通和關(guān)斷。

其中，所述開關(guān)電路包括一NMOS管Q1和一電阻R3，負(fù)載設(shè)備的工作內(nèi)阻為電阻R7，電阻R7的一端連接升壓芯片的電壓信號(hào)SW的輸出端，電阻R7的另一端連接NMOS管Q1的漏極，NMOS管Q1的柵極接電阻R3的一端，電阻R3的另一端接中央處理器MCU的GPO2接口，NMOS管Q1的源極接電流采樣電路。

其中，所述電流采樣電路包括一采樣電阻R1，采樣電阻R1的一端連接NMOS管Q1的源極，采樣電阻R1的另一端接地。

其中，還包括一濾波電路，電流采樣電路的信號(hào)輸出端經(jīng)過所述濾波電路連接到中央處理器MCU的模/數(shù)轉(zhuǎn)換輸入接口ADC_IN1，所述濾波電路包括一電阻R6和一電容C1，所述電阻R6的一端連接采樣電阻R1的一端，電阻R6的另一端連接電容C1的一端和中央處理器MCU的模/數(shù)轉(zhuǎn)換輸入接口ADC_IN1，電容C1的另一端接地。

其中，所述電壓采樣電路包括一電阻R4和一電阻R5，電阻R5的一端連接升壓芯片的電壓信號(hào)SW的輸出端，電阻R5的另一端連接中央處理器MCU的模/數(shù)轉(zhuǎn)換輸入接口ADC_IN2和電阻R4的一端，電阻R4的另一端接地。

其中，所述升壓芯片的電壓信號(hào)SW的輸出端經(jīng)過穩(wěn)壓二極管D1的正極連接電阻R7的一端和電阻R5的一端。

其中，還包括一電阻R2，電阻R2的一端連接NMOS管Q1的柵極，電阻R2的另一端接地。

其中，所述升壓芯片的型號(hào)為FP6291；中央處理器MCU的型號(hào)為STM32F103；NMOS管Q1的型號(hào)為AO3402。

其中，所述采樣電阻R1的取值范圍為0.2-1Ω。

其中，所述采樣電阻R1為0.49Ω，電阻R2為100KΩ，電阻R3為2KΩ，電阻R4為100KΩ，電阻R5為499KΩ，電阻R6為10KΩ，電容C1為100nF。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為：本實(shí)用新型通過中央處理器MCU通過根據(jù)電流采樣電路和/或電壓采樣電路的采樣信號(hào)控制開關(guān)電路的導(dǎo)通與關(guān)斷來控制負(fù)載設(shè)備的導(dǎo)通和關(guān)斷，當(dāng)電流采樣電路和/或電壓采樣電路的采樣信號(hào)當(dāng)超過對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)范圍時(shí)，即負(fù)載設(shè)備過流或過壓時(shí)，中央處理器MCU控制開關(guān)電路關(guān)斷，使負(fù)載設(shè)備開路，從避免負(fù)載設(shè)備損壞，對(duì)負(fù)載設(shè)備起到保護(hù)作用，且電路簡單、成本低。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(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)本實(shí)用新型實(shí)施例的內(nèi)容和這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式1提供的一種負(fù)載過流過壓保護(hù)電路的電路圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題、采用的技術(shù)方案和達(dá)到的技術(shù)效果更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(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，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

下面結(jié)合附圖1對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式1提供的一種負(fù)載過流過壓保護(hù)電路的電路圖，如附圖1所示，在一些實(shí)施例中，該負(fù)載過流過壓保護(hù)電路包括升壓芯片11、中央處理器MCU 12、負(fù)載設(shè)備13、開關(guān)電路14、電流采樣電路15和電壓采樣電路17，升壓芯片11的使能信號(hào)EN由中央處理器MCU 12控制、連接中央處理器MCU12的GPO1接口；升壓芯片11的電壓信號(hào)SW的輸出端連接負(fù)載設(shè)備13的正極，給負(fù)載設(shè)備13供電；負(fù)載設(shè)備13的負(fù)極連接開關(guān)電路14并經(jīng)過電流采樣電路15接地，中央處理器MCU 12連接開關(guān)電路14的控制信號(hào)的輸入端、電流采樣電路15的信號(hào)輸出端和電壓采樣電路17的信號(hào)輸出端，中央處理器MCU12通過根據(jù)電流采樣電路15和/或電壓采樣電路17的采樣信號(hào)控制開關(guān)電路14的導(dǎo)通與關(guān)斷來控制負(fù)載設(shè)備13的導(dǎo)通和關(guān)斷。

如附圖1所示，在一些優(yōu)選的實(shí)施中，升壓芯片11的使能信號(hào)EN由中央處理器MCU 12控制，使能信號(hào)EN置高后，VCC_Boost有穩(wěn)定輸出，即升壓芯片11的電壓信號(hào)SW的輸出端有穩(wěn)定輸出并延時(shí)一定時(shí)間后，中央處理器MCU 12置高SWITCH_ON，負(fù)載設(shè)備13和采樣電路14連通，形成負(fù)載回路，負(fù)載設(shè)備13工作。確保VCC_Boost有穩(wěn)定輸出才接上負(fù)載設(shè)備13，避免VCC_Boost的上升沿有波動(dòng)導(dǎo)致負(fù)載設(shè)備13工作異常。

在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，開關(guān)電路14包括一NMOS管Q1和一電阻R3，負(fù)載設(shè)備13的工作內(nèi)阻為電阻R7，電阻R7的一端連接升壓芯片11的電壓信號(hào)SW的輸出端，電阻R7的另一端連接NMOS管Q1的漏極，NMOS管Q1的柵極接電阻R3的一端，電阻R3的另一端接中央處理器MCU的GPO2接口，NMOS管Q1的源極接電流采樣電路15。

在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，電流采樣電路15包括一采樣電阻R1，采樣電阻R1的一端連接NMOS管Q1的源極，采樣電阻R1的另一端接地。在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，還包括一濾波電路16，電流采樣電路15的信號(hào)輸出端經(jīng)過所述濾波電路16連接到中央處理器MCU 12的模/數(shù)轉(zhuǎn)換輸入接口ADC_IN1，濾波電路16包括一電阻R6和一電容C1，電阻R6的一端連接采樣電阻R1的一端，電阻R6的另一端連接電容C1的一端和中央處理器MCU的模/數(shù)轉(zhuǎn)換輸入接口ADC_IN1，電容C1的另一端接地。濾波電路16對(duì)中央處理器MCU 12獲取的電流采樣電路16的輸出信號(hào)進(jìn)行濾波，以獲得穩(wěn)定的采樣結(jié)果，使判斷結(jié)果更準(zhǔn)確。

負(fù)載設(shè)備13的工作內(nèi)阻等效于R7，SWITCH_ON置高后電阻R7和電阻R1串聯(lián)，采樣電流，即V_G處電流為：VCC_Boost/(R7+R1)；電壓為R1*VCC_Boost/(R7+R1)，該電壓較小，通過電阻R6和電容C1組成的RC濾波電路進(jìn)入到中央處理器MCU 12的模/數(shù)轉(zhuǎn)換輸入接口ADC_IN1，中央處理器MCU 12通過采樣的電壓值可映射出對(duì)應(yīng)的負(fù)載設(shè)備工作電流表來判斷電流波動(dòng)情況，R1固定不變，當(dāng)負(fù)載設(shè)備的內(nèi)阻R7減小時(shí)，電流增大，V_G電壓會(huì)增大，MCU通過V_G電壓的增大可判斷出負(fù)載設(shè)備電流的增加，若負(fù)載設(shè)備電流超過設(shè)定值，若需要進(jìn)行過電流保護(hù)，把SWITCH_ON置低即可把負(fù)載開路，避免負(fù)載設(shè)備損壞。

在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，電壓采樣電路17包括一電阻R4和一電阻R5，電阻R5的一端連接升壓芯片11的電壓信號(hào)SW的輸出端，電阻R5的另一端連接中央處理器MCU的模/數(shù)轉(zhuǎn)換輸入接口ADC_IN2和電阻R4的一端，電阻R4的另一端接地。如附圖1所示，Boost_FB信號(hào)由R4、R5分壓所得，中央處理器MCU 12通過此信號(hào)的電平來判斷VCC_Boost是否偏低于或高于設(shè)定值，若低于或高于設(shè)定值，則不會(huì)置高SWITCH_ON，讓負(fù)載設(shè)備無導(dǎo)通回路，避免電壓過低時(shí)，負(fù)載抽電流，燒毀設(shè)備；避免電壓過高，超過設(shè)備承受電壓、設(shè)備受損。

在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，升壓芯片11的電壓信號(hào)SW的輸出端經(jīng)過穩(wěn)壓二極管D1的正極連接電阻R7的一端和電阻R5的一端，穩(wěn)壓二極管D1使升壓芯片11輸出的電壓更穩(wěn)定地施加到負(fù)載設(shè)備13上。

在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，還包括一電阻R2，電阻R2的一端連接NMOS管Q1的柵極，電阻R2的另一端接地，電阻R2能保證開關(guān)電路14中NMOS管Q1的初始狀態(tài)不導(dǎo)通，避免因?yàn)檎`操作使開關(guān)電路14導(dǎo)通而使負(fù)載設(shè)備13受到損壞。

在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，所述升壓芯片11的型號(hào)為FP6291；中央處理器MCU 12的型號(hào)為STM32F103；NMOS管Q1的型號(hào)為AO3402。在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，采樣電阻R1的取值范圍為0.2-1Ω?？筛鶕?jù)負(fù)載設(shè)備的工作電流選取合適的R1值，可使負(fù)載設(shè)備電流波動(dòng)在一定范圍內(nèi)也能正常工作。作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述采樣電阻R1為0.49Ω，電阻R2為100KΩ，電阻R3為2KΩ，電阻R4為100KΩ，電阻R5為499KΩ，電阻R6為10KΩ，電容C1為100nF。這里只給出了一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，對(duì)于各元器件參數(shù)這里不做限定。

本實(shí)用新型通過中央處理器MCU通過根據(jù)電流采樣電路和/或電壓采樣電路的采樣信號(hào)控制開關(guān)電路的導(dǎo)通與關(guān)斷來控制負(fù)載設(shè)備的導(dǎo)通和關(guān)斷，當(dāng)電流采樣電路和/或電壓采樣電路的采樣信號(hào)當(dāng)超過對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)范圍時(shí)，即負(fù)載設(shè)備過流或過壓時(shí)，中央處理器MCU控制開關(guān)電路關(guān)斷，使負(fù)載設(shè)備開路，從避免負(fù)載設(shè)備損壞，對(duì)負(fù)載設(shè)備起到保護(hù)作用，且電路簡單、成本低。

以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本實(shí)用新型的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本實(shí)用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，附圖中所示的也只是本實(shí)用新型的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此?；诖颂幍慕忉?，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本實(shí)用新型的其它具體實(shí)施方式，這些方式都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。