本發明涉及保護電路領域，尤其涉及電源輸出電路的過流保護電路領域，具體是指一種實現電源輸出的過流保護電路系統。

背景技術：

1、現有技術中，對比文件1《車載ecu輸出電源的過流保護電路》cn212435348u公開了一種基于限流電阻和三極管的過流保護電路，能夠通過限流電阻檢測輸出電流，并通過三極管在電流超過額定值時對輸出短路進行關斷，從而達到過流保護的目的。

2、對比文件1解決了pmos輸出過流保護的問題，但仍然存在以下技術缺陷：

3、1、需要輸出的電流的大小會影響限流電阻的尺寸和價格，電流越大，電阻尺寸越大、價格越高、占用pcb的空間越多。

4、2、限流電阻的存在會導致電源與輸出端的壓降增大，在電源輸入電壓較低且負載電流需求較大時，無法滿足規定的負載電壓的輸出需求。

技術實現思路

1、本發明的目的是克服了上述現有技術的缺點，提供了一種滿足電路簡單、電路成本低、適用范圍較為廣泛的實現電源輸出的過流保護電路系統。

2、為了實現上述目的，本發明的實現電源輸出的過流保護電路系統如下：

3、該實現電源輸出的過流保護電路系統，其主要特點是，所述的系統包括電源輸出控制電路、電源輸出電路、過流關斷電路、輸出監控電路和mcu，所述的電源輸出控制電路與mcu相連，所述的電源輸出電路與輸入電源相連，所述的電源輸出電路與電源輸出控制電路相連，所述的過流關斷電路與電源輸出電路相連，所述的輸出監控電路與電源輸出電路和mcu相連，輸出監控電路還與輸出端相連；所述的電源輸出電路用于進行電源輸出，在輸出電流達到一定閾值時，輸出電路的導通壓降變大，所述的過流關斷電路通過電源輸出電路中的第二三極管q2來控制第一三極管q1的導通與關斷，實現第二三極管q2輸出過流時強制關斷，且過流關斷閾值可調。

4、較佳地，所述的電源輸出控制電路包括第三三極管q3、第七電阻r7和第八電阻r8，所述的第三三極管q3的基極與第七電阻r7的一端相連，所述的第七電阻r7的另一端與mcu相連，所述的第三三極管q3的發射極接地，所述的第八電阻r8的一端與第三三極管q3的基極相連，第八電阻r8的另一端與第三三極管q3的發射極相連，所述的第三三極管q3的集電極與電源輸出電路相連。

5、較佳地，所述的mcu的gpio引腳輸出低電平時，所述的第三三極管q3處于截止狀態，第三三極管q3的pin3為懸空狀態；所述的mcu的gpio引腳輸出高電平時，第三三極管q3導通，第三三極管q3的pin3導通到地。

6、較佳地，所述的電源輸出電路包括第二三極管q2、第三電阻r3、第五電阻r5、第一二極管d1和第一電容c1，所述的第二三極管q2的基極與第五電阻r5的一端相連，第五電阻r5的另一端與電源輸出控制電路的第三三極管q3的集電極相連，所述的第二三極管q2的發射極與輸入電源相連，第二三極管q2的集電極與第一二極管d1的正極相連，第一二極管d1的負極與輸出端相連，所述的第一電容c1的一端與輸出端相連，另一端接地，所述的第三電阻r3的一端與第二三極管q2的基極相連，另一端與第二三極管q2的發射極相連；所述的第五電阻r5用于調整第二三極管q2的飽和導通電流范圍，所述的第一二極管d1用于防止外部高壓，所述的第一電容c1用于抵抗外部干擾。

7、較佳地，所述的電源輸出控制電路的第三三極管q3的pin3為懸空狀態時，第三電阻r3的兩端電壓一致，第二三極管q2處于截至狀態，電源輸出斷開；在第三三極管q3的pin3為導通到地時，第三電阻r3與第五電阻r5分壓，使第二三極管q2導通，電源輸出打開。

8、較佳地，所述的過流關斷電路包括第一三極管q1、第一電阻r1和第二電阻r2，所述的第一三極管q1的基極與第二電阻r2相連，所述的第二電阻r2的另一端與電源輸出控制電路相連，所述的第一三極管q1的集電極與發射極均與輸出控制電路相連，所述的第一電阻r1的一端與第一三極管q1的基極相連，另一端與第一三極管q1的發射極相連。

9、較佳地，所述的過流關斷電路在負載電流較小時，第二三極管q2的pin2和pin3之間壓降較低，第一三極管q1處于截至狀態，電源正常輸出；

10、在負載電流較大時，第二三極管q2的pin2和pin3之間壓降升高，r1兩端的電壓升高，控制第一三極管q1導通，將第二三極管q2的pin2和pin1之間壓降拉低，第二三極管q2進入截止狀態，斷開電源輸出；

11、在負載阻抗變大時，第一電阻r1兩端的電壓降低，電壓降低至第一三極管q1無法飽和導通時，第一三極管q1進入截止狀態，若此時mcu的gpio仍持續輸出高低電平，則第二三極管q2恢復導通狀態。

12、較佳地，所述的輸出監控電路包括第四電阻r4、第六電阻r6和第二電容c2所述的第四電阻r4和第六電阻r6相連，所述的第四電阻r4的另一端與電源輸出電路相連，所述的第六電阻r6的另一端接地，所述的第二電容c2的一端接在第四電阻r4和第六電阻r6的中間點，另一端接地，所述的第四電阻r4和第六電阻r6組成分壓電路將電源輸出端口的電壓分壓后輸出到mcu的adc端口，所述的第二電容c2用于監控信號的硬件濾波。

13、較佳地，所述的輸出監控電路在電源輸出電壓時，mcu通過adc端口監控輸出電壓，在電源輸出端口短路到地后或電源后，mcu結合gpio的輸出電平狀態和adc讀取的電壓值判斷電路是否異常。

14、較佳地，所述的電源輸出電路通過修改第三電阻r3和第五電阻r5的阻值來調整第二三極管q2的輸出電流范圍；或者

15、較佳地，所述的過流關斷電路通過修改第一電阻r1和第二電阻r2的阻值來調整電源輸出電路的過流關斷閾值。

16、采用了本發明的實現電源輸出的過流保護電路系統，只需修改過流關斷電路的電阻阻值即可修改過流關斷閾值，pcb空間占用較低，電路成本較低。降低電源輸出電路的電源輸入端和輸出端的壓降，相比限流電阻方案，能夠為負載提供更高的電源電壓，避免負載降低性能運行。當輸出電路采用pmos進行輸出時，能夠提供與高邊驅動芯片相近的負載電流，降低電路成本。本發明有效克服了背景技術的缺點，避免了電源輸出端負載電流大小對限流電阻尺寸的影響，也解決了電源輸出電路的電源輸入端與輸出端壓降較大的問題。

技術特征：

1.一種實現電源輸出的過流保護電路系統，其特征在于，所述的系統包括電源輸出控制電路、電源輸出電路、過流關斷電路、輸出監控電路和mcu，所述的電源輸出控制電路與mcu相連，所述的電源輸出電路與輸入電源相連，所述的電源輸出電路與電源輸出控制電路相連，所述的過流關斷電路與電源輸出電路相連，所述的輸出監控電路與電源輸出電路和mcu相連，輸出監控電路還與輸出端相連；所述的電源輸出電路用于進行電源輸出，在輸出電流達到一定閾值時，輸出電路的導通壓降變大，所述的過流關斷電路通過電源輸出電路中的第二三極管q2來控制第一三極管q1的導通與關斷，實現第二三極管q2輸出過流時強制關斷，且過流關斷閾值可調。

2.根據權利要求1所述的實現電源輸出的過流保護電路系統，其特征在于，所述的電源輸出控制電路包括第三三極管q3、第七電阻r7和第八電阻r8，所述的第三三極管q3的基極與第七電阻r7的一端相連，所述的第七電阻r7的另一端與mcu相連，所述的第三三極管q3的發射極接地，所述的第八電阻r8的一端與第三三極管q3的基極相連，第八電阻r8的另一端與第三三極管q3的發射極相連，所述的第三三極管q3的集電極與電源輸出電路相連。

3.根據權利要求2所述的實現電源輸出的過流保護電路系統，其特征在于，所述的mcu的gpio引腳輸出低電平時，所述的第三三極管q3處于截止狀態，第三三極管q3的pin3為懸空狀態；所述的mcu的gpio引腳輸出高電平時，第三三極管q3導通，第三三極管q3的pin3導通到地。

4.根據權利要求1所述的實現電源輸出的過流保護電路系統，其特征在于，所述的電源輸出電路包括第二三極管q2、第三電阻r3、第五電阻r5、第一二極管d1和第一電容c1，所述的第二三極管q2的基極與第五電阻r5的一端相連，第五電阻r5的另一端與電源輸出控制電路的第三三極管q3的集電極相連，所述的第二三極管q2的發射極與輸入電源相連，第二三極管q2的集電極與第一二極管d1的正極相連，第一二極管d1的負極與輸出端相連，所述的第一電容c1的一端與輸出端相連，另一端接地，所述的第三電阻r3的一端與第二三極管q2的基極相連，另一端與第二三極管q2的發射極相連；所述的第五電阻r5用于調整第二三極管q2的飽和導通電流范圍，所述的第一二極管d1用于防止外部高壓，所述的第一電容c1用于抵抗外部干擾。

5.根據權利要求4所述的實現電源輸出的過流保護電路系統，其特征在于，所述的電源輸出控制電路的第三三極管q3的pin3為懸空狀態時，第三電阻r3的兩端電壓一致，第二三極管q2處于截至狀態，電源輸出斷開；在第三三極管q3的pin3為導通到地時，第三電阻r3與第五電阻r5分壓，使第二三極管q2導通，電源輸出打開。

6.根據權利要求1所述的實現電源輸出的過流保護電路系統，其特征在于，所述的過流關斷電路包括第一三極管q1、第一電阻r1和第二電阻r2，所述的第一三極管q1的基極與第二電阻r2相連，所述的第二電阻r2的另一端與電源輸出控制電路相連，所述的第一三極管q1的集電極與發射極均與輸出控制電路相連，所述的第一電阻r1的一端與第一三極管q1的基極相連，另一端與第一三極管q1的發射極相連。

7.根據權利要求6所述的實現電源輸出的過流保護電路系統，其特征在于，所述的過流關斷電路在負載電流較小時，第二三極管q2的pin2和pin3之間壓降較低，第一三極管q1處于截至狀態，電源正常輸出；

8.根據權利要求1所述的實現電源輸出的過流保護電路系統，其特征在于，所述的輸出監控電路包括第四電阻r4、第六電阻r6和第二電容c2所述的第四電阻r4和第六電阻r6相連，所述的第四電阻r4的另一端與電源輸出電路相連，所述的第六電阻r6的另一端接地，所述的第二電容c2的一端接在第四電阻r4和第六電阻r6的中間點，另一端接地，所述的第四電阻r4和第六電阻r6組成分壓電路將電源輸出端口的電壓分壓后輸出到mcu的adc端口，所述的第二電容c2用于監控信號的硬件濾波。

9.根據權利要求8所述的實現電源輸出的過流保護電路系統，其特征在于，所述的輸出監控電路在電源輸出電壓時，mcu通過adc端口監控輸出電壓，在電源輸出端口短路到地后或電源后，mcu結合gpio的輸出電平狀態和adc讀取的電壓值判斷電路是否異常。

10.根據權利要求1所述的實現電源輸出的過流保護電路系統，其特征在于，所述的電源輸出電路通過修改第三電阻r3和第五電阻r5的阻值來調整第二三極管q2的輸出電流范圍；或者

技術總結
本發明涉及一種實現電源輸出的過流保護電路系統，包括電源輸出控制電路、電源輸出電路、過流關斷電路、輸出監控電路和MCU，電源輸出控制電路與MCU相連，電源輸出電路與輸入電源相連，電源輸出電路與電源輸出控制電路相連，過流關斷電路與電源輸出電路相連，輸出監控電路與電源輸出電路和MCU相連，輸出監控電路還與輸出端相連。采用了本發明的實現電源輸出的過流保護電路系統，能夠為負載提供更高的電源電壓，當輸出電路采用PMOS進行輸出時，能夠提供與高邊驅動芯片相近的負載電流，降低電路成本。本發明有效克服了背景技術的缺點，避免了電源輸出端負載電流大小對限流電阻尺寸的影響，也解決了電源輸出電路的電源輸入端與輸出端壓降較大的問題。

技術研發人員：楊茂林,陳新宇,周煜波,王嘉靖
受保護的技術使用者：東風電子科技股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28