usb过流保护电路 电源过流保护电路

本篇文章给大家谈谈usb过流保护电路，以及电源过流保护电路对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。

本文目录一览：

• 1、这个电路的过流保护原理是什么
• 2、USB防过电保护是什么意思？
• 3、扩展坞USB接口短路会不会伤及笔记本主板
• 4、电路中的过压保护和过流保护的区别

这个电路的过流保护原理是什么

1、原理：电网中发生相间短路故障时，电流会突然增大，电压突然下降，过流保护就是按线路选择性的要求，整定电流继电器的动作电流的。当线路中故障电流达到电流继电器的动作值时，电流继电器动作按保护装置选择性的要求，有选择性的切断故障线路。

2、过流保护定义：很多电子设备都有个额定电流，不允许超过额定电流，不然会烧坏设备。所以有些设备就做了电流保护模块。当电流超过设定电流时候，设备自动断电，以保护设备。如主板usb一般有usb过流保护，保护主板不被烧坏。

效应：说一种材料具有PTC (Positive Temperature Coefficient) 效应, 即正温度系数效应，仅指此材料的电阻会随温度的升高而增加。如大多数金属材料都具有PTC效应。在这些材料中，PTC效应表现为电阻随温度增加而线性增加，这就是通常所说的线性PTC效应。

USB防过电保护是什么意思？

根据USB标准，每个USB口最大只能提供500mA的电流,大于这个值就会烧坏USB端口．

一、各种USB接口供电设计 

依据ACPI标准的要求，USB接口要采用2路供电，一路是+5V供电，一路是+5VSB供电。当系统在ACPI的S0（系统正常运行）/S1（CPU休眠）二种状态时，USB接口由电源供应器的+5V供电。当系统在ACPI的S3（休眠到内存）/S5（系统关闭待机）状态时，USB接口由电源供应器的+5VSB供电。这里涉及到2路供电的切换，就是说系统从S0/S1/S2转换为S3/S4/S5状态时，USB接口的供电要从+5V切换到+5VSB。 

USB供电的切换设计方案目前有三种：手动跳线切换，MOSEFT切换和专用芯片切换。现在我们具体看看这三种切换方案。

1、手动跳线切换

上图是某品牌高端P45主板的前置USB接口，采用跳线切换+5V和+5VSB，主板上带有跳线设置说明。当用户需要使用USB设备（例如键鼠）从S3休眠状态下唤醒时，这个USB设备连接在哪个USB接口就要把这个接口的跳线设置在2-3。设置跳线后该USB接口就一直由+5VSB供电，无论系统处于S0/S1还是S3/S5状态。

图2：跳线切换+5V/+5VSB电路原理

这种方案的好处是节省成本，厂家的利润多一点。缺点是唤醒设备只能使用跳线设置的USB接口，不灵活，会给用户带来不便。 

供电电路的过电流和短路保护采用自恢复保险丝。当USB设备出现故障导致电流增大或短路时，保险丝切断供电，保护供电电路不被过电流烧毁。 

2、MOSEFT切换

图3：MOSEFT切换+5V/+5VSB实例

上图是另一品牌高端P45主板的前置USB接口，采用2颗MOSEFT切换。切换原理参见下图。

图4：MOSEFT切换+5V/+5VSB电路原理

MOSEFT1用于+5V，MOSEFT1的道通控制极—栅极连接+5V驱动信号。MOSEFT2用于+5VSB，MOSEFT2的道通控制极—栅极连接+5VSB驱动信号。当系统处于S0/S1状态时，+5V驱动信号为高电平（+5VSB驱动信号是低电平），MOSEFT1导通，+5V经过MOSEFT加到USB接口。当系统处于S3/S5状态时，+5VSB驱动信号为高电平（+5V驱动信号是低电平），MOSEFT2导通，+5VSB经过MOSEFT加到USB接口。 

这种方案的优点是可以通过BIOS设置依据系统状态切换USB接口的供电来源。比跳线切换方便。 

供电电路的过电流和短路保护也是采用自恢复保险丝。当USB设备出现故障导致电流增大或短路时，保险丝切断供电，保护供电电路不被过电流烧毁。 

3、专用芯片切换

图5：采用专用芯片切换+5V/+5VSB的微星P45-platinum

跳线切换和MOSEFT切换是早期的USB接口供电方案，微星采用最新的技术成果—专用芯片。

图6：S12专用芯片原理

S12芯片内部有切换逻辑电路，配合S3#信号状态，在+5V和+5VSB之间切换，当系统处于S0/S1模式时，+5V通过S12给USB接口供电。当系统处于S3/S5模式时，由+5VSB通过S12给USB接口供电。EN信号可以开启/关闭5V输入。 

S12芯片内部有限流电路可以限制输出电流，还有过电流/短路保护。因此采用S12芯片后，不再需要自恢复保险丝。 

S12芯片内部具有防静电（ESD）电路，可以承受2KV的静电放电。 

二、静电（ESD）保护设计 

人体以及一些物体很容易带大量的静电荷，当正负静电荷接触时，会产生放电现象，静电电压很高，几百伏到十几千伏，放电电流很小。静电放电经过半导体电子设备时，会击穿半导体器件，所以各类半导体设备都要预防静电放电。多数USB设备是便携式设备，容易产生静电，带有静电的USB设备插入USB接口时容易发生静电放电，击毁计算机内的元件（芯片组）。所以芯片组（南桥）、USB接口、USB设备自身都要加防ESD电路和器件。 

USB接口的数据线（D-和D+）端加ESD保护器件，会提高计算机防庆典保护能力。一般在主板的每个USB接口附近会看到一颗6 Pin的小芯片，这颗芯片就是静电保护芯片。 

1、微星P45 Platinum的ESD保护设计

图7：微星P45-platinum的USB接口ESD保护

图8：ESD芯片的连接

从图8可以看到ESD芯片2/5和3/4脚连接在南桥和USB接口的数据线之间，平时USB的数据通过ESD芯片在南桥的USB控制器和USB接口之间传输。当USB接口插入带静电的USB设备时，静电会在ESD芯片内对地放电，而保护南桥的USB控制器。 

2、其他品牌主板的ESD保护设计

图9：其他品牌主板的ESD保护设计

从图9可以看到左侧的主板没有ESD保护芯片，右侧的主板有ESD保护芯片。 

扩展坞USB接口短路会不会伤及笔记本主板

不会有严重后果，笔记本有这种短路的自我保护机制，但短路肯定没好处，万一自我保护机制失效了咋办，就像CPU或显卡高温一样，虽有保护机制，但出现这种情况对电脑肯定没好处！

电路中的过压保护和过流保护的区别

一、过压保护

过压保护是指被保护线路电压超过预定的最大值时，使电源断开或使受控设备电压降低的一种保护方式。

过压保护应用

常见的过压保护元器件或设备有防雷器、压敏电阻、避雷器等。在通信电源领域，为防止雷电瞬间高电压对其造成巨大损害，通常会配置压敏电阻对其进行过压防雷保护。当雷电产生的瞬间高电压施加在压敏电阻两端时，压敏电阻阻值变得无穷小，使得压敏电阻导通并将雷电产生的大电流引入大地，从而保护电源设备不受雷电损伤。在电源系统侧通常会使用防雷器对交流、直流进行过压保护。

过压保护电路图及工作原理

最简单的过压保护措施是由一只继电器组成，如图6-25所示。一旦储能电容器上电压超过规定值时，继电器J吸合，进而切断供电电源。

这种电路虽然简单，但消耗的功率较大，并且灵敏度低。由于接在高压回路中，对继电器也有特殊的要求。激光器电激中常用的一种过压保护电路，如图6-26所示。它也由取样电路、比较器、功放级及执行元件组成。它采用了与储能电容器并联的电阻分压器来获得取样信号。当储能电容器上的电压超过规定值时，电阻R1上的取样电压高于比较器的基准电压UR，最终导致执行元件切断供电电源。取样电阻R1R2的阻值一定要足够大，使其与储能电容器构成时间常数远大于储能电容器的时间常数。否则，储能电容器上电荷的激放相当严重。

二、过流保护

很多电子设备都有个额定电流，不允许超过额定电流，不然会烧坏设备。所以有些设备就做了电流保护模块。当电流超过设定电流时候，设备自动断电，以保护设备。如主板cpu的usb接口一般有usb过流保护，保护主板不被烧坏。

最大电压

编辑在限定条件下， KT系列高分子PTC热敏电阻动作时，能安全承受的最高电压。即热敏电阻的耐压值。超过此值，热敏电阻有可能被击穿，不能恢复。此值通常被列在规格书中的耐压值一栏里。

工作电压

编辑在正常动作状态下，跨过KT系列高分子PTC热敏电阻两端的最大电压。在许多电路中，相当于电路中电源的电压。

过流保护电路原理

本电路适用于直流供电过流保护，如各种电池供电的场合。 如果负载电流超过预设值，该电子保险将断开直流负载。重置电路时，只需把电源关掉，然后再接通。该电路有两个联接点（A、B标记），可以连接在负载的任意一边。

过流保护电路图

负载电流流过三极管T4、电阻R10和R11。A、B端的电压与负载电流成正比，大多数的电压分配在电阻上。 当电源刚刚接通时，全部电源电压加在保险上。三极管T2由R4的电流导通，其集电极的电流值由下式确定：VD4＝VR7＋0.6。因为D4上的电压 （VD4）和R7上的电压（VR7）是恒定的，所以T2的集电极电流也是恒定。该三极管提供稳定的基极电流给T3，因而使其导通，接着又提供稳定的基极电 流给T4。保险导电，负载有电流流过。当电源刚接通时，电容器C1提供一段延时，从而避免T1导电和保持T2断开。 保险上的电压（VAB）通 常小于2V，具体值取决于负载电流。当负载电流增大时，该电压升高，并且在二极管D4导通时，达到分流部分T2的基极电流，T2的集电极电流因而受到限 制。由此，保险上的电压进一步增大，直到大约4.5V，齐纳二极管D1击穿，使T1导通，T2便截止，这使得T3和T4也截止，此时保险上的电压增大，并 且产生正反馈，使这些三极管保持截止状态。

C1的作用是给出一段短时延迟，以便保险可以控制短时过载，如象白炽灯的开关电流，或直流电机的启 动电流。因此，改变C1的值可以改变延迟时间的长短。该电路的电压范围是10～36V的直流电，延迟时间大约0.1秒。对于电路中给出的元件值，负载电流 限制为1A。通过改变元件值，负载电流可以达到10mA～40A。选择合适额定值的元件，电路的工作电压可以达到6～500V。通过利用一个整流电桥（如 下面的电源电路），该保险也可以用于交流电路。电容器C2提供保险端的瞬时电压保护。二极管D2避免当保险上的电压很低时，C1经过负载放电。

带自锁的过流保护电路

1.第一个部分是电阻取样，负载和R1串联，大家都知道。串联的电流相等.R2上的电压随着负载的电流变化而变化，电流大，R2两端电压也高.R3 D1组成运放保护电路。防止过高的电压进入运放导致运放损坏。.C1是防止干扰用的。

2.第二部分是一个大家相当熟悉的同相放大器。由于前级的电阻取样的信号很小，所以得要用放大电路放大，才能用放大倍数由VR1 R4决定。

3.第三部分是一个比较器电路，放大器把取样的信号放大，然后经过这级比较，从而去控制后级的动作。是否切断电源或别的操作。比较器是开路输出所以要加上上位电阻。不然无法输出高电平

过流保护用PTC热敏电阻通过其阻值突变限制整个线路中的消耗来减少残余电流值。可取代传统的保险丝，广泛用于马达、变压器、开关电源、电子线路等的过流 过热保护，传统的保险丝在线路熔断后无法自行恢复， 而过流保护用PTC热敏电阻在故障撤除后即可恢复到预保护状态，当再次出现故障时又可以实现其过流过热保护功能 。

                                                       过流保护电路图

三、过压保护与过流保护区别

1、负载如果是阻性负载，当电源有故障，负载上的电压有可能大幅上升，而电流的上升值不一定能超过过流保护值。此种情况宜用过压保护，例如工作在50V，可将电压保护值调至55V，如果电源故障只要电压升至55V时，电源会自动切断电压输出；负载如果是容性负载，由于大容量的电解电容器并联在一起，当电源发生故障时，电流就可能大幅度上升，而电压的升值却不甚明显，这时电源内部的过流保护部件会首先启动，电源会自动切断输出。

2、过压保护值在面板上有一只电位器，可以人工设定。而过流保护值是不能人工设定的，机内已经定死，一般为额定电流的1.2～1.5倍。过压保护会立即快速启动，过流保护则有一秒左右的延时。

3、过压、过流保护是针对机内故障的，因此既然发生，电源就不能自动恢复，必须关机后重新开机。

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