一种热插拔保护电路的制作方法

本技术涉及电路保护，尤其涉及一种热插拔保护电路，特别是对热插拔浪涌电压、电流进行检测与快速响应的保护电路设计技术。

背景技术：

1、在现代电子系统中，尤其是在通信、计算、工业控制和高性能计算设备等领域，电源模块与负载模块之间的插拔操作频繁且往往要求支持热插拔功能，即在设备通电的状态下直接插拔模块而不切断整个系统电源。热插拔操作虽然提高了系统维护和更换部件的便利性，但也引发了一系列潜在的电气安全和设备可靠性问题。

2、在进行热插拔操作时，电源与负载电路在非稳态条件下直接接触，瞬时电流路径建立过程中常伴随浪涌电压与浪涌电流的剧烈变化。这种突变可能由接触电阻的非线性波动、电源输出阻抗的瞬态变化、系统寄生参数（如寄生电容与电感）的耦合效应等多因素共同作用而产生。一方面，热插拔瞬间形成的高幅度浪涌电压可能击穿用电负载的输入端保护器件；另一方面，突发的大电流也极有可能导致功率器件过热甚至烧毁，严重时还会引起整个电源系统的失效。

3、为了应对上述问题，传统系统中通常通过延时上电、ntc热敏电阻、电容软启动等手段进行保护。然而，这些方法在响应速度、电路集成度、负载适应性等方面存在明显局限，无法满足高密度电源架构或快速切换需求日益增强的应用场景。例如，传统电容缓冲结构难以在极短时间内完成有效的电压抑制，热敏电阻器件则存在热饱和问题，且在多次热插拔操作下容易失效。

4、因此，如何设计一种响应速度快、可靠性高、结构紧凑且具备过电压与过电流双重保护功能的热插拔控制电路，已成为电源系统领域的重要技术挑战。特别是在负载侧存在较大电容或存在短时反灌电流风险的系统中，亟需构建一种能动态监测供电状态并实时控制通断状态的智能保护机制，以确保系统在热插拔过程中的稳定性与用电设备的安全性。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型提供一种热插拔保护电路。

2、具体地，本实用新型提供的技术方案如下：

3、一种热插拔保护电路，包括电源输入端和负载连接端，电源输入端的正极vin+通过mos管q1与负载连接端的正极vout+连接，电源输入端的负极vin-与负载连接端的负极vout-连接并接地；

4、所述正极vin+连接有分压支路，该分压支路包括相互串联的电阻r4和电阻r10，电阻r10接地；电阻r4和电阻r10间的连接端与晶闸管u3的r端连接；所述晶闸管u3的k端通过电阻r3与正极vin+连接，且k端与三极管q3连接，用于驱动三极管q3；所述三极管q3用于驱动mos管q4；

5、所述正极vin+和负极vin-之间还连接有电阻r5和电阻r6，电阻r5和电阻r6间的连接端与mos管q4连接并同时与热插拔控制器的en端连接；所述热插拔控制器的gate端与mos管q1连接，用于驱动mos管q1。

6、进一步地，所述正极vin+与mos管q1之间还设置有电流检测电阻rcs，该电阻与所述热插拔控制器的sense端连接。

7、进一步地，电阻r10并联有电容c1，电阻r10和电容c1共同构成rc缓冲网络。

8、进一步地，电阻r6并联有电容c3，电阻r6和电容c3共同构成rc缓冲网络。

9、进一步地，所述晶闸管u3的k端通过稳压二极管zd1与三极管q3的基极连接，三极管q3的发射极通过电阻r9与正极vin+连接，三极管q3的集电极与mos管q4的栅极连接；所述mos管q4的源极接地，其漏极与热插拔控制器的en端连接。

10、进一步地，所述mos管q4的栅极与源极之间还设置有由电阻r8和电容c2并联构成的去耦组件。

11、本实用新型通过引入多级协同控制机制，利用电压分压网络与晶闸管实现输入浪涌电压的实时监测，并通过延迟电容c1与电阻r10的并联结构在保证响应速度的同时提高抗干扰能力，进一步结合三极管与场效应管级联控制方式，在保护逻辑上实现电压电流双通道判断与独立阻断，显著提升了保护动作的精准性和可靠性。

12、此外，热插拔控制器u1不仅集成了电流检测、使能控制及mos栅极驱动功能，还具备快速响应和外部故障状态识别能力，使整个系统在结构紧凑的同时具备高集成度与高可靠性。特别是在发生浪涌电压或电流异常时，系统可在微秒级时间内完成判断与断电操作，有效防止过压、过流或短路对下游用电设备的破坏，显著提高了热插拔过程中的安全性与容错能力。

1.一种热插拔保护电路，其特征在于，包括电源输入端和负载连接端，电源输入端的正极vin+通过mos管q1与负载连接端的正极vout+连接，电源输入端的负极vin-与负载连接端的负极vout-连接并接地；

2.如权利要求1所述的热插拔保护电路，其特征在于，所述正极vin+与mos管q1之间还设置有电流检测电阻rcs，该电阻与所述热插拔控制器的sense端连接。

3.如权利要求1所述的热插拔保护电路，其特征在于，所述电阻r10并联有电容c1，电阻r10和电容c1共同构成rc缓冲网络。

4.如权利要求1所述的热插拔保护电路，其特征在于，所述电阻r6并联有电容c3，电阻r6和电容c3共同构成rc缓冲网络。

5.如权利要求1所述的热插拔保护电路，其特征在于，所述晶闸管u3的k端通过稳压二极管zd1与三极管q3的基极连接，三极管q3的发射极通过电阻r9与正极vin+连接，三极管q3的集电极与mos管q4的栅极连接；所述mos管q4的源极接地，其漏极与热插拔控制器的en端连接。

6.如权利要求5所述的热插拔保护电路，其特征在于，所述mos管q4的栅极与源极之间还设置有由电阻r8和电容c2并联构成的去耦组件。