本發(fā)明涉及一種智能電阻，具體是一種限流型壓敏電阻。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)存在以下幾種：

1、壓敏電阻+熱敏電阻，如圖4所示：當(dāng)t、r線出現(xiàn)異常電圧（如雷擊、電力線搭接等）時，壓敏電阻的鉗位特性能保護slic免遭損壞。

其缺點是，一，當(dāng)異常信號功率過大或者時間過長時，熱敏電阻阻值增大甚至斷開，容易造成永久損壞；二是，反應(yīng)速度慢。

2、ptc+半導(dǎo)體放電管，如圖5所示，與第一種保護相比，基本原理相同，只是將壓敏電阻換成了體積更小、反應(yīng)更快、閾值參考電位范圍可設(shè)置的半導(dǎo)體放電器件（最經(jīng)典的器件是tisp61089），將熱敏電阻換成可靠性更高的ptc（陶瓷）。當(dāng)t、r線出現(xiàn)異常電圧（如雷擊、電力線搭接等）時，該電壓一旦超出地到vbat的范圍，tisp61089會快速短路形成大電流，該電流流經(jīng)ptc時，其阻值迅速增大，直至斷開，從而保護slic免遭損壞。

與第一種保護相比，一是反應(yīng)速度大大加快，二是tisp61089一旦動作，會將端電壓降到接近0，所以其可靠性、穩(wěn)定性大大提高。

其缺點是，一，ptc體積大，二，在t、r線端口存在高壓（即未經(jīng)鉗位的異常信號電壓，可能高達(dá)6kv甚至以上）。

3、半導(dǎo)體放電管+瞬態(tài)阻斷單元，如圖6所示，bs3500是一種大功率的半導(dǎo)體放電管，基本特性是：當(dāng)其端電壓小于350v時等效開路，當(dāng)其端電壓大于350v時等效短路，短路時能通過大于100a的電流。

tbu(pl085)是一種高速瞬態(tài)阻斷單元，基本特性是：當(dāng)其中電流大于0.2a時等效開路；當(dāng)其任意一個端口電位高于地時等效開路；當(dāng)其任意一個端口電位低于vbat（負(fù)值）時等效開路。換句話說，只有當(dāng)所有端口電位都處于（0-vbat）之間，并且其中電流小于0.2a時，tbu才處于導(dǎo)通狀態(tài)，slic才能正常工作。否則，一律開路，slic處于被保護狀態(tài)。

tbu開路時能承受850v高電壓。

當(dāng)t、r線出現(xiàn)異常電圧（如雷擊、電力線搭接等）時，該電壓一旦超過350v，半導(dǎo)體器件（bs3500）會快速短路，形成第一道保護（高壓保護）；該電壓在350v以內(nèi)但超出（0-vbat）范圍或者其中電流超過0.2a，則tbu會斷開。即tbu形成第二道保護（低壓保護）。

該方案因為全部采用半導(dǎo)體器件，所以反應(yīng)速度快、體積小、重量輕；因為采用兩道保護方式，所以tr線端口不存在高壓（被鉗位在350v）。它是目前市面上較為完善的保護方案。

其缺點是：一是tbu(pl085)目前僅美國bourns公司獨家生產(chǎn)；二是它不能適用于電話線電位高于地的場景（因為當(dāng)其端口電位高于地時等效開路）。而在國內(nèi)，該場景還是較多的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的限流型壓敏電阻，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種限流型壓敏電阻，包括第一部分電路、第二部分電路和第三部分電路，所述第一部分電路包括二極管d1、二極管d2、mos管g1、mos管g2、mos管g3、mos管g4、電阻r1、電阻r2和電阻r3，二極管d1的陽極連接mos管g2的漏極，二極管d1的陰極連接mos管g1的漏極和二極管d2的陰極，二極管d2的陽極連接mos管g4的漏極，mos管g1的柵極連接二極管d3的陰極、電阻r1和mos管g3的柵極，mos管g2的源極連接電阻r2和mos管g3的源極，mos管g3的漏極連接電阻r3的另一端和mos管g4的源極，第一部分電路包括二極管d11、二極管d21、mos管g11、mos管g21、mos管g31、mos管g41、電阻r11、電阻r21和電阻r31，第一部分電路和第二部分電路結(jié)構(gòu)相同，第三部分電路包括二極管d4、二極管d5、二極管d6、二極管d7、mos管g5、mos管g6、電阻r4、電阻r5、電阻r6和電阻r7，二極管d4的陽極連接二極管d5的陰極和二極管d2的陽極，二極管d4的陰極連接電阻r4、二極管d6的陰極和三極管g5的發(fā)射極，電阻r4的另一端連接三極管g5的基極，三極管g5的集電極連接電阻r6，電阻r6的另一端連接電阻r7的另一端，二極管d6的陽極連接二極管d7的陰極和二極管d21的陽極，二極管d5的陰極連接電阻r5、二極管d7的陰極和三極管g6的發(fā)射極，電阻r5的另一端連接三極管g6的基極。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案：所述mos管g1為n溝道-耗盡型場效應(yīng)高壓mos管，mos管g2和mos管g4為n溝道-耗盡型場效應(yīng)高壓mos管，mos管g3為p溝道-結(jié)型場效應(yīng)低壓mos管。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案：所述二極管d3為穩(wěn)壓二極管。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案：所述二極管d1和二極管d2為高壓二極管。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明產(chǎn)品能夠替代背景技術(shù)3中tbu，從而打破國外的技術(shù)壟斷，實現(xiàn)我國電子科技的自主創(chuàng)新，具有較為寬廣的市場應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體電路圖；

圖2為第一部分電路的電路圖；

圖3為第三部分電路的電路圖；

圖4為現(xiàn)有技術(shù)1的電路圖；

圖5為現(xiàn)有技術(shù)2的電路圖；

圖6為現(xiàn)有技術(shù)3的電路圖；

圖7為本發(fā)明的應(yīng)用原理圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1-7，一種限流型壓敏電阻，包括第一部分電路、第二部分電路和第三部分電路，所述第一部分電路包括二極管d1、二極管d2、mos管g1、mos管g2、mos管g3、mos管g4、電阻r1、電阻r2和電阻r3，二極管d1的陽極連接mos管g2的漏極，二極管d1的陰極連接mos管g1的漏極和二極管d2的陰極，二極管d2的陽極連接mos管g4的漏極，mos管g1的柵極連接二極管d33的陰極、電阻r1和mos管g3的柵極，mos管g2的源極連接電阻r2和mos管g3的源極，mos管g3的漏極連接電阻r3的另一端和mos管g4的源極，第一部分電路包括二極管d11、二極管d21、mos管g11、mos管g21、mos管g31、mos管g41、電阻r11、電阻r21和電阻r31，第一部分電路和第二部分電路結(jié)構(gòu)相同，第三部分電路包括二極管d4、二極管d5、二極管d6、二極管d7、mos管g5、mos管g6、電阻r4、電阻r5、電阻r6和電阻r7，二極管d4的陽極連接二極管d5的陰極和二極管d2的陽極，二極管d4的陰極連接電阻r4、二極管d6的陰極和三極管g5的發(fā)射極，電阻r4的另一端連接三極管g5的基極，三極管g5的集電極連接電阻r6，電阻r6的另一端連接電阻r7的另一端，二極管d6的陽極連接二極管d7的陰極和二極管d21的陽極，二極管d5的陰極連接電阻r5、二極管d7的陰極和三極管g6的發(fā)射極，電阻r5的另一端連接三極管g6的基極。

mos管g1為n溝道-耗盡型場效應(yīng)高壓mos管，mos管g2和mos管g4為n溝道-耗盡型場效應(yīng)高壓mos管，mos管g3為p溝道-結(jié)型場效應(yīng)低壓mos管。二極管d3為穩(wěn)壓二極管。二極管d1和二極管d2為高壓二極管。

本發(fā)明的工作原理是：bs3500是一種大功率的半導(dǎo)體放電管，基本特性是：當(dāng)其端電壓小于350v時等效開路，當(dāng)其端電壓大于350v時等效短路，短路時能通過大于100a的電流。

qxr85100即本發(fā)明，是一種特殊的壓敏器件：內(nèi)置的兩個可變電阻隨其端電壓的變化而非線性變化。低壓時（小于5v），阻值（50歐姆）恒定不變（定義為線性區(qū)），中壓時（5v-20v），阻值急劇變大（定義為過渡區(qū)），高壓時（20v-850v），阻值無窮大（定義為恒流區(qū)）。當(dāng)其端口電位高于+v（相對于地的正向參考電位，可在850v以內(nèi)任意設(shè)置）時等效開路；當(dāng)其端口電位低于-v（相對于地的負(fù)向參考電位，可在-850v以內(nèi)任意設(shè)置）時等效開路。換句話說，只有當(dāng)所有端口電位都處于（-v-+v）之間，并且其中兩個電阻端電壓小于20v（或者說其中電流小于0.1a=5v/50歐）時，qxr85100才處于導(dǎo)通狀態(tài)，slic才能正常工作。否則，一律開路，slic處于被保護狀態(tài)。開路時能承受850v高電壓。

當(dāng)t、r線出現(xiàn)異常電圧（如雷擊、電力線搭接等）時，該電壓一旦超過350v，半導(dǎo)體器件（bs3500）會快速短路，形成第一道（高壓保護）保護；該電壓在350v以內(nèi)但超出（+v--v）范圍或者其中電流超過0.1a，則qxr85100會斷開。即qxr85100形成第二道保護（低壓保護）。

第一部分電路組成限流型壓敏電阻，如圖2所示，g1為n溝道-耗盡型場效應(yīng)高壓mos管，它與r1構(gòu)成高壓恒流源。恒流電流為夾斷電壓與r1之比；

g3為p溝道-結(jié)型場效應(yīng)低壓mos管，壓敏可變電阻之核心器件（為敘述原理方便，令其導(dǎo)通狀態(tài)開始起作用時的夾斷電壓為vth1，其完全斷開時的夾斷電壓為vth2）；

g2、g4為n溝道-耗盡型場效應(yīng)高壓mos管，分別擔(dān)當(dāng)不同極性時的高壓、高速開關(guān)；

d3為穩(wěn)壓二極管，穩(wěn)壓值設(shè)計為15v，保護g3；

d1、d2為高壓二極管，分別在不同極性時將壓敏控制電壓引導(dǎo)到g3；

r2、r3主要是起工作穩(wěn)定作用。

下面以vab為正電壓的情況為例簡述其工作原理（vab為負(fù)電壓時原理完全相同）。

在此狀態(tài)下（令vb=0），d2始終截止，g4因存在體二極管而始終導(dǎo)通。

l線性區(qū)（va<5v）

va小于（vth1+0.7v），g2、g3、g4均導(dǎo)通，其導(dǎo)通電阻為三個mos管導(dǎo)通電阻之和。

隨著va的增大，ve增大，vf增大，vd增大，vc增大。因為所有器件處于線性狀態(tài)，它們的增大速率是相同的。

l過渡區(qū)（5v<va<20v）

當(dāng)va大于（vth1+0.7v）后，隨著va的進一步增大，g3導(dǎo)通電阻增大，雖然同樣存在ve、vf、vd、vc同步增大的情況，但各自的增大速率發(fā)生了巨大變化；

vc幾乎跟蹤va變化；

當(dāng)ve增大至0.7v后被鉗位而不再繼續(xù)增大，其結(jié)果導(dǎo)致vd幾乎完全跟蹤va增大，vf則以1/2va的增大幅度隨著va增大。在此過程中，g2導(dǎo)通狀態(tài)開始變差；

當(dāng)va接近（vth2+0.7v）時，g3接近截止，g2也接近截止，vd不再隨va增大而增大，而是隨va增大而減小，vf也不再隨va增大而增大，而是隨va增大而減小，最終到vd、vf、ve幾乎等電位。

l恒流區(qū)（20v<va<850v）

當(dāng)va大于（vth2+0.7v）后，g3完全截止，g2完全截止，vd=ve=vf=0.7v，vc=15.7v；

va的增大部分，一個支路完全由g2承擔(dān)，另一個支路完全由g1承擔(dān)；

流過這第一部分的電流ia為恒定電流（即夾斷電壓與r1之比）。

第二部分電路組成限流型壓敏電阻，其結(jié)構(gòu)和工作原理與第一部分電路相同，不再贅述。

第三部分電路組成參考電位設(shè)置電路，如圖3所示，其原理是，網(wǎng)絡(luò)g為系統(tǒng)參考地；

網(wǎng)絡(luò)+v為用戶設(shè)置的相對于g的參考正電位（如果無正電位設(shè)置需求，可以接地，但不得懸空）；

網(wǎng)絡(luò)-v為用戶設(shè)置的相對于g的參考負(fù)電位（如果無負(fù)電位設(shè)置需求，可以接地，但不得懸空）；

當(dāng)tin端口電位高于+v時，則會有電流經(jīng)tin、限流型壓敏電阻、tout、d4、g5、r6到g。該電流一旦超過0.2a，限流型壓敏電阻阻值就會快速增大直至斷開（如前所述）而將所有電壓承擔(dān)；

同理，當(dāng)rin端口電位高于+v時，則會有電流經(jīng)rin、限流型壓敏電阻、rout、d6、g5、r6到g。該電流一旦超過0.2a，限流型壓敏電阻阻值就會快速增大直至斷開（如前所述）而將所有電壓承擔(dān)；

當(dāng)tin端口電位低于-v時，則會有電流經(jīng)地、r7、g6、d5、tout、限流型壓敏電阻到tin。該電流一旦超過0.2a，限流型壓敏電阻阻值就會快速增大直至斷開（如前所述）而將所有電壓承擔(dān)；

同理，當(dāng)rin端口電位低于-v時，則會有電流經(jīng)地、r7、g6、d7、rout、限流型壓敏電阻到rin。該電流一旦超過0.2a，限流型壓敏電阻阻值就會快速增大直至斷開（如前所述）而將所有電壓承擔(dān)。