本技術(shù)涉及一種硬件保護(hù)電路，尤其涉及一種輸出過(guò)壓、過(guò)流跟隨設(shè)定的快速硬件保護(hù)電路。

背景技術(shù)：

1、隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，直流電源儀器已廣泛應(yīng)用在國(guó)防、航空航天、消費(fèi)類(lèi)電子、通信、新能源、逆變等行業(yè)，其中一部分直流供電用電設(shè)備對(duì)供電過(guò)電壓很敏感，在某些使用環(huán)境中，為避免直流電源儀器故障等對(duì)用電設(shè)備的損害，直流電源儀器在發(fā)生超出設(shè)定值電壓或者電流后電源能夠快速關(guān)斷保護(hù)，避免直流電源儀表發(fā)生故障后造成用電設(shè)備承受過(guò)壓或過(guò)流后導(dǎo)致使用者的用電設(shè)備損壞，某些用電設(shè)備由于成本及附加價(jià)值較高，對(duì)供電可靠性要求較高?，F(xiàn)有直流電源儀器通常采用前面板手動(dòng)設(shè)定固定值的方式進(jìn)行最大值的保護(hù)，由于軟件保護(hù)響應(yīng)速度慢無(wú)法快速保護(hù)，可能造成用電設(shè)備損壞而無(wú)法滿足可靠保護(hù)的需求。

2、目前，在市場(chǎng)上很難找到能夠?qū)崿F(xiàn)過(guò)壓、過(guò)流跟隨設(shè)定的硬件快速保護(hù)電路裝置。普遍的方法是前面板設(shè)定保護(hù)門(mén)限的方式軟件實(shí)現(xiàn)輸出過(guò)壓保護(hù)，這種保護(hù)方式的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需額外增加電路，使用原有采樣電路通過(guò)軟件比較采樣電壓、電流與前面板設(shè)定過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)門(mén)限進(jìn)行比較，大于前面板設(shè)定門(mén)限即認(rèn)為需要保護(hù)并進(jìn)行關(guān)機(jī)操作，由于軟件運(yùn)行速度等影響，很難實(shí)現(xiàn)快速保護(hù)，某些敏感用電設(shè)備可能在過(guò)壓保護(hù)前已經(jīng)損壞，無(wú)法起到可靠的保護(hù)作用，當(dāng)某些用電設(shè)備對(duì)過(guò)壓不敏感的使用環(huán)境可采用此種方式。另一種可實(shí)現(xiàn)的硬件過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)電路采用固定保護(hù)門(mén)限也可以實(shí)現(xiàn)快速保護(hù)，但缺點(diǎn)是無(wú)法跟隨設(shè)定值進(jìn)行保護(hù)，在直流電源儀器發(fā)生故障時(shí)極易造成用電設(shè)備損壞，給使用者造成重大經(jīng)濟(jì)損失。因此實(shí)現(xiàn)過(guò)壓、過(guò)流跟隨設(shè)定的快速硬件保護(hù)很有必要。

3、所謂輸出過(guò)壓、過(guò)流跟隨設(shè)定的快速硬件保護(hù)電路的設(shè)計(jì)，即保證直流電源儀表在發(fā)生超出異常設(shè)定電壓、電流時(shí)可以快速實(shí)現(xiàn)關(guān)斷保護(hù)，避免使用用電設(shè)備的損壞給使用者造成不必要的損失，因此研究既能跟隨設(shè)定電壓電流值又能實(shí)現(xiàn)快速實(shí)現(xiàn)保護(hù)成為技術(shù)研究的關(guān)鍵。

4、現(xiàn)有技術(shù)的過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)實(shí)現(xiàn)方案一：

5、直流儀表電源使用者通過(guò)前面板設(shè)定ovp、ocp保護(hù)閾值，并打開(kāi)輸出過(guò)壓過(guò)流保護(hù)實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟輸出過(guò)壓保護(hù)功能，使用者每次使用需根據(jù)用電負(fù)載輸入電壓、電流情況進(jìn)行過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)閾值設(shè)置，軟件通過(guò)對(duì)輸出電壓、電流與前面板設(shè)定輸出過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)閾值比較，當(dāng)輸出電壓、電流高于設(shè)定的輸出過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)閾值時(shí)，軟件關(guān)閉輸出，實(shí)現(xiàn)輸出過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)，優(yōu)點(diǎn)是使用者可以靈活的設(shè)置保護(hù)閾值。

6、過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)方案一的缺點(diǎn)：

7、1)軟件實(shí)現(xiàn)保護(hù)的由于軟件響應(yīng)速度慢，用電負(fù)載敏感時(shí)無(wú)法起到保護(hù)作用，無(wú)法實(shí)現(xiàn)快速輸出過(guò)壓過(guò)流保護(hù)；

8、2)需要每次根據(jù)用電負(fù)載設(shè)定ovp、ocp保護(hù)門(mén)限，無(wú)法實(shí)現(xiàn)跟隨設(shè)定值的保護(hù)方式。

9、現(xiàn)有技術(shù)的過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)實(shí)現(xiàn)方案二：

10、如圖1所示，通過(guò)ov-ref給定輸出過(guò)壓保護(hù)基準(zhǔn)，r226作為ov-ref給定輸出過(guò)壓保護(hù)基準(zhǔn)的rc濾波電阻，c95作為輸出過(guò)壓保護(hù)基準(zhǔn)的rc濾波電容，v-back為輸出電壓采樣輸入端，r179為輸出電壓采樣的輸入rc濾波電阻，c69為輸出電壓采樣的濾波電容，r182為輸出過(guò)壓保護(hù)比較器同相輸入端輸入電阻，d6為輸出過(guò)壓保護(hù)比較器同相輸入端的單向滯回比較器的單向滯回二極管，r168為單向滯回電阻，當(dāng)v-back檢測(cè)到輸出電壓大于ov-ref的過(guò)壓門(mén)限時(shí)，a5b比較器由原來(lái)的低電平翻轉(zhuǎn)為高電平并通過(guò)d13拉高ovocp保護(hù)觸發(fā)硬件輸出過(guò)壓保護(hù)，通過(guò)oc-ref給定輸出過(guò)流保護(hù)基準(zhǔn)，r253作為oc-ref給定輸出過(guò)流保護(hù)基準(zhǔn)的rc濾波電阻，c111作為輸出過(guò)流保護(hù)基準(zhǔn)的rc濾波電容，i-back為輸出電流采樣輸入端，r242為輸出電流采樣的輸入rc濾波電阻，c106為輸出電流采樣的濾波電容，r244為輸出過(guò)流保護(hù)比較器同相輸入端輸入電阻，d14為輸出過(guò)流保護(hù)比較器同相輸入端的單向滯回比較器的單向滯回二極管，r240為單向滯回電阻，當(dāng)i-back檢測(cè)到輸出電流大于oc-ref的過(guò)壓門(mén)限時(shí)，a5a比較器由原來(lái)的低電平翻轉(zhuǎn)為高電平并通過(guò)d7拉高ovocp保護(hù)觸發(fā)硬件輸出過(guò)流保護(hù)，本方案可實(shí)現(xiàn)輸出過(guò)壓、過(guò)流快速保護(hù)。

11、過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)實(shí)現(xiàn)方案二的缺點(diǎn)：

12、此種方式輸出過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)的只能通過(guò)硬件設(shè)定一個(gè)最大值，無(wú)法滿足使用者根據(jù)供電負(fù)載任意設(shè)定跟隨設(shè)定輸出電壓、電流的保護(hù)值。

13、有鑒于此，特提出本實(shí)用新型。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的是提供了一種輸出過(guò)壓、過(guò)流跟隨設(shè)定的快速硬件保護(hù)電路，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題。

2、本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、本實(shí)用新型的輸出過(guò)壓、過(guò)流跟隨設(shè)定的快速硬件保護(hù)電路，包括：

4、vset為輸出電壓給定基準(zhǔn)，連接到r221，r221與c120組成rc濾波并連接到a6b同相輸入端，a6b反相輸入端連接至運(yùn)放輸出組成電壓跟隨器，輸出電壓給定基準(zhǔn)經(jīng)過(guò)電壓跟隨器后連接至r224；

5、r224、r219、r229、r186、a6a組成加法器，r224連接至a6a的同相輸入端，同時(shí)連接至r219，r219另一端連接偏置電壓vbias+，作為輸出過(guò)壓保護(hù)門(mén)限設(shè)定，與vset求和運(yùn)算后作為過(guò)壓保護(hù)的參考點(diǎn)；

6、r229一端接地，另一端連接至a6a的反向輸入端，r186跨接到a6a的反向輸入端與運(yùn)放輸出之間，完成vset與vbias+的求和運(yùn)算作為過(guò)壓保護(hù)的參考基準(zhǔn)，a6a運(yùn)放輸出端連接至r226，r226另一端連接c95和r184；

7、r226與c95組成rc濾波，c95另一端接地，r184另一端a5b比較器的反相輸入端，v-back為輸出電壓采樣，v-back連接至r179與c69組成rc濾波，經(jīng)濾波后串r182電阻連接至a5b比較器的同相輸入端和單向滯回二極管d6的陰極，d6的陽(yáng)極連接r168的一端，r168的另一端連接至a5b運(yùn)放的輸出，a5b運(yùn)放的輸出連接d13的陽(yáng)極，d13陰極觸發(fā)硬件關(guān)機(jī)。

8、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所提供的輸出過(guò)壓、過(guò)流跟隨設(shè)定的快速硬件保護(hù)電路，通過(guò)使用現(xiàn)有電壓、電流給定的方式加上硬件增加偏置的方式實(shí)現(xiàn)的跟隨設(shè)定的快速硬件保護(hù)方案，無(wú)需使用者反復(fù)設(shè)置保護(hù)門(mén)限；能實(shí)現(xiàn)跟隨設(shè)定的輸出過(guò)壓、過(guò)流快速保護(hù)功能。

技術(shù)特征：

1.一種輸出過(guò)壓、過(guò)流跟隨設(shè)定的快速硬件保護(hù)電路，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸出過(guò)壓、過(guò)流跟隨設(shè)定的快速硬件保護(hù)電路，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開(kāi)了一種輸出過(guò)壓、過(guò)流跟隨設(shè)定的快速硬件保護(hù)電路，將輸出電壓給定Vset增加了Vbias的偏置電壓作為與輸出電壓采樣比較的參考電壓，輸出電流給定Iset增加了Ibias的偏置電壓作為與輸出電流的采樣比較的參考電壓，使輸出過(guò)壓、過(guò)流比較器的參考電壓均大于正常輸出狀態(tài)下電壓、電流的采樣值，保證了正常工作時(shí)輸出過(guò)壓、過(guò)流比較器的輸出狀態(tài)均為正常狀態(tài)，當(dāng)輸出發(fā)生超出過(guò)壓或者過(guò)流基準(zhǔn)的過(guò)壓、過(guò)流閾值時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)觸發(fā)硬件關(guān)機(jī)。

技術(shù)研發(fā)人員：董文龍,杜匯光,姬紅紅,于海欣,王磊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京大華無(wú)線電儀器有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：20240407
技術(shù)公布日：2024/12/17