電源過流保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】一種電源過流保護(hù)電路，用于短路或過載時對電源模塊內(nèi)部的電源開關(guān)電路進(jìn)行保護(hù)，電源開關(guān)電路用于控制電源輸出端連通或關(guān)斷，電源過流保護(hù)電路包括：采樣電路，用于采樣電源輸出端的負(fù)載電流；基準(zhǔn)電路，設(shè)定過流的基準(zhǔn)值，并在負(fù)載電流超過基準(zhǔn)值時輸出觸發(fā)信號；單穩(wěn)態(tài)電路，接收觸發(fā)信號并輸出方波信號；延時開關(guān)電路，使用方波信號進(jìn)行充電，并在充電至預(yù)設(shè)電壓時從關(guān)斷切換到導(dǎo)通，電源開關(guān)電路在延時開關(guān)電路導(dǎo)通時關(guān)斷、在延時開關(guān)電路關(guān)斷時導(dǎo)通。本實用新型成本低，且故障消除后可以自恢復(fù)。進(jìn)一步地，改變555芯片外接的電容、電阻的參數(shù)值，延時開關(guān)電路中的電阻、電容的參數(shù)值，可改變過流時間及間隔。
【專利說明】
電源過流保護(hù)電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電源安全領(lǐng)域，尤其涉及一種電源過流保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在電源模塊或者是變頻器中，內(nèi)部電源提供對外輸出端子供用戶使用，而用戶在使用這個端子時，出現(xiàn)反接或者是短路的情況就時有發(fā)生，為了解決這個問題，傳統(tǒng)方案中有以下兩種解決方法:一是將電源模塊的容量提高，保證輸出短路的情況下電源能夠正常輸出，電壓不至于掉到規(guī)格以下；二是在端口串聯(lián)熱敏電阻，隨著短路電流的增大，熱敏電阻溫升升高，進(jìn)而使熱敏電阻的阻值變大，如此反饋，將電源的輸出短路電流限制在某一個平衡值。
[0003]上述兩種解決方法，都存在著較為明顯的缺點:
[0004]—、過容量設(shè)計通常會將容量提高到很多，造成了電源各關(guān)鍵器件的選型較大，成本較高，由于短路輸出的功率較大，內(nèi)部器件的熱損耗也較大。
[0005]二、在電源端口串聯(lián)熱敏電阻，在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)對短路的保護(hù)，且也能自恢復(fù)。但是熱敏電阻隨著溫升的上升，其額定的電流帶載能力也是減弱的，很難選擇一個合適的熱敏電阻，一般情況下熱敏電阻都選擇得比較大，對電源的要求以及熱敏電阻功率路徑上的器件的功率要求比較大。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種電源過流保護(hù)電路。
[0007]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種電源過流保護(hù)電路，用于在短路或過載時對電源模塊內(nèi)部的電源開關(guān)電路進(jìn)行保護(hù)，所述電源開關(guān)電路用于控制電源模塊的電源輸出端連通或關(guān)斷，所述電源過流保護(hù)電路包括:
[0008]采樣電路，用于采樣電源輸出端的負(fù)載電流；
[0009]基準(zhǔn)電路，連接所述采樣電路，用于設(shè)定過流的基準(zhǔn)值，并在負(fù)載電流超過所述基準(zhǔn)值時輸出觸發(fā)信號；
[0010]單穩(wěn)態(tài)電路，連接所述基準(zhǔn)電路，用于接收觸發(fā)信號并輸出方波信號；
[0011]延時開關(guān)電路，連接所述單穩(wěn)態(tài)電路以及所述電源開關(guān)電路，該延時開關(guān)電路使用所述方波信號進(jìn)行充電，并在充電至預(yù)設(shè)電壓時從關(guān)斷切換到導(dǎo)通，所述電源開關(guān)電路在所述延時開關(guān)電路導(dǎo)通時關(guān)斷、在所述延時開關(guān)電路關(guān)斷時導(dǎo)通。
[0012]在本實用新型所述的電源過流保護(hù)電路中，所述電源過流保護(hù)電路還包括:
[0013]放大電路，連接在所述采樣電路和基準(zhǔn)電路之間，用于將負(fù)載電流所對應(yīng)的電壓放大后輸出到所述基準(zhǔn)電路進(jìn)行比較。
[0014]在本實用新型所述的電源過流保護(hù)電路中，所述放大電路包括運算放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻；
[0015]所述運算放大器的反相輸入端經(jīng)由所述第一電阻連接所述采樣電路，同相輸入端經(jīng)由所述第二電阻接地，所述運算放大器的反相輸入端還經(jīng)由第三電阻連接至第四電阻的第一端，第四電阻的第一端連接基準(zhǔn)電路，第四電阻的第二端連接運算放大器的輸出端。
[0016]在本實用新型所述的電源過流保護(hù)電路中，所述基準(zhǔn)電路包括一比較器，比較器的同相輸入端用于接收與基準(zhǔn)值對應(yīng)的參考電壓，所述比較器的反相輸入端連接放大電路，比較器的輸出端連接單穩(wěn)態(tài)電路。
[0017]在本實用新型所述的電源過流保護(hù)電路中，電源輸出端包括連接電源節(jié)點的正輸出端和連接地節(jié)點的負(fù)輸出端，所述電源開關(guān)電路包括一三極管，采樣電路包括一采樣電阻;所述延時開關(guān)電路連接至三極管的基極，三極管的集電極連接所述負(fù)輸出端，采樣電阻串接在三極管的發(fā)射極和地節(jié)點之間。
[0018]在本實用新型所述的電源過流保護(hù)電路中，單穩(wěn)態(tài)電路包括555芯片、第一電容、第五電阻，555芯片的低觸發(fā)端連接所述基準(zhǔn)電路，第五電阻串接在555芯片的放電端和外接電源正端之間，第一電容串接在555芯片的放電端和外接電源負(fù)端，555芯片的輸出端連接延時開關(guān)電路。
[0019]在本實用新型所述的電源過流保護(hù)電路中，所述延時開關(guān)電路包括第二電容、第六電阻、三極管，三極管的基極通過所述第六電阻連接單穩(wěn)態(tài)電路，三極管的基極還通過第二電容接地，三極管的發(fā)射極接地，三極管的集電極連接所述電源開關(guān)電路的控制端。
[0020]實施本實用新型的電源過流保護(hù)電路，具有以下有益效果:本實用新型在發(fā)生短路或者過載時可以通過延時開關(guān)電路控制電源開關(guān)電路延時一定時間后關(guān)斷，以實現(xiàn)對電源開關(guān)電路關(guān)斷的保護(hù)，一旦電源開關(guān)電路關(guān)斷被關(guān)斷則負(fù)載電流減少，同時電源開關(guān)電路在單穩(wěn)態(tài)電路的方波信號完畢后會放電自關(guān)斷，則電源開關(guān)電路又會開啟，如果沒有過流則電路恢復(fù)正常，如果繼續(xù)過流，則繼續(xù)觸發(fā)在單穩(wěn)態(tài)電路，最終關(guān)斷電源開關(guān)電路對其繼續(xù)進(jìn)行保護(hù)，如此往復(fù)循環(huán)。因此，本實用新型成本低，在電路恢復(fù)正常這段時間里面將電源的待機(jī)功耗降到了很小的一個值，且故障消除后可以自恢復(fù)，不需要手動復(fù)位的操作，提尚了整機(jī)的抗擾能力，
[0021]進(jìn)一步優(yōu)選的，通過改變555芯片外接的電容、電阻的參數(shù)值，延時開關(guān)電路中的電阻、電容的參數(shù)值，可以對短路或者是過載時的時間以及短路時間間隔進(jìn)行可變化的設(shè)
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【附圖說明】
[0022]下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0023]圖1是本實用新型的電源過流保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細(xì)說明本實用新型的【具體實施方式】。
[0025]如圖1所示，是本實用新型的電源過流保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中上半部分電路為具體的電源模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，圖中所示的輸出端子即為電源輸出端，用于連接負(fù)載例如風(fēng)扇，圖中光耦隔離之前的電壓VCCl和隔離后的電壓VCC2根據(jù)器件以及輸出負(fù)載確定兩個電壓值。電源輸出端具體包括連接VCC2電源節(jié)點的正輸出端和連接地節(jié)點的負(fù)輸出端，如圖中OUT+和OUT-表示。負(fù)載連接在OUT+和OUT-之間后，可以上電工作。電源模塊內(nèi)部設(shè)計了一個電源開關(guān)電路I串接在OUT-和地之間，以控制所述電源輸出端連通或關(guān)斷，進(jìn)而控制負(fù)載的上電與否。一般電源開關(guān)電路I為三極管，如圖中QO所示，三極管QO的集電極連接負(fù)輸出端OUT-，三極管QO的發(fā)射極連接地節(jié)點，基極連接內(nèi)部的光耦。
[0027]本實用新型的電源過流保護(hù)電路，用于在電源模塊的電源輸出端OUT+和OUT-之間短路或過載時，對電源開關(guān)電路I的三極管QO進(jìn)行保護(hù)。電源過流保護(hù)電路主要包括:
[0028]采樣電路100，用于采樣電源輸出端的負(fù)載電流；
[0029]放大電路200，連接在所述采樣電路100，用于將負(fù)載電流所對應(yīng)的電壓放大后輸出到下述的基準(zhǔn)電路300進(jìn)行比較。
[0030]基準(zhǔn)電路300，連接所述放大電路200，用于設(shè)定過流的基準(zhǔn)值，并在負(fù)載電流超過所述基準(zhǔn)值時輸出觸發(fā)信號；
[0031]單穩(wěn)態(tài)電路400，連接所述基準(zhǔn)電路300，用于接收觸發(fā)信號并輸出方波信號；
[0032]延時開關(guān)電路500，連接所述單穩(wěn)態(tài)電路400以及所述電源開關(guān)電路I，該延時開關(guān)電路500使用所述方波信號進(jìn)行充電，并在充電至預(yù)設(shè)電壓(Q0的基極開啟電壓)時從關(guān)斷切換到導(dǎo)通，所述電源開關(guān)電路I在所述延時開關(guān)電路500導(dǎo)通時關(guān)斷、在所述延時開關(guān)電路500關(guān)斷時導(dǎo)通。
[0033]具體的:采樣電路100包括一采樣電阻R0;所述放大電路200包括運算放大器、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4;所述基準(zhǔn)電路300包括一比較器;單穩(wěn)態(tài)電路400包括555芯片、第一電容Cl、第五電阻R5;所述延時開關(guān)電路500包括第二電容C2、第六電阻R6、三極管Q1。
[0034]采樣電阻RO串接在三極管QO的發(fā)射極和地節(jié)點之間，負(fù)載連接OUT+和OUT-之間后與三極管QO、采樣電阻RO共同串接在電源模塊的+24V的電源節(jié)點和地節(jié)點之間。
[0035]所述運算放大器的反相輸入端經(jīng)由所述第一電阻Rl連接所述采樣電路100的與三極管QO連接的一端，同相輸入端經(jīng)由所述第二電阻R2接地，所述運算放大器的反相輸入端還經(jīng)由第三電阻R3連接至第四電阻R4的第一端，第四電阻R4的第二端連接運算放大器的輸出端。
[0036]比較器的反相輸入端連接第四電阻R4的第一端，比較器的同相輸入端連接電源模塊內(nèi)部的控制器或者分壓電路，用于接收與基準(zhǔn)值對應(yīng)的參考電壓Reference。
[0037]555芯片的低觸發(fā)端TRIG連接比較器的輸出端，第五電阻R5串接在555芯片的放電端DISCH和外接電源正端Vcc之間，外接電源正端Vcc連接+5?+15V的電壓，第一電容Cl串接在555芯片的放電端DISCH和外接電源負(fù)端GND，555芯片的輸出端OUT通過第六電阻R6連接三極管Ql的基極，三極管Ql的基極還通過第二電容C2接地，三極管Ql的發(fā)射極接地，三極管Ql的集電極連接三極管QO的基極。
[0038]其中，本實用新型中設(shè)計放大電路200的優(yōu)點在于，采樣電阻RO的阻值可以設(shè)計的比較小，進(jìn)而不會影響到負(fù)載的工作。
[0039]本實用新型的工作原理如下:
[0040]正常情況下，負(fù)載電流正常，在采樣電阻RO上的壓降較小，比較器輸出的是高電平，555芯片輸出低電平，三極管Ql處于關(guān)斷狀態(tài)，三極管QO導(dǎo)通，電路是正常工作的；[0041 ]在短路或者過載時，負(fù)載電流增加明顯，在采樣電阻RO上的壓降增加，當(dāng)其增加至經(jīng)過放大后的幅值大于參考電壓Reference時，比較器輸出從高電平轉(zhuǎn)換為低電平，根據(jù)555的單穩(wěn)態(tài)原理，555輸出方波信號，于是方波信號給第二電容C2充電，當(dāng)其充至電壓達(dá)到QO的基極開啟電壓(一般為0.7V)時，三極管Ql導(dǎo)通，則三極管QO立即關(guān)斷，如此實現(xiàn)對三極管Ql的保護(hù)。三極管QO關(guān)斷后，則負(fù)載電流降低，比較器輸出恢復(fù)至高電平，另一方面當(dāng)方波信號結(jié)束時，第二電容C2開始放電，則三極管Ql會關(guān)斷，三極管QO再次導(dǎo)通，如果OUT+和OUT-之間不再短路或過載，則電路自動恢復(fù)正常；如果OUT+和OUT-之間繼續(xù)短路或過載，則又會觸發(fā)比較器從高電平轉(zhuǎn)換至低電平，進(jìn)而觸發(fā)555輸出方波信號，最終再次關(guān)斷三極管QO，如此循環(huán)往復(fù)，形成打嗝保護(hù)。
[0042]其中，方波信號的長度是由第一電容Cl、第五電阻R5共同決定的，通過調(diào)整其參數(shù)值，可以調(diào)整短路的打嗝時間。第二電容C2、第六電阻R6構(gòu)成的充放電電路的充電至QO的基極開啟電壓(一般為0.7V)所用的時間為短路時間，其可以通過調(diào)整第二電容C2、第六電阻R6的參數(shù)值改變。
[0043]綜上所述，實施本實用新型的電源過流保護(hù)電路，具有以下有益效果:本實用新型在發(fā)生短路或者過載時可以通過延時開關(guān)電路控制電源開關(guān)電路關(guān)斷，以實現(xiàn)對電源開關(guān)電路關(guān)斷的保護(hù)，一旦電源開關(guān)電路關(guān)斷被關(guān)斷則負(fù)載電流減少，同時電源開關(guān)電路在單穩(wěn)態(tài)電路的方波信號完畢后會放電自關(guān)斷，則電源開關(guān)電路又會開啟，如果沒有過流則電路恢復(fù)正常，如果繼續(xù)過流，則繼續(xù)觸發(fā)在單穩(wěn)態(tài)電路，最終關(guān)斷電源開關(guān)電路對其繼續(xù)進(jìn)行保護(hù)，如此往復(fù)循環(huán)。因此，本實用新型成本低，在電路恢復(fù)正常這段時間里面將電源的待機(jī)功耗降到了很小的一個值，且故障消除后可以自恢復(fù)，不需要手動復(fù)位的操作，提高了整機(jī)的抗擾能力，進(jìn)一步優(yōu)選的，通過改變555芯片外接的電容、電阻的參數(shù)值，延時開關(guān)電路中的電阻、電容的參數(shù)值，可以對短路或者是過載時的時間以及短路時間間隔進(jìn)行可變化的設(shè)計。
[0044]上面結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進(jìn)行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護(hù)之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種電源過流保護(hù)電路，用于在短路或過載時對電源模塊內(nèi)部的電源開關(guān)電路進(jìn)行保護(hù)，所述電源開關(guān)電路用于控制電源模塊的電源輸出端連通或關(guān)斷，其特征在于，所述電源過流保護(hù)電路包括: 采樣電路，用于采樣電源輸出端的負(fù)載電流； 基準(zhǔn)電路，連接所述采樣電路，用于設(shè)定過流的基準(zhǔn)值，并在負(fù)載電流超過所述基準(zhǔn)值時輸出觸發(fā)信號； 單穩(wěn)態(tài)電路，連接所述基準(zhǔn)電路，用于接收觸發(fā)信號并輸出方波信號； 延時開關(guān)電路，連接所述單穩(wěn)態(tài)電路以及所述電源開關(guān)電路，該延時開關(guān)電路使用所述方波信號進(jìn)行充電，并在充電至預(yù)設(shè)電壓時從關(guān)斷切換到導(dǎo)通，所述電源開關(guān)電路在所述延時開關(guān)電路導(dǎo)通時關(guān)斷、在所述延時開關(guān)電路關(guān)斷時導(dǎo)通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源過流保護(hù)電路，其特征在于，所述電源過流保護(hù)電路還包括: 放大電路，連接在所述采樣電路和基準(zhǔn)電路之間，用于將負(fù)載電流所對應(yīng)的電壓放大后輸出到所述基準(zhǔn)電路進(jìn)行比較。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源過流保護(hù)電路，其特征在于，所述放大電路包括運算放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻； 所述運算放大器的反相輸入端經(jīng)由所述第一電阻連接所述采樣電路，同相輸入端經(jīng)由所述第二電阻接地，所述運算放大器的反相輸入端還經(jīng)由第三電阻連接至第四電阻的第一端，第四電阻的第一端連接基準(zhǔn)電路，第四電阻的第二端連接運算放大器的輸出端。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源過流保護(hù)電路，其特征在于，所述基準(zhǔn)電路包括一比較器，比較器的同相輸入端用于接收與基準(zhǔn)值對應(yīng)的參考電壓，所述比較器的反相輸入端連接放大電路，比較器的輸出端連接單穩(wěn)態(tài)電路。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源過流保護(hù)電路，其特征在于，電源輸出端包括連接電源節(jié)點的正輸出端和連接地節(jié)點的負(fù)輸出端，所述電源開關(guān)電路包括一三極管，采樣電路包括一采樣電阻;所述延時開關(guān)電路連接至三極管的基極，三極管的集電極連接所述負(fù)輸出端，采樣電阻串接在三極管的發(fā)射極和地節(jié)點之間。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源過流保護(hù)電路，其特征在于，單穩(wěn)態(tài)電路包括555芯片、第一電容、第五電阻，555芯片的低觸發(fā)端連接所述基準(zhǔn)電路，第五電阻串接在555芯片的放電端和外接電源正端之間，第一電容串接在555芯片的放電端和外接電源負(fù)端，555芯片的輸出端連接延時開關(guān)電路。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源過流保護(hù)電路，其特征在于，所述延時開關(guān)電路包括第二電容、第六電阻、三極管，三極管的基極通過所述第六電阻連接單穩(wěn)態(tài)電路，三極管的基極還通過第二電容接地，三極管的發(fā)射極接地，三極管的集電極連接所述電源開關(guān)電路的控制端。
【文檔編號】H02H3/093GK205489443SQ201521136314
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年12月31日
【發(fā)明人】譚才興
【申請人】深圳市匯川技術(shù)股份有限公司