低壓直流負載斷路監(jiān)測電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低壓直流負載斷路監(jiān)測電路，包括反極性穩(wěn)壓電路和斷路報警電路，具體包括直流驅動器DR1、直流負載DL1、反極性芯片IC1、光耦IC2、電感L1、三極管Q1、開關二極管D1、監(jiān)測二極管D2、發(fā)光二極管LED1、實驗開關L1、輸入電容C1、限流電阻R1、下反饋電阻R2、上反饋電阻R3、上拉電阻R4、基極電阻R5等。本發(fā)明基于對直流驅動電源的反極性升降型DC/DC變換取電和利用二極管的鉗位功能進行斷路判別，而不需要用電流傳感器直接檢測直流負載電流的大小即可實現(xiàn)對低壓直流負載斷路的準確監(jiān)測，本發(fā)明結構簡單、使用便捷、安全可靠、成本低。
【專利說明】低壓直流負載斷路監(jiān)測電路
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)測控領域，涉及一種電路，特別涉及一種低壓直流負載斷路監(jiān)測電路，適用于需要監(jiān)測低壓直流負載斷路故障的場合。
【背景技術】
[0002]在用直流驅動電源給低壓直流負載供電與控制中，負載往往遠離于直流驅動電源，因此，常需判別負載接上與否及對可能發(fā)生的負載側斷路故障進行監(jiān)測。目前常用的方法是通過霍爾電流傳感器或電流采樣電阻對負載電流進行檢測并轉換成與電流成比例關系的電壓信號，該信號經(jīng)比較器與一個零電流參考信號進行比較，當發(fā)生斷路時，發(fā)出邏輯報警信號。該方法存在的問題是:很多負載處于輕載狀態(tài)時，其負載電流很小，使得電流傳感器輸出的與電流成比例關系的電壓信號也很小，加上客觀存在的傳感器輸出漂移、轉換電路信號噪聲等，都會容易導致對斷路的誤報警。此外，基于霍爾電流傳感器的方案成本高；而基于電流采樣電阻的方案，其隔離電路結構復雜。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術存在的不足，提出一一種低壓直流負載斷路監(jiān)測電路。該電路基于對直流驅動電源的反極性升降型DC/DC變換取電和利用二極管鉗位功能的斷路判別方法，而不需要直接檢測直流負載電流的大小即可判斷出直流負載是否斷路。
[0004]本發(fā)明包括反極性穩(wěn)壓電路和斷路報警電路。
[0005]反極性穩(wěn)壓電路包括直流驅動器DR1、輸入電容Cl、限流電阻R1、反極性芯片IC1、電感L1、定時電容C2、開關二極管D1、輸出電容C3、下反饋電阻R2、上反饋電阻R3，直流驅動器DRl的正輸出端+OUT端與輸入電容Cl的正端、限流電阻Rl的一端、反極性芯片ICl的正電源輸入端VCC端及直流負載DLl的正輸入端+IN端連接，直流驅動器DRl的負輸出端-OUT端接地，輸入電容Cl的負端接地，限流電阻Rl的另一端與反極性芯片ICl的檢測端IPK端、驅動端DC端、開關端SC端連接，電感LI的一端與反極性芯片ICl的射極端SE端、開關二極管Dl的陰極連接，電感LI的另一端接地，下反饋電阻R2的一端與反極性芯片ICl的反相端CII端、上反饋電阻R3的一端連接，下反饋電阻R2的另一端接地，上反饋電阻R3的另一端與反極性芯片ICl的地端GND端、定時電容C2的一端、輸出電容C3的負端、開關二極管Dl的陽極、上拉電阻R4的一端及電路負電源端-VSS端連接，定時電容C2的另一端與反極性芯片ICl的振蕩端TC端連接，輸出電容C3的正端接地。
[0006]斷路報警電路包括直流負載DL1、實驗開關K1、上拉電阻R4、監(jiān)測二極管D2、基極電阻R5、三極管Q1、陽極電阻R6、發(fā)光二極管LED1、光耦IC2、光耦電阻R7，直流負載DLl的負輸入端-1N端與實驗開關Kl的一端連接，實驗開關Kl的另一端與上拉電阻R4的另一端、監(jiān)測二極管D2的陽極及基極電阻R5的一端連接，監(jiān)測二極管D2的陰極接地，基極電阻R5的另一端與三極管Ql的基極b端連接，三極管Ql的射極e端接地，三極管Ql的集電極c端與陽極電阻R6的一端連接，陽極電阻R6的另一端與發(fā)光二極管LEDl的陽極連接，發(fā)光二極管LEDl的陰極與光耦IC2的陽極輸入端連接，光耦IC2的陰極輸入端與電路負電源端-VSS端連接，光耦電阻R7的一端與隔離電源的正端+E端連接，光耦電阻R7的另一端與光耦IC2的集電極輸出端、斷路報警輸出端Uout端連接，光耦IC2的射極輸出端與隔離電源的負端-E端連接。
[0007]本發(fā)明的有益效果如下:
[0008]本發(fā)明基于對直流驅動電源的反極性升降型DC/DC變換取電和利用二極管的鉗位功能進行斷路判別，而不需要直接檢測直流負載電流的大小即可實現(xiàn)對低壓直流負載斷路的準確監(jiān)測，該電路方案結構簡單、使用便捷、安全可靠、成本低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的電路圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0011]如圖1所示，低壓直流負載斷路監(jiān)測電路，本發(fā)明包括反極性穩(wěn)壓電路和斷路報警電路。
[0012]反極性穩(wěn)壓電路包括直流驅動器DR1、輸入電容Cl、限流電阻R1、反極性芯片IC1、電感L1、定時電容C2、開關二極管D1、輸出電容C3、下反饋電阻R2、上反饋電阻R3，直流驅動器DRl的正輸出端+OUT端與輸入電容Cl的正端、限流電阻Rl的一端、反極性芯片ICl的正電源輸入端VCC端及直流負載DLl的正輸入端+IN端連接，直流驅動器DRl的負輸出端-OUT端接地，輸入電容Cl的負端接地，限流電阻Rl的另一端與反極性芯片ICl的檢測端IPK端、驅動端DC端、開關端SC端連接，電感LI的一端與反極性芯片ICl的射極端SE端、開關二極管Dl的陰極連接，電感LI的另一端接地，下反饋電阻R2的一端與反極性芯片ICl的反相端CII端、上反饋電阻R3的一端連接，下反饋電阻R2的另一端接地，上反饋電阻R3的另一端與反極性芯片ICl的地端GND端、定時電容C2的一端、輸出電容C3的負端、開關二極管Dl的陽極、上拉電阻R4的一端及電路負電源端-VSS端連接，定時電容C2的另一端與反極性芯片ICl的振蕩端TC端連接，輸出電容C3的正端接地。
[0013]斷路報警電路包括直流負載DL1、實驗開關K1、上拉電阻R4、監(jiān)測二極管D2、基極電阻R5、三極管Q1、陽極電阻R6、發(fā)光二極管LED1、光耦IC2、光耦電阻R7，直流負載DLl的負輸入端-1N端與實驗開關Kl的一端連接，實驗開關Kl的另一端與上拉電阻R4的另一端、監(jiān)測二極管D2的陽極及基極電阻R5的一端連接，監(jiān)測二極管D2的陰極接地，基極電阻R5的另一端與三極管Ql的基極b端連接，三極管Ql的射極e端接地，三極管Ql的集電極c端與陽極電阻R6的一端連接，陽極電阻R6的另一端與發(fā)光二極管LEDl的陽極連接，發(fā)光二極管LEDl的陰極與光耦IC2的陽極輸入端連接，光耦IC2的陰極輸入端與電路負電源端-VSS端連接，光耦電阻R7的一端與隔離電源的正端+E端連接，光耦電阻R7的另一端與光耦IC2的集電極輸出端、斷路報警輸出端Uout端連接，光耦IC2的射極輸出端與隔離電源的負端-E端連接。
[0014]本發(fā)明所使用的包括反極性芯片IC1、光耦IC2、三極管Q1、開關二極管D1、監(jiān)測二極管D2等在內的所有器件均采用現(xiàn)有的成熟產(chǎn)品，可以通過市場取得。例如:反極性芯片采用MC34063，光耦采用TLP521-1，三極管采用SS8550，開關二極管采用1N4148，監(jiān)測二極管采用STPS1545等。
[0015]本發(fā)明中的主要電路參數(shù)配合關系如下:
[0016]附圖1中，下反饋電阻R2與上反饋電阻R3的參數(shù)配合關系如式(I)所示；基極電阻R5與陽極電阻R6的參數(shù)配合關系如式(2)- (3)所示，其中:Ud為監(jiān)測二極管Dl阻斷時的陽極電壓(單位:V)，β為三極管Ql的共射極電流放大系數(shù)，Ueb為三極管Ql的射極-基極間導通壓降(單位:V)，VSS為反極性DC/DC芯片輸出的負電源電壓幅值(單位:V)，UD1為發(fā)光管LEDl的正向導通壓降(單位:V)，Ud2為光耦ICl的輸入級正向導通壓降(單位:V)。
[0017]R2 = 3RS (I)
[0018]
【權利要求】
1.低壓直流負載斷路監(jiān)測電路，其特征在于包括反極性穩(wěn)壓電路和斷路報警電路；反極性穩(wěn)壓電路包括直流驅動器DRl、輸入電容Cl、限流電阻Rl、反極性芯片ICl、電感L1、定時電容C2、開關二極管D1、輸出電容C3、下反饋電阻R2、上反饋電阻R3，直流驅動器DRl的正輸出端+OUT端與輸入電容Cl的正端、限流電阻Rl的一端、反極性芯片ICl的正電源輸入端VCC端及直流負載DLl的正輸入端+IN端連接，直流驅動器DRl的負輸出端-OUT端接地，輸入電容Cl的負端接地，限流電阻Rl的另一端與反極性芯片ICl的檢測端IPK端、驅動端DC端、開關端SC端連接，電感LI的一端與反極性芯片ICl的射極端SE端、開關二極管Dl的陰極連接，電感LI的另一端接地，下反饋電阻R2的一端與反極性芯片ICl的反相端CII端、上反饋電阻R3的一端連接，下反饋電阻R2的另一端接地，上反饋電阻R3的另一端與反極性芯片ICl的地端GND端、定時電容C2的一端、輸出電容C3的負端、開關二極管Dl的陽極、上拉電阻R4的一端及電路負電源端-VSS端連接，定時電容C2的另一端與反極性芯片ICl的振蕩端TC端連接，輸出電容C3的正端接地； 斷路報警電路包括直流負載DL1、實驗開關K1、上拉電阻R4、監(jiān)測二極管D2、基極電阻R5、三極管Q1、陽極電阻R6、發(fā)光二極管LED1、光耦IC2、光耦電阻R7，直流負載DLl的負輸入端-1N端與實驗開關Kl的一端連接，實驗開關Kl的另一端與上拉電阻R4的另一端、監(jiān)測二極管D2的陽極及基極電阻R5的一端連接，監(jiān)測二極管D2的陰極接地，基極電阻R5的另一端與三極管Ql的基極b端連接,三極管Ql的射極e端接地,三極管Ql的集電極c端與陽極電阻R6的一端連接，陽極電阻R6的另一端與發(fā)光二極管LEDl的陽極連接，發(fā)光二極管LEDl的陰極與光耦IC2的陽極輸入端連接，光耦IC2的陰極輸入端與電路負電源端-VSS端連接，光耦電阻R7的一端與隔離電源的正端+E端連接，光耦電阻R7的另一端與光耦IC2的集電極輸出端、斷路報警輸出端Uout端連接，光耦IC2的射極輸出端與隔離電源的負端-E端連接。
【文檔編號】G01R31/02GK103983883SQ201410128507
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月1日 優(yōu)先權日:2014年4月1日
【發(fā)明者】陳德傳, 鄭忠杰, 陳亞龍, 李明星 申請人:杭州電子科技大學