一種低壓直流負(fù)載斷路監(jiān)測電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種低壓直流負(fù)載斷路監(jiān)測電路，包括反極性穩(wěn)壓電路和斷路報(bào)警電路，具體包括直流驅(qū)動(dòng)器DR1、直流負(fù)載DL1、反極性芯片IC1、光耦I(lǐng)C2、電感L1、三極管Q1、開關(guān)二極管D1、監(jiān)測二極管D2、發(fā)光二極管LED1、實(shí)驗(yàn)開關(guān)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。本實(shí)用新型基于對直流驅(qū)動(dòng)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(jìn)行斷路判別，而不需要用電流傳感器直接檢測直流負(fù)載電流的大小即可實(shí)現(xiàn)對低壓直流負(fù)載斷路的準(zhǔn)確監(jiān)測，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、使用便捷、安全可靠、成本低。
【專利說明】一種低壓直流負(fù)載斷路監(jiān)測電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于工業(yè)測控領(lǐng)域，涉及一種電路，特別涉及一種低壓直流負(fù)載斷路 監(jiān)測電路，適用于需要監(jiān)測低壓直流負(fù)載斷路故障的場合。

【背景技術(shù)】
[0002] 在用直流驅(qū)動(dòng)電源給低壓直流負(fù)載供電與控制中，負(fù)載往往遠(yuǎn)離于直流驅(qū)動(dòng)電 源，因此，常需判別負(fù)載接上與否及對可能發(fā)生的負(fù)載側(cè)斷路故障進(jìn)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(fù)載電流進(jìn)行檢測并轉(zhuǎn)換成與電流成比例關(guān) 系的電壓信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)比較器與一個(gè)零電流參考信號(hào)進(jìn)行比較，當(dāng)發(fā)生斷路時(shí)，發(fā)出邏輯 報(bào)警信號(hào)。該方法存在的問題是：很多負(fù)載處于輕載狀態(tài)時(shí)，其負(fù)載電流很小，使得電流傳 感器輸出的與電流成比例關(guān)系的電壓信號(hào)也很小，加上客觀存在的傳感器輸出漂移、轉(zhuǎn)換 電路信號(hào)噪聲等，都會(huì)容易導(dǎo)致對斷路的誤報(bào)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(jié)構(gòu)復(fù)雜。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種低壓直流負(fù)載斷路監(jiān)測 電路。該電路基于對直流驅(qū)動(dòng)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(fù)載電流的大小即可判斷出直流負(fù)載是否斷路。
[0004] 本實(shí)用新型包括反極性穩(wěn)壓電路和斷路報(bào)警電路。
[0005] 反極性穩(wěn)壓電路包括直流驅(qū)動(dòng)器DR1、輸入電容C1、限流電阻R1、反極性芯片IC1、 電感L1、定時(shí)電容C2、開關(guān)二極管D1、輸出電容C3、下反饋電阻R2、上反饋電阻R3,直流驅(qū) 動(dòng)器DR1的正輸出端+0UT端與輸入電容C1的正端、限流電阻R1的一端、反極性芯片IC1 的正電源輸入端VCC端及直流負(fù)載DL1的正輸入端+IN端連接，直流驅(qū)動(dòng)器DR1的負(fù)輸出 端-OUT端接地，輸入電容C1的負(fù)端接地，限流電阻R1的另一端與反極性芯片IC1的檢測 端IPK端、驅(qū)動(dòng)端DC端、開關(guān)端SC端連接，電感L1的一端與反極性芯片IC1的射極端SE 端、開關(guān)二極管D1的陰極連接，電感L1的另一端接地，下反饋電阻R2的一端與反極性芯片 IC1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IC1的地端GND端、定時(shí)電容C2的一端、輸出電容C3的負(fù)端、開 關(guān)二極管D1的陽極、上拉電阻R4的一端及電路負(fù)電源端-VSS端連接，定時(shí)電容C2的另一 端與反極性芯片IC1的振蕩端TC端連接，輸出電容C3的正端接地。
[0006] 斷路報(bào)警電路包括直流負(fù)載DL1、實(shí)驗(yàn)開關(guān)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I(lǐng)C2、光耦電阻R7,直流負(fù)載DL1的 負(fù)輸入端-IN端與實(shí)驗(yàn)開關(guān)K1的一端連接，實(shí)驗(yàn)開關(guān)K1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Q1的基極b端連接，三極管Q1的射極e端接地，三極管Q1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LED1的陽極連接，發(fā) 光二極管LED1的陰極與光耦I(lǐng)C2的陽極輸入端連接，光耦I(lǐng)C2的陰極輸入端與電路負(fù)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I(lǐng)C2的集電極輸出端、斷路報(bào)警輸出端Uout端連接，光耦I(lǐng)C2的射極輸出端與隔離電 源的負(fù)端-E端連接。
[0007] 本實(shí)用新型的有益效果如下：
[0008] 本實(shí)用新型基于對直流驅(qū)動(dòng)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(jìn)行斷路判別，而不需要直接檢測直流負(fù)載電流的大小即可實(shí)現(xiàn)對低壓直流負(fù) 載斷路的準(zhǔn)確監(jiān)測，該電路方案結(jié)構(gòu)簡單、使用便捷、安全可靠、成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 圖1為本實(shí)用新型的電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0011] 如圖1所示，一種低壓直流負(fù)載斷路監(jiān)測電路，包括反極性穩(wěn)壓電路和斷路報(bào)警 電路。
[0012] 反極性穩(wěn)壓電路包括直流驅(qū)動(dòng)器DR1、輸入電容C1、限流電阻R1、反極性芯片IC1、 電感L1、定時(shí)電容C2、開關(guān)二極管D1、輸出電容C3、下反饋電阻R2、上反饋電阻R3,直流驅(qū) 動(dòng)器DR1的正輸出端+0UT端與輸入電容C1的正端、限流電阻R1的一端、反極性芯片IC1 的正電源輸入端VCC端及直流負(fù)載DL1的正輸入端+IN端連接，直流驅(qū)動(dòng)器DR1的負(fù)輸出 端-OUT端接地，輸入電容C1的負(fù)端接地，限流電阻R1的另一端與反極性芯片IC1的檢測 端IPK端、驅(qū)動(dòng)端DC端、開關(guān)端SC端連接，電感L1的一端與反極性芯片IC1的射極端SE 端、開關(guān)二極管D1的陰極連接，電感L1的另一端接地，下反饋電阻R2的一端與反極性芯片 IC1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IC1的地端GND端、定時(shí)電容C2的一端、輸出電容C3的負(fù)端、開 關(guān)二極管D1的陽極、上拉電阻R4的一端及電路負(fù)電源端-VSS端連接，定時(shí)電容C2的另一 端與反極性芯片IC1的振蕩端TC端連接，輸出電容C3的正端接地。
[0013] 斷路報(bào)警電路包括直流負(fù)載DL1、實(shí)驗(yàn)開關(guān)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I(lǐng)C2、光耦電阻R7,直流負(fù)載DL1的 負(fù)輸入端-IN端與實(shí)驗(yàn)開關(guān)K1的一端連接，實(shí)驗(yàn)開關(guān)K1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Q1的基極b端連接，三極管Q1的射極e端接地，三極管Q1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LED1的陽極連接，發(fā) 光二極管LED1的陰極與光耦I(lǐng)C2的陽極輸入端連接，光耦I(lǐng)C2的陰極輸入端與電路負(fù)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I(lǐng)C2的集電極輸出端、斷路報(bào)警輸出端Uout端連接，光耦I(lǐng)C2的射極輸出端與隔離電 源的負(fù)端-E端連接。
[0014] 本實(shí)用新型所使用的包括反極性芯片IC1、光耦I(lǐng)C2、三極管Q1、開關(guān)二極管D1、監(jiān) 測二極管D2等在內(nèi)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(guān)二極管采用1N4148,監(jiān)測 二極管采用STPS1545等。
[0015] 本實(shí)用新型中的主要電路參數(shù)配合關(guān)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(guān)系如式（1)所示；基極電 阻R5與陽極電阻R6的參數(shù)配合關(guān)系如式（2)- (3)所示，其中：Ud為監(jiān)測二極管D1阻斷時(shí) 的陽極電壓(單位：V)，β為三極管Q1的共射極電流放大系數(shù)，U eb為三極管Q1的射極-基 極間導(dǎo)通壓降(單位：V)，Vss為反極性DC/DC芯片輸出的負(fù)電源電壓幅值(單位：V)，U D1為發(fā) 光管LED1的正向?qū)▔航?單位：V)，UD2為光耦I(lǐng)C1的輸入級(jí)正向?qū)▔航?單位：V)。

【權(quán)利要求】
1. 一種低壓直流負(fù)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(bào)警電 路： 反極性穩(wěn)壓電路包括直流驅(qū)動(dòng)器DR1、輸入電容C1、限流電阻R1、反極性芯片IC1、電感 L1、定時(shí)電容C2、開關(guān)二極管D1、輸出電容C3、下反饋電阻R2、上反饋電阻R3,直流驅(qū)動(dòng)器 DR1的正輸出端+OUT端與輸入電容C1的正端、限流電阻R1的一端、反極性芯片IC1的正電 源輸入端VCC端及直流負(fù)載DL1的正輸入端+IN端連接，直流驅(qū)動(dòng)器DR1的負(fù)輸出端-OUT 端接地，輸入電容Cl的負(fù)端接地，限流電阻R1的另一端與反極性芯片IC1的檢測端IPK端、 驅(qū)動(dòng)端DC端、開關(guān)端SC端連接，電感L1的一端與反極性芯片IC1的射極端SE端、開關(guān)二 極管D1的陰極連接，電感L1的另一端接地，下反饋電阻R2的一端與反極性芯片IC1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IC1的地端GND端、定時(shí)電容C2的一端、輸出電容C3的負(fù)端、開關(guān)二極 管D1的陽極、上拉電阻R4的一端及電路負(fù)電源端-VSS端連接，定時(shí)電容C2的另一端與反 極性芯片IC1的振蕩端TC端連接，輸出電容C3的正端接地； 斷路報(bào)警電路包括直流負(fù)載DL1、實(shí)驗(yàn)開關(guān)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I(lǐng)C2、光耦電阻R7,直流負(fù)載DL1的負(fù)輸 入端-IN端與實(shí)驗(yàn)開關(guān)K1的一端連接，實(shí)驗(yàn)開關(guān)K1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Q1的基極b端連接，三極管Q1的射極e端接地，三極管Q1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LED1的陽極連接，發(fā)光二極管 LED1的陰極與光耦I(lǐng)C2的陽極輸入端連接，光耦I(lǐng)C2的陰極輸入端與電路負(fù)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I(lǐng)C2的 集電極輸出端、斷路報(bào)警輸出端Uout端連接，光耦I(lǐng)C2的射極輸出端與隔離電源的負(fù)端-E 端連接。
【文檔編號(hào)】G01R31/02GK203838276SQ201420154805
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)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(xué)