一種新型過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種新型過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路，包括用于對(duì)供電電源進(jìn)行分壓采樣的電壓采樣回路，還包括與負(fù)載RL串聯(lián)的電流采集電阻R3和光耦Q1的開(kāi)關(guān)端，電流采樣電阻R3的輸出電壓通過(guò)三極管VT1控制供電電源與比較器U1的反相端之間的通斷，比較器U1的同相端連接有電壓參考源Vref1，比較器U1的輸出端與二極管D1的陰極連接，二極管D1的陽(yáng)極通過(guò)光耦Q1的光電二極管接電氣地，電壓采樣回路的輸出端通過(guò)滯回比較模塊與二極管D2的陰極連接，二極管D2的陽(yáng)極通過(guò)光耦Q1的光電二極管接電氣地，光耦Q1的光電二極管陽(yáng)極與5V電源連接。本實(shí)用新型防止電壓保護(hù)的誤保護(hù)，可靠性高；可以對(duì)電流故障進(jìn)行反復(fù)的快速響應(yīng)。
【專利說(shuō)明】一種新型過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及保護(hù)電路領(lǐng)域，具體涉及一種新型過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路。

【背景技術(shù)】
[0002]過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路是電子電路設(shè)計(jì)中最重要的保護(hù)電路之一，主要用途是在電源電壓突然升高或負(fù)載電流突然增大時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)電路，避免燒壞電子元器件，造成高額維修成本，影響整個(gè)系統(tǒng)的正常工作。
[0003]常用的過(guò)壓保護(hù)方法有:一、使用壓敏電阻等非線性元件，可以抑制瞬態(tài)過(guò)電壓，但如果過(guò)壓時(shí)間太長(zhǎng)，不能起到保護(hù)作用。二、使用元器件實(shí)現(xiàn)過(guò)壓鎖死的功能，即當(dāng)供電電壓過(guò)高時(shí)，電路直接切斷，排除故障后需要重新啟動(dòng)，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)極為不便。常用的過(guò)流保護(hù)電路有:一、使用保險(xiǎn)管等標(biāo)準(zhǔn)過(guò)流保護(hù)器件，過(guò)流時(shí)燒毀保護(hù)器件以保護(hù)電路，這就需要經(jīng)常維修，不利于長(zhǎng)期工作。二、使用自恢復(fù)保險(xiǎn)，這種方法對(duì)瞬間負(fù)載短路有比較好的保護(hù)效果，但如果過(guò)流時(shí)間太長(zhǎng)，自恢復(fù)保險(xiǎn)會(huì)重新啟動(dòng)電路，同樣會(huì)燒壞電子元器件。此外，現(xiàn)有的保護(hù)電路大多只具有單一的過(guò)壓或過(guò)流保護(hù)功能，少數(shù)電路具有雙重保護(hù)功能，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提供一種新型過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，可以解決電壓保護(hù)中瞬態(tài)電壓引起的誤保護(hù)，電流保護(hù)穩(wěn)定性高，可以對(duì)電流故障進(jìn)行反復(fù)的快速響應(yīng)。
[0005]本實(shí)用新型的上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種新型過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路，包括用于對(duì)供電電源VCC進(jìn)行分壓采樣的電壓采樣回路，還包括與負(fù)載RL串聯(lián)的電流采集電阻R3和光耦Ql的開(kāi)關(guān)端，電流采樣電阻R3的輸出電壓通過(guò)三極管VTl控制供電電源VCC與比較器Ul的反相端之間的通斷，比較器Ul的同相端連接有電壓參考源Vrefl，比較器Ul的輸出端與二極管Dl的陰極連接，二極管Dl的陽(yáng)極通過(guò)光耦Ql的光電二極管接電氣地，電壓采樣回路的輸出端通過(guò)滯回比較模塊與二極管D2的陰極連接，二極管D2的陽(yáng)極通過(guò)光耦Ql的光電二極管接電氣地，光耦Ql的光電二極管陽(yáng)極與5V電源連接。
[0007]如上所述的電壓采樣回路包括電阻Rl和電阻R2，供電電源VCC依次通過(guò)電阻Rl和電阻R2與電氣地連接。
[0008]如上所述的電壓參考源Vrefl為與5V電源連接的可調(diào)電阻R5。
[0009]如上所述的滯回比較模塊包括電阻R6、可調(diào)電阻R7、電阻R8和比較器U2，可調(diào)電阻R7 —端與5V電源連接，另一端接電氣地，可調(diào)電阻R7的輸出端通過(guò)電阻R6與比較器U2的同相端連接，比較器U2的同相端通過(guò)電阻R8與比較器U2的輸出端連接，比較器U2的反相端與電壓采樣回路的輸出端連接，比較器U2的輸出端與二極管D2的陰極連接。
[0010]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0011]1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便；
[0012]2、可以有效的防止電壓保護(hù)中瞬態(tài)電壓引起的誤保護(hù)，可靠性高；
[0013]3、電流保護(hù)穩(wěn)定性高，可以對(duì)電流故障進(jìn)行反復(fù)的快速響應(yīng)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0016]實(shí)施例1:
[0017]如圖1所示，一種新型過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路，包括用于對(duì)供電電源VCC進(jìn)行分壓采樣的電壓采樣回路，還包括與負(fù)載RL串聯(lián)的電流采集電阻R3和光耦Ql的開(kāi)關(guān)端，電流采樣電阻R3的輸出電壓通過(guò)三極管VTl控制供電電源VCC與比較器Ul的反相端之間的通斷，比較器Ul的同相端連接有電壓參考源Vrefl，比較器Ul的輸出端與二極管Dl的陰極連接，二極管Dl的陽(yáng)極通過(guò)光耦Ql的光電二極管接電氣地，電壓采樣回路的輸出端通過(guò)滯回比較模塊與二極管D2的陰極連接，二極管D2的陽(yáng)極通過(guò)光耦Ql的光電二極管接電氣地，光耦Ql的光電二極管陽(yáng)極與5V電源連接。電壓采樣回路包括電阻Rl和電阻R2，供電電源VCC依次通過(guò)電阻Rl和電阻R2與電氣地連接。電壓參考源Vrefl為與5V電源連接的可調(diào)電阻R5。滯回比較模塊包括電阻R6、可調(diào)電阻R7、電阻R8和比較器U2，可調(diào)電阻R7 —端與5V電源連接，另一端接電氣地，可調(diào)電阻R7的輸出端通過(guò)電阻R6與比較器U2的同相端連接，比較器U2的同相端通過(guò)電阻R8與比較器U2的輸出端連接，比較器U2的反相端與電壓采樣回路的輸出端連接，比較器U2的輸出端與二極管D2的陰極連接。
[0018]在使用過(guò)程中，當(dāng)供電電源VCC(3_15V)的電壓或者流過(guò)負(fù)載的電流超過(guò)設(shè)定值時(shí)，光耦Ql的開(kāi)關(guān)端會(huì)關(guān)斷，起到保護(hù)主電路的作用。其中電阻R2采樣電源電壓，送到比較器U2的反相輸入端，比較器U2為滯回比較器，有上門限和下門限，當(dāng)采樣電壓高于上門限時(shí)，比較器U2輸出低電平，二極管D2導(dǎo)通，光耦Ql截止，主電路關(guān)斷。電阻R3為電流采樣電阻，當(dāng)負(fù)載電流過(guò)大，電阻R3壓降大于VTl的導(dǎo)通電壓時(shí)，三極管VTl導(dǎo)通，電源電壓加到比較器Ul的反相輸入端，比較器Ul輸出低電平，二極管Dl導(dǎo)通，三極管Ql截止，主電路斷開(kāi)。二極管Dl和二極管D2和電阻R4組成與門。無(wú)論電壓過(guò)大還是電流過(guò)大，都會(huì)使主電路斷開(kāi)，以達(dá)到保護(hù)的效果。
[0019]如果因過(guò)壓使得主電路斷開(kāi)，當(dāng)供電電源的電壓小于比較器U2的下門限時(shí)，三極管Ql才會(huì)導(dǎo)通，電路正常工作，如果因過(guò)流使主電路斷開(kāi)，當(dāng)負(fù)載電流流過(guò)電阻R3產(chǎn)生的壓降小于三極管VTl的導(dǎo)通電壓時(shí)，三極管Ql關(guān)斷，主電路正常工作。其中，電流的過(guò)流閾值可以通過(guò)電阻R3的大小設(shè)定，電源電壓的過(guò)壓閾值可以通過(guò)電阻R7的大小設(shè)定。
[0020]實(shí)施例2:
[0021]假設(shè)某電路額定電壓為15V，額定電流為1.2A，要求電壓不超過(guò)18V，電流不超過(guò)1.4A。應(yīng)用本文所述過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路，各元件參數(shù)計(jì)算如下:
[0022]三極管VTl選用8550，比較器U1、U2選用LM339，光耦Ql選用TLP350，二極管D1、D2選用IN4148，所選元器件耐壓能力和過(guò)電流能力都符合要求。其他電阻阻值計(jì)算如下:
[0023]對(duì)于R3，當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到1.4A時(shí)，電路斷開(kāi)，則R3=0.7/1.4=0.5，R3選用0.5的水泥電阻。
[0024]對(duì)于Rl和R2，為了減少功耗，Rl應(yīng)該選擇較大阻值，選取Rl=100k，R2=10k。
[0025]對(duì)于滯回比較器的電阻R6、R7和R8，應(yīng)該根據(jù)門限來(lái)選取。當(dāng)電源電壓高于18V時(shí)，電路關(guān)斷，低于16V時(shí)，電路重新開(kāi)通。因此，V(+)=1810/(100+10)=l.64V, V(-) =1610/(100+10)=1.45V。根據(jù)滯回比較器門限的計(jì)算公式，選取R6=lk，R7=10k, R8=18 k，并將Vref2調(diào)至1.5V可以滿足要求。
[0026]對(duì)于R4，根據(jù)發(fā)光二極管正常工作時(shí)的電流，選取R4=2 k。
[0027]對(duì)于R5，選取R5= 10 k，并將Vref I調(diào)至4.5V可以滿足要求。
[0028]本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型作舉例說(shuō)明。本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種新型過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路，包括用于對(duì)供電電源VCC進(jìn)行分壓采樣的電壓采樣回路，其特征在于，還包括與負(fù)載RL串聯(lián)的電流采集電阻R3和光耦Ql的開(kāi)關(guān)端，電流采樣電阻R3的輸出電壓通過(guò)三極管VTl控制供電電源VCC與比較器Ul的反相端之間的通斷，比較器Ul的同相端連接有電壓參考源Vrefl，比較器Ul的輸出端與二極管Dl的陰極連接，二極管Dl的陽(yáng)極通過(guò)光耦Ql的光電二極管接電氣地，電壓采樣回路的輸出端通過(guò)滯回比較模塊與二極管D2的陰極連接，二極管D2的陽(yáng)極通過(guò)光耦Ql的光電二極管接電氣地，光耦Ql的光電二極管陽(yáng)極與5V電源連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路，其特征在于，所述的電壓采樣回路包括電阻Rl和電阻R2，供電電源VCC依次通過(guò)電阻Rl和電阻R2與電氣地連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路，其特征在于，所述的電壓參考源Vrefl為與5V電源連接的可調(diào)電阻R5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路，其特征在于，所述的滯回比較模塊包括電阻R6、可調(diào)電阻R7、電阻R8和比較器U2，可調(diào)電阻R7 —端與5V電源連接，另一端接電氣地，可調(diào)電阻R7的輸出端通過(guò)電阻R6與比較器U2的同相端連接，比較器U2的同相端通過(guò)電阻R8與比較器U2的輸出端連接，比較器U2的反相端與電壓采樣回路的輸出端連接，比較器U2的輸出端與二極管D2的陰極連接。
【文檔編號(hào)】H02H3/20GK204046130SQ201420382300
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月10日
【發(fā)明者】田原馳 申請(qǐng)人:田原馳