本發(fā)明涉及電源短路保護裝置，具體說的是低壓直流電源輸出端短路保護裝置。

背景技術(shù)：

目前已有的短路保護裝置或方法有：

1、自恢復(fù)保險絲：用一會兒電阻就會變，讓后級電阻匹配十分困難。

2、通用的短路保護電路一般包括采樣電阻、差分運放、AD/比較器、處理器、動作器件組成。其缺點是：采用處理器（MCU）的短路保護電路存在處理器受干擾時，短路保護電路失效等情況。在短路時，尤其是短路的部分跟MCU的供電以某種方式耦合時（這種情況出現(xiàn)的概率還非常大），當(dāng)電源出現(xiàn)短路時，會拉低MCU工作電壓，導(dǎo)致MCU進(jìn)入睡眠或者程序復(fù)位等狀態(tài)，使MCU程序運行不穩(wěn)定導(dǎo)致保護失效。

3、快速限流器這種保護器只應(yīng)用于供電線路的母線上，體積龐大，成本高，重量大，很難應(yīng)用于各種移動的電源中。

文獻(xiàn)：

[1] 陳陽,雷娟.基于繼電器電源短路保護報警電路的設(shè)計[J].價值工程. 2012(14):44-45.邏輯器件較多，可靠性有問題，成本

[2] 干紅林,馮全源,王丹. 用于降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的短路保護電路設(shè)計[J].2015.45(3):328-334.邏輯器件較多，可靠性有問題，成本

[3] 羅志聰,黃世震. 一個高可靠性的短路保護電路設(shè)計及其應(yīng)用[J].電子設(shè)計工程. 2010.18(10):139-141.電路復(fù)雜，元器件多。

[4] 唐軍,宋新林. 兩種簡易直流電源輸出短路保護電路[J]. 電子科技.2013.17.043.14.干簧管不可靠，線圈磁場弱。

[5] 吳光升.5V電源短路保護報警電路的設(shè)計與制作[J].電子制作.2006，3:20-24.電壓低，實用性不強。

4、其他采用純電路技術(shù)進(jìn)行短路保護的方法主要有：限流法和關(guān)斷法。采用限流法的相關(guān)技術(shù)如文獻(xiàn)[1][2][3][4]。

文獻(xiàn)[1]中的方法使用了LM358運放作為電壓比較器來判斷輸入電壓的大小從而控制比較器的輸出是高電平還是低電平，再由74LS08與非門來驅(qū)動三極管2SC1815控制繼電器通斷。當(dāng)電源輸出短路時，根據(jù)報警采集信號的電路原理輸出為低電平，通過74LS08后也為低電平，致使三極管截止，則繼電器斷開，實現(xiàn)電路短路自動斷開功能。

文獻(xiàn)[2] 中采用降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的隔斷觸發(fā)模式短路保護方案，除了具有基本的峰值限流功能，該方案還能使轉(zhuǎn)換器在輸出短路時觸發(fā)周期性的休眠與軟啟動。但是該方案不能夠完全關(guān)斷短路電流，而是限制電流不超過1.06A，同時內(nèi)部還有短路模式判斷電路，軟啟動電路，降頻電路等復(fù)雜的數(shù)字電路邏輯單元，技術(shù)難度較高，成本難以控制，不能完全關(guān)斷短路電流。

文獻(xiàn)[3]中的方法是在限流型保護電路的基礎(chǔ)上設(shè)計改進(jìn)了一個短路保護電路，確保短路情況下，關(guān)斷功率 MOS管。該電路含有MOS管構(gòu)成的鏡像電流源電路，差分電路，比較器電路，共使用了近20多個MOS管，這種復(fù)雜的電路需要精確地模擬參數(shù)計算，才能保證MOS管工作點的匹配，開關(guān)時機的準(zhǔn)確。給設(shè)計工作帶來很大麻煩，仿真雖然通過，但是復(fù)雜的模擬電路在實際的電路版上不易調(diào)節(jié)，易受溫度，電磁場等外界因素的干擾，使其可靠性下降。

總結(jié)文獻(xiàn)[1][2][3]中的問題，都是電路中采用了復(fù)雜的邏輯門電路和模擬控制電路，功能設(shè)計復(fù)雜，不易于安裝調(diào)試。

文獻(xiàn)[4][5]是關(guān)斷式保護方法，文獻(xiàn)[4]中采用電源輸出導(dǎo)線結(jié)合干簧管的方法來檢測輸出電流的大小，當(dāng)電流過大時繞制在干簧管上的線圈產(chǎn)生的磁場吸和干簧管內(nèi)部的觸點，使短路保護電路工作，輸出繼電器吸和，時電源輸出線斷開，起到保護的作用。該方法理論上可以通過，但是關(guān)鍵問題是電源輸出的電流能否使干簧管的觸點吸合。經(jīng)過本人研究發(fā)現(xiàn)，干簧管觸點的吸合方向和導(dǎo)線電流產(chǎn)生的磁場是垂直的！這個嚴(yán)重的設(shè)計缺陷會使得觸點的吸合更加困難，甚至是不可能的。同時干簧管的壽命有限，采用玻璃管封裝，極易損壞，因此這種方法不具有實用價值。文獻(xiàn)[5]采用的是針對5V電源的輸出短路保護，采用了邏輯器件4069反相器來判斷輸出是否短路，該方法只能報警，不能及時關(guān)斷輸出，因此，也不具有實用價值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種低壓直流電源輸出短路保護裝置，為直流電源提供一個輸出短路時，能夠及時切斷輸出端電流的保護裝置，本裝置電路簡單實用，易于推廣。

為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，所采用的技術(shù)方案是：一種低壓直流電源輸出短路保護裝置，與直流電源連接，36V以下直流電源通過P2輸入端連接撥動開關(guān)S1，撥動開關(guān)S1與連接觸點1或連接觸點2連接，連接觸點2斷路，連接1觸點分別與電阻R1的一端和電阻R4的一端連接，電阻R1的另一端與繼電器K1連接，繼電器K1內(nèi)常閉觸點A連接在P1輸出端，繼電器K1的常開觸點B依次串聯(lián)電阻R5、相并聯(lián)的蜂鳴器LS1和報警燈DS1后接地，電阻R4的另一端連接至三極管Q1的集電極，三極管Q1的基極接入電阻R1與繼電器K1之間的電路上，三極管Q1的發(fā)射極分別連接電阻R2的一端、續(xù)流二極管D1的正極以及繼電器K1的線圈的一端，續(xù)流二極管D1的另一端與線圈的另一端并聯(lián)至三極管Q2的集電極，三極管Q2的發(fā)射極接地，三極管Q2的基極與電阻R2的另一端并聯(lián)后，再與電阻R3串聯(lián)后接地。

本發(fā)明有益效果是：本裝置簡單可靠，成本低，使用元器件少，靜態(tài)功耗低，不需要復(fù)雜的電路參數(shù)計算。

由于三極管工作在開關(guān)狀態(tài)，所以電阻的選取只要保證能夠使三極管導(dǎo)通即可，不需要精確的計算三極管的靜態(tài)工作點，降低了電路的設(shè)計難度，提高了電路的工作范圍和可靠性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的電路原理圖。

具體實施方式

一種低壓直流電源輸出短路保護裝置，應(yīng)用于各種36V以下直流電源輸出端，當(dāng)出現(xiàn)輸出短路時，能夠及時切斷電源輸出，從而保護電源本身不受到短路電流的損壞。

保護裝置的工作原理為：

當(dāng)電路正常工作時，開關(guān)S1在位置1，電源的電流經(jīng)過電阻R1流到b點，b點為高電平，三極管Q1截止不導(dǎo)通，沒有電流流經(jīng)繼電器線圈。電流同時通過繼電器K1，觸點默認(rèn)在位置A。

如果此時OUT端出現(xiàn)短路，則b點電位降低，三極管Q1導(dǎo)通，有電流從c端流出，經(jīng)過電阻R2、R3分壓后，R3的a端電壓使三極管Q2導(dǎo)通，電流流經(jīng)繼電器線圈使繼電器吸合觸點，觸點轉(zhuǎn)換至B點，蜂鳴器LS1報警同時LED3點亮報警，同時A點斷開，起到保護作用。待故障排除后，手動把S1的按鍵撥向2端，使三極管Q1關(guān)斷，繼電器K1復(fù)位后，排除短路故障后再撥回1端，電路正常工作。

所選用的元器件價格低廉，電阻和三極管如果批量購買三個電阻和兩個三極管的價格不超過0.3元，發(fā)光二極管和續(xù)流二極管的價格不超過0.2元，繼電器一個的價格為3.9元，蜂鳴器價格為0.24元。元器件成本價可以控制在5元以內(nèi)。降低了生產(chǎn)的成本，同時器件種類少，減少了采購的難度。

保護時所驅(qū)動的電路功耗低，負(fù)載只有5個電阻2個三極管和繼電器本身的線圈，采用可靠性高的9012和9013三極管，0805封裝。導(dǎo)通時的電流最大為500mA，壓降為1.7V，額定功率為：0.625W。電阻采用功率為1W的金屬膜電阻。采用低壓直流驅(qū)動的通用中間型繼電器，線圈額定功率小于0.9W，按照最大工作電壓36V算，短路保護工作時總的電流不超過2.8mA。功耗極低。