CN100388578C - 电源短路保护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电源短路保护装置，它包括比较控制电路(11)及切换控制电路(12)，切换控制电路(12)中，切换执行电路(121)输入端接电源模块(2)的输出端、输出端接比较控制电路(11)及电源输出电路(13)的输入端；比较控制电路(11)的状态检控电路(111)由切换执行电路(121)输出端拾取信号，其输出端与基准电路(112)的输出端同与输出电路(113)输入端相接。本发明可以使电源在短路后自动切断电源，不向被提供电源方输出，既不会损坏电源的任何部分，也不会损坏被提供电源方，另外还可实现报警通知用户或采用中断编程处理短路现象。

Description

电源短路保护装置
技术领域
本发明涉及电源技术领域，尤其涉及电源技术中保护电路技术。
背景技术
在工业自动化控制、医疗仪器、通讯通信、航空航天及日常家用电器等许多领域，电源为所有电子产品提供了工作的动力；对电源的短路保护是保障电子产品可靠性的一个重要手段，这也是各个电源生产厂家探索的重要方向。目前许多生产厂家对电源的短路保护是通过在电源输出电路中加入保险丝或可恢复保险丝或热敏电阻来实现的，如美国腾讯科技公司、深圳核达中远通电源技术有限公司、威明科技等生产的电源。对于直流电源还可以采用恒流保护或限压限流保护，如北京大华无线电仪器厂、KEPCO公司等生产的电源。上述几种短路保护措施基本可以完成保护电源的功能，但对电源本身或被提供电源方会造成一定的损害，如采用保险丝等作为短路保护时会烧毁保险丝；采用恒流保护时对被提供电源方有损耗等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电源短路保护装置，它可以使电源在短路后自动切断电源，不向被提供电源方输出，既不会损坏电源的任何部分，也不会损坏被提供电源方，另外还可实现报警通知用户或采用中断编程处理短路现象。电源短路保护装置，包括比较控制电路11及切换控制电路12，切换控制电路12中的切换执行电路121输入端接一电源模块2的输出端、输出端接比较控制电路11及电源输出电路13的输入端；切换执行电路121的控制端接由切换控制电路12中的控制切换导通电路123及控制切换不导通电路124控制的切换控制电路12中的切换匹配电路122；比较控制电路11的状态检控电路111由切换执行电路121输出端拾取信号，其输出端与比较控制电路11的基准电路112的输出端同与输出控制电路113输入端相接；输出控制电路113的输出端分别接切换匹配电路122、比较控制电路11的译码和I/O控制电路114及指示报警电路115的输入端。
本发明跟以往的短路保护主要差别之一是切换控制电路12采用一种新的场效应管短路保护电路，短路保护电路是由场效应管、短路检控电路、电压基准电路、输出控制切换电路、场效应管导通和不通控制电路、切换匹配电路组成，当正常运行时，通过电压基准电路输入到输出控制切换电路，使得场效应管导通，提供正常电源，一旦线路短路，通过短路检控电路输入到输出控制切换电路，使得场效应管不导通，切断电源，通过这样达到保护功能，是非常安全可靠的。
本发明跟以往的直流短路保护主要差别之二是比较控制电路11可采用另一种新的光耦直流短路保护电路，直流短路保护电路是由光耦、分压或放大电路、直流短路或正常输出控制信号电路、报警电路、提供微机的控制信号电路、切换电路等组成，当正常运行时通过分压或放大电路提供光耦合适的电压从而正常控制切换电路使电压输出，一旦线路短路，通过分压或放大电路输入光耦处理电路输出短路控制信号使切换电路关闭，从而使电压不输出，切断电源，通过这样达到保护功能。
本发明跟以往的交流短路保护主要差别之三是比较控制电路11采用一种新的光耦组合交流短路保护电路，交流短路保护电路是由光耦处理和反压保护电路、分压或放大电路、交流短路或正常输出控制信号电路、报警电路、提供微机的控制信号电路和切换电路等组成，当正常运行时通过分压或放大电路提供光耦合适和反压通过的电压从而通过交直转换成控制信号正常控制切换电路使电压输出，一旦线路短路，通过分压或放大电路输入光耦处理和反压通过的电路输出短路控制信号使切换电路关闭，从而使电压不输出，切断电源，通过这样达到保护功能。
本发明跟以往的短路保护主要差别之四是采用这些新的保护方法不但不会损坏电源的任何部分，而且不会损坏被提供电源方，因为被供电方一旦短路，系统自动切断电源，不提供给被提供方电源，而且非常彻底。以往的电源短路保护要么损坏电源的一些东西，比如采用保险管，就会烧等，要么会损坏被提供电源方，比如恒流保护，这样对被提供电源方有损耗等。
本发明跟以往的短路保护主要差别之五是比较控制电路11可以通过报警通知用户或通过中断编程来处理这种短路现象。这样不但自动保证了供电方和被供方的安全，而且及时通知用户或通过中断进行一系列程序处理达到智能的目的。
附图说明
图1是本发明电源的组合电路原理图；
图2是本发明电源保护电路组成图；
图3是本发明所含电路示意图；
图4是本发明中切换执行电路为场效应管的电路框图；
图5是本发明中比较控制电路用于直流电源保护的电路框图；
图6是本发明中比较控制电路用于交流电源保护的电路框图；
图7是对图4中部分电路实例的详细电路框图；
图8是对图5中部分电路实例的详细电路框图；
图9是对图6中部分电路实例的详细电路框图。
具体实施方式
参阅图1，电源是由提供电能的电源模块2、电源保护电路1和电源输出电路3组成。在具体实施例中，电源模块采用PS-65-5(ACDC：220V-5V)、Q-120B(ACDC：220V-±5V、±12V)。电源输出电路采用保险管(RF-1-20-3.15A)、电阻(RC05-1/10W-390Ω)、电容(CA45-D-10V)和二极管(BZX55C4V3ST)组成。
参阅图2、3，电源保护电路是由比较控制电路11、切换控制电路12组成，在切换控制电路12中，执行切换电路121输入端接电源模块2的输出端、输出端接比较控制电路11及电源输出电路13的输入端；执行切换电路121的控制端接由控制切换导通电路123及控制切换不导通电路124控制的切换匹配电路122；比较控制电路11的状态检控电路111由执行切换电路121输出端拾取信号，其输出端与基准电路112的输出端同与输出电路113输入端相接；输出控制电路113的输出端分别接切换匹配电路122、译码和I/O控制电路114及指示报警电路115的输入端。
参阅图4，本发明切换控制电路中的执行切换电路121可以是场效应管1210；状态检控电路111可以是短路检控电路1110，基准电路112可以是电压基准电路1120。在具体实施例中，场效应管采用IRF9530、输出控制切换电路采用DS8922N、切换匹配电路继电器采用光继电器AQW210。图7是实例部分详细说明。
参阅图5，本发明比较控制电路中的状态检控电路111、基准电路112、输出控制电路113可以是在分压或放大电路1111与直流短路或正常输出控制信号电路1131之间设光耦处理电路1160。在具体实施例中，其切换控制电路12是由继电器保护电路1250、继电器或其它切换1260和继电器电源1270组成。光耦采用PC-171T1、分压采用电阻分压、运放采用NE5532、控制信号处理采用EPLD的EPM7128SLC100-15。图8是实例部分详细说明。
参阅图6，本发明比较控制电路中的输出控制电路113可以是交流短路或正常输出控制信号电路(1132)。交流电源保护电路是以一分压或放大电路1112、光耦处理和反压保护电路1161、交流短路或正常输出控制信号电路1132、切换控制电路12、译码和I/O控制电路1142和指示报警单元1152组成。在具体实施例中，光耦采用PC-171T1、分压采用电阻分压、电容隔离采用0.4UF/250V、运放采用NE5532、控制信号产生采用100UF电容和10K电阻、信号处理采用EPLD的EPM7128SLC100-15。图9是实例部分详细说明。
参阅图8、9，本发明切换控制电路12可以由继电器或其它切换电路1260、继电器保护电路1250及继电器电源电路1270组成，继电器或其它切换电路1260可接直流短路或正常输出控制信号电路1131，也可接交流短路或正常输出控制信号电路1132。
下面详细叙述本发明的工作过程：
对于直流电源的保护：当直流电源启动时(不接被提供电源方)，短路保护电路处于电源正常打开，当接上被提供电源方，如果线路没有短路，则短路保护电路处于电源正常打开供电态，一旦线路短路，通过短路标志输入到比较器控制继电器，使得场效应管不导通，立刻自动切断电源，通过这样达到保护功能，短路保护电路使得电源处于关电态，如果短路故障排除后，短路保护电路自动恢复电源正常打开供电态，是非常安全可靠的。
对于直流电源保护的另一形式：当直流电源启动时(不接被提供电源方)，短路保护电路处于电源正常打开，当接上被提供电源方，如果线路没有短路，则短路保护电路处于电源正常打开供电态，一旦线路短路，通过分压或放大电路输入光耦处理电路输出短路控制信号使切换电路关闭，从而使电压不输出，切断电源，通过这样达到保护功能。短路保护电路使得电源处于关电态，如果短路故障排除后，短路保护电路自动恢复电源正常打开供电态。
对于交流电源的保护：当交流电源启动时(不接被提供电源方)，短路保护电路处于电源正常打开，当接上被提供电源方，如果线路没有短路，则短路保护电路处于电源正常打开供电态，一旦线路短路，通过分压或放大电路输入光耦处理和反压通过的电路输出短路控制信号使切换电路关闭，从而使电压不输出，切断电源，通过这样达到保护功能。短路保护电路使得电源处于关电态，如果短路故障排除后，短路保护电路自动恢复电源正常打开供电态。

Claims (5)

1.一种电源短路保护装置，其特征在于：所述电源保护装置包括比较控制电路(11)及切换控制电路(12)，切换控制电路(12)中的切换执行电路(121)输入端接一电源模块(2)的输出端、输出端接比较控制电路(11)及电源输出电路(13)的输入端；切换执行电路(121)的控制端接由切换控制电路(12)中的控制切换导通电路(123)及控制切换不导通电路(124)控制的切换控制电路(12)中的切换匹配电路(122)；比较控制电路(11)中的状态检控电路(111)由切换执行电路(121)输出端拾取信号，其输出端与比较控制电路(11)中的基准电路(112)的输出端同与输出控制电路(113)输入端相接；输出控制电路(113)的输出端分别接切换匹配电路(122)、比较控制电路(11)中的译码和I/O控制电路(114)及指示报警电路(115)的输入端。
2.根据权利要求1所述的电源短路保护装置，其特征在于：所述切换执行电路(121)是场效应管(1210)；状态检控电路(111)是短路检控电路(1110)；基准电路(112)是电压基准电路(1120)。
3.根据权利要求1所述的电源短路保护装置，其特征在于：所述比较控制电路(11)中的状态检控电路(111)、基准电路(112)及输出控制电路(113)用分压或放大电路(1111)与直流短路或正常输出控制信号电路(1131)之间设光耦处理电路(1160)替换，所述电源模块(2)通过所述切换控制电路(12)把电源供给分压或放大电路(1111)，所述直流短路或正常输出控制信号电路(1131)输出控制信号控制所述切换控制电路(12)的切换。
4.根据权利要求1所述的电源短路保护装置，其特征在于：所述比较控制电路(11)中的状态检控电路(111)、基准电路(112)及输出控制电路(113)用分压或放大电路(1112)与交流短路或正常输出控制信号电路(1132)之间设光耦处理和反压保护电路(1161)替换，所述电源模块(2)通过所述切换控制电路(12)把电源供给分压或放大电路(1112)，所述交流短路或正常输出控制信号电路(1132)输出控制信号控制所述切换控制电路(12)的切换。
5.根据权利要求3或4所述的电源短路保护装置，其特征在于：切换控制电路(12)由继电器或其它切换电路(1260)、继电器保护电路(1250)及继电器电源电路(1270)组成，继电器或其它切换电路(1260)接直流短路或正常输出控制信号电路(1131)，或接交流短路或正常输出控制信号电路(1132)，继电器保护电路(1250)连接在继电器或其它切换电路(1260)输入端，继电器电源电路(1270)连接到继电器或其它切换电路(1260)的供电输入端，所述电源模块(2)通过继电器或其它切换电路(1260)与分压或放大电路、电源输出电路连接，由继电器或其它切换电路(1260)的切换控制所述电源模块(2)提供电源的断通。
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