CN104167711B - 自复位式延时锁定保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自复位式延时锁定保护装置，包括保护触发电路、延时电路、单稳态电路、时基电路、复位电路和保护开关MOS管，主要应用于具有高扰动性供电的场合。该发明采用延时电路，可以有效抑制系统误保护的发生，提高系统工作稳定性；采用单稳态电路进行锁定，可以在出现相应的故障时产生准确的保护动作，并在一定时间内锁定这种保护状态，有效降低系统的故障率和损坏；采用自动非定周期间歇式复位电路无需人为干预，在故障排除后会自行产生复位动作，自动投入正常运行。

Description

自复位式延时锁定保护装置

技术领域

本发明涉及一种自复位式延时锁定保护装置，具体地说，涉及一种用于电源输出回路的自复位式延时锁定保护装置。

背景技术

目前，对于直流电源来说，往往因为负载损坏或接线故障造成电源输出的过流或短路，但传统的过流或短路保护大多为限流式过流保护，为了防止过流保护的误动作，过流保护点往往比其额定电流大很多，这样当出现过流或短路故障时，就会有较大的电流通过输出回路，输出回路的相应器件也会承受较大的电流应力，而且这种应力只要故障不排除就会存在。这样就会造成某些元器件的早期失效，从而使电源出现故障。如果将过流保护设计成锁定关断式，就不会存在以上的问题，但由于电源负载的复杂性，比如会有感性负载、容性负载等等，这些负载会在开机时出现冲击电流的问题，因此本发明在保护方式设计成锁定关断式的同时又增加了延时触发保护的功能，这样就会避免出现误保护，从而提高了系统的稳定性。解决了以上问题的同时，还有一个问题需要解决，那就是锁定关断后，当故障排除后，如何进行锁定状态的复位。可以人工复位，但有些无人值守的场合，不俱备该项条件。这就需要自动复位，所以本发明又设计了自动非定周期间歇式复位电路，该电路最大特点是在故排除前，先进行几个短周期的复位检测，当发现故障仍存在，就会将复位周期加长，并要几个长周期复位检测后，会再进行几个短周期的复位检测，如此周而复始。从而可以最大的降低复位时产生的冲击，提高对系统的保护。

发明内容

本发明正是为了解决上述技术问题而设计的一种自复位式延时锁定保护装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种自复位式延时锁定保护装置，包括保护触发电路、延时电路、单稳态电路、时基电路、复位电路和保护开关MOS管；其特征在于：保护触发电路输入端与保护采样信号输出端相连，实时检测保护信号是否达到触发电路的阈值电压；保护触发电路输出端与延时电路控制端相连，当延时电路接收到有效触发信号，经内部延时后传送给与之相连的单稳态电路，使单稳态电路触发，并锁定保护状态；同时延时电路还接收与之相连的复位电路的信号；单稳态电路输出端与保护开关管MOSFET的栅极相连；单稳态电路复位端与复位电路相连，接收复位信号；当单稳态电路被触发后，自身进入锁定状态，同时发出关断信号给保护开关管MOSFET的栅极，使其关断；复位电路一端与延时电路相连，另外一端与单稳态电路相连，为这两部分提供复位信号，复位电路输入控制端与时基电路相连，由时基电路控制其有效复位时间；保护开关管MOSFET的源极与主回路正端相连，保护开关管MOSFET的漏极与主回路负端相连，由单稳态电路的开关信号，控制主回路的通断，实现保护的目的。

所述自复位式延时锁定保护装置，其采用由时基电路控制复位电路的组合复位方式产生自动非定周期间歇式复位，以保证电源要故障排除后，在较短时间内系统重新正常工作，同时又在故障未排除之前，尽量少的进行复位动作。

1、工作原理

保护触发电路实时接收外部的采样信号，当该信号经过内部缓冲放大后，送给内部的比较电路，当该值高于比较电路的阈值电压时，保护触发电路输出电平翻转输出触发信号。触发信号送给延时电路进行延时处理，如果未到延时的结束时，触发信号就变成无效，则延时电路会自行复位，等待下一个有效触发电平的到来。如触发信号的保持时间达到了或超过延时电路的延时结束时间，则产生有效的延时触发信号送给单稳态电路，使单稳态电路进入单稳状态，产生锁定关断信号给保护电子开关，将其关断，即切断相应功率回路。保护关断后复位电路将开启。约关断5秒后，产生一个有效宽度为1秒复位信号，对延时电路及单稳态电路进行复位，产生一次保护回路的开启动作。若故障排除，则输出解除锁定状态。若故障未排除，还会相继产生2个间隔5秒的宽度为1秒复位信号。如果此时故障还未排除，则会间隔10秒产生一个有效宽度为1秒的复位信号。产生5个这样复位信号后，又会接着产生3个间隔为5秒的有效宽度为1秒的复位信号，直至故障排除后，装置复位。时基电路的作用是控制复位电路的产生复位信号的间隔时间。

2、装置的特点

①性能优良，有效的降低了回路的冲击。

本发明针对传统的过流保护电路，进行了全新设计和完善，从而有效的减少大电流对相应回路的冲击，提高了相应系统的可靠性。

②电路简洁，工作稳定。

本发明采用延时电路，以避免保护电路的误动作；采用单稳态电路进行了锁定，有效减少了故障状态下对系统的冲击，对系统启动更充分的保护。

③应用广范

本发明不只应用于电源的输出回路，也可以独立应用于其它的具有相应要的供电回路，如电池放电回路、电池的充电回路。发电机的输出回路等等。

本发明的有益效果是可以有效抑制系统误保护的发生，提高系统工作稳定性；可以在出现相应的故障时产生准确的保护动作，并在一定时间内锁定这种保护状态，有效降低系统的故障率和损坏；无需人为干预，在故障排除后会自行产生复位动作，自动投入正常运行。

附图说明

图1为本发明自复位式延时锁定保护装置原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，本发明一种自复位式延时锁定保护装置，包括保护触发电路、延时电路、单稳态电路、时基电路、复位电路和保护开关MOS管；其特征在于：保护触发电路输入端与保护采样信号输出端相连，实时检测保护信号是否达到触发电路的阈值电压；保护触发电路输出端与延时电路控制端相连，当延时电路接收到有效触发信号，经内部延时后传送给与之相连的单稳态电路，使单稳态电路触发，并锁定保护状态；同时延时电路还接收与之相连的复位电路的信号；单稳态电路输出端与保护开关管MOSFET的栅极相连；单稳态电路复位端与复位电路相连，接收复位信号；当单稳态电路被触发后，自身进入锁定状态，同时发出关断信号给保护开关管MOSFET的栅极，使其关断；复位电路一端与延时电路相连，另外一端与单稳态电路相连，为这两部分提供复位信号，复位电路输入控制端与时基电路相连，由时基电路控制其有效复位时间；保护开关管MOSFET的源极与主回路正端相连，保护开关管MOSFET的漏极与主回路负端相连，由单稳态电路的开关信号，控制主回路的通断，实现保护的目的。

所述一种自复位式延时锁定保护装置，其采用由时基电路控制复位电路的组合复位方式产生自动非定周期间歇式复位，以保证电源要故障排除后，在较短时间内系统重新正常工作，同时又在故障未排除之前，尽量少的进行复位动作。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下得出的其他任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种自复位式延时锁定保护装置，其特征在于：包括保护触发电路、延时电路、单稳态电路、时基电路、复位电路和保护开关MOS管；其特征在于：保护触发电路输入端与保护采样信号输出端相连，实时检测保护信号是否达到触发电路的阈值电压；保护触发电路输出端与延时电路控制端相连，当延时电路接收到有效触发信号，经内部延时后传送给与之相连的单稳态电路，使单稳态电路触发，并锁定保护状态；同时延时电路还接收与之相连的复位电路的信号；单稳态电路输出端与保护开关管MOSFET的栅极相连；单稳态电路复位端与复位电路相连，接收复位信号；当单稳态电路被触发后，自身进入锁定状态，同时发出关断信号给保护开关管MOSFET的栅极，使其关断；复位电路一端与延时电路相连，另外一端与单稳态电路相连，为这两部分提供复位信号，复位电路输入控制端与时基电路相连，由时基电路控制其有效复位时间；保护开关管MOSFET的源极与主回路正端相连，保护开关管MOSFET的漏极与主回路负端相连，由单稳态电路的开关信号，控制主回路的通断，实现保护的目的；时基电路控制复位电路的组合复位方式为自动非定周期间歇式复位方式，具体为约关断5秒后，产生一个有效宽度为1秒复位信号，对延时电路及单稳态电路进行复位，产生一次保护回路的开启动作；若故障排除，则输出解除锁定状态；若故障未排除，还会相继产生2个间隔5秒的宽度为1秒复位信号；如果此时故障还未排除，则会间隔10秒产生一个有效宽度为1秒的复位信号；产生5个这样复位信号后，又会接着产生3个间隔为5秒的有效宽度为1秒的复位信号，直至故障排除后，装置复位。