CN107732868A - 一种过流保护控制方法及过流保护装置 - Google Patents

一种过流保护控制方法及过流保护装置 Download PDF

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    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
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Abstract

本发明提出一种过流保护控制方法及过流保护装置,采用自锁电路来保证供电输出的持续关断,当装置进入过流保护状态,自锁电路工作,持续产生使得输出控制电路关断供电输出的控制信号,保证过载后系统持续关断。通过自锁电路前后级电路的改进,保证系统工作时,过流保护装置不会误触发自锁而使得供电输出关断。本发明能够对供电装置的输出电流进行实时检测,当装置进入过流保护状态,自锁电路工作,持续产生使得输出控制电路关断供电输出的控制信号,保证过载后系统持续关断。过流保护点可调,同时电路工作状态的损耗极低。

Description

一种过流保护控制方法及过流保护装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种过流保护控制方法及过流保护装置,特别涉及一种连接非本安直 流供电电路与直流本安电路的本安关联器。
背景技术:
[0002] 本质安全型电源主要应用于煤矿、化工、石油天然气等含有爆炸性混合物的环境 中,作为通讯、监控、检测、报警以及控制系统的供电装置。根据国家标准要求,本质安全型 设备在正常工作或规定故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸混合物。 为了防止过功率、过能量而产生火花,本安电源中都会有电流限制的电路,限制了同等电压 下的最大输出电流。
[0003] 现有过流保护电路,常用的形式有电流限制型及电流截止型。电流限制型电路,当 负载装置工作异常使得电流增大时可起到限制电流的作用,但由于负载持续有工作电流, 并不能完全起到保护受保护设备的作用。同时电流限制型电路在确保电路精度及降低电路 损耗的情况下,电路复杂度较大,电路成本较高,过多的增加了硬件成本。
[0004] 电流截止型过流保护电路,采用采样电阻采样主功率线电流,并反馈到信号放大 端,通过信号处理电路的输出端跟基准电压进行比较来决定后级功率控制电路的通断。传 统的简易过流保护装置,如图1所示,工作原理为:产品正常工作时,比较器LM324A正向输入 端上拉,输入电压高于负向输入端通过分压电阻R2、R4分压后电压,比较器输出电压为高电 位,通过R6、R7分压使得NPN三极管Q2饱和导通,进一步使得PNP三极管Q3的基极下拉,三极 管Q3饱和导通,Vcc正常给负载LED系统供电;当负载LED系统电流过大时,通过采样电阻R8 进行采样,采样到的较高电位使得NPN三极管Q1进入导通状态,将比较器LM324A的正向输入 端输入电压下拉,输入电压低于负向输入端通过分压电阻R2、R4分压后电压,比较器输出电 压为低电位,通过R6、R7分压使得NPN三极管Q2截止,进一步使得PNP三极管Q3的基极通过R3 上拉,三极管Q3截止,阻断了Vcc与负载LED系统的连接;由于过流保护过程始终通过通过R8 对负载LED电流进行采样而后直接反馈给NPN三极管Q1的基极,利用过流采样电压信号使得 NPN三极管Q1获得一个饱和导通的压降,这个过程大电流在采样电阻R8上造成的损耗是不 可忽略的;同时大电流在二极管D1及PNP三极管Q3导通过程形成的损耗也极大,当负载系统 工作电流较大,该过流保护电路给系统带来的额外损耗不可忽视。
[0005] 除了以上问题点外,当传统的过流保护电路(如图1)接入到供电装置与负载设备 之间,来实现系统的过流保护,保障系统过流保护电路正常工作用的二极管D1上形成的压 降,及采样电阻R8上造成的压降,容易使得负载设备的输入电压精度摆动超过系统正常工 作的输入电压精度需求,从而导致负载设备进入不正常的工作状态;当负载设备的工作电 流持续处于过流状态,由于过流保护电路对负载系统进行实时采样,采样到负载电流过大 时,PNP三极管Q3关断,从而使得负载电流降为0,通过电流采样及信号处理重新使得PNP三 级管Q3导通,并再一次进入“判断-关断-判断-导通”的死循环,即无法完全关断输出而保护 过流负载系统,同时由于系统工作于高速开关状态,容易使得功率控制的PNP三极管Q3损 坏,电路的可靠性难以保障。
[0006] 综上所述,现有技术中,过流保护常使用采样电阻对电流进行采样,并将采样电压 直接反馈给晶体管,经过信号处理电路之后再通过输出控制晶体管的导通关断控制输出, 在电路进入大电流工作状态,系统损耗极大,同时影响输出电压的电压精度;当系统工作与 持续过流状态,则无法通过过流保护电路完全关断输出,电路可靠性也受到限制。
发明内容:
[0007] 有鉴如此,本发明提出一种过流保护控制方法及过流保护装置,能够对供电装置 的输出电流进行实时检测,过流保护点可调,同时电路工作状态的损耗极低;当前后级装置 正常工作时,保证前后级装置的电气连接,保障系统的正常工作;当装置出现工作电流过大 时,关断供电输出以保护后级设备。
[0008] 本发明还采用自锁电路来保证供电输出的持续关断,当装置进入过流保护状态, 自锁电路工作,持续产生使得输出控制电路关断供电输出的控制信号,保证过载后系统持 续关断。通过自锁电路前后级电路的改进,保证系统工作时,过流保护装置不会误触发自锁 而使得供电输出关断。
[0009] 本发明本身损耗极低,同时采用高精度低阻值电阻对电流信号进行采样,保障了 过流装置本身电路的低损耗,保证了负载设备供电电压精度,保障了受保护装置的正常工 作;采用高精度采样电阻及高精度运放,可对采样信号进行高精度的控制,保证了采样的高 精准度。
[0010] 本发明通过以下技术方案实现:
[0011] 一种过流保护控制方法,包括以下步骤:
[0012] 减法器电流采样放大电路采样外部供电装置的输出电压并进行误差放大后,分别 产生电压Vcc和电流采样电压VI,所述电压Vcc同时为滞回电压比较器、逻辑反向电路、自锁 电路和输出控制电路供电;
[0013] 所述滞回电压比较器接收到电流采样电压VI后,与滞回电压比较器内部的基准电 压进行比较,当电流采样电压VI小于滞回电压比较器的内部基准电压时,滞回电压比较器 的输出电压V2为高电位;当电流采样电压VI大于滞回电压比较器滞回后的基准电压时,滞 回电压比较器的输出电压V2为低电位;
[0014]逻辑反向电路接收滞回电压比较器的输出电压V2作为输入信号,当电压V2为高电 位时,逻辑反向电路的输出电压V3为低电位;当滞回电压比较器的输出电压V2为低电位时, 逻辑反向电路的输出电压V3为高电位,并且若电压Vcc维持正常,逻辑反向电路的输出电压 V3会一'直维持在尚电位;
[0015]自锁电路的输入端连接逻辑反向电路的输出电压V3作为输入信号,当逻辑反向电 路的输出电压V3为低电位时,自锁电路不工作,自锁电路的输出电压V4为低电位;当逻辑反 向电路的输出电压V3为高电位时,自锁电路将输出电压V4锁定,自锁电路的输出电压V4持 续为高电位;
[0016]输出控制电路的输入端连接自锁电路的输出电压V4,当自锁电路输出电压V4为低 电位,输出控制电路导通,为外部的被保护装置正常供电;当自锁电路输出电压V4为高电 位,输出控制电路关断输出,由于自锁电路作用,被保护装置与供电装置持续断开。
[0017] 优选的,通过对减法器电流采样放大电路或者滞回电压比较器的参数进行调节, 从而调整电路的过流保护点,以保障系统可以适应不同条件下的过流保护需求。
[0018] 本发明还提供一种过流保护装置,包括减法器电流采样放大电路、滞回电压比较 器、逻辑反向电路、自锁电路和输出控制电路。具体原理框图可见图2。
[0019] 减法器电流采样放大电路的输入端作为过流保护装置的输入端,连接外部供电装 置Vin+,进行误差放大后分别产生电压Vcc和电流采样电压VI,并将所述电流采样电压VI输 出给滞回电压比较器的输入端,所述电压Vc c同时为滞回电压比较器、逻辑反向电路、自锁 电路和输出控制电路供电;滞回电压比较器将所述电流采样电压VI与内部的基准电压进行 比较,将比较结果输出给逻辑反向电路的输入端;逻辑反向电路根据滞回电压比较器输出 的比较结果,进行判断处理后输出高电位或低电位给自锁电路;自锁电路连接逻辑反向电 路输出的高电位或低电位,并直接输出低电位或将高点位锁定后输出持续的高电位;输出 控制电路的输入端连接自锁电路的输出端,输出控制电路的输出端连接外部用电设备,为 外部用电设备供电。根据自锁电路输出的低电位或持续的高电位,来控制输出端的开通和 关断。
[0020] 优选的,过流保护装置的输入地连接外部供电装置的地,过流保护装置的输出地 连接被外部用电设备的地。
[0021] 优选的,当电流采样电压VI小于滞回电压比较器的内部基准电压时,滞回电压比 较器的输出电压V2为高电位;当电流采样电压VI大于滞回电压比较器滞回后的基准电压 时,滞回电压比较器的输出电压V2为低电位。
[0022] 优选的,当滞回电压比较器的输出电压V2为高电位时,逻辑反向电路的输出电压 V3为低电位;当滞回电压比较器的输出电压V2为低电位时,逻辑反向电路的输出端V3为高 电位,并且若电压Vcc保持不变,逻辑反向电路的输出电压V3不会再恢复为低电位。
[0023] 优选的,当逻辑反向电路的输出电压V3为低电位时,自锁电路不工作,自锁电路的 输出电压V4为低电位;当逻辑反向电路的输出电压V3为高电位时,自锁电路将输出电压V4 锁定,自锁电路的输出电压V4持续为高电位;当系统重新启动时,自锁电路的输出电压V4才 能恢复低电位。
[0024]优选的,当自锁电路输出电压V4为低电位,输出控制电路导通,被保护装置正常供 电;当自锁电路输出电压V4为高电位,输出控制电路关断输出,由于自锁电路作用,被保护 装置与供电装置持续断开。
[0025]优选的,可以通过对减法器电流采样放大电路或者滞回电压比较器的参数进行调 节,从而调整电路的过流保护点,以保障系统可以适应不同条件下的过流保护需求。
[0026]与现有技术相比,本发明具有如下的显著效果:
[0027] 1、本发明采用自锁电路来保证供电输出的持续关断,当装置进入过流保护状态, 自锁电路工作,持续产生使得输出控制电路关断供电输出的控制信号,保证过载后系统持 续关断,从而持续保护被保护设备。
[0028] 2、本发明本身损耗极低,同时采用高精度低阻值电阻对电流信号进行采样,不会 由于过流装置本身电路特性增大电路损耗。
[0029] 3、本发明作为本安装置与非本安供电装置之间作保护功能的装置,在系统正常工 作过程中能保障被保护负载装置供电电压精度,从而保证了受保护装置的正常工作。
[0030] 4、本发明采用高精度采样电阻及高精度运放,可对采样信号进行高精度的控制, 保证了采样的高精准度。
[0031] 5、本发明通过对自锁电路前后级电路的改进,保证系统工作时,过流保护装置不 会误触发自锁而使得供电输出关断。
附图说明:
[0032]图1为传统过流保护应用电路图;
[0033]图2为本发明的原理框图;
[0034]图3为本发明的应用框图;
[0035]图4为本发明的原理图;
[0036]图5为第一实施例中过流保护装置各电量变化时序。
具体实施方式 [0037] 第一实施例
[0038]图2示出了原理框图,遵循上述初始的技术方案的连接关系。具体的第一实施例中 的过流保护电路各点电压变化时序如图5。
[0039]本发明具有以下6个特征:
[0040] 1、供电装置正常工作,电流在限值以内时,过流保护装置有正常供电输出,受保护 装置可正常工作。
[0041] 2、供电装置的供电电流超过限值时,过流保护装置关断输出,受保护装置停止工 作。
[0042] 3、过流保护开始后,自锁电路动作,供电输出的关断持续进行。
[0043] 4、过流保护开始后,重启供电设备可使过流保护装置重新恢复正常供电输出,并 继续进行供电电流检测及后续动作。
[0044] 5、供电装置的供电电流上限值可调。
[0045] 6、供电装置开始供电,过流保护装置进入正常工作状态,自锁电路不会由于误触 发而使得被保护设备的供电端无电压输出。
[0046]本发明的减法器电流采样放大电路、滞回电压比较器、逻辑反向电路、自锁电路和 输出控制电路各电路模块的具体的电路连接关系均属于现有技术,针对每个电路模块,采 用以下具体的电路对以上5个特征进行具体说明,并结合附图4对本发明的工作原理说明如 下:
[0047]本发明所述的减法器电流采样放大电路包括第一运放IC1A,第十九电阻R19,第一 电阻R1,第二电阻R2,第三电阻R3,第四电阻R4,第五电阻R5,第六电阻R6,第七电阻R7。所述 的第十九电阻R19连接于减法器电流采样放大电路的输入端Vin+与电流采样后供电电压 Vcc之间;所述的第一电阻R1连接于减法器电流采样放大电路的输入端Vin+与第二电阻R2 之间;所述的第二电阻R2连接于供电设备的地GND与第一电阻R1之间;所述的第三电阻R3连 接于电流采样后供电电压Vcc与第四电阻R4之间;所述的第四电阻R4连接于供电设备的地 GND与第三电阻R3之间;所述的第五电阻R5的一端连接于第三电阻R3与第四电阻R4的连接 点,另一端连接IC1A的负相输入端;所述的第六电阻R6的一端连接于第一电阻R1与第二电 阻R2的连接点,另一端连接IC1A的正相输入端;所述的第七电阻R7连接于IC1A的负相输入 端之间与IC1A的输出端之间;IC1A的第S脚连接到电流采样后供电电压Vcc,IClA的第4脚连 接到供电设备的地GND,I Cl A的输出端作为减法器电流采样放大电路的输出端输出电流采 样电压VI。
[0048] 本发明所述的滞回电压比较器电路包括第二芯片IC2,第二运放IC1B,第八电阻 尺8,第九电阻1?9,第十电阻1?10,第十一电阻1?11,第十二电阻1?12,第十三电阻1?13,第一二极 管D1。第二芯片1C2可以选择TL4:31。所述的第八电阻R8连接于TL431的基准电压脚1脚与供 电设备的地GND之间;所述的第九电阻R9连接于TL431的基准电压脚1脚与TL431的阴极2脚 之间;所述的第十电阻R10连接于电流采样后供电电压Vcc与TL431的阴极2脚之间;所述的 第i^一电阻R11连接于第二运放IC1B的正向输入端5脚与TL431的阴极2脚之间;所述的第十 二电阻R12连接于第二运放IC1B的正向输入端5脚与第一二极管D1的阳极之间;所述的 TL431的阳极3脚连接于供电设备的地GND; IC1B的负向输入端6脚连接减法器电流采样放大 电路的输出电流采样电压VI,IC1B的输出端7脚连接第一二极管D1的阴极与第十三电阻R13 的一端,IC1A的第8脚连接到电流采样后供电电压Vcc,IClA的第4脚连接到供电设备的地 GND;所述的第十三电阻R13的另一端作为滞回电压比较器的输出端输出电压V2。
[0049] 本发明所述的逻辑反向电路包括第一 PNP三极管Q1,第十四电阻R14,第十五电阻 R15,第二二极管D2。所述的第十四电阻R14连接于电流采样后供电电压Vcc与第二二极管D2 的阴极之间;所述的第十五电阻RI5连接于第一 PNP三极管Q1的集电极2脚与供电设备的地 GND之间;第二二极管D2的阳极连接第一 PNP三极管Q1的发射极3脚;第一 PNP三极管Q1的基 极1脚连接滞回电压比较器的输出电压V2,第一 PNP三极管Q1的集电极2脚与第十五电阻R15 的连接点作为逻辑反向电路的输出端输出电压V3。
[0050]本发明所述的自锁电路包括第二PNP三极管Q2,第一NPN三极管Q3,第十六电阻 R16,第十七电阻R17。所述的第十六电阻R16连接于电流采样后供电电压VCC与第二PNP三极 管Q2的发射极3脚之间;所述的第十七电阻R17连接于供电设备的地GND与第一 NPN三极管Q3 的发射极3脚之间;第二PNP三极管Q2的基极1脚连接第一 NPN三极管Q3的集电极2脚,第二 PNP三极管Q2的集电极2脚连接第一 NPN三极管Q3的基极1脚,同时第二PNP三极管Q2的集电 极2脚与第一 NPN三极管Q3的基极1脚的连接点连接逻辑反向电路的输出电压V3;第一 NPN三 极管Q3的发射极3脚与第十七电阻R17的连接点作为自锁电路的输出端输出电压V4。
[0051 ]本发明所述的输出控制电路包括第二NPN三极管Q4,第一 N-M0S管TR1,第十八电阻 R18。所述的第十八电阻R18连接于电流采样后供电电压Vcc与第二NPN三极管Q4的集电极2 脚之间;所述的第二NPN三极管Q4的基极1脚连接自锁电路的输出电压V4,第二NPN三极管Q4 的发射极3脚连接供电设备的地GND;所述的第一 N-M0S管TR1的栅极1脚连接于第二npN三极 管Q4的集电极2脚与第十八电阻R18的连接点,第一 N-M0S管TR1的源极3脚连接连接供电设 备的地GND,第一 N-M0S管TR1的漏极2脚过流检测设备的输出地0V。
[0052]下面结合图5对本发明的工作过程说明如下:
[0053]特征1供电装置正常工作,电流在限值以内时,过流保护装置有正常供电输出,受 保护装置可正常工作,实现工作原理:
[0054]在to到tl时间段,供电装置输出端,即过流保护装置输入端Vin+为〇,系统没有工 作电源,不进行正常工作,各点电压为〇。11到t2阶段,系统正常工作,假定供电电流从〇开始 逐渐上升还未到电流上限,电流采样后供电电压Vcc基本跟随供电装置输入电压Vin+,减法 器电流采样放大电路的输出端VI从1/2VCC开始逐渐上升;由于减法器电流采样放大电路的 输出端VI未到达滞回电压比较器的内部基准电压,滞回电压比较器输出端V2为高电位,逻 辑反向电路输出电压为低电位,自锁电路输出电压为低电位,输出控制电路不动作,供电设 备持续与被保护设备有电气连接,系统正常工作。
[0055]特征2供电装置的供电电流超过限值时,过流保护装置关断输出,受保护装置停止 工作,实现工作原理:
[0056] 供电装置的供电电流上升到超过限值时,在t2到t4阶段,供电电压Vin+及电流采 样后供电电压Vcc—直保持正常输出电压的高电位。
[0057]减法器电流采样放大电路跟随供电电流线性变化,在t2到t4时间段,由于t2时刻 供电电流超过限值触发过流保护,系统关断供电输出,供电电流下降为0,减法器电流采样 放大电路降为0电流时的1 /2VCC。
[0058]滞回电压比较器通过减法器电流采样放大电路的输出电压VI与内部基准电压进 行比较,在t2到t3时间段,由于t2时刻VI达到限值,高于内部基准电压,滞回电压比较器输 出端V2为低电位;在t3到t4时间段,系统关断供电输出,供电电流下降为0,减法器电流采样 放大电路输出电压VI低于内部基准电压,滞回电压比较器输出端V2为高电位。t2到t3时间 段只是形容比较器输出端V2出现过低电平状态,实际该区间持续时间极短。
[0059] 在t2到t3时间段,由于滞回电压比较器输出端V2为低电位,逻辑反向电路输出端 V3电位在该时间输出高电平;在t3到t4时间段,由于滞回电压比较器输出端V2为高电位,逻 辑反向电路输出端V3电位在该时间应该输出低电位,受自锁电路正反馈影响,自锁电路反 作用于逻辑反向电路输出端V3仍然保持高电位。
[0060] 在t2到t3时间段,逻辑反向电路输出端电压V3输出高电平,触发自锁电路,输出电 压V4为高电位;在t3到t4时间段,由于自锁电路自身正反馈,自锁电路输出电压V4持续为高 电位。
[0061] 在t2到t4时间段,由于自锁电路输出电压V4为高电位,输出控制电路断开,过流保 护装置输出端两端压为〇,供电装置与受保护装置断开电气连接。
[0062]因此,在t2到t4时间段,通过对超过限值的电流进行采样,可在逻辑延时后使得过 流保护装置动作,断开供电装置与被保护装置的电气连接,从而保护负载设备。
[0063] 特征3过流保护开始后,自锁电路动作,供电输出的关断持续进行,实现工作原理: [0064] 在t3到t4阶段,供电电压Vin+及电流采样后供电电压Vcc—直保持正常输出电压 的高电位。
[0065] t3到t4时间,过流保护装置再次关断输出,断开供电装置跟被保护装置的电气连 接,供电电源无供电电流。由于减法器电流采样放大电路检测到无电流,输出电压VI持续为 低电位,使得滞回电压比较器输出电压V2恢复正常工作时的高电位,但由于过流电压触发 自锁电路,其自身正反馈使得逻辑反向电路输出电压V3及自锁电路输出电压V4持续为高电 位,持续关断输出。
[0066] 因此,在t3到t4时间段,过流保护装置对输出供电电压的关断持续进行。
[0067] 特征4过流保护开始后,重启供电设备可使过流保护装置重新恢复正常供电输出, 并继续进行供电电流检测及后续动作,实现工作原理:
[0068]在t4到t5阶段,系统关闭,供电装置输出端,即过流保护装置输入端Vin+为0,系统 没有工作电源,不进行正常工作,各点电压为0。
[0069]在t5到t6阶段,系统重启,假定供电电流未到电流上限,电流采样后供电电压Vcc 基本跟随供电装置输入电压Vin+,减法器电流采样放大电路的输出端VI从l/2Vcc开始逐渐 上升;由于减法器电流采样放大电路的输出端VI未到达滞回电压比较器的内部基准电压, 滞回电压比较器输出端V2为高电位,逻辑反向电路输出电压为低电位,自锁电路输出电压 为低电位,输出控制电路不动作,供电设备持续与被保护设备有电气连接,系统正常工作。 [0070]因此,在t5到te时间段,装置进入新一轮对供电电流的采样,并保持“检测判断-导 通”过程,故过流保护对输出电压的关断结束,过流保护装置有正常供电输出,受保护装置 可正常工作。
[0071]特征5供电装置的供电电流上限值可调,实现工作原理:
[0072]过流保护装置是通过对减法器电流采样放大器的输出电压VI与滞回电压比较器 内部基准电压进行比较来决定供电电流的上限值。减法器电流采样放大器的输出端VI与供 电电流Iin成一定的线性关系,同时滞回电压比较器的内部基准电压可调,过流保护装置可 以通过对这两部分参数进行调节来决定供电电流的上限值。
[0073]特征6供电装置开始供电,过流保护装置进入正常工作状态,自锁电路不会由于误 触发而使得被保护设备的供电端无电压输出,实现工作原理:
[0074]本实施例采用的自锁电路有两个信号输入端,第二PNP三极管Q2的集电极2脚与第 一 NPN三极管Q3的基极1脚的连接点为第一个信号输入端,第二PNP三极管Q2的基极丨脚与第 一 NPN三极管Q3的集电极2脚的连接点为第二个信号输入端。任一个信号输入端的误输入都 会触发自锁电路本身的正反馈过程,使得自锁电路持续输出高电位,持续关断输出到被保 护装置的供电电压。通过增加第十五电阻R15及第二NPN三极管Q4逻辑,可避免在启动过程 使得自锁电压的信号输入端顆合到低电位信号,避免了自锁电路的误触发。
[0075]所述的第一运放IC1A,第十九电阻R19,第一电阻R1,第二电阻R2,第三电阻R3,第 四电阻R4,第五电阻R5,第六电阻R6,第七电阻R7构成的减法器电流采样放大电路,可用其 他形式的电流采样线性放大电路替代该部分电路;所述的第一 PNP三极管Q1,第十四电阻 R14,第十五电阻R15,第二二极管D2所实现的逻辑反向功能,可直接用反相器及pNp管构成 的反向逻辑电路替代该部分电路;所述的第二PNP三极管Q2与第一 NPN三极管Q3构成的自锁 电路,可直接用电压比较器构成的自锁电路替代该部分电路,也可以实现相同的功能。
[0076]以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为本 发明的限制,在本发明图2原理框图的基础上,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不 脱离本发明的精神和范围内,还可以做出另外的改进及润饰,这些改进及润饰也在本发明 的保护范围,这里不再用实施例赘述,本发明的保护范围应当以权力要求所限定的范围为 准。

Claims (9)

1.一种过流保护控制方法,其特征在于包括以下步骤: 减法器电流采样放大电路采样外部供电装置的输出电流并进行进行误差放大后,分别 产生电压Vcc和电流采样电压VI,所述电压Vcc同时为滞回电压比较器、逻辑反向电路、自锁 电路和输出控制电路供电; 一所述滞回电压比较器接收到电流采样电压VI后,与滞回电压比较器内部的基准电压进 行比较,当电i流采样电压VI小于滞回电压比较器的内部基准电压时,滞回电压比较器的输 出电压V2为高电位;当电流采样电压VI大于滞回电压比较器滞回后的基准电压时,滞回电 压比较器的输出电压V2为低电位; 逻辑反向电路接收滞回电压比较器的输出电压V2作为输入信号,当电压V2为高电位 时,逻辑反向电路的输出电压V3为低电位;当滞回电压比较器的输出电压V2为低电位时,逻 辑反向电路的输出电压V3为高电位,并且若电压Vcc维持正常,逻辑反向电路的输出电压V3 会一直维持在闻电位; 自锁电路的输入端连接逻辑反向电路的输出电压V3作为输入信号,当逻辑反向电路的 输出电压V3为低电位时,自锁电路不工作,自锁电路的输出电压V4为低电位;当逻辑反向电 路的输出电压V3为高电位时,自锁电路将输出电压V4锁定,自锁电路的输出电压V4持续为 高电位; 输出控制电路的输入端连接自锁电路的输出电压V4,当自锁电路输出电压V4为低电 位,输出控制电路导通,为外部的被保护装置正常供电;当自锁电路输出电压V4为高电位, 输出控制电路关断输出,由于自锁电路作用,被保护装置与供电装置持续断开。
2.根据权利要求1所述的过流保护控制方法,其特征在于:通过对减法器电流采样放大 电路或者滞回电压比较器的参数进行调节,从而调整电路的过流保护点,以保障系统可以 适应不同条件下的过流保护需求。
3. —种过流保护装置,应用于权利要求1或2所述的过流保护控制方法中,其特征在于: 包括减法器电流采样放大电路、滞回电压比较器、逻辑反向电路、自锁电路和输出控制电 路; 所述减法器电流采样放大电路的输入端作为过流保护装置的输入端,连接外部供电装 置Vin+,进行电流采样及误差放大后分别产生电压Vcc和电流采样电压VI,并将所述电流采 样电压VI输出给滞回电压比较器的输入端,所述电压Vcc同时为滞回电压比较器、逻辑反向 电路、自锁电路和输出控制电路供电;滞回电压比较器将所述电流采样电压VI与内部的基 准电压进行比较,将比较结果输出给逻辑反向电路的输入端;逻辑反向电路根据滞回电压 比较器输出的比较结果,进行判断处理后输出高电位或低电位给自锁电路;自锁电路连接 逻辑反向电路输出的高电位或低电位,并直接输出低电位或将高点位锁定后输出持续的高 电位;输出控制电路的输入端连接自锁电路的输出端,输出控制电路的输出端连接外部用 电设备,为外部用电设备供电。
4. 根据权利要求3所述的一种过流保护装置,其特征在于:外部供电装置的地连接所述 过流保护装置的输入地,外部用电设备的地连接所述过流保护设备的输出地。
5. 根据权利要求4所述的一种过流保护装置,其特征在于:当电流采样电压VI小于滞回 电压比较器的内部基准电压时,滞回电压比较器的输出电压V2为高电位;当电流采样电压 VI大于滞回电压比较器内部的基准电压时,滞回电压比较器的输出电压V2为低电位。
6. 根据权利要求5所述的一种过流保护装置,其特征在于:当滞回电压比较器的输出电 压V2为高电位时,逻辑反向电路的输出电压V3为低电位;当滞回电压比较器的输出电压V2 为低电位时,逻辑反向电路的输出电压V3为高电位,并且若电压Vcc维持正常,逻辑反向电 路的输出电压V3会一直维持在高电位。
7. 根据权利要求6所述的一种过流保护装置,其特征在于:当逻辑反向电路的输出电压 V3为低电位时,自锁电路不工作,自锁电路的输出电压V4为低电位;当逻辑反向电路的输出 电压V3为高电位时,自锁电路将输出电压V4锁定,自锁电路的输出电压V4持续为高电位;当 自锁电路输出电压V4持续为高电位时,只能通过系统重启才能使输出电压V4恢复低电位。
8. 根据权利要求7所述的一种过流保护装置,其特征在于:当自锁电路输出电压V4为低 电位,输出控制电路导通,为外部的被保护装置正常供电;当自锁电路输出电压V4为高电 位,输出控制电路关断输出,由于自锁电路作用,被保护装置与供电装置持续断开。
9.根据_权利要求5至8任意一项所述的一种过流保护装置,其特征在于:可以通过对减 法器电流采样放大电路或者滞回电压比较器的参数进行调节,从而调整电路的过流保护 点,以保障系统可以适应不同条件下的过流保护需求。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109346019A (zh) * 2018-11-22 2019-02-15 深圳市华星光电技术有限公司 用于电平移位电路的过流保护控制电路
CN111342423A (zh) * 2020-04-07 2020-06-26 京东方科技集团股份有限公司 电源硬件自锁保护电路

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