CN109687387B - 一种过流保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种过流保护电路；包括与辅助供电电源连接的电源电路，与电源电路输出端连接的控制电路，与控制电路分别连接的执行电路和电流采样电路，执行电路的输入端接入主电源，电流采样电路的输出端输出主电源。本发明通过控制电路接收电流采样电路提供的电流采样信号，并对其进行放大和比较，形成相应的延时关断信号。通过此关断信号来关断执行电路的功率开关管。从而切断主回路，达到保护的目的。控制电路具有记忆功能，当过流关断后，则保护状态将被锁定，只有当辅助供电断电后，此记忆状态才被解除。另外，当辅助供电未接入时，主回路则不具有保护功能，且主回路处于开通状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种过流保护电路。
背景技术
目前在电子电路中，往往采用保险丝为电源或负载提供过流保护。然而由于保险丝熔断后不可恢复性，在发生熔断后需要对产品进行维修，更换发生熔断的保险丝。这会给产品和系统带来极大的不便。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种过流保护电路。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种过流保护电路；包括与辅助供电电源连接的电源电路，与电源电路输出端连接的控制电路，与控制电路分别连接的执行电路和电流采样电路，执行电路的输入端接入主电源，电流采样电路的输出端输出主电源。
所述电源电路将辅助供电电源的正极和负极分别通过滤波器L3001和L3002与滤波器U3001的Vin、Vin-端口连接，滤波器U3001的Vout、Vout-、GNDC端口分别与隔离器U3003的Vin、Vin-、GNDC端口连接，隔离器U3003的Vout、Vout-端口作为电源VCC的接口，隔离器U3003的Vout、Vout-端口之间还连接有电容C3004，隔离器U3003的Vout端口通过电容C130与Vout-端口共同接入接地端GND。
所述控制电路包括控制器U4，控制器U4的PA0端口为控制信号输出端口，控制器U4的XTAL1端口与晶振Y1连接，控制器U4的AVCC端通过电感L1后与其VCC端共同与电源VCC连接，控制器U4的AVCC、AREF端口分别通过电容C10和电容C7与其GND端口通过接入接地端GND，控制器U4的PF4、PF5、PF6、PF7端口分别通过电阻R11、R12、R13、R14与电源VCC连接，控制器U4的PF4、PF5、PF6、PF7端口还分别与JTAG芯片的TDI、TMS、TDO、TCK端口连接，JTAG芯片的RESRT端口分别与控制器U4的
RESET
端口连接，JTAG芯片的VCC和GND端口分别与电源VCC和接地端GND连接。
所述执行电路包括光电耦合器U3，光电藕合器U3的引脚1接入控制信号，引脚2通过电阻R21接地，引脚4与主电源正极连接；光电耦合器的引脚3通过电阻R18与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的集电极通过电阻R17与三极管Q1的基极连接三极管Q1的集电极与光电耦合器U2的引脚2连接，光电耦合器U2的引脚1与光电耦合器U1的引脚2连接，光电耦合器U1的引脚1通过电阻R15与二级管D1的正极连接，二级管D1的负极与主电源的正极连接，二级管D1的正极还通过电阻R16与三极管Q2的集电极连接，光电耦合器U1和光电耦合器U2的引脚3分别与二极管D2和二极管D4的正极连接并联接入二极管D3的正极，二极管D3的负极与开关管Q4的栅极连接，开关管Q4的漏极做为主电源的输出端，光电耦合器U1和光电耦合器U2的引脚4并联后做为电流采样信号输出端，所述光电耦合器U1和光电耦合器U2的引脚3与光电耦合器U1和光电耦合器U2的引脚4之间还连接有电阻R20，二极管D3的正负极还分别与三极管Q3的基极和发射极连接，三极管Q3的集电极和开关管Q4的源极与电流采样信号输出端连接，所述光电耦合器U3的引脚3还通过电阻与主电源的负极连接，三极管Q2和三极管Q1的发射极均与主电源的负极连接。
所述采样电路包括电流传感器U2005，电流传感器U2005的IP+引脚接与电流柴油信号输出端连接，电流传感器U2005的IP-引脚与主电源的正极连接，电流传感器U2005的的VCC引脚与电源VCC连接且通过电容C2072接地，电流传感器U2005的VIOUT引脚通过电阻R2073与控制器U4的PF0引脚连接并接地，电流传感器U2005的FILTER引脚与电容C2073连接后与GND引脚共同接地。
本发明的有益效果在于：通过控制电路接收电流采样电路提供的电流采样信号，并对其进行放大和比较，形成相应的延时关断信号。通过此关断信号来关断执行电路的功率开关管。从而切断主回路，达到保护的目的。控制电路具有记忆功能，当过流关断后，则保护状态将被锁定，只有当辅助供电断电后，此记忆状态才被解除。另外，当辅助供电未接入时，主回路则不具有保护功能，且主回路处于开通状态。
附图说明
图1是本发明的电路结构示意图；
图2是本发明的滤波电路图；
图3是本发明的控制电路图；
图4是本发明的采样电路图；
图5是本发明的执行电路图。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
一种过流保护电路；包括与辅助供电电源连接的电源电路，与电源电路输出端连接的控制电路，与控制电路分别连接的执行电路和电流采样电路，执行电路的输入端接入主电源，电流采样电路的输出端输出主电源。
所述电源电路将辅助供电电源的正极和负极分别通过滤波器L3001和L3002与滤波器U3001的Vin、Vin-端口连接，滤波器U3001的Vout、Vout-、GNDC端口分别与隔离器U3003的Vin、Vin-、GNDC端口连接，隔离器U3003的Vout、Vout-端口作为电源VCC的接口，隔离器U3003的Vout、Vout-端口之间还连接有电容C3004，隔离器U3003的Vout端口通过电容C130与Vout-端口共同接入接地端GND。
所述控制电路包括控制器U4，控制器U4的PA0端口为控制信号输出端口，控制器U4的XTAL1端口与晶振Y1连接，控制器U4的AVCC端通过电感L1后与其VCC端共同与电源VCC连接，控制器U4的AVCC、AREF端口分别通过电容C10和电容C7与其GND端口通过接入接地端GND，控制器U4的PF4、PF5、PF6、PF7端口分别通过电阻R11、R12、R13、R14与电源VCC连接，控制器U4的PF4、PF5、PF6、PF7端口还分别与JTAG芯片的TDI、TMS、TDO、TCK端口连接，JTAG芯片的RESRT端口分别与控制器U4的RESET端口连接，JTAG芯片的VCC和GND端口分别与电源VCC和接地端GND连接。
所述执行电路包括光电耦合器U3，光电藕合器U3的引脚1接入控制信号，引脚2通过电阻R21接地，引脚4与主电源正极连接；光电耦合器的引脚3通过电阻R18与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的集电极通过电阻R17与三极管Q1的基极连接三极管Q1的集电极与光电耦合器U2的引脚2连接，光电耦合器U2的引脚1与光电耦合器U1的引脚2连接，光电耦合器U1的引脚1通过电阻R15与二级管D1的正极连接，二级管D1的负极与主电源的正极连接，二级管D1的正极还通过电阻R16与三极管Q2的集电极连接，光电耦合器U1和光电耦合器U2的引脚3分别与二极管D2和二极管D4的正极连接并联接入二极管D3的正极，二极管D3的负极与开关管Q4的栅极连接，开关管Q4的漏极做为主电源的输出端，光电耦合器U1和光电耦合器U2的引脚4并联后做为电流采样信号输出端，所述光电耦合器U1和光电耦合器U2的引脚3与光电耦合器U1和光电耦合器U2的引脚4之间还连接有电阻R20，二极管D3的正负极还分别与三极管Q3的基极和发射极连接，三极管Q3的集电极和开关管Q4的源极与电流采样信号输出端连接，所述光电耦合器U3的引脚3还通过电阻与主电源的负极连接，三极管Q2和三极管Q1的发射极均与主电源的负极连接。
所述采样电路包括电流传感器U2005，电流传感器U2005的IP+引脚接与电流柴油信号输出端连接，电流传感器U2005的IP-引脚与主电源的正极连接，电流传感器U2005的的VCC引脚与电源VCC连接且通过电容C2072接地，电流传感器U2005的VIOUT引脚通过电阻R2073与控制器U4的PF0引脚连接并接地，电流传感器U2005的FILTER引脚与电容C2073连接后与GND引脚共同接地。
如图1所示，本发明所述的一种过流保护器模块由供电部分、控制部分、电流采样电路和执行部分组成。如图2所示，外部提供的辅助供电通过内部的电源电路进行滤波、隔离变换为控制电路所需供电电压，为控制电路供电。如图3所示，控制电路主要采用一个控制芯片接收电流采样电路提供的电流采样信号，并按照预设的过流保护值对其进行分析和比较，形成相应的延时关断信号。如图4所示，电流采样电路主要采用一个电流传感器将通过的电流转换为电压信号，即电流采样信号，并提供给控制电路。如图5所示，主输入供电后，执行电路的功率开关管导通，主回路处于开通状态；当辅助供电接入后，通过控制电路产生的关断信号来关断执行电路的功率开关管，从而切断主回路，达到保护的目的。控制电路具有记忆功能，当过流关断后，则保护状态将被锁定，只有当辅助供电断电后，此记忆状态才被解除。另外，当辅助供电未接入时，主回路则不具有保护功能，且主回路处于开通状态。
过流保护延时特性，如过流保护值、延时关断时间等可根据实际应用需求选择不同的电路参数来实现。
Claims (4)
1.一种过流保护电路，其特征在于：包括与辅助供电电源连接的电源电路，与电源电路输出端连接的控制电路，与控制电路分别连接的执行电路和电流采样电路，执行电路的输入端接入主电源，电流采样电路的输出端输出主电源，所述执行电路包括光电耦合器U3，光电耦 合器U3的引脚1接入控制信号，引脚2通过电阻R21接地，引脚4与主电源正极连接；光电耦合器的引脚3通过电阻R18与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的集电极通过电阻R17与三极管Q1的基极连接， 三极管Q1的集电极与光电耦合器U2的引脚2连接，光电耦合器U2的引脚1与光电耦合器U1的引脚2连接，光电耦合器U1的引脚1通过电阻R15与二极 管D1的正极连接，二极 管D1的负极与主电源的正极连接，二极 管D1的正极还通过电阻R16与三极管Q2的集电极连接，光电耦合器U1和光电耦合器U2的引脚3分别与二极管D2和二极管D4的正极连接并连 接入二极管D3的正极，二极管D3的负极与开关管Q4的栅极连接，开关管Q4的漏极做为主电源的输出端，光电耦合器U1和光电耦合器U2的引脚4并联后做为电流采样信号输出端，所述光电耦合器U1和光电耦合器U2的引脚3与光电耦合器U1和光电耦合器U2的引脚4之间还连接有电阻R20，二极管D3的正负极还分别与三极管Q3的基极和发射极连接，三极管Q3的集电极和开关管Q4的源极与电流采样信号输出端连接，所述光电耦合器U3的引脚3还通过电阻与主电源的负极连接，三极管Q2和三极管Q1的发射极均与主电源的负极连接。
2.如权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于：所述电源电路将辅助供电电源的正极和负极分别通过滤波器L3001和L3002与滤波器U3001的Vin、Vin-端口连接，滤波器U3001的Vout、Vout-、GNDC端口分别与隔离器U3003的Vin、Vin-、GNDC端口连接，隔离器U3003的Vout、Vout-端口作为电源VCC的接口，隔离器U3003的Vout、Vout- 端口之间还连接有电容C3004，隔离器U3003的Vout端口通过电容C130与Vout-端口共同接入接地端GND。
3.如权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于：所述控制电路包括控制器U4，控制器U4的PA0端口为控制信号输出端口，控制器U4的XTAL1端口与晶振Y1连接，控制器U4的AVCC端通过电感L1后与其VCC端共同与电源VCC连接，控制器U4的AVCC、AREF端口分别通过电容C10和电容C7与其GND端口通过接入接地端GND，控制器U4的PF4、PF5、PF6、PF7端口分别通过电阻R11、R12、R13、R14与电源VCC连接，控制器U4的PF4、PF5、PF6、PF7端口还分别与JTAG芯片的TDI、TMS、TDO、TCK端口连接，JTAG芯片的RESRT端口分别与控制器U4的
端口连接，JTAG芯片的VCC和GND端口分别与电源VCC和接地端GND连接。
4.如权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于：所述采样电路包括电流传感器U2005，电流传感器U2005的IP+引脚接与电流采样 信号输出端连接，电流传感器U2005的IP-引脚与主电源的正极连接，电流传感器U2005的的VCC引脚与电源VCC连接且通过电容C2072接地，电流传感器U2005的VIOUT引脚通过电阻R2073与控制器U4的PF0引脚连接并接地，电流传感器U2005的FILTER引脚与电容C2073连接后与GND引脚共同接地。
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