CN114552539B - 一种保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种保护电路，包括：采样芯片，用以收集供电电路的信息以得到采样信息，包括采样电路输出电压和设定基准电压；基准可调电阻单元，用以得到设定基准电压；比较芯片，用以将采样电路输出电压和设定基准电压进行比较并根据比较结果输出电平信号；D触发芯片，用以输出电平信号；非门触发芯片，用以输出电平信号；与门触发芯片，用以输出电平信号；供电继电器，用以控制供电电路的供电开启/关闭；控制板信号反馈单元，用以输出继电器状态并将继电器状态信息传递至控制单元；控制单元，用以对所述保护电路进行软件控制；从而能够避免在双重故障下的持续输出，有效避免了因故障引起的过载输出导致的安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路及半导体技术领域，尤其涉及一种保护电路。
背景技术
电路在接通、断开电感负载或大型负载时常常会产生很高的操作过电压，这种瞬时过电压(或过电流)称为浪涌电压(或浪涌电流)，是一种瞬变干扰。例如，为满足受电设备对大电流的需求，大多数受电设备电路上会增加大容值的电容器(比如法拉电容)，当受电设备有大电流需求时由法拉电容或大容值电容器提供短暂的大电流，不需要大电流时电路给法拉电容充电。然而，在对包含有大容值的电容器(比如法拉电容)的受电设备供电的瞬间，由于大容值的电容器(比如法拉电容)的容值很大，将会产生很大的浪涌电流，严重的还会损坏供电设备，也会对受电设备电容或电路造成不可恢复的损坏。
计算机在使用过程中，为了对电子元器件进行保护，一般会设置短路保护电路，如设置自恢复保险丝。供电的电源，因为各种原因，造成输出电流不稳定。家用或者医疗用的计算机在使用过程中，为了保护计算机和放置安全隐患发生，会对计算机主机的电路进行保护，一般会设置保护电路，使保护电路与计算机主机连接，再与一般电路连接以达到电路保护的作用，从而达到保护电路的作用。
目前，已经有一些保护电路，但是没有解决电路在双重故障下的持续输出，从而导致出现安全隐患的问题。
发明内容
为此，本发明提供一种保护电路，可以有效解决现有技术中电路在双重故障下的持续输出以致出现安全隐患的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种保护电路，包括：
采样芯片，用以收集供电电路的信息以得到采样信息，包括采样电路输出电压和设定基准电压；
基准可调电阻单元，其与输入电压单元连接，用以设置保护电路预设过载基准点以得到设定基准电压；
比较芯片，其分别与所述采样芯片和所述基准可调电阻单元连接，用以将采样电路输出电压和设定基准电压进行比较并根据比较结果输出电平信号；
D触发芯片，其与所述比较芯片连接，用以将比较芯片输出的电平信号进行处理并输出处理后的电平信号；
非门触发芯片，其与所述比较芯片连接，用以将比较芯片输出的电平信号进行处理并输出处理后的电平信号；
与门触发芯片，其分别与所述D触发芯片和所述非门触发芯片连接，用以将D触发芯片和非门触发芯片输出的电平信号进行逻辑转化后输出电平信号；
供电继电器，其与所述与门触发芯片连接，用以控制供电电路的供电开启/关闭；
控制板信号反馈单元，其与所述非门触发芯片和与门触发芯片连接，用以输出继电器状态并将继电器状态信息传递至控制单元；
控制单元，其与所述控制板信号反馈单元连接，用以对所述保护电路进行软件控制，其内设置有控制板，用以对供电电路进行保护；
所述保护电路串联到供电电路时，所述控制单元获取供电电路的电流A，所述基准可调电阻单元根据供电电路中的电流大小确定设定基准电压U，所述比较芯片将获取的采样电路输出电压U0与设定基准电压U进行比较以确定输出的电平信号，该电平信号同时经过所述D触发芯片和所述非门触发芯片处理后再经过与门触发芯片进行逻辑转化输出，若为正常状态，则所述供电继电器和所述控制板信号反馈单元正常运行，若为异常状态，则所述供电继电器和所述控制板信号反馈单元停止工作。
进一步地，所述保护电路串联到供电电路时，所述控制单元获取供电电路的电流A，获取完成时，控制单元将电流A与预设电流大小进行比较以确定采样电路的设定基准电压U；
其中，所述控制单元设置有预设电流大小，包括第一预设电流大小A1,第二预设电流大小A2和第三预设电流大小A3，其中，A1＜A2＜A3；
若A＜A1，所述基准可调电阻单元确定设定基准电压U＝Y1；
若A1≤A＜A2，所述基准可调电阻单元确定设定基准电压U＝Y2；
若A2≤A＜A3，所述基准可调电阻单元确定设定基准电压U＝Y3；
若A≥A3，所述基准可调电阻确定设定基准电压U＝Y4；
其中，Yi表示电压大小，Y1＜Y2＜Y3＜Y4，设定i＝1,2,3,4。
进一步地，所述基准可调电阻确定设定基准电压U时，所述控制单元将所述采样芯片获取的供电电路的采样输出电压设置为UO，设置完成时，所述比较芯片将采样电路输出电压U0与设定基准电压U进行比较以确定输出的电平信号；
若U0＜U，所述比较芯片经过运放输出高电平信号；
若U0≥U，所述比较芯片经过运放输出低电平信号。
进一步地，所述比较芯片经过运放输出高电平信号时，该信号经过所述D触发芯片输出是低电平信号，同时，该信号经过所述非门触发芯片输出低电平信号，两路低电平信号再经过所述与门触发芯片逻辑转化后输出低电平信号，所述供电继电器和所述控制板信号反馈单元停止工作。
进一步地，所述与门触发芯片逻辑转化后输出低电平信号时，所述低电平信号分两路，一路给三极管，该低电平信号给三极管不能导通，所述供电继电器不能供电，供电电路停止供电；另外一路反馈给所述非门触发芯片取反输出报警信号，三极管导通，所述控制板信号反馈单元输出常闭状态，所述控制板保护，停止输出信号，同时，LED灯亮起。
进一步地，所述比较芯片经过运放输出低电平信号时，该信号经过所述D触发芯片输出是高电平信号，同时，该信号经过所述非门触发芯片输出高电平信号，两路高电平信号再经过所述与门触发芯片逻辑转化后输出高电平信号，所述供电继电器和所述控制板信号反馈单元正常运行。
进一步地，所述与门触发芯片逻辑转化后输出高电平信号时，所述高电平信号分两路，一路给所述供电继电器供电以使供电电路正常运行；另外一路反馈给所述非门触发芯片输出低电平，同时，输出信号继电器不导通，所述控制板信号反馈单元输出正常状态，所述控制板不保护，继续输出信号。
进一步地，所述保护电路还包括输出信号继电器和输出电压单元，所述输出信号继电器分别与所述非门触发芯片和所述输出电压单元连接，输出信号继电器用以进行输出信号传输，输出电压单元用以进行供电电路输出。
进一步地，所述保护电路还包括电压切换继电器和输入电压单元，所述输入电压单元分别与所述供电继电器和所述电压切换继电器连接，电压切换继电器用以进行电压切换，输入电压单元用以连接输入电路以完成供电输入。
进一步地，所述保护电路还包括LED灯，其与所述控制板信号反馈单元连接，用以，用以在输出报警信号时亮起提示。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明的保护电路在串联至供电电路时，通过将采样电路输出电压与设定基准电压进行比较以确定输出的电平信号，该电平信号同时经过D触发芯片和非门触发芯片处理后再经过与门触发芯片进行逻辑转化输出，若为异常状态，供电继电器和控制板信号反馈单元停止工作且LED灯亮起，从而能够有效避免双重故障下的持续输出，有效避免了因故障引起的过载输出导致的安全隐患。
进一步地，本发明通过将电流A与预设电流大小进行比较以确定采样电路的设定基准电压U，从而能够根据电流大小对设定基准电压进行适当调整，进而能够避免在双重故障下的持续输出，有效避免了因故障引起的过载输出导致的安全隐患。
进一步地，本发明通过将采样电路输出电压U0与设定基准电压U进行比较以确定输出的电平信号，从而能够对供电电路的电路情况进行准确判定，进而能够避免在双重故障下的持续输出，有效避免了因故障引起的过载输出导致的安全隐患。
进一步地，本发明的保护电路在异常状态时，一路控制供电继电器停止供电，另外一路反馈给非门触发芯片取反输出报警信号，控制板保护，停止输出信号，同时，LED灯亮起，从而能够避免在双重故障下的持续输出，有效避免了因故障引起的过载输出导致的安全隐患。
进一步地，本发明的保护电路在正常状态时，一路控制供电继电器正常供电，另外一路反馈给非门触发芯片输出低电平，输出信号继电器不导通，控制板信号反馈单元输出正常状态，控制板不保护，继续输出信号。从而能够从而能够避免在双重故障下的持续输出，有效避免了因故障引起的过载输出导致的安全隐患。
附图说明
图1为本发明实施例保护电路的结构框图示意图；
图中标记说明：1、采样芯片；2、基准可调电阻单元；3、比较芯片；4、D触发芯片；5、非门触发芯片；6、与门触发芯片；7、供电继电器；8、控制板信号反馈单元；9、控制单元；10、输出信号继电器；11、输出电压单元；12、电压切换继电器；13、输入电压单元；14、LED灯。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示，其为本发明实施例保护电路的结构框图示意图，本发明提供一种保护电路，包括：
采样芯片1，用以收集供电电路的信息以得到采样信息，包括采样电路输出电压和设定基准电压；
基准可调电阻单元2，其与所述输入电压单元13连接，用以设置保护电路预设过载基准点以得到设定基准电压；
比较芯片3，其分别与所述采样芯片1和所述基准可调电阻单元2连接，用以将采样电路输出电压和设定基准电压进行比较并根据比较结果输出电平信号；
D触发芯片4，其与所述比较芯片3连接，用以将比较芯片3输出的电平信号进行处理并输出处理后的电平信号；
非门触发芯片5，其与所述比较芯片3连接，用以将比较芯片3输出的电平信号进行处理并输出处理后的电平信号；
与门触发芯片6，其分别与所述D触发芯片4和所述非门触发芯片5连接，用以将D触发芯片4和非门触发芯片5输出的电平信号进行逻辑转化后输出电平信号；
供电继电器7，其与所述与门触发芯片6连接，用以控制供电电路的供电开启/关闭；
控制板信号反馈单元8，其与所述非门触发芯片5和与门触发芯片6连接，用以输出继电器状态并将继电器状态信息传递至控制单元；
控制单元9，其与所述控制板信号反馈单元8连接，用以对所述保护电路进行软件控制，其内设置有控制板，用以对供电电路进行保护；
输出信号继电器10和输出电压单元11，所述输出信号继电器10分别与所述非门触发芯片5和所述输出电压单元11连接，输出信号继电器10用以进行输出信号传输，输出电压单元11用以进行供电电路输出；
电压切换继电器12和输入电压单元13，所述输入电压单元13分别与所述供电继电器7和所述电压切换继电器12连接，电压切换继电器12用以进行电压切换，输入电压单元13用以连接输入电路以完成供电输入；
LED灯14，其与所述控制板信号反馈单元8连接，用以，用以在输出报警信号时亮起提示；
复位按键，其与所述D触发芯片4连接，用以在异常状态时手动按压复位。
所述保护电路串联到供电电路时，所述控制单元9获取供电电路的电流A，所述基准可调电阻单元2根据供电电路中的电流大小确定设定基准电压U，所述比较芯片3将获取的采样电路输出电压U0与设定基准电压U进行比较以确定输出的电平信号，该电平信号同时经过所述D触发芯片4和所述非门触发芯片5处理后再经过与门触发芯片6进行逻辑转化输出，若为正常状态，则所述供电继电器7和所述控制板信号反馈单元8正常运行，若为异常状态，则所述供电继电器7和所述控制板信号反馈单元8停止工作。
本实施例中，供电电路在没有供电和没有保护时，输出一个常开信号，系统默认常开信号正常，在保护状态输出常闭信号，系统默认常闭信号错误，进入保护状态停止输出，软件进行识别，在保护状态，控制不输出信号。在异常状态时，保护电路被触发，机器供电被断开，此状态是不可自恢复的，但是可以手动按压复位。按下复位按键给D触发芯片4一个复位信号，输出高电平信号，保护电路恢复正常工作。
本实施例中，基准可调电阻也称为可调电位器，是一种可调的电子元件，由一个体和一个转动或滑动系统组成。D触发芯片4为一种触发器，也称为双稳态多谐振荡器，是一种应用在数字电路上具有记忆功能的循序逻辑组件，可记录二进位制数字信号“1”和“0”。运放运算放大器的简称。在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能单元。控制单元9内设置有PLC控制板。在数字逻辑电路中，低电平表示0，高电平表示1。一般规定低电平为0～0.25V，高电平为3.5～5V。比较芯片3根据比较结果输出电平信号指的是通过比较芯片3内置的运算放大器完成。
具体而言，本发明通过将采样电路输出电压与设定基准电压进行比较以确定输出的电平信号，该电平信号同时经过D触发芯片4和非门触发芯片5处理后再经过与门触发芯片6进行逻辑转化输出，若为异常状态，供电继电器7和控制板信号反馈单元8停止工作且LED灯14亮起，从而能够有效避免双重故障下的持续输出，有效避免了因故障引起的过载输出导致的安全隐患。
具体而言，所述保护电路串联到供电电路时，所述控制单元9获取供电电路的电流A，获取完成时，控制单元9将电流A与预设电流大小进行比较以确定采样电路的设定基准电压U；
其中，所述控制单元9设置有预设电流大小，包括第一预设电流大小A1,第二预设电流大小A2和第三预设电流大小A3，其中，A1＜A2＜A3；
若A＜A1，所述基准可调电阻单元确定设定基准电压U＝Y1；
若A1≤A＜A2，所述基准可调电阻单元确定设定基准电压U＝Y2；
若A2≤A＜A3，所述基准可调电阻单元确定设定基准电压U＝Y3；
若A≥A3，所述基准可调电阻确定设定基准电压U＝Y4；
其中，Yi表示电压大小，Y1＜Y2＜Y3＜Y4，设定i＝1,2,3,4。
具体而言，本发明通过将电流A与预设电流大小进行比较以确定采样电路的设定基准电压U，从而能够根据电流大小对设定基准电压进行适当调整，进而能够避免在双重故障下的持续输出，有效避免了因故障引起的过载输出导致的安全隐患。
具体而言，所述基准可调电阻确定设定基准电压U时，所述控制单元9将所述采样芯片1获取的供电电路的采样输出电压设置为UO，设置完成时，所述比较芯片3将采样电路输出电压U0与设定基准电压U进行比较以确定输出的电平信号；
若U0＜U，所述比较芯片3经过运放输出高电平信号；
若U0≥U，所述比较芯片3经过运放输出低电平信号。
本实施例中，本实施例中运放表示运算放大器。
具体而言，本发明通过将采样电路输出电压U0与设定基准电压U进行比较以确定输出的电平信号，从而能够对供电电路的电路情况进行准确判定，进而能够避免在双重故障下的持续输出，有效避免了因故障引起的过载输出导致的安全隐患。
具体而言，所述比较芯片3经过运放输出高电平信号时，该信号经过所述D触发芯片4输出是低电平信号，同时，该信号经过所述非门触发芯片5输出低电平信号，两路低电平信号再经过所述与门触发芯片6逻辑转化后输出低电平信号，所述供电继电器7和所述控制板信号反馈单元8停止工作。
具体而言，所述与门触发芯片6逻辑转化后输出低电平信号时，所述低电平信号分两路，一路给三极管，该低电平信号给三极管不能导通，所述供电继电器7不能供电，供电电路停止供电；另外一路反馈给所述非门触发芯片5取反输出报警信号，三极管导通，所述控制板信号反馈单元8输出常闭状态，所述控制板保护，停止输出信号，同时，LED灯14亮起。
本实施例中，三极管是一种控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。所述报警信号为高电平信号。
具体而言，本发明的保护电路在异常状态时，一路控制供电继电器7停止供电，另外一路反馈给非门触发芯片5取反输出报警信号，控制板保护，停止输出信号，同时，LED灯14亮起，从而能够避免在双重故障下的持续输出，有效避免了因故障引起的过载输出导致的安全隐患。
具体而言，所述比较芯片3经过运放输出低电平信号时，该信号经过所述D触发芯片4输出是高电平信号，同时，该信号经过所述非门触发芯片5输出高电平信号，两路高电平信号再经过所述与门触发芯片6逻辑转化后输出高电平信号，所述供电继电器7和所述控制板信号反馈单元8正常运行。
具体而言，所述与门触发芯片6逻辑转化后输出高电平信号时，所述高电平信号分两路，一路给所述供电继电器7供电以使供电电路正常运行；另外一路反馈给所述非门触发芯片5输出低电平，同时，输出信号继电器10不导通，所述控制板信号反馈单元8输出正常状态，所述控制板不保护，继续输出信号。
具体而言，本发明的保护电路在正常状态时，一路控制供电继电器7正常供电，另外一路反馈给非门触发芯片5输出低电平，输出信号继电器10不导通，控制板信号反馈单元8输出正常状态，控制板不保护，继续输出信号。从而能够从而能够避免在双重故障下的持续输出，有效避免了因故障引起的过载输出导致的安全隐患。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种保护电路，其特征在于，包括：
采样芯片，用以收集供电电路的信息以得到采样信息，包括采样电路输出电压和设定基准电压；
基准可调电阻单元，其与输入电压单元连接，用以设置保护电路预设过载基准点以得到设定基准电压；
比较芯片，其分别与所述采样芯片和所述基准可调电阻单元连接，用以将采样电路输出电压和设定基准电压进行比较并根据比较结果输出电平信号；
D触发芯片，其与所述比较芯片连接，用以将比较芯片输出的电平信号进行处理并输出处理后的电平信号；
非门触发芯片，其与所述比较芯片连接，用以将比较芯片输出的电平信号进行处理并输出处理后的电平信号；
与门触发芯片，其分别与所述D触发芯片和所述非门触发芯片连接，用以将D触发芯片和非门触发芯片输出的电平信号进行逻辑转化后输出电平信号；
供电继电器，其与所述与门触发芯片连接，用以控制供电电路的供电开启/关闭；
控制板信号反馈单元，其与所述非门触发芯片和与门触发芯片连接，用以输出继电器状态并将继电器状态信息传递至控制单元；
控制单元，其与所述控制板信号反馈单元连接，用以对所述保护电路进行软件控制，其内设置有控制板，用以对供电电路进行保护；
所述保护电路串联到供电电路时，所述控制单元获取供电电路的电流A，所述基准可调电阻单元根据供电电路中的电流大小确定设定基准电压U，所述比较芯片将获取的采样电路输出电压U0与设定基准电压U进行比较以确定输出的电平信号，该电平信号同时经过所述D触发芯片和所述非门触发芯片处理后再经过与门触发芯片进行逻辑转化输出，若为正常状态，则所述供电继电器和所述控制板信号反馈单元正常运行，若为异常状态，则所述供电继电器和所述控制板信号反馈单元停止工作；
所述保护电路串联到供电电路时，所述控制单元获取供电电路的电流A，获取完成时，控制单元将电流A与预设电流大小进行比较以确定采样电路的设定基准电压U；
其中，所述控制单元设置有预设电流大小，包括第一预设电流大小A1,第二预设电流大小A2和第三预设电流大小A3，其中，A1＜A2＜A3；
若A＜A1，所述基准可调电阻单元确定设定基准电压U＝Y1；
若A1≤A＜A2，所述基准可调电阻单元确定设定基准电压U＝Y2；
若A2≤A＜A3，所述基准可调电阻单元确定设定基准电压U＝Y3；
若A≥A3，所述基准可调电阻确定设定基准电压U＝Y4；
其中，Yi表示电压大小，Y1＜Y2＜Y3＜Y4，设定i＝1,2,3,4。
2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述基准可调电阻确定设定基准电压U时，所述控制单元将所述采样芯片获取的供电电路的采样输出电压设置为UO，设置完成时，所述比较芯片将采样电路输出电压U0与设定基准电压U进行比较以确定输出的电平信号；
若U0＜U，所述比较芯片经过运放输出高电平信号；
若U0≥U，所述比较芯片经过运放输出低电平信号。
3.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述比较芯片经过运放输出高电平信号时，该信号经过所述D触发芯片输出是低电平信号，同时，该信号经过所述非门触发芯片输出低电平信号，两路低电平信号再经过所述与门触发芯片逻辑转化后输出低电平信号，所述供电继电器和所述控制板信号反馈单元停止工作。
4.根据权利要求3所述的保护电路，其特征在于，所述与门触发芯片逻辑转化后输出低电平信号时，所述低电平信号分两路，一路给三极管，该低电平信号给三极管不能导通，所述供电继电器不能供电，供电电路停止供电；另外一路反馈给所述非门触发芯片取反输出报警信号，三极管导通，所述控制板信号反馈单元输出常闭状态，所述控制板保护，停止输出信号，同时，LED灯亮起。
5.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述比较芯片经过运放输出低电平信号时，该信号经过所述D触发芯片输出是高电平信号，同时，该信号经过所述非门触发芯片输出高电平信号，两路高电平信号再经过所述与门触发芯片逻辑转化后输出高电平信号，所述供电继电器和所述控制板信号反馈单元正常运行。
6.根据权利要求5所述的保护电路，其特征在于，所述与门触发芯片逻辑转化后输出高电平信号时，所述高电平信号分两路，一路给所述供电继电器供电以使供电电路正常运行；另外一路反馈给所述非门触发芯片输出低电平，同时，输出信号继电器不导通，所述控制板信号反馈单元输出正常状态，所述控制板不保护，继续输出信号。
7.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述保护电路还包括输出信号继电器和输出电压单元，所述输出信号继电器分别与所述非门触发芯片和所述输出电压单元连接，输出信号继电器用以进行输出信号传输，输出电压单元用以进行供电电路输出。
8.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述保护电路还包括电压切换继电器和输入电压单元，所述输入电压单元分别与所述供电继电器和所述电压切换继电器连接，电压切换继电器用以进行电压切换，输入电压单元用以连接输入电路以完成供电输入。
9.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述保护电路还包括LED灯，其与所述控制板信号反馈单元连接，用以在输出报警信号时亮起提示。
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