CN115189327A - 一种负载过流保护装置 - Google Patents

一种负载过流保护装置 Download PDF

Info

Publication number
CN115189327A
CN115189327A CN202210835686.0A CN202210835686A CN115189327A CN 115189327 A CN115189327 A CN 115189327A CN 202210835686 A CN202210835686 A CN 202210835686A CN 115189327 A CN115189327 A CN 115189327A
Authority
CN
China
Prior art keywords
resistor
load
circuit
overcurrent
overcurrent protection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210835686.0A
Other languages
English (en)
Inventor
张�杰
黄美娟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Automotive Innovation Corp
Original Assignee
China Automotive Innovation Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Automotive Innovation Corp filed Critical China Automotive Innovation Corp
Priority to CN202210835686.0A priority Critical patent/CN115189327A/zh
Publication of CN115189327A publication Critical patent/CN115189327A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R19/16576—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing DC or AC voltage with one threshold
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency 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
    • H02H3/087—Emergency 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 for dc applications

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

本申请公开一种负载过流保护装置，该装置包括：过流检测电路、阈值比较电路和过流保护电路；过流检测电路的输入端与负载连接，过流检测电路用于检测负载的输出电压值，并对检测到的输出电压值进行放大，输出放大后的待检测电压值；过流检测电路的输出端与阈值比较电路的输入端连接，阈值比较电路的输出端与过流保护电路的输入端连接；阈值比较电路用于在阈值比较电路的输入端对应的待检测电压值大于预设电压阈值的情况下，向过流保护电路发送表征负载过流的第一电信号，以使过流保护电路输出与第一电信号对应的第一控制信号，利用本申请提供的技术方案可以实现对负载过流的精准检测，且布局简单、占用资源少，便于广泛应用。

Description

一种负载过流保护装置
技术领域
本申请涉及汽车电子控制中的负载过流检测技术领域，特别涉及一种负载过流保护装置。
背景技术
现有车辆多为电子控制单元驱动，即若干控制器驱动车辆上的负载工作，在驱动负载正常工作的过程中，时常伴随着负载过流的情况发生，若无法及时对负载进行过流检测，则导致驱动装置和负载由于过流而被损坏，进而致使电子控制器失效，无法正常驱动车辆行驶。
因此，需要一种用于检测负载过流的技术方案，然而现有技术中，常常采用集成负载驱动电路，其中，集成负载驱动电路中包括携带过流关闭功能的集成负载驱动芯片，通过集成负载驱动芯片采集控制负载电源的导通与关闭，从而实现负载电路的过流保护，但是采用此种方式，存在以下不足：
1)成本高；特别是目前芯片供应链紧张，芯片价格普遍上涨的大环境下，使用预驱动的集成芯片对于产品的成本压力很大；
2)体积大；芯片集成化封装，一般体积都较大，在电路板上布置难度高，不利于产品小型化，布置不灵活；
3)控制复杂；一般集成的负载过流检测电路都是需要通过通信的方式驱动，占用单片机硬件资源，对时序要求比较高。
因此，需要一种改进的负载过流保护装置的技术方案，以解决上述技术问题。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本申请实施例提供了一种负载过流保护装置的技术方案，其所述技术方案如下：
本申请提供了一种负载过流保护装置，包括过流检测电路、阈值比较电路和过流保护电路；
所述过流检测电路的输入端与负载连接，所述过流检测电路用于检测所述负载的输出电压值，并对检测到的所述输出电压值进行放大，输出放大后的待检测电压值；
所述过流检测电路的输出端与所述阈值比较电路的输入端连接，所述阈值比较电路的输出端与所述过流保护电路的输入端连接；
所述阈值比较电路用于在所述阈值比较电路的输入端对应的待检测电压值大于预设电压阈值的情况下，向所述过流保护电路发送表征负载过流的第一电信号，以使所述过流保护电路输出与所述第一电信号对应的第一控制信号。
进一步地，所述阈值比较电路还用于在所述阈值比较电路的输入端对应的所述待检测电压值小于预设电压阈值的情况下，向所述过流保护电路发送表征负载正常运行的第二电信号，以使所述过流保护电路输出与所述第二电信号对应的第二控制信号。
进一步地，所述过流检测电路包括第一过流检测电路；
所述第一过流检测电路的第一输入端与所述负载连接，所述第一过流检测电路的第二输入端与电源连接，所述第一过流检测电路的输出端与所述阈值比较电路的输入端连接；
所述第一过流检测电路用于检测所述负载的高电压端的输出电压值，所述高电压端用于表征所述负载与所述电源相连接的一端。
进一步地，所述第一过流检测电路包括第一检流电阻、第一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；
所述第一检流电阻串联在所述负载与所述电源之间；
所述第一检流电阻的一端、所述第一电阻与所述第一运算放大器的同相输入端依次连接；所述第一检流电阻的另一端、所述第三电阻与所述第一运算放大器的反相输入端依次连接；
所述第一运算放大器的输出端、所述第二电阻与所述第一运算放大器的反相输入端依次连接；
所述第二电阻与所述第一运算放大器的同相输入端连接。
进一步地，所述过流检测电路包括第二过流检测电路；
所述第二过流检测电路的第一输入端与所述负载连接，所述第二过流检测电路的第二输入端接地，所述第二过流检测电路的输出端与所述阈值比较电路的输入端连接；
所述第二过流检测电路用于检测所述负载的低电压端的输出电压值，所述低电压端用于表征所述负载接地的一端。
进一步地，所述第二过流检测电路包括第二检流电阻、第二运算放大器、第五电阻和第六电阻；
所述第二检流电阻的一端与所述负载连接，所述第二检流电阻的另一端接地；
所述第二检流电阻的一端还与所述第二运算放大器的同相输入端连接，所述第二检流电阻的另一端、所述第五电阻与所述第二运算放大器的反相输入端连接；
所述第二运算放大器的输出端、所述第六电阻与所述第一运算放大器的反相输入端依次连接。
进一步地，所述阈值比较电路包括电压比较器、第七电阻、第八电阻和可调变阻器；
所述第一运算放大器的输出端与所述第二运算放大器的输出端均与所述第七电阻的一端连接；
所述第七电阻的另一端与所述电压比较器的同相输入端连接；
所述第八电阻的一端与电源连接，所述第八电阻的另一端与所述电压比较器的反相输入端连接；
所述第八电阻与所述可调变阻器串联连接；
所述电压比较器的输出端与所述过流保护电路的输入端连接。
进一步地，所述过流保护电路包括第一过流保护电路；
所述第一过流保护电路包括第一三极管、第二三极管、第九电阻、第十电阻、第十一电阻和第十二电阻；
所述第九电阻的一端与所述电压比较器的输出端连接，所述第九电阻的另一端与所述第一三极管的基极连接；所述第一三极管的发射极、所述第十电阻与所述第一三极管的基极依次串联连接；
所述第一三极管的集电极、所述第十一电阻与所述第二三极管的基极依次串联连接；所述第二三极管的发射极、所述第十二电阻与所述第二三极管的基极依次串联连接；
所述第二三极管的集电极与所述电源连接。
进一步地，所述过流保护电路还包括第二过流保护电路；
所述第二过流保护电路包括第三三极管、第十三电阻和第十四电阻；
所述第十三电阻的一端与所述电压比较器的输出端连接，所述第十三电阻的另一端与所述第三三极管的基极连接，所述第三三极管的发射极、所述第十四电阻与所述第三三极管的基极依次串联连接；
所述第三三极管的集电极与所述负载连接。
进一步地，所述负载过流保护装置还包括单片机、第一场效晶体管和第二场效晶体管；
所述第一场效晶体管的源极与所述电源连接，所述第一场效晶体管的栅极与所述单片机的第一接口连接，所述第一场效晶体管的栅极还与所述第二三极管的集电极连接，所述第一场效晶体管的漏极与所述负载的一端连接；
所述第二场效晶体管的漏极与所述负载的另一端连接，所述第二场效晶体管的源极接地，所述第二场效晶体管的栅极与所述单片机的第二接口连接，所述第二场效晶体管的栅极还与所述第三三极管的集电极连接。
本申请提供的一种负载过流保护装置，具有如下技术效果：
本申请实施例通过设置过流检测电路、阈值比较电路和过流保护电路，实现对负载过流的检测以及对负载的实时保护，具体的，过流检测电路的输入端与负载连接，过流检测电路用于检测负载的输出电压值，并对检测到的输出电压值进行放大，输出放大后的待检测电压值；过流检测电路的输出端与阈值比较电路的输入端连接，阈值比较电路的输出端与过流保护电路的输入端连接；阈值比较电路用于在阈值比较电路的输入端对应的待检测电压值大于预设电压阈值的情况下，向过流保护电路发送表征负载过流的第一电信号，以使过流保护电路输出与第一电信号对应的第一控制信号，利用本申请提供的技术方案可以实现对负载过流的精准检测，且具有响应速度快、布局简单和占用资源少等优势，便于广泛应用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种负载过流保护装置的结构示意图；
其中，附图标记对应为：10-第一过流检测电路；11-第一检流电阻；12-第一运算放大器；13-第一电阻；14-第二电阻；15-第三电阻；16-第四电阻；20-第二过流检测电路；21-第二检流电阻；22-第二运算放大器；23-第五电阻；24-第六电阻；30-阈值比较电路；31-电压比较器；32-第七电阻；33-第八电阻；34-可调变阻器；40-第一过流保护电路；41-第一三极管；42-第二三极管；43-第九电阻；44-第十电阻；45-第十一电阻；46-第十二电阻；50-第二过流保护电路；51-第三三极管；52-第十三电阻；53-第十四电阻；60-单片机；61-第一接口；62-第二接口；70-第一场效晶体管；71-第二场效晶体管；80-第十五电阻；81-第十六电阻；90-负载。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
请参阅图1，其所示为本申请实施例提供的一种负载过流保护装置的结构示意图，下面结合图1对本申请的技术方案进行详细描述。
本申请实施例提供了一种负载过流保护装置，具体包括过流检测电路、阈值比较电路30和过流保护电路。
其中，过流检测电路的输入端与负载90连接，过流检测电路用于检测负载90的输出电压值，并对检测到的输出电压值进行放大，输出放大后的待检测电压值；过流检测电路的输出端与阈值比较电路30的输入端连接，阈值比较电路30的输出端与过流保护电路的输入端连接；阈值比较电路30用于在阈值比较电路30的输入端对应的待检测电压值大于预设电压阈值的情况下，向过流保护电路发送表征负载过流的第一电信号，以使过流保护电路输出与第一电信号对应的第一控制信号。
在本申请实施例中，负载90可以为电感、电磁阀、电机、灯和喇叭等，通过设置过流检测电路、阈值比较电路30和过流保护电路，实现对负载过流的精准检测以及对负载的实时保护，具体的，过流检测电路用于检测负载90的输出电压值，并对检测到的输出电压值进行放大，以便提高对负载过流的精准检测，即使负载产生极小的过流值时，也能够及时实现对负载过流的精准检测，通过阈值比较电路30对过流检测电路输出的待检测电压值与预设电压阈值进行判断，以便在过流检测电路输出的待检测电压值大于预设电压阈值的情况下，即负载处于过流状态，向过流保护电路发送表征负载过流的第一电信号，以便过流保护电路输出第一控制信号，根据第一控制信号中断负载电源与负载以及负载控制端与负载间的连接，实现对负载90的精准保护，同时，在过流检测电路、阈值比较电路30和过流保护电路中，仅仅使用电阻、三极管、运算放大器、场效晶体管和电压比较器等简单器件，具有响应速度快、布局简单、成本低、检测稳定和占用资源少等优势，且不易受外界环境的影响，便于广泛的应用。
在实际应用中，第一电信号为高电平检测信号，当阈值比较电路30输出高电平检测信号时，表明负载90处于过流状态，即待检测电压值大于预设电压阈值，其中，预设电压阈值表征与负载90的临界电压值相对应的电压阈值，阈值比较电路30并将高电平检测信号传输至过流保护电路，以便过流保护电路输出与高电平检测信号对应的第一控制信号，示例性的，第一控制信号用于关闭单片机中的输出接口与负载90间的连通关系以及负载电源与负载90间的连通关系。
在一个可选的实施方式中，阈值比较电路30还用于在阈值比较电路30的输入端对应的待检测电压值小于预设电压阈值的情况下，向过流保护电路发送表征负载90正常运行的第二电信号，以使过流保护电路输出与第二电信号对应的第二控制信号。
具体的，第二电信号为低电平检测信号，当阈值比较电路30输出低电平检测信号时，表明负载90能够正常运行，即待检测电压值小于预设电压阈值，阈值比较电路30并将低电平检测信号传输至过流保护电路，以便过流保护电路输出与低电平检测信号对应的第二控制信号，示例性的，第二控制信号用于确保单片机中的输出接口与负载90间一直处于连通状态以及负载电源与负载90间一直处于连通状态。
在一个可选的实施方式中，过流检测电路包括第一过流检测电路10，其中，第一过流检测电路10的第一输入端与负载90连接，第一过流检测电路10的第二输入端与电源连接，第一过流检测电路10的输出端与阈值比较电路30的输入端连接；第一过流检测电路10用于检测负载90的高电压端的输出电压值，高电压端用于表征负载90与电源相连接的一端。
在一个可选的实施方式中，第一过流检测电路10包括第一检流电阻11、第一运算放大器12、第一电阻13、第二电阻14、第三电阻15和第四电阻16；其中，第一检流电阻11串联在负载90与电源之间；第一检流电阻11的一端、第一电阻13与第一运算放大器12的同相输入端依次连接；第一检流电阻11的另一端、第三电阻15与第一运算放大器12的反相输入端依次连接；第一运算放大器12的输出端、第二电阻14与第一运算放大器12的反相输入端依次连接；第二电阻14与第一运算放大器12的同相输入端连接。
在本申请实施例中，第一过流检测电路10用于检测负载90的高电压端的输出电压值，并对高电压端的输出电压值进行放大，进而确定与高电压端的输出电压值相匹配的第一待检测电压值，以使阈值比较电路30根据第一待检测电压值与第一预设电压阈值间的大小关系，向过流保护电路发送表征当前负载90工作状态的电信号，其中，第一预设电压阈值用于表征与负载90的高电压端的第一临界电压值相对应的电压阈值。
在一具体实施例中，通过第一过流检测电路10可以实现对负载90处于过流状态的精准检测且不会受到地电平的干扰，其中，引起负载90处于过流状态的原因可以为负载90处于短路状态或负载电路中的电流过大，在此需要说明的是，当负载90处于短路状态或负载电路中的电流过大的状态下，均可导致负载90处于过流的状态。
在实际的应用中，第一检流电阻11串联在负载电源与负载之间，用于检测负载90的高电压端的输出电压，即：第一检流电阻11两端的电压值根据负载90高电压端的输出电压的变化而变化，并利用由第一运算放大器12、第一电阻13、第二电阻14、第三电阻15和第四电阻16组成的第一差分放大电路采集第一检流电阻11两端的电压值，并对采集到的电压值进行放大，得到第一待检测电压值，进而实现对负载90高电压端的输出电压的检测，同时，使用第一差分放大电路对第一检流电阻11两端的电压值进行采集并放大，能够实现对负载90为较小过流值的精准检测，进而提高负载90的可靠性和安全性。
示例性的，在14与16阻值相等，以及13和15阻值相等时，第一过流检测电路10输出端的电压可以为：
Vout＝(R16*R11)I/R15
其中，Vout为第一过流检测电路10输出端的电压，I为流入第一运算放大器12的电流，R16为第四电阻16的阻值，R11为第一检流电阻11的阻值，R15为第三电阻15的阻值。
在另一实施例中，继续参见图1，过流检测电路还可以包括第二过流检测电路20，其中，第二过流检测电路20的第一输入端与负载90连接，第二过流检测电路20的第二输入端接地，第二过流检测电路20的输出端与阈值比较电路30的输入端连接；第二过流检测电路20用于检测负载90的低电压端的输出电压值，低电压端用于表征负载90接地的一端。
在一个可选的实施方式中，第二过流检测电路20包括第二检流电阻21、第二运算放大器22、第五电阻23和第六电阻24；其中，第二检流电阻21的一端与负载90连接，第二检流电阻21的另一端接地；第二检流电阻21的一端还与第二运算放大器22的同相输入端连接，第二检流电阻21的另一端、第五电阻23与第二运算放大器22的反相输入端连接；第二运算放大器22的输出端、第六电阻24与第一运算放大器12的反相输入端依次连接。
在本申请实施例中，第二过流检测电路20用于检测负载90的低电压端的输出电压值，并对低电压端的输出电压值进行放大，进而确定与低电压端的输出电压值相匹配的第二待检测电压值，以使阈值比较电路30根据第二待检测电压值与第二预设电压阈值间的大小关系，向过流保护电路发送表征当前负载90工作状态的电信号，其中，第二预设电压阈值用于表征与负载90的低电压端的第二临界电压值相对应的电压阈值。
在一具体实施例中，通过第二过流检测电路20可以实现对负载90处于过流状态的精准检测且共模电压较低，进而可以使用低成本的普通第二运算放大器22，便可以实现对负载过流的精准检测。
在实际的应用中，第二检流电阻21的一端接地，第二检流电阻21的另一端与负载连接，以便第二检流电阻21检测负载90的低电压端的输出电压，即，第二检流电阻21两端的电压值根据负载90低电压端的输出电压的变化而变化，并利用第二运算放大器22、第五电阻23和第六电阻24组成第二差分放大电路采集第二检流电阻21两端的电压值，并对采集到的电压值进行放大，得到第二待检测电压值，进而实现对负载90低电压端的输出电压的检测，同时，使用第二差分放大电路对第二检流电阻21两端的电压值进行采集并放大，能够实现对负载90为较小过流值的精准检测，进而提高负载90的可靠性和安全性。
示例性的，第二过流检测电路20输出端的电压可以为：
Uc＝I*(R23+R24)/R21*R23
其中，Uc为第二过流检测电路20输出端的电压，I为流入第二运算放大器22的电流，R21为第二检流电阻21的阻值，R23为第五电阻23的阻值，R24为第六电阻24的阻值。
需要说明的是，第一过流检测电路10和第二过流检测电路20可以同时设定，也可以单独设定，在此不做具体的限定。
在一个可选的实施方式中，阈值比较电路30包括电压比较器31、第七电阻32、第八电阻33和可调变阻器34；其中，第一运算放大器12的输出端与第二运算放大器22的输出端均与第七电阻32的一端连接；第七电阻32的另一端与电压比较器31的同相输入端连接；第八电阻33的一端与电源连接，第八电阻33的另一端与电压比较器31的反相输入端连接；第八电阻33与可调变阻器34串联连接；电压比较器31的输出端与过流保护电路的输入端连接。
在本申请实施例中，阈值比较电路30输入端的电压值与第一过流检测电路10输出端的电压值相等，即与第一待检测电压值相等，进而通过阈值比较电路30确定第一待检测电压值与第一预设电压阈值间的大小关系，并向过流保护电路发送与大小关系相对应的电信号；或者，阈值比较电路30输入端的电压值与第二过流检测电路20输出端的电压值相等，即与第二待检测电压值相等，进而通过阈值比较电路30确定第二待检测电压值与第二预设电压阈值间的大小关系，并向过流保护电路发送与大小关系相对应的电信号。
在实际的应用中，以阈值比较电路30输入端的电压值与第一过流检测电路10输出端的电压值相等的情况为例，对阈值比较电路30的功能进行详细说明。
在阈值比较电路30中，通过调节可调变阻器34的阻值设定所需的过流门限阈值，即第一预设电压阈值，电压比较器31是对输入信号进行鉴别与比较的器件，可以理解为，电压比较器31用于比较同相输入端电压值与反相输入端电压值的大小，进而输出相应的电信号。需要说明的是，电压比较器31包括正相输入端和反相输入端，当正相输入端的电压高于反相输入端的电压，输出高电压；反相输入端的电压高于正相输入端的电压，输出低电压，其中，电压比较器31中的正相输入端如图1中电压比较器31的“+”输入端，电压比较器31中的反相输入端如图1中电压比较器31的“-”输入端。
具体的，当电压比较器31的正相输入端的电压值大于反相输入端的电压值时，即，第一待检测电压值大于第一预设电压阈值时，电压比较器31输出高电平检测信号，表明负载90处于过流的状态；当电压比较器31的正相输入端的电压值小于反相输入端的电压值时，即，第一待检测电压值小于第一预设电压阈值时，电压比较器31输出低电平检测信号，表明负载90处于正常工作的状态，进而通过设置阈值比较电路30，确定负载90所处的工作状态，同时，通过调节可调变阻器34设置过流门限阈值，配置简单，且成本较低，可适用于多种应用场合。
在一个可选的实施方式中，过流保护电路包括第一过流保护电路40；其中，第一过流保护电路40包括第一三极管41、第二三极管42、第九电阻43、第十电阻44、第十一电阻45和第十二电阻46；第九电阻43的一端与电压比较器31的输出端连接，第九电阻43的另一端与第一三极管41的基极连接；第一三极管41的发射极、第十电阻44与第一三极管41的基极依次串联连接；第一三极管41的集电极、第十一电阻45与第二三极管42的基极依次串联连接；第二三极管42的发射极、第十二电阻46与第二三极管42的基极依次串联连接；第二三极管42的集电极与电源连接。
在一个可选的实施方式中，负载过流保护装置还包括单片机60、第一场效晶体管70和第二场效晶体管71；其中，第一场效晶体管70的源极与电源连接，第一场效晶体管70的栅极与单片机60的第一接口61连接，第一场效晶体管70的栅极还与第二三极管42的集电极连接，第一场效晶体管70的漏极与负载90的一端连接；第二场效晶体管71的漏极与负载90的另一端连接，第二场效晶体管71的源极接地，第二场效晶体管71的栅极与单片机60的第二接口62连接，第二场效晶体管71的栅极还与第三三极管51的集电极连接。
在本申请实施例中，第一过流保护电路40的输入端与阈值比较电路30的输出端连接，以便接收阈值比较电路30发送的电信号，并输出与电信号相对应的控制信号，以便根据控制信号中断负载电源与负载以及负载控制端与负载间的连接，实现对负载90的精准保护。
具体的，当负载90处于过流状态的情况时，阈值比较电路30向第一过流保护电路40输出高电平检测信号，在第一过流保护电路40接收到高电平检测信号时，由于第一三极管41为NPN型三极管且发射极接地，第一三极管41导通，即第一三极管41的基极的电压值大于发射极的电压值，此时，第一三极管41的集电极被接地的发射极拉为低电平。第二三极管42的基极与第一三极管41的集电极连接，以使第二三极管42的基极电压为低电平，其中，第二三极管42为PNP型三极管，且第二三极管42的发射极与电源连接，以使第二三极管42处于导通的状态，即第二三极管42的发射极的电压值大于基极的电压值，此时，第二三极管42的集电极被与电源连接的发射极拉为高电平，即电源电压。
在第二三极管42处于导通的状态的情况下，由于第一场效晶体管70的栅极与第二三极管42的集电极连接，因此，第一场效晶体管70的栅极为电源电压，同时，第一场效晶体管70的源极与电源连接且第一场效晶体管70为P沟道场效晶体管，第一场效晶体管70处于断开的状态，电源无法通过第一场效晶体管70向负载90供电，由于单片机60的第一接口61通过第一场效晶体管70与负载90连接，此时，单片机60无法通过第一场效晶体管70向负载90传输信号，进而中断单片机60与负载90间的连接以及负载电源与负载90间的连接，实现对负载90的精准保护。
在另一实施例中，当负载90处于正常工作状态的情况时，单片机60通过第一接口61输出低电平，由于单片机60的第一接口61与第一场效晶体管70的栅极连接，因此，第一场效晶体管70的栅极电压为低电平，第一场效晶体管70则处于导通状态，以使电源与负载90间为连通状态，便于电源对负载90提供电能，以及单片机60通过第一接口61控制负载回路的导通或断开。
需要说明的是，第一接口61可以为I/O0，用于输出高电平或低电平，控制负载回路的导通或断开。
在另一个可选的实施方式中，过流保护电路还包括第二过流保护电路50；其中，第二过流保护电路50包括第三三极管51、第十三电阻52和第十四电阻53；第十三电阻52的一端与电压比较器31的输出端连接，第十三电阻52的另一端与第三三极管51的基极连接，第三三极管51的发射极、第十四电阻53与第三三极管51的基极依次串联连接；第三三极管51的集电极与负载90连接。
在本申请实施例中，第二过流保护电路50的输入端与阈值比较电路30的输出端连接，以便接收阈值比较电路30发送的电信号，并输出与电信号相对应的控制信号，以便根据控制信号中断负载控制端与负载间的连接，实现对负载90的精准保护。
具体的，当负载90处于过流状态的情况时，阈值比较电路30向第二过流保护电路50输出高电平检测信号，在第二过流保护电路50接收到高电平检测信号时，由于第三三极管51为NPN型三极管且发射极接地，第三三极管51导通，即第三三极管51的基极的电压值大于发射极的电压值，此时，第三三极管51的集电极被接地的发射极拉为低电平。由于第三三极管51的集电极与第二场效晶体管71的栅极连接，因此，第二场效晶体管71的栅极电压为低电平，同时，第二场效晶体管71的源极接地且第二场效晶体管71为N沟道场效晶体管，以使第二场效晶体管71处于断开的状态，由于单片机60的第二接口62与第二场效晶体管71的栅极连接，此时，单片机60无法通过第二场效晶体管71向负载90传输信号，进而中断单片机60与负载90间的连接，进一步实现对负载90的精准保护。
在另一实施例中，当负载90处于正常工作状态的情况时，单片机60通过第二接口62输出高电平，由于单片机60的第二接口62与第二场效晶体管71的栅极连接，因此，第二场效晶体管71的栅极电压为高电平，第二场效晶体管71则处于导通状态，以使单片机60通过第二接口62与负载90为连通状态，便于单片机60通过第二接口62控制负载回路的导通或断开。
需要说明的是，第二接口62可以为I/O1，用于通过控制PWM的频率或者占空比来控制流过负载90的电流大小。
以下结合图1，介绍本申请的一个具体实施例提供的一种负载过流保护装置。
该负载过流保护装置包括过流检测电路、阈值比较电路30和过流保护电路，其中，过流检测电路包括第一过流检测电路10和第二过流检测电路20，第一过流检测电路10包括第一检流电阻11、第一运算放大器12、第一电阻13、第二电阻14、第三电阻15和第四电阻16；第二过流检测电路20包括第二检流电阻21、第二运算放大器22、第五电阻23和第六电阻24；阈值比较电路30包括电压比较器31、第七电阻32、第八电阻33和可调变阻器34；过流保护电路包括第一过流保护电路40和第二过流保护电路50；第一过流保护电路40包括第一三极管41、第二三极管42、第九电阻43、第十电阻44、第十一电阻45和第十二电阻46；第二过流保护电路50包括第三三极管51、第十三电阻52和第十四电阻53；负载过流保护装置还包括单片机60、第一场效晶体管70和第二场效晶体管71。
上述器件的电路结构如下所述：第一场效晶体管70的源极与电源连接，第一场效晶体管70的栅极与单片机60的第一接口61连接，第一场效晶体管70的栅极还与第二三极管42的集电极连接，第一场效晶体管70的漏极与负载90的一端连接；第二场效晶体管71的漏极与负载90的另一端连接，第二场效晶体管71的源极接地，第二场效晶体管71的栅极与单片机60的第二接口62连接，第二场效晶体管71的栅极还与第三三极管51的集电极连接；第一检流电阻11串联在负载90与电源之间；第一检流电阻11的一端、第一电阻13与第一运算放大器12的同相输入端依次连接；第一检流电阻11的另一端、第三电阻15与第一运算放大器12的反相输入端依次连接；第一运算放大器12的输出端、第二电阻14与第一运算放大器12的反相输入端依次连接；第二电阻14与第一运算放大器12的同相输入端连接；第二检流电阻21的一端与负载90连接，第二检流电阻21的另一端接地；第二检流电阻21的一端还与第二运算放大器22的同相输入端连接，第二检流电阻21的另一端、第五电阻23与第二运算放大器22的反相输入端连接；第二运算放大器22的输出端、第六电阻24与第一运算放大器12的反相输入端依次连接；第一运算放大器12的输出端与第二运算放大器22的输出端均与第七电阻32的一端连接；第七电阻32的另一端与电压比较器31的同相输入端连接；第八电阻33的一端与电源连接，第八电阻33的另一端与电压比较器31的反相输入端连接；第八电阻33与可调变阻器34串联连接；电压比较器31的输出端与过流保护电路的输入端连接；第九电阻43的一端与电压比较器31的输出端连接，第九电阻43的另一端与第一三极管41的基极连接；第一三极管41的发射极、第十电阻44与第一三极管41的基极依次串联连接；第一三极管41的集电极、第十一电阻45与第二三极管42的基极依次串联连接；第二三极管42的发射极、第十二电阻46与第二三极管42的基极依次串联连接；第二三极管42的集电极与电源连接；第十三电阻52的一端与电压比较器31的输出端连接，第十三电阻52的另一端与第三三极管51的基极连接，第三三极管51的发射极、第十四电阻53与第三三极管51的基极依次串联连接；第三三极管51的集电极与负载90连接。
基于上述电路结构，通过第一检流电阻11检测负载90的高电压端的输出电压，并利用由第一运算放大器12、第一电阻13、第二电阻14、第三电阻15和第四电阻16组成的第一差分放大电路采集第一检流电阻11两端的电压值，并对采集到的电压值进行放大，得到第一待检测电压值，同时将第一待检测电压值传输至阈值比较电路30，当负载90处于过流状态的情况下，阈值比较电路30分别向第一过流保护电路40和第二过流保护电路50输出高电平检测信号，以使在第一过流保护电路40接收到高电平检测信号时，第一三极管41和第二三极管42均处于导通状态，进而使得第一场效晶体管70处于断开的状态，电源无法通过第一场效晶体管70向负载90供电，由于单片机60的第一接口61通过第一场效晶体管70与负载90连接，此时，单片机60无法通过第一场效晶体管70向负载90传输信号，进而中断单片机60与负载90间的连接以及负载电源与负载90间的连接，实现对负载90的精准保护。
或者，通过第二检流电阻21检测负载90的低电压端的输出电压，利用第二运算放大器22、第五电阻23和第六电阻24组成第二差分放大电路采集第二检流电阻21两端的电压值，并对采集到的电压值进行放大，得到第二待检测电压值，同时将第二待检测电压值传输至阈值比较电路30，当负载90处于过流状态的情况下，阈值比较电路30分别向第一过流保护电路40和第二过流保护电路50输出高电平检测信号，以使在第一过流保护电路40接收到高电平检测信号时，第一三极管41和第二三极管42均处于导通状态，进而使得第一场效晶体管70处于断开的状态，电源无法通过第一场效晶体管70向负载90供电，由于单片机60的第一接口61通过第一场效晶体管70与负载90连接，此时，单片机60无法通过第一场效晶体管70向负载90传输信号，进而中断单片机60与负载90间的连接以及负载电源与负载90间的连接，实现对负载90的精准保护。
由本申请实施例的上述技术方案可见，本申请实施例通过设置过流检测电路、阈值比较电路和过流保护电路，实现对负载过流的检测以及对负载的实时保护，具体的，过流检测电路的输入端与负载连接，过流检测电路用于检测负载的输出电压值，并对检测到的输出电压值进行放大，输出放大后的待检测电压值；过流检测电路的输出端与阈值比较电路的输入端连接，阈值比较电路的输出端与过流保护电路的输入端连接；阈值比较电路用于在阈值比较电路的输入端对应的待检测电压值大于预设电压阈值的情况下，向过流保护电路发送表征负载过流的第一电信号，以使过流保护电路输出与第一电信号对应的第一控制信号，利用本申请提供的技术方案可以实现对负载过流的精准检测，且具有响应速度快、布局简单和占用资源少等优势，便于广泛应用。
本申请实施例中还提供了一种车辆，所述车辆包括上述负载过流保护装置，所以在本申请实施例中的车辆应具有上述负载过流保护装置的技术效果，在此不再赘述。
虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种负载过流保护装置，其特征在于，包括：过流检测电路、阈值比较电路(30)和过流保护电路；
所述过流检测电路的输入端与负载(90)连接，所述过流检测电路用于检测所述负载(90)的输出电压值，并对检测到的所述输出电压值进行放大，输出放大后的待检测电压值；
所述过流检测电路的输出端与所述阈值比较电路(30)的输入端连接，所述阈值比较电路(30)的输出端与所述过流保护电路的输入端连接；
所述阈值比较电路(30)用于在所述阈值比较电路(30)的输入端对应的所述待检测电压值大于预设电压阈值的情况下，向所述过流保护电路发送表征负载过流的第一电信号，以使所述过流保护电路输出与所述第一电信号对应的第一控制信号。
2.根据权利要求1所述的负载过流保护装置，其特征在于，所述阈值比较电路(30)还用于在所述阈值比较电路(30)的输入端对应的所述待检测电压值小于预设电压阈值的情况下，向所述过流保护电路发送表征负载(90)正常运行的第二电信号，以使所述过流保护电路输出与所述第二电信号对应的第二控制信号。
3.根据权利要求1所述的负载过流保护装置，其特征在于，所述过流检测电路包括第一过流检测电路(10)；
所述第一过流检测电路(10)的第一输入端与所述负载(90)连接，所述第一过流检测电路(10)的第二输入端与电源连接，所述第一过流检测电路(10)的输出端与所述阈值比较电路(30)的输入端连接；
所述第一过流检测电路(10)用于检测所述负载(90)的高电压端的输出电压值，所述高电压端用于表征所述负载(90)与所述电源相连接的一端。
4.根据权利要求3所述的负载过流保护装置，其特征在于，所述第一过流检测电路(10)包括第一检流电阻(11)、第一运算放大器(12)、第一电阻(13)、第二电阻(14)、第三电阻(15)和第四电阻(16)；
所述第一检流电阻(11)串联在所述负载(90)与所述电源之间；
所述第一检流电阻(11)的一端、所述第一电阻(13)与所述第一运算放大器(12)的同相输入端依次连接；所述第一检流电阻(11)的另一端、所述第三电阻(15)与所述第一运算放大器(12)的反相输入端依次连接；
所述第一运算放大器(12)的输出端、所述第二电阻(14)与所述第一运算放大器(12)的反相输入端依次连接；
所述第二电阻(14)与所述第一运算放大器(12)的同相输入端连接。
5.根据权利要求1所述的负载过流保护装置，其特征在于，所述过流检测电路包括第二过流检测电路(20)；
所述第二过流检测电路(20)的第一输入端与所述负载(90)连接，所述第二过流检测电路(20)的第二输入端接地，所述第二过流检测电路(20)的输出端与所述阈值比较电路(30)的输入端连接；
所述第二过流检测电路(20)用于检测所述负载(90)的低电压端的输出电压值，所述低电压端用于表征所述负载(90)接地的一端。
6.根据权利要求5所述的负载过流保护装置，其特征在于，所述第二过流检测电路(20)包括第二检流电阻(21)、第二运算放大器(22)、第五电阻(23)和第六电阻(24)；
所述第二检流电阻(21)的一端与所述负载(90)连接，所述第二检流电阻(21)的另一端接地；
所述第二检流电阻(21)的一端还与所述第二运算放大器(22)的同相输入端连接，所述第二检流电阻(21)的另一端、所述第五电阻(23)与所述第二运算放大器(22)的反相输入端连接；
所述第二运算放大器(22)的输出端、所述第六电阻(24)与所述第一运算放大器(12)的反相输入端依次连接。
7.根据权利要求4或6所述的负载过流保护装置，其特征在于，所述阈值比较电路(30)包括电压比较器(31)、第七电阻(32)、第八电阻(33)和可调变阻器(34)；
所述第一运算放大器(12)的输出端与所述第二运算放大器(22)的输出端均与所述第七电阻(32)的一端连接；
所述第七电阻(32)的另一端与所述电压比较器(31)的同相输入端连接；
所述第八电阻(33)的一端与电源连接，所述第八电阻(33)的另一端与所述电压比较器(31)的反相输入端连接；
所述第八电阻(33)与所述可调变阻器(34)串联连接；
所述电压比较器(31)的输出端与所述过流保护电路的输入端连接。
8.根据权利要求7所述的负载过流保护装置，其特征在于，所述过流保护电路包括第一过流保护电路(40)；
所述第一过流保护电路(40)包括第一三极管(41)、第二三极管(42)、第九电阻(43)、第十电阻(44)、第十一电阻(45)和第十二电阻(46)；
所述第九电阻(43)的一端与所述电压比较器(31)的输出端连接，所述第九电阻(43)的另一端与所述第一三极管(41)的基极连接；所述第一三极管(41)的发射极、所述第十电阻(44)与所述第一三极管(41)的基极依次串联连接；
所述第一三极管(41)的集电极、所述第十一电阻(45)与所述第二三极管(42)的基极依次串联连接；所述第二三极管(42)的发射极、所述第十二电阻(46)与所述第二三极管(42)的基极依次串联连接；
所述第二三极管(42)的集电极与所述电源连接。
9.根据权利要求8所述的负载过流保护装置，其特征在于，所述过流保护电路还包括第二过流保护电路(50)；
所述第二过流保护电路(50)包括第三三极管(51)、第十三电阻(52)和第十四电阻(53)；
所述第十三电阻(52)的一端与所述电压比较器(31)的输出端连接，所述第十三电阻(52)的另一端与所述第三三极管(51)的基极连接，所述第三三极管(51)的发射极、所述第十四电阻(53)与所述第三三极管(51)的基极依次串联连接；
所述第三三极管(51)的集电极与所述负载(90)连接。
10.根据权利要求9所述的负载过流保护装置，其特征在于，所述负载过流保护装置还包括单片机(60)、第一场效晶体管(70)和第二场效晶体管(71)；
所述第一场效晶体管(70)的源极与所述电源连接，所述第一场效晶体管(70)的栅极与所述单片机(60)的第一接口(61)连接，所述第一场效晶体管(70)的栅极还与所述第二三极管(42)的集电极连接，所述第一场效晶体管(70)的漏极与所述负载(90)的一端连接；
所述第二场效晶体管(71)的漏极与所述负载(90)的另一端连接，所述第二场效晶体管(71)的源极接地，所述第二场效晶体管(71)的栅极与所述单片机(60)的第二接口(62)连接，所述第二场效晶体管(71)的栅极还与所述第三三极管(51)的集电极连接。
CN202210835686.0A 2022-07-15 2022-07-15 一种负载过流保护装置 Pending CN115189327A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210835686.0A CN115189327A (zh) 2022-07-15 2022-07-15 一种负载过流保护装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210835686.0A CN115189327A (zh) 2022-07-15 2022-07-15 一种负载过流保护装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115189327A true CN115189327A (zh) 2022-10-14

Family

ID=83520185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210835686.0A Pending CN115189327A (zh) 2022-07-15 2022-07-15 一种负载过流保护装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115189327A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN211429601U (zh) 一种开路和短路检测电路及led开关电源控制系统
CN102340269A (zh) 直流电机正反转控制电路结构
EP4027160A1 (en) Universal plug status detection circuit
CN104033409B (zh) 风扇供电电路
CN209805408U (zh) 过流保护装置、功率因素校正电路和空调
CN115189327A (zh) 一种负载过流保护装置
CN106968978B (zh) 数据中心用风扇控制电路
CN210629083U (zh) 一种漏电保护装置及用电设备
CN114347790B (zh) 一种高压互锁检测电路及电子设备
CN215256931U (zh) 风扇调速电路、风扇装置及显示器系统
CN215072952U (zh) 一种aux输入电路及音频播放系统
CN210444203U (zh) 三相电机驱动电路
CN111427825B (zh) 一种串口电平转换电路
CN209200926U (zh) 一种软件自锁控制电源电路通断的系统
CN210923818U (zh) 应用于智能开关的故障电流检测装置
CN102193514B (zh) 输出入装置及具有该输出入装置的环境监控系统
CN201556108U (zh) 负载电流控制电路及装置
GB2427041A (en) Torque control device for electrical tools
CN117420815B (zh) 自诊断驱动输出电路、车辆和异常状态确定方法
CN110690683A (zh) 智能功率模块的过流保护电路及过流保护装置
CN215120095U (zh) 一种电源电路
CN205583660U (zh) 变频器的输出过流保护电路
CN220964329U (zh) 电源远端侦测错接自保护系统
CN221757470U (zh) 一种车载高边配电控制电路及车辆
CN220935154U (zh) 高边驱动器及电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination