CN116799746A - 保护电路、负载保护方法和保护系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种保护电路、负载保护方法和保护系统，保护电路包括供电开关电路、第一保护电路和第二保护电路。供电开关电路用于在接收到的工作信号的电流值满足第一预设条件时输出供电信号；第一保护电路与供电开关电路连接，用于连接负载，当供电信号的供电电流满足第二预设条件时，断开供电开关电路与负载之间的连接；第二保护电路与负载连接，用于采集负载的运行电流，当运行电流满足第三预设条件时，控制负载停止运行。上述的供电开关电路形成三级保护电路，各级保护电路对不同的供电位置中的电流值进行检测以对负载提供多级保护，提高了负载的安全性能。

Description

保护电路、负载保护方法和保护系统

技术领域

本申请涉及光伏跟踪支架技术领域，特别是涉及一种保护电路、负载保护方法和保护系统。

背景技术

光伏跟踪支架在实际运转中，会由于各种因素产生大电流，例如大风大雪造成的负载急剧变化，或者当光伏跟踪支架的结构发生损坏时，均会产生大电流。在实际使用过程中，由于电机是控制器主要负载，控制其中的其他工作电路均为微功耗电路，没有大电流的需求，因此大电流主要存在于电机。但是大电流会对电机以及其他工作电路造成危害，从而影响整个光伏跟踪支架的正常工作。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够电机安全性能的保护电路、负载保护方法和保护系统。

第一方面，本申请提供一种保护电路，所述保护电路包括：

供电开关电路，用于在接收到的工作信号的电流值满足第一预设条件时输出供电信号；

第一保护电路，与所述供电开关电路连接，用于连接负载，当所述供电信号的供电电流满足第二预设条件时，断开所述供电开关电路与所述负载之间的连接；

第二保护电路，用于与所述负载连接，以采集所述负载的运行电流，当所述运行电流满足第三预设条件时，控制所述负载停止运行。

在其中一个实施例中，所述第一预设条件为所述工作信号的电流值小于预设的电流阈值；所述供电开关电路用于连接外部供电源，并检测所述外部供电源输入的工作信号的电流值，当所述工作信号的电流值小于预设的电流阈值时，导通与所述第一保护电路之间的连接，以输出所述供电信号至所述第一保护电路。

在其中一个实施例中，所述供电开关电路还用于接收外部输入的第一配置指令；所述第一配置指令用于对所述电流阈值进行设置。

在其中一个实施例中，所述供电开关电路包括：

复位开关，与所述供电开关电路的输入端和输出端连接，用于在接收到复位信号时导通供电开关电路的输入端与输出端之间的连接，以使所述供电开关电路输出所述供电信号。

在其中一个实施例中，所述保护电路还包括：

控制开关，与所述外部供电源和所述供电开关电路连接，用于在接收到导通信号时，导通外部供电源与所述供电开关电路之间的连接。

在其中一个实施例中，所述第二预设条件包括与所述供电电流对应的供电电压大于第一阈值；所述第一保护电路包括：

开关模块，与所述供电开关电路连接；

第一采样模块，与所述开关模块连接，用于连接负载，在接收所述供电信号时，输出与所述供电电流对应的供电电压；

第一控制模块，与所述第一采样模块和所述开关模块连接，用于当所述供电电压大于第一阈值时，输出第一控制信号以控制所述开关模块断开所述供电开关电路与所述负载之间的连接。

在其中一个实施例中，所述第一控制模块包括：

第一比较电路，与所述第一采样模块连接，用于当所述供电电压的大于第一阈值时，输出第一锁止信号；

第一锁止电路，与所述第一比较电路和所述开关模块连接，用于将所述第一锁止信号转换为第一控制信号，以使所述开关模块断开与所述第一采样模块之间的连接。

在其中一个实施例中，所述第一比较电路包括：

第一信号处理电路，与所述第一采样模块连接，用于对所述供电电压进行运算放大处理；

第一比较单元，与所述第一信号处理模块连接，用于接收外部输入的第二配置指令以配置所述第一阈值，并比较运算放大处理后的所述供电电压和所述第一阈值的大小，当所述运算放大处理后的供电电压大于所述第一阈值时，输出所述第一锁止信号。

在其中一个实施例中，所述第三预设条件包括与所述运行电流对应的运行电压大于第二阈值；所述第二保护电路包括：

第二采样模块，与所述负载连接，用于获取并输出与所述运行电流对应的所述运行电压；

第二控制模块，与所述第二采样模块连接，用于当所述运行电压大于第二阈值时，输出第二控制信号；

驱动模块，与所述第二控制模块和负载连接，用于接收所述第二控制信号以停止驱动所述负载运行。

在其中一个实施例中，所述第二控制模块包括：

第二比较电路，与所述第二采样模块连接，用于当所述运行电压大于第二阈值时，输出第二锁止信号；

第二锁止电路，与所述第二比较电路和所述驱动模块连接，用于将所述第二锁止信号转换为第二控制信号，以控制所述驱动模块停止驱动所述负载运行。

在其中一个实施例中，所述第二比较电路包括：

第二信号处理电路，与所述第二采样模块连接，用于对所述运行电压进行运算放大处理；

第二比较单元，与所述第二信号处理电路和第二锁止电路连接，用于接收外部输入的第三配置指令以配置所述第二阈值，并比较所述运行电压和所述第二阈值的大小，当所述运算放大处理后的运行电压大于所述第二阈值时，输出所述第二锁止信号。

第二方面，本申请提供一种负载保护方法，应用于如上述的保护电路；包括：

在接收到的工作信号的电流值满足第一预设条件时输出供电信号；

当所述供电信号对应的供电电流满足第二预设条件时，断开所述保护电路中的供电开关电路与负载之间的连接；

采集所述负载的运行电流，当所述运行电流满足第三预设条件时，控制所述负载停止运行。

在其中一个实施例中，所述负载保护方法还包括：

在第一预设时间后输入复位信号至所述供电开关电路的复位开关，以使复位开关导通所述供电开关电路的输入端与输出端之间的连接，以使所述供电开关电路输出所述供电信号。

在其中一个实施例中，所述负载保护方法还包括：

在第二预设时间后输入导通信号至所述保护电路的控制开关，以导通外部供电源与所述供电开关电路之间的连接。

第三方面，本申请提供一种保护系统，包括：

如上述的保护电路；

电机，与所述保护电路连接，用于当所述保护电路接收的工作信号不满足第一预设条件，或供电信号的供电电流满足第二预设条件，或所述保护电路采集到的运行电流满足第三预设条件时停止运行。

在其中一个实施例中，所述第一预设条件包括所述工作信号的电流值小于预设电流阈值；所述第二预设条件包括与所述供电电流对应的供电电压大于第一阈值；所述第二预设条件包括与所述运行电流对应的运行电压大于第二阈值；所述保护系统还包括：

配置模块，分别与所述保护电路的供电开关电路、第一保护电路和第二保护电路连接，用于输出不同的配置指令以分别设置电流阈值、第一阈值和第二阈值；其中，所述电流阈值大于所述第一阈值，所述第一阈值大于所述第二阈值。

上述保护电路、负载保护方法和保护系统，保护电路包括供电开关电路、第一保护电路和第二保护电路。供电开关电路用于在接收到的工作信号的电流值满足第一预设条件时输出供电信号；第一保护电路与供电开关电路连接，用于连接负载，当供电信号的供电电流满足第二预设条件时，断开供电开关电路与负载之间的连接；第二保护电路与负载连接，用于采集负载的运行电流，当运行电流满足第三预设条件时，控制负载停止运行。本申请上述的供电开关电路，能够分别监测供电开关电路输入端接收的工作信号的电流值、供电开关输出端输出的供电信号的供电电流值以及负载的运行电流值，从而形成三级保护电路，对不同的供电位置中的电流值进行检测以对电机提供多级保护，提高了电机的安全性能。

附图说明

图1为一个实施例中保护电路的结构示意图；

图2为一个实施例中第一保护电路的结构示意图；

图3为一个实施例中开关模块的结构示意图；

图4为另一个实施例中第一控制模块的结构示意图；

图5为另一个实施例中第一锁止电路的结构示意图；

图6为一个实施例中第一比较电路的结构示意图；

图7为一个实施例中第一信号处理电路的结构示意图；

图8为一个实施例中第一比较单元的结构示意图；

图9为一个实施例中第二保护电路的结构示意图；

图10为一个实施例中第二控制模块的结构示意图；

图11为一个实施例中第二锁止电路的结构示意图；

图12为一个实施例中第二比较电路的结构示意图；

图13为一个实施例中第二信号处理电路的结构示意图；

图14为一个实施例中第二比较单元的结构示意图；

图15为一个实施例中负载保护方法的流程图；

图16为一个实施例中计算机设备的内部结构图；

图17为一个实施例中保护系统的结构示意图。

附图标记说明：

10：保护系统；100：保护电路；110：供电开关电路；120：第一保护电路；121：开关模块；122：第一采样模块；123：第一控制模块；1231：第一比较电路；610：第一信号处理电路；620：第一比较单元；1232：第一锁止电路；130：第二保护电路；131：第二采样模块；132：第二控制模块；1321：第二比较电路；1210：第二信号处理电路；1220：第二比较单元；1322：第二锁止电路；133：驱动模块；200：负载；210：电机。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

参阅图1，图1示出了本申请一实施例中的保护电路的结构示意图，本申请一实施例提供的保护电路100包括供电开关电路110、第一保护电路120和第二保护电路130。供电开关电路110用于在接收到的工作信号的电流值满足第一预设条件时输出供电信号；第一保护电路120与供电开关电路110连接，用于连接负载200，当供电信号的供电电流满足第二预设条件时，断开供电开关电路110与负载200之间的连接；第二保护电路130用于与负载200连接，以采集负载200的运行电流，当运行电流满足第三预设条件时，控制负载200停止运行。

其中，上述的供电开关电路110可以是开关电源。开关电源中内设有工作电路，输入端接收外部输入的工作信号以供工作电路进行工作，输出端输出由工作信号转换而来的供电信号。进一步地，供电开关电路110能够对输入端输入的工作信号进行直流转直流或者交流转直流变换。可以理解的是，上述的负载200可以是电机，也可以是电机和驱动电机工作的控制器中的其他工作电路。

上述的第一预设条件、第二预设条件和第三预设条件可以分别表示不同的阈值。可以理解的是，由于供电开关电路110直接连接供电源，第一预设条件表示的阈值最大，其次为第二预设条件表示的阈值，第三预设条件表示的阈值最小。示例性地，假设电机安全工作电流为小于或等于10A，在光伏跟踪支架实际工作过程中，电机的供电电流受多个位置的工作电路影响，可能存在不同程度的大电流输出，因此在不同的位置设置不同的电流值判断门限，如将第一预设条件设为工作信号的电流值小于或等于20A，将第二预设条件设为供电电流大于15A，将第三预设条件设为运行电流大于10A。当供电开关电路110接入的工作信号的电流值为25A时，供电开关电路110处于断开状态，此时第一保护电路120接收不到供电信号，负载200停止运行。当供电开关电路110接入的工作信号的电流值为18A时，供电开关电路110导通并正常工作，此时由于供电开关电路110自身正常工作需要分流，因此输出的供电信号的供电电流与其接收的工作信号的电流值不一致。当供电开关电路110输出的各点信号的电流值为16A时，第一保护电路120断开与电机的连接，因此16A的电流不会流向电机。当第二保护电路130采集到电机的运行电流为13A时，则控制控制器断电，从而使得控制器停止驱动电机运行，及时保护电机。可以理解的是，根据光伏跟踪支架的不同应用场景，电机的安全工作电流值有所不同，上述的第一预设条件、第二预设条件和第三预设条件也有所不同，本实施例中不对第一预设条件、第二预设条件和第三预设条件做出具体的限定。

在本实施例中，上述的供电开关电路110，能够分别监测供电开关电路110输入端接收的工作信号的电流值、供电开关输出端输出的供电信号的供电电流值以及负载200的运行电流值，从而形成三级保护电路，对电机提供多级保护，对不同的供电位置中的电流值进行检测以提高电机的安全性能。

在一个实施例中，第一预设条件为工作信号的电流值小于预设的电流阈值；供电开关电路用于连接外部供电源，并检测外部供电源输入的工作信号的电流值，当工作信号的电流值小于预设的电流阈值时，导通与第一保护电路之间的连接，以输出供电信号至第一保护电路。

本实施例中，将第一预设条件设为工作信号的电流值小于预设的电流阈值，从而使得供电开关电路形成一级保护电路，首先在供电开关电路中对输入的工作信号的电流值进行判断，只有当其小于预设的电流阈值时，才输出供电信号至第一保护电路，从而当大电流在供电开关电路中产生时，及时截止，不会使其输入至负载。

在一个实施例中，供电开关电路还用于接收外部输入的第一配置指令；第一配置指令用于对所述电流阈值进行设置。

示例性地，假设供电开关电路为开关电源，上位机中预存有供电开关电路的运行逻辑，可根据该运行逻辑，结合欧姆定律等电路原理实现电路电流、电阻和电压之间的切换。上位机可以通过通信串口，如RS-232标准接口与供电开关电路进行通信连接，从而根据输入待设置的电流阈值之后，上位机可根据供电开关电源电路的运行逻辑进行运算，获取该待设置的电流阈值与供电开关电路内部可控电阻之间的关系，从而实现对电流阈值的设置。

本实施例中，供电开关电路能够接收外部输入的第一配置指令以对所述电流阈值进行设置，可以根据光伏跟踪支架的不同应用场景，设置不同的电流阈值，使得由供电开关电路形成的一级保护电路能够适配更多的应用场景，提高了该供电开关电路的灵活性。

在一个实施例中，供电开关电路包括复位开关，复位开关与供电开关电路的输入端和输出端连接，用于在接收到复位信号时导通供电开关电路的输入端与输出端之间的连接，以使供电开关电路输出供电信号。

其中，复位开关是自动复位的开关，包括普通揿钮式、蘑菇头式、自锁式、自复位开关、旋柄式、带指示灯式、带灯符号式及钥匙式等各种类型。复位开关按下去后，手松开即回复初始状态。因此可以理解的是，当供电开关电路接入的工作信号的电流值不满足第一预设条件，从而导致负载停止工作，此时可能导致工作信号的电流值增大的因素进行排查和解决之后，需要重新导通供电开关电路，则可以通过按下复位开关，以输入复位信号，使得供电开关电路的输入端和输出端重新导通。

本实施例中，供电开关电路中设有复位开关，使得在预设时间后可输入复位信号以重新驱动电机运行，提高了该供电开关电路的可恢复性。

在一个实施例中，保护电路还包括控制开关，控制开关与外部供电源和供电开关电路连接，用于在接收到导通信号时，导通外部供电源与供电开关电路之间的连接。

其中，上述的控制开关可以是任意单控开关，如延时开关、轻触开关等。示例性地，可以将控制开关设置为轻触开关，用于在供电电流或者运行电流不满足预设条件导致负载停止运行时，在预设时间后人为触控，使得在触控时接入导通信号，重新导通外部供电源与供电开关电路之间的连接，使得供电开关电路、第一保护电路和第二保护电路重新对工作信号、供电电流各运行电流进行判断，从而重新驱动电机。又一示例中，将控制开关设置为延时开关，可对延时开关的延迟时间进行设置，使得在预设时间内延时开关自动闭合（意味着此时接入导通信号），使得外部供电源与供电开关电路之间的连接重新导通，进而重新驱动电机运行。可以理解的是，控制开关还可以是其他类型的开关，本实施例不对控制开关作具体限定。

示例性地，当第一保护电路接收的供电信号的供电电流满足第二预设条件，则供电开关电路与负载之间的连接被断开，此时只需向控制开关输入导通信号，则供电开关电路重新接收外部输入的工作信号，当工作信号的电流值满足第一预设条件时，输出供电信号，第一保护电路再次对供电信号的供电电流进行判断，示例性地，当第二保护电路检测到负载的运行电流满足第三预设条件时，控制负载停止运行。在预设时间后，需要再次启动负载运行，可向控制开关输入一个导通信号，使得供电开关电源再次接收工作信号，并对工作信号进行判断，当其满足第一预设条件后输出供电信号，进而使得第一保护电路再次对供电信号的供电电流进行判断，当其不满足第二预设条件时，则会重新导通供电开关电路与负载之间的连接，使得负载上电得以运行，此时第二保护电路会再次采集负载的运行电流以确保运行电流不满足第三预设条件，避免负载在大电流的作用下运行。

在本实施例中，设置控制开关分别与外部供电源和供电开关电路连接，能够在接收导通信号时，重新给保护电路接入供电源，使得负载重新被驱动，提高了保护电路的可控性。

在一个实施例中，第二预设条件包括与供电电流对应的供电电压大于第一阈值；结合图2所示的第一保护电路的结构示意图，第一保护电路120包括开关模块121、第一采样模块122和第一控制模块123。开关模块121与供电开关电路110连接；第一采样模块122与开关模块121连接，用于连接负载200，在接收供电信号时，输出与供电电流对应的供电电压；第一控制模块123与第一采样模块122和开关模块121连接，用于当供电电压大于第一阈值时，输出第一控制信号以控制开关模块121断开供电开关电路110与负载200之间的连接。

其中，上述的第一保护电路120可以设置于控制器的电路板的输入端，用于检测控制器输入端接入的供电信号的电流值是否满足第二预设条件。

示例性地，如图3所示的开关模块的结构示意图，开关模块121可以包括继电器开关K1、采样电路、三极管Q1和二极管D1。采样电路与第一控制模块123连接；三极管Q1的基极与采样电路连接，三极管Q1的发射极与接地端GND连接；二极管D1的阳极与三极管Q1的集电极连接，二极管D1的阴极与继电器开关K1连接。进一步地，采样电路包括电阻R1和电阻R2，电阻R1与第一控制模块123、三极管Q1的基极和第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端与接地端GND连接。可以理解的是，由于本实施例中应用的三极管为NPN型三极管，当基极的电压小于发射极的电压，且基极的电压小于集电极的电压时，NPN型三极管处于截止状态。因此，当第一控制模块123输出低电平的第一控制信号时，三极管Q1处于截止状态，继电器开关K1的输入回路断开，此时继电器开关处于断开状态，从而相当于断开供电开关电路110与负载200之间的连接，也即，当第一保护电路120设置于控制器，控制器此时处于断电状态，电机不受驱动，处于停止运行状态。

可以理解的是，上述的开关模块121的结构仅为本申请中的一种示例，在实际的电路设计中，为实现与本申请上述开关模块121相同的使用目的，也可以将其设计为其他结构。

另外，上述的第一采样模块122可以理解为采样电阻，用于将供电信号的供电电流转化为供电电压，此时只需获取采样电阻两端的电压值，计算两端的电压差，再通过欧姆定律即可实现供电电流和供电电压之间的换算。

在本实施例中，第一保护电路120作为保护电路100的二级保护电路，能够通过第一采样模块122获取供电信号的供电电流对应的供电电压，通过第一控制模块123判断供电电压的大小，在供电电压大于第一阈值时，认为此时的供电电流的大小不满足二级保护电路的电流保护限值，输出第一控制信号，再通过开关模块121断开负载200与供电开关电路110的连接，从而使得负载200停止运行，避免产生在供电开关电路110的大电流对负载200造成损坏。

在一个实施例中，如图4所示的第一控制模块的结构示意图，第一控制模块123包括第一比较电路1231和第一锁止电路1232。第一比较电路1231与第一采样模块122连接，用于当供电电压的大于第一阈值时，输出第一锁止信号；第一锁止电路1232与第一比较电路1231和开关模块121连接，用于将第一锁止信号转换为第一控制信号，以使开关模块121断开与第一采样模块122之间的连接。

示例性地，第一锁止电路1232的结构可以如图5所示，第一锁止电路1232包括MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、二极管D2和电容C1以及若干分压电阻。当第一锁止电路1232接收第一锁止信号时，设第一锁止信号为+5V的电压信号，此时MOS管Q4导通，继而MOS管Q2导通，从而MOS管Q3导通，由于MOS管Q3的源极与接地端GND连接，当MOS管Q3导通时，MOS管Q3漏极的电压信号被拉低，此时输出低电平的第一控制信号至开关模块121。

需注意的是，当开关模块121接收上述低电平的第一控制信号断开时，第一比较电路1231还会将此时第一采样模块122采集到的供电电压与第一阈值比较，由于开关模块121断开，此时的供电电压不会大于第一阈值，则此时输出的信号为与第一锁止信号不同的0V电压信号，此时MOS管Q4关闭，从而使三极管Q1导通，从而开关模块121又会恢复导通，可见此时并未完全避免大电流输出至负载，当开关模块121以极高的频率重复导通关断，将会导致控制器的状态不稳定，为进一步提高第一保护电路所在的控制器的稳定性，本实施例进一步优化第一保护电路，设置电容C1的一端通过电阻R11与MOS管Q4的栅极连接，电容C1的另一端和接地端连接，因此第一比较电路1231输出0V电压信号时，电容C1根据存储的电能输出一个+5V电压信号至MOS管Q4，使得MOS管Q4保持导通状态，从而使得继电器开关K1能够保持关断，直到控制开关断开以使控制器彻底断电。同时，由于二极管D2的反向截止特性，使得电容C1上的电能只输出到MOS管Q4，确保了MOS管Q4的导通。

在本实施例中，第一控制模块123包括第一比较电路1231和第一锁止电路1232，通过第一比较电路1231将供电电压和第一阈值进行比较，当供电电压大于第一阈值时，输出第一锁止信号，例如5V电压信号。此时第一锁止电路1232接收该5V的电压信号，通过对5V电压信号进行转换，获取目标电压值的第一控制信号（如0V电压信号），从而控制开关模块断开，因此断开供电开关模块与负载之间的连接。

在一个实施例中，如图6所示的第一比较电路的结构示意图，第一比较电路1231包括第一信号处理电路610和第一比较单元620；第一信号处理电路610与第一采样模块122连接，用于对供电电压进行运算放大处理；第一比较单元620与第一信号处理模块连接，用于接收外部输入的第二配置指令以配置第一阈值，并比较运算放大处理后的供电电压和第一阈值的大小，当运算放大处理后的供电电压大于第一阈值时，输出第一锁止信号。

其中，第一信号处理电路610主要由运算放大器组成。示例性地，其具体结构可以如图7所示的第一信号处理电路的结构示意图，本实施例中采用放大倍率为50倍的运算放大器U1，设运算放大处理前的供电电压为V1，运算放大处理后的供电电压为V2，V2与V1之间的关系为：V2=V1*50*(R12/(R12+R11))。

示例性地，如图8所示的第一比较单元的结构示意图，其中的U2为LDO线性稳压器，可调电阻R16用于实现对第一阈值的配置，U3为比较器。

进一步地，LDO线性稳压器U2的一端与供电开关电路110的输出端连接（也即，第一比较单元620还与供电开关电路110连接），用于接收供电信号，并对供电进行做稳压处理以输出+5V的电压信号，+5V电压信号输入进一个配置有固定阻值的电阻R13和可调电阻R16构成的分压电路。其中，可调电阻R16的阻值根据上位机输入的第二配置指令设置，例如：在上位机界面中输入第一电流限值（即第二配置指令），该第一电流限值通过RS-232标准接口发送给第一保护电路所在的控制器中的MCU，MCU将第一电流限值转换为电阻值，进而将可调电阻R16的电阻值设置为由该第一电流限值转换而来的电阻值，实现对第一阈值的配置。结合图8所示的第一比较单元的结构示意图，具体转换逻辑为：V2=I1*R10*50*(R12/(R12+R11))，V3=5*(R16/(R13+R16))，当I1=X2，V2=V3时，可调电阻R16=(10*X2*R10*R12*R13)/(R12+R11-10*X2*R10*R12)，其中，V3为第一阈值，I1为流经第一采样模块122的供电电流值，X2为第一限流值，其余为固定量，当X2与R16中任意一个值确定时，另一个值即可确定。又由于可调电阻R16有一个电压输入口IN，此电阻电压输入口IN与MCU连接，由于可调电阻R16的电阻值等于经电压输入口IN输入的输入电压值*1000，所以当在上位机输入X2的值时，MCU即可输出一个电压到可调电阻R16以设置R7电阻值，从而实现过流保护效果。例如X2=10A，R10=0.005Ω，R12=10000Ω，R13=1000Ω，R7=1000Ω时，R16算出等于833.3Ω，此时MCU输出0.833V的电压到可调电阻R16即可。当I1＞10A时，V2＞V3，比较器U3的正向输入端大于负向输入端，导致比较器U3输出+5V电压信号（即第一锁止信号）。可以理解的是，当V2＜V3时，比较器U3的正向输入端小于负向输入端，比较器U3输出0V电压信号。

同时，由于LDO线性稳压器U2的电源输入端连接供电开关电路110的输出端，而不接开关模块121的输出端，能够当开关模块121断开而导致供电开关电路110停止输出供电信号时，保证LDO线性稳压器U2能够继续工作，从而使得第一比较电路1231能够继续正常工作。

在一个实施例中，第三预设条件包括与运行电流对应的运行电压大于第二阈值；如图9所示的第二保护电路的结构示意图，第二保护电路130包括第二采样模块131、第二控制模块132和驱动模块133（即附图中的驱动模块133A和/或驱动模块133B）。第二采样模块131与负载200连接，用于获取并输出与运行电流对应的运行电压；第二控制模块132与第二采样模块131连接，用于当运行电压大于第二阈值时，输出第二控制信号；驱动模块133与第二控制模块132和负载200连接，用于接收第二控制信号以停止驱动负载200运行。

其中，第二采样模块131可以理解为采样电阻，通过经过采样电阻两端产生的压降获取运行电压。基于与第一保护电路120相似的原理，第二保护电路130也可以设置在控制器的电路板中，与之不同的是，第二保护电路130直接与电机（负载200）连接，能够检测电极（负载200）运行时的运行电流值是否满足第二预设条件。由于电机通常设置有4个MOS管，由于控制电机的运行，本实施例中的驱动模块133的数量可以设置为2个（附图中示出的驱动模块133A和驱动模块133B），一个驱动模块133控制2个MOS管。可以理解的是，对于不同的电机类型，上述的驱动模块133的数量也可以做出对应的调整。

在本实施例中，第二控制模块132能够将第二采样模块131获取的运行电压与第二阈值进行大小判断，当第二运行电压大于第二阈值时，输出第二控制信号，此时驱动模块133接收该第二驱动信号，例如可以是低电平信号，从而使得驱动模块133的供电信号被拉低而停止工作，此时电机的4个MOS管处于截止装置，从而停止运行，避免了在电机处发生故障导致的大电流。

在一个实施例中，如图10所示的第二控制模块的结构示意图，第二控制模块132包括第二比较电路1321和第二锁止电路1322。第二比较电路1321与第二采样模块131连接，用于当运行电压大于第二阈值时，输出第二锁止信号；第二锁止电路1322与第二比较电路1321和驱动模块133连接，用于将第二锁止信号转换为第二控制信号，以控制驱动模块133停止驱动负载200运行。

示例性地，第二锁止电路1322的结构可以如图11所示，第二锁止电路1322包括MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7、MOS管Q8、二极管D3和电容C9以及若干分压电阻。可以理解的是，第二锁止电路1322的结构与第一锁止电路1232的结构类似，其工作原理可以参考上述实施例中对第一锁止电路1232的工作原理的解释。与第一锁止电路1232不同的是，本实施例中驱动模块133的数量有两个（驱动模块133A和驱动模块133B）。当电机正常工作时，驱动模块133A和驱动模块133B受控制器中的MCU控制，接收来自MCU的驱动方波信号，而由于MOS管Q6的漏极和MOS管Q8的漏极分别经过一个分压电阻连接一个驱动模块133A和驱动模块133B，当第二锁止电路1322接收第二锁止信号（设为+5V电压信号）时，MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7和MOS管Q8相继导通，由于MOS管Q6和MOS管Q8的源极与接地端GND连接，当MOS管Q6和MOS管Q8导通时，MOS管Q6和MOS管Q8的漏极电压信号被拉低，也即，原本由MCU输出的驱动方波信号在此时被强制拉低，此时驱动模块133接收的第二控制信号为低电平信号，驱动模块133停止工作。

在本实施例中，第二控制模块132包括第二比较电路1321和第二锁止电路1322，通过第二比较电路1321将负载200的运行电压与第二阈值进行比较，当运行电压大于第二阈值时，输出第二锁止信号，例如+5V电压信号，此时第二锁止电路1322对+5V电压信号进行转换，获取低电平的第二控制信号（如0V电压信号），从而控制驱动模块133停止工作，从而使得负载200停止运行。

在一个实施例中，如图12所示的第二比较电路的结构示意图，第二比较电路1321包括第二信号处理电路1210和第二比较单元1220。第二信号处理电路1210与第二采样模块131连接，用于对运行电压进行运算放大处理；第二比较单元1220与第二信号处理电路1210和第二锁止电路1322连接，用于接收外部输入的第三配置指令以配置第二阈值，并比较运行电压和第二阈值的大小，当运算放大处理后的运行电压大于第二阈值时，输出第二锁止信号。

示例性地，第二信号处理电路1210的结构可以如图13所示，其中的MOS管Q9、MOS管Q10、MOS管Q11和MOS管Q12为电机的四个MOS管，电阻R26为采样电阻，V4为获取的运行电压，运算放大器对V4进行运算放大处理后输出V5。在本实施例中，电机与MOS管Q9、MOS管Q10、MOS管Q11和MOS管Q12共同构成负载200。

示例性地，第二比较单元1220的结构可以如图14所示，第二比较单元1220的结构与第一比较单元620的结构类似，对第二比较单元1220的相关限定可以参考上述实施例中对第一比较单元的介绍，此处不再赘述。

基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种应用于上述所涉及的保护电路的负载保护方法。该负载保护方法所提供的解决问题的实现方案与上述保护电路中所记载的实现方案相似，故下面所提供的负载保护方法实施例中的具体限定可以参见上文中对于保护电路的限定，在此不再赘述。

参阅图15，图15示出了本申请一实施例中的负载保护方法的流程图，本申请一实施例提供的负载保护方法，包括以下步骤1502至步骤1506：

步骤1502，供电开关电路在接收到的工作信号的电流值满足第一预设条件时输出供电信号。

步骤1504，当供电信号对应的供电电流满足第二预设条件时，断开保护电路中的供电开关电路与负载之间的连接。

步骤1506，采集负载的运行电流，当运行电流满足第三预设条件时，控制负载停止运行。

上述负载保护方法中，首先供电开关电路对其接收的工作信号进行电流值判断，首先避免接收的工作信号电流值不满足第一预设条件导致电机受大电流影响损坏，其次对供电开关电路输出的供电信号的电流值进行判断，避免供电开关电路受损导致大电流的产生，最后对负载的运行电流进行判断，使得当负载的运行电流满足第三预设条件时，控制负载停止运行。从三个层次避免了大电流对负载造成的影响。

在一个实施例中，负载保护方法还包括在第一预设时间后输入复位信号至供电开关电路的复位开关，以使复位开关导通供电开关电路的输入端与输出端之间的连接。

其中，第一预设时间可由技术人员根据实际需求灵活设置。可以理解的是，技术人员还可以根据电路运行情况设置复位开关接收复位信号的条件，以提高该保护电路的智能性。

示例性地，当供电开关电路接收到的工作信号的电流值不满足第一预设条件时，供电开关电路停止输出供电信号，在第一预设时间后，向复位开关输出复位信号，则此时供电开关电路的输入端和输出端得以重新导通，供电开关电路开始工作，并对工作信号的电流值进行判断，当其再次满足第一预设条件时，输出供电信号。可以理解的是，只有在供电开关电路的输入端和输出端导通时，供电开关电路才会正常工作，且在其输入端接收的工作信号的电流值满足第一预设条件时，才会输出供电信号。

在一个实施例中，负载保护方法还包括在第二预设时间后输入导通信号至保护电路的控制开关，以导通外部供电源与供电开关电路之间的连接。

与上一个实施例相似的是，第二预设时间也可由技术人员根据实际需求灵活设置。可以理解的是，技术人员还可以根据电路运行情况设置控制开关接收导通信号的条件，以提高该保护电路的智能性。当控制开关接收导通信号时，上述负载保护方法得以继续实施。

应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种应用于上述所涉及的保护电路的负载保护装置。该负载保护装置所提供的解决问题的实现方案与上述保护电路中所记载的实现方案相似，故下面所提供的负载保护装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于保护电路的限定，在此不再赘述。

在一个实施例中，负载保护装置包括信号输出模块、第一保护模块和第二保护模块。信号输出模块用于在接收到的工作信号的电流值满足第一预设条件时输出供电信号；第一保护模块用于当供电信号对应的供电电流满足第二预设条件时，断开保护电路中的供电开关电路与负载之间的连接；第二保护模块用于采集负载的运行电流，当运行电流满足第三预设条件时，控制负载停止运行。

在一个实施例中，负载保护装置还包括复位模块，用于在第一预设时间后输入复位信号至供电开关电路的复位开关，以使复位开关导通供电开关电路的输入端与输出端之间的连接。

在一个实施例中，负载保护模块还包括控制模块，用于在第二预设时间后输入导通信号至保护电路的控制开关，以导通外部供电源与供电开关电路之间的连接。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图16所示。该计算机设备包括通过电路总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作电路和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作电路和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC（近场通信）或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种负载保护方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图16中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述实施例中负载保护方法的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中负载保护方法的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中负载保护方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器（ReRAM）、磁变存储器（Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM）、铁电存储器（Ferroelectric Random Access Memory，FRAM）、相变存储器（Phase Change Memory，PCM）、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory，SRAM）或动态随机存取存储器（Dynamic RandomAccess Memory，DRAM）等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。

结合图17，图17示出了本申请一实施例中的保护系统的结构示意框图，本申请一实施例提供的保护系统10包括上述任一实施例的保护电路100和电机210。电机210与保护电路100连接，用于当保护电路100接收到的工作信号不满足第一预设条件时停止运行；或者电机210当保护电路100的供电信号满足第二预设条件时停止运行；或者电机210当保护电路100采集到的运行电流满足第三预设条件时停止运行。

在一个实施例中，第一预设条件包括工作信号的电流值小于预设电流阈值；第二预设条件包括与供电电流对应的供电电压大于第一阈值；第二预设条件包括与运行电流对应的运行电压大于第二阈值；保护系统还包括配置模块。配置模块分别与保护电路的供电开关电路、第一保护电路和第二保护电路连接，用于输出不同的配置指令以分别设置电流阈值、第一阈值和第二阈值；其中，电流阈值大于第一阈值，第一阈值大于第二阈值。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (16)

1.一种保护电路，其特征在于，所述保护电路包括：

供电开关电路，用于在接收到的工作信号的电流值满足第一预设条件时输出供电信号；

第一保护电路，与所述供电开关电路连接，用于连接负载，当所述供电信号的供电电流满足第二预设条件时，断开所述供电开关电路与所述负载之间的连接；

第二保护电路，用于与所述负载连接，以采集所述负载的运行电流，当所述运行电流满足第三预设条件时，控制所述负载停止运行。

2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述第一预设条件为所述工作信号的电流值小于预设的电流阈值；所述供电开关电路用于连接外部供电源，并检测所述外部供电源输入的工作信号的电流值，当所述工作信号的电流值小于预设的电流阈值时，导通与所述第一保护电路之间的连接，以输出所述供电信号至所述第一保护电路。

3.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述供电开关电路还用于接收外部输入的第一配置指令；所述第一配置指令用于对所述电流阈值进行设置。

4.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述供电开关电路包括：

复位开关，与所述供电开关电路的输入端和输出端连接，用于在接收到复位信号时导通供电开关电路的输入端与输出端之间的连接，以使所述供电开关电路输出所述供电信号。

5.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述保护电路还包括：

控制开关，与所述外部供电源和所述供电开关电路连接，用于在接收到导通信号时，导通外部供电源与所述供电开关电路之间的连接。

6.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述第二预设条件包括与所述供电电流对应的供电电压大于第一阈值；所述第一保护电路包括：

开关模块，与所述供电开关电路连接；

第一采样模块，与所述开关模块连接，用于连接负载，在接收所述供电信号时，输出与所述供电电流对应的供电电压；

第一控制模块，与所述第一采样模块和所述开关模块连接，用于当所述供电电压大于第一阈值时，输出第一控制信号以控制所述开关模块断开所述供电开关电路与所述负载之间的连接。

7.根据权利要求6所述的保护电路，其特征在于，所述第一控制模块包括：

第一比较电路，与所述第一采样模块连接，用于当所述供电电压的大于第一阈值时，输出第一锁止信号；

第一锁止电路，与所述第一比较电路和所述开关模块连接，用于将所述第一锁止信号转换为第一控制信号，以使所述开关模块断开与所述第一采样模块之间的连接。

8.根据权利要求7所述的保护电路，其特征在于，所述第一比较电路包括：

第一信号处理电路，与所述第一采样模块连接，用于对所述供电电压进行运算放大处理；

第一比较单元，与所述第一信号处理模块连接，用于接收外部输入的第二配置指令以配置所述第一阈值，并比较运算放大处理后的所述供电电压和所述第一阈值的大小，当所述运算放大处理后的供电电压大于所述第一阈值时，输出所述第一锁止信号。

9.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述第三预设条件包括与所述运行电流对应的运行电压大于第二阈值；所述第二保护电路包括：

第二采样模块，与所述负载连接，用于获取并输出与所述运行电流对应的所述运行电压；

第二控制模块，与所述第二采样模块连接，用于当所述运行电压大于第二阈值时，输出第二控制信号；

驱动模块，与所述第二控制模块和负载连接，用于接收所述第二控制信号以停止驱动所述负载运行。

10.根据权利要求9所述的保护电路，其特征在于，所述第二控制模块包括：

第二比较电路，与所述第二采样模块连接，用于当所述运行电压大于第二阈值时，输出第二锁止信号；

第二锁止电路，与所述第二比较电路和所述驱动模块连接，用于将所述第二锁止信号转换为第二控制信号，以控制所述驱动模块停止驱动所述负载运行。

11.根据权利要求10所述的保护电路，其特征在于，所述第二比较电路包括：

第二信号处理电路，与所述第二采样模块连接，用于对所述运行电压进行运算放大处理；

第二比较单元，与所述第二信号处理电路和第二锁止电路连接，用于接收外部输入的第三配置指令以配置所述第二阈值，并比较所述运行电压和所述第二阈值的大小，当所述运算放大处理后的运行电压大于所述第二阈值时，输出所述第二锁止信号。

12.一种负载保护方法，其特征在于，应用于如权利要求1至11任一项所述的保护电路；包括：

在接收到的工作信号的电流值满足第一预设条件时输出供电信号；

当所述供电信号对应的供电电流满足第二预设条件时，断开所述保护电路中的供电开关电路与负载之间的连接；

采集所述负载的运行电流，当所述运行电流满足第三预设条件时，控制所述负载停止运行。

13.根据权利要求12所述的负载保护方法，其特征在于，所述负载保护方法还包括：

在第一预设时间后输入复位信号至所述供电开关电路的复位开关，以使复位开关导通所述供电开关电路的输入端与输出端之间的连接，以使所述供电开关电路输出所述供电信号。

14.根据权利要求12所述的负载保护方法，其特征在于，所述负载保护方法还包括：

在第二预设时间后输入导通信号至所述保护电路的控制开关，以导通外部供电源与所述供电开关电路之间的连接。

15.一种保护系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至11任一项所述的保护电路；

电机，与所述保护电路连接，用于当所述保护电路接收的工作信号不满足第一预设条件，或供电信号的供电电流满足第二预设条件，或所述保护电路采集到的运行电流满足第三预设条件时停止运行。

16.根据权利要求15所述的保护系统，其特征在于，所述第一预设条件包括所述工作信号的电流值小于预设电流阈值；所述第二预设条件包括与所述供电电流对应的供电电压大于第一阈值；所述第二预设条件包括与所述运行电流对应的运行电压大于第二阈值；所述保护系统还包括：

配置模块，分别与所述保护电路的供电开关电路、第一保护电路和第二保护电路连接，用于输出不同的配置指令以分别设置电流阈值、第一阈值和第二阈值；其中，所述电流阈值大于所述第一阈值，所述第一阈值大于所述第二阈值。