CN202405759U - 一种直流开关电源过流保护电路 - Google Patents

一种直流开关电源过流保护电路 Download PDF

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Abstract

本实用新型属于电子电路领域,提供了一种直流开关电源过流保护电路。在本实用新型中,通过采用由电流采样电阻、过流检测单元及保护控制单元构成的直流开关电源过流保护电路,当电流采样电阻的采样电流大于直流开关电源的输出电流阈值时,过流检测单元的控制端开始对保护控制单元的触发端进行电位控制,当保护控制单元的触发端达到低电位时,保护控制单元控制直流开关电源停止工作,并在重启时间到达时驱动直流开关电源重启并进入正常工作状态,从而解决了现有技术所存在的无法在直流开关电源过流或短路故障解除后使其重新启动,且在其输出端接大电容时容易出现过流误保护的问题。

Description

一种直流开关电源过流保护电路
技术领域
[0001 ] 本 实用新型属于电子电路领域,尤其涉及一种直流开关电源过流保护电路。
背景技术
[0002] 直流开关电源是通过控制其开关电路单元导通与关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源。目前,直流开关电源已被广泛引用于各种电子设备中,那么,对直流开关电源的输出的过流保护则是保证其在各种电子设备中稳定高效工作的前提。因为如果不对直流开关电源进行过流保护,则在其出现输出过载或短路时,易使开关电源的寿命缩短,甚至直接烧毁电子设备和负载。
[0003] 在现有技术中,提供了一种开关电源过载保护电路,其在对直流开关电源实施过载保护时通过发送控制电平命令直流开关电源停止工作,从而达到过载保护的目的。然而,现有技术并不能在直流开关电源过载或短路故障解除后控制直流开关电源重新启动并进入工作状态,且当直流开关电源输出端接大电容时容易在大电容上电瞬间出现过载误保护的情况。因此,现有技术存在无法在直流开关电源过流或短路故障解除后使其重新启动,且在其输出端接大电容时容易出现过流误保护的问题。
实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种直流开关电源过流保护电路,旨在解决现有技术所存在的无法在直流开关电源过流或短路故障解除后使其重新启动,且在其输出端接大电容时容易出现过流误保护的问题。
[0005] 本实用新型是这样实现的,一种直流开关电源过流保护电路,与供电电源、直流开关电源及直流开关电源的负载相连接,所述直流开关电源过流保护电路包括:
[0006] 连接于所述直流开关电源的输出端与所述负载的输入端之间,对所述直流开关电源的输出电流进行采样的电流采样电阻;
[0007] 输入端和输出端分别与所述电流采样电阻的第一端和第二端相连接,根据所述电流采样电阻的采样电流控制自身的控制端的工作状态的过流检测单元;
[0008] 电源端接所述供电电源,触发端接所述过流检测单元的控制端,输出端接所述直流开关电源的控制端,根据所述过流检测单元的控制端的工作状态输出控制电平以控制所述直流开关电源的工作状态的保护控制单元。
[0009] 在本实用新型中,通过采用由所述电流采样电阻、所述过流检测单元及所述保护控制单元构成的直流开关电源过流保护电路,当所述电流采样电阻的采样电流大于所述直流开关电源的输出电流阈值时,所述过流检测单元的控制端开始对所述保护控制单元的触发端进行电位控制,当所述保护控制单元的触发端达到低电位时,所述保护控制单元控制所述直流开关电源停止工作,并在重启时间到达时驱动所述直流开关电源重启并进入正常工作状态,从而解决了现有技术所存在的无法在直流开关电源过流或短路故障解除后使其重新启动,且在其输出端接大电容时容易出现过流误保护的问题。附图说明
[0010]图I是本实用新型实施例提供的直流开关电源过流保护电路的模块结构图;
[0011] 图2是本实用新型实施例提供的直流开关电源过流保护电路的示例电路结构图。
具体实施方式
[0012] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
[0013] 在本实用新型实施例中,通过采用由电流采样电阻、过流检测单元及保护控制单元构成的直流开关电源过流保护电路,当电流采样电阻的采样电流大于直流开关电源的输 出电流阈值时,过流检测单元的控制端开始对保护控制单元的触发端进行电位控制,当保护控制单元的触发端达到低电位时,保护控制单元控制直流开关电源停止工作,并在重启时间到达时驱动直流开关电源重启并进入正常工作状态。
[0014]图I示出了本实用新型实施例提供的直流开关电源过流保护电路的模块结构,为了便于说明,仅示出了与本实用新型实施例相关的部分,详述如下:
[0015] 直流开关电源过流保护电路100与供电电源200、直流开关电源300及直流开关电源300的负载400相连接,直流开关电源过流保护电路100包括:
[0016] 连接于直流开关电源300的输出端OUT与负载400的输入端之间,对直流开关电源300的输出电流进行采样的电流采样电阻Rl。
[0017] 输入端和输出端分别与电流采样电阻Rl的第一端和第二端相连接,根据电流采样电阻Rl的采样电流控制自身的控制端的工作状态的过流检测单元101。
[0018] 电源端接供电电源200,触发端接过流检测单元101的控制端,输出端接直流开关电源300的控制端CTL,根据过流检测单元101的控制端的工作状态输出控制电平以控制直流开关电源300的工作状态的保护控制单元102。
[0019] 在本实用新型实施例中,直流开关电源300的输入端IN接供电电源200的输出端。
[0020] 图2示出了本实用新型实施例提供的直流开关电源过流保护电路的示例电路结构,为了便于说明,仅示出了与本实用新型实施例相关的部分,详述如下:
[0021] 作为本实用新型一实施例,过流检测单元101包括电阻R2和光耦U1,电阻R2的第一端为过流检测单元101的输入端,电阻R2的第二端接光耦Ul的发光二极管的阳极,光耦Ul的发光二极管的阴极为过流检测单元101的输出端,光耦Ul的光敏三极管的集电极为过流检测单元101的控制端,光耦Ul的光敏三极管的发射极接地。
[0022] 作为本实用新型一实施例,保护控制单元102包括:
[0023] 电阻R3、电容Cl、电阻R4、555定时器U2、电阻R5及稳压二极管ZDl ;
[0024] 电阻R3的第一端为保护控制单元102的触发端,电阻R3的第二端同时与电容Cl的第一端、电阻R4的第一端及555定时器U2的第一触发端THOLD相连接,555定时器U2的输出端OUT为保护控制单元102的输出端,555定时器U2的第二触发端TRIG接555定时器U2的第一触发端TH0LD,555定时器U2的放电端DISCHG和电压控制端CVOLT均空接,555定时器U2的接地端GND接地,电阻R5的第一端为保护控制单元102的电源端,电阻R5的第二端同时与电容Cl的第二端、电阻R4的第二端、稳压二极管ZDl的阴极、555定时器U2的电源端VCC和反相复位端RESET相连接,稳压二极管ZDl的阳极接地。
[0025] 以下结合工作原理对直流开关电源过流保护电路100作进一步说明:
[0026] 直流开关电源300的输出电流在其输出电流阈值范围内时,电流采样电阻Rl两端的电压小于光稱Ul的发光二极管的导通压降,于是光稱Ul截止,光稱Ul的光敏三极管也随着截止,此时由于电容Cl处于充电或满电状态,所以光耦Ul的光敏三极管的集电极为高电位。
[0027] 当直流开关电源300的输出端OUT发生过流或短路故障,导致其输出电流超过输出电流阈值时,电流采样电阻Rl两端的电压大于光耦Ul的发光二极管的导通压降,于是光 耦Ul导通,光耦Ul的光敏三极管也随着导通,其集电极开始通过电阻R3从电容Cl的第一端拉电流,电容Cl中的电量会随着拉电流操作的进行而逐渐减少,当电容Cl中的电量释放一段时间后,555定时器U2的第一触发端THOLD为低电位,于是,555定时器U2从其输出端OUT输出一高电平至直流开关电源300的控制端CTL控制直流开关电源300停止工作,之后,电容Cl在一定时间内充电完成,使555定时器U2的第一触发端THOLD恢复为高电位,则555定时器U2的输出端OUT输出低电平至直流开关电源300的控制端CTL驱动直流开关电源重启并进入正常工作状态,从而达到在直流开关电源300的输出端出现过流或短路故障时对直流开关电源300实施过流保护的目的。
[0028] 在本实用新型实施例中,电容Cl的容值与电阻R3的阻值的大小决定555定时器U2的第一触发端THOLD从高电位变为低电位的时间,也就是555定时器U2的输出端OUT从低电平变为高电平的时间(可称之为555定时器U2的反应时间),同时也是在发生过流或短路故障时,直流开关电源300中的开关元件保持工作状态的时间。电容Cl的容值与电阻R3的阻值越大,555定时器U2的反应时间越长,反之,则越短。
[0029] 电容Cl的容值与电阻R4的阻值的大小决定555定时器U2的输出端OUT从高电平变为低电平的时间,即直流开关电源300从停止工作至过流或短路故障解除并重启工作的时间(可称之为直流开关电源300的中断时间),电容Cl的容值与电阻R3的阻值越大,直流开关电源300的中断时间越长,反之,则越短。
[0030] 当直流开关电源的输出端接大电容时,555定时器U2的反应时间可以作为555定时器U2在大电容上电瞬间对直流开关电源的输出情况的判断时间,从而避免了因大电容瞬间上电导致555定时器U2将直流开关电源的输出端误判为出现过流或短路故障,进而对直流开关电源300实施误保护操作的情况发生。
[0031 ] 在本实用新型实施例中,直流开关电源过流保护电路100中的电流采样电阻Rl还能接在直流开关电源300的输入端,从而使整个直流开关电源过流保护电路100能够用于对直流开关电源300的输入端进行过流保护。进一步地,该直流开关电源过流保护电路100同样适用于对直流稳压电源的过流保护。
[0032] 在本实用新型实施例中,通过采用由电流采样电阻R1、过流检测单元101及保护控制单元102构成的直流开关电源过流保护电路100,当电流采样电阻Rl的采样电流大于直流开关电源300的输出电流阈值时,过流检测单元101的控制端开始对保护控制单元102的触发端进行电位控制,当保护控制单元102的触发端达到低电位时,保护控制单元102控制直流开关电源300停止工作,并在重启时间到达时驱动直流开关电源300重启并进入正常工作状态,从而解决了现有技术所存在的无法在直流开关电源过流或短路故障解除后使其重新启动,且在其输出端接大电容时容易出现过流误保护的问题。
[0033] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1. ー种直流开关电源过流保护电路,与供电电源、直流开关电源及直流开关电源的负载相连接,其特征在于,所述直流开关电源过流保护电路包括: 连接于所述直流开关电源的输出端与所述负载的输入端之间,对所述直流开关电源的输出电流进行采样的电流采样电阻; 输入端和输出端分别与所述电流采样电阻的第一端和第二端相连接,根据所述电流采样电阻的采样电流控制自身的控制端的工作状态的过流检测单元; 电源端接所述供电电源,触发端接所述过流检测单元的控制端,输出端接所述直流开关电源的控制端,根据所述过流检测单元的控制端的工作状态输出控制电平以控制所述直流开关电源的工作状态的保护控制単元。
2.如权利要求I所述的直流开关电源过流保护电路,其特征在于,所述过流检测单元包括电阻R2和光耦U1,所述电阻R2的第一端为所述过流检测单元的输入端,所述电阻R2的第二端接所述光耦Ul的发光二极管的阳极,所述光耦Ul的发光二极管的阴极为所述过 流检测单元的输出端,所述光耦Ul的光敏三极管的集电极为所述过流检测单元的控制端,所述光耦Ul的光敏三极管的发射极接地。
3.如权利要求I所述的直流开关电源过流保护电路,其特征在于,所述保护控制单元包括: 电阻R3、电容Cl、电阻R4、555定时器U2、电阻R5及稳压ニ极管ZDl ; 所述电阻R3的第一端为所述保护控制単元的触发端,所述电阻R3的第二端同时与所述电容Cl的第一端、所述电阻R4的第一端及所述555定时器U2的第一触发端相连接,所述555定时器U2的输出端为所述保护控制単元的输出端,所述555定时器U2的第二触发端接所述555定时器U2的第一触发端,所述555定时器U2的放电端和电压控制端均空接,所述555定时器U2的接地端接地,所述电阻R5的第一端为所述保护控制単元的电源端,所述电阻R5的第二端同时与所述电容Cl的第二端、所述电阻R4的第二端、所述稳压ニ极管ZDl的阴极、所述555定时器U2的电源端和所述反相复位端相连接,所述稳压ニ极管ZDl的阳极接地。
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