CN202550472U

CN202550472U - 一种逐个脉冲检测短路保护电路

Info

Publication number: CN202550472U
Application number: CN2011205376535U
Authority: CN
Inventors: 卢耀文; 孙本新
Original assignee: BEIJING EPSOLAR TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING EPSOLAR TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2021-12-20

Abstract

本实用新型公开了一种逐个脉冲检测短路保护电路，短路时高电压信号输入端经过并联的二极管D1和电容C1连接电压比较器U1A的“-”脚；电阻R4和R5串接后，经VCC，连接电压比较器U1A的“+”脚；电压比较器U1A的输出端连接电压比较器U1B的“+”脚；电阻R6和R7串接后连接电压比较器U1B的“-”脚；电阻R8和R9串接后连接电压比较器U1B的“+”脚；电容C3串接在电压比较器U1B的“+”脚与GND之间；电压比较器U1B输出端连接短路信号输出端；短路故障复位信号输入端连接电压比较器U1C的“-”脚；电压比较器U1C输出端串联电阻R11后连接电压比较器U1B的“-”脚。采用了本实用新型的技术方案，能够大大提高电路运行的可靠性。

Description

一种逐个脉冲检测短路保护电路

技术领域

本实用新型涉及短路保护技术领域，尤其涉及一种逐个脉冲检测短路保护电路。

背景技术

现有的短路保护电路如图1所示，其中，电阻R1和R2串接后，经VCC，在电压比较器UB的4脚将产生一定电压；电阻R3和R4串接后，经VCC，在电压比较器UB的5脚产生参考电压REF；电阻R5的作用是锁住短路信号；开关S1的作用是复位短路信号。I_ACBRG为短路时高电压信号输入端，SHORT为短路信号输出端。

其工作过程如下：

在未发生短路时，I_ACBRG端将不产生短路高电压信号，电压比较器UB的5脚电压(REF)大于4脚电压，UB的2脚输出高电平，SHORT端也为高将不会产生短路信号。

发生短路时，I_ACBRG端将产生短路高电压信号，电压比较器UB的4脚电压大于5脚电压(REF)，UB的2脚输出低电平，此时电阻R5上将流过从UB的5脚到2脚方向的电流，UB的5脚被拉低，且低于UB的4脚电压，其目的是锁住这个短路状态；SHORT端为低将产生短路信号并送出。

清除短路故障时，通过按一下开关S1，UB的4脚直接接地，电位被拉低，UB的5脚电压大于4脚电压，UB输出高电平，UB的5脚恢复REF，短路状态被解除；SHORT端也为高将不会产生短路信号。

这种现有的短路保护电路，存在着以下几个问题：

该短路保护电路在工作的时候，只要I_ACBRG端产生短路高电压信号，该电路会立刻响应并锁住短路状态，SHORT端将产生短路信号并送出。而当负载为冲击型负载时，启动时会产生超过其额定值几倍的电流，这个电流值可能会被保护电路识别为短路并发生上述保护动作过程，并造成设备不能正常启动。

短路时若要清除故障，只能通过手动触动开关S1进行复位，这种复位其实并不可靠，很可能因为开关抖动，比较器在其固定的识别时间里不能有效识别其4脚的电位变化，导致了短路故障不能清除。

初始上电时，CPU会进行初始化，而电路也正常通电，电路通电的速度会快于CPU初始化的速度。在这种情况下电压比较器UB的5脚电压(REF)大于4脚电压，UB的2脚输出高电平，SHORT端也为高并输出，在CPU没有顺利进行完初始化，高电平信号已经到来证明没有短路故障可以正常工作，有些其它受控的电路就会开始工作，这个状态不属于正常工作模式，可能导致其它部分出现问题产生不可预知的风险，大大降低了运行的可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种逐个脉冲检测短路保护电路，用以解决现有技术中的短路保护电路容易误识别短路信号，造成不可预知风险的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种逐个脉冲检测短路保护电路，该电路包括：

短路时高电压信号输入端经过并联的二极管D1和电容C1连接电压比较器U1A的“-”脚；电阻R4和R5串接后，经VCC，连接电压比较器U1A的“+”脚；电压比较器U1A的输出端连接电压比较器U1B的“+”脚；电阻R6和R7串接后，经VCC，连接电压比较器U1B的“-”脚；电阻R8和R9串接后，经VCC，连接电压比较器U1B的“+”脚；电容C3串接在电压比较器U1B的“+”脚与GND之间；电压比较器U1B输出端连接短路信号输出端；短路故障复位信号输入端连接电压比较器U1C的“-”脚；电压比较器U1C输出端串联电阻R11后连接电压比较器U1B的“-”脚；电压比较器U1B的输出端连接与门的一个输入端，与门的输出端连接输出回路。

所述与门的数量为一个以上；

所述电压比较器U1B的输出端分别连接所述与门的一个输入端，所述与门的输出端分别连接输出回路。

所述与门包括与门U2A、U2B、U2C和U2D，所述电压比较器U1B的输出端分别连接与门U2A、U2B、U2C和U2D的一个输入端；与门U2A、U2B、U2C和U2D的输出端分别连接输出回路。

采用了本实用新型的技术方案，对于负载特别是冲击型负载，通过判断短路信号的次数滤除冲击带来的干扰，保证设备的正常启动，提高了带载能力。短路时清除故障的设计为自动运行，间隔时间并限定次数进行电路输出的恢复，最大程度的滤除干扰以保证设备的正常运行，而且通过软件代替常规的手动清除短路信号，不会发生因为类似抖动等不确定因素导致的短路故障不能清除。针对初始上电CPU初始化过程，通过电路电压关系以及加入电容C3，解决了某些其它受控的电路因为受到初始上电CPU初始化的影响发生误动作，消除了不可预知的风险，大大提高了运行的可靠性。

附图说明

图1是是现有技术中的短路保护电路图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的短路保护电路图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实用新型实施例提供了一种逐个脉冲检测短路保护电路，其中，短路时高电压信号输入端经过并联的二极管D1和电容C1连接电压比较器U1A的6脚；电阻R4和R5串接后，经VCC，连接电压比较器U1A的7脚；电压比较器U1A的输出端连接电压比较器U1B的5脚；电阻R6和R7串接后，经VCC，连接电压比较器U1B的4脚；电阻R8和R9串接后，经VCC，连接电压比较器U1B的5脚；电容C3串接在电压比较器U1B的5脚与GND之间；电压比较器U1B输出端连接短路信号输出端；短路故障复位信号输入端连接电压比较器U1C的8脚；电压比较器U1C输出端串联电阻R11后连接电压比较器U1B的4脚；电压比较器U1B的输出端连接与门U2A的1脚，与门U2A的输出端连接输出电路。

具体如图2所示，其中，I_ACBRG为短路时高电压信号输入端(电流互感器采样输出回路电流时产生的电压)；二极管D1和电容C1(滤波用)在电路中起到选择导通的作用，滤除I_ACBRG输入端的干扰；电阻R4和R5串接后，经VCC，在U1A的7脚产生参考电压REF；电压比较器U1A输出信号给后级；电阻R6和R7串接后，经VCC，在U1B的4脚将产生一定电压；电阻R8和R9串接后，经VCC，在U1B的5脚将产生参考电压REF；电压比较器U1B输出信号给SHORT端；电容C3在初始上电过程中起到钳位的作用；SHORT为短路信号输出端；SHORT_CLR为短路故障复位信号输入端；电压比较器U1C输出信号给U1B的4脚；与门U2A、U2B、U2C、U2D控制输出回路用。

特别的，这里与门的数量可以更改，可以是1个、2个、4个或多个，为方便说明，本实施例采用4个与门来做说明。

具体的工作过程中，初始上电时，由于下拉电阻R10的作用，SHORT_CLR为低电平，U1C的14脚为截止状态。通过分压电阻R6和R7的作用，此时U1B的4脚电压为一定值，由于电容C3两端的电压不能突变，将保证比较器U1B的4脚电压可靠地大于5脚电压(REF)。U1B的2脚输出低电平，SHORT端也为低并将信号送出(这个信号为短路状态时的信号但并非作为短路故障的判断用)，CPU初始化还未通过的情况下确保各相关电路不会产生误动作。

待CPU初始化完成后，SHORT_CLR通过软件置高，U1C的14脚导通并虚短，通过电阻R11使得U1B的4脚电压被拉低，U1B的4脚电压小于5脚电压(REF)，U1B的2脚输出高电平。SHORT端也为高并将信号送出，CPU接收到SHORT端发来的信号后将通过软件改变U2A的2脚(PWMLA)、U2B的5脚(PWMHB)、U2C的10脚(PWMLB)、U2D的13脚(PWMHA)为高电平。与门U2A的3脚、U2B的6脚、U2C的8脚、U2D的11脚将为高电平，用来驱动输出回路并开始正常工作。

当发生短路时，I_ACBRG端将产生短路的高电压信号，二极管D1由于阴极与阳极两端产生了足以导通的电位差，D1将开始导通，U1A的6脚置为高电平，其大于U1A的7脚的电压。U1A的1脚虚断，并使U1B的5脚置低且接近于零电压。U1C的14脚为低电平，VCC通过电阻R6与R11流向U1C的14脚，此时U1B的4脚将产生一定电压，其值将大于U1B的5脚电压，U1B的2脚将虚短，并为低电平，SHORT端也为低并将信号送出。U2A的1脚、U2B的4脚、U2C的9脚、U2D的12脚为低电平，与门U2A的3脚、U2B的6脚、U2C的8脚、U2D的11脚将为低电平，驱动电压消失，输出回路将暂停工作。

输出回路一断开，I_ACBRG端短路的高电压信号消失，二极管D1将截止，U1A的6脚置为低电平，其小于U1A的7脚的电压，U1A的1脚将截止，使U1B的5脚置高，其值将大于U1B的4脚电压，U1B的2脚将输出高电平，SHORT端也为高并将信号送出。U2A的1脚、U2B的4脚、U2C的9脚、U2D的12脚为高电平，与门U2A的3脚、U2B的6脚、U2C的8脚、U2D的11脚将为高电平，驱动电压重新产生，输出回路将继续工作。如果工作后输出回路还有短路发生将继续自动重复上述过程。

当CPU接收到SHORT端发出的短路信号后不会立刻做关闭输出回路的动作，通过软件判断上述过程的次数，也就是SHORT端产生的脉冲个数。这里的脉冲个数可以改变，通过软件判断，为方便说明，以下这以10个脉冲为例来做说明，实际应用中，可以根据需要设定不同的值。当检测到SHORT端产生第10个脉冲时，SHORT_CLR通过软件置低，U1C的14脚截止，U1B的4脚电压大于U1B的5脚电压，U1B的2脚输出低电平，SHORT端也为低并将信号送出；同时，CPU接收到SHORT端发来的第10个脉冲信号后将通过软件改变U2A的2脚(PWMLA)、U2B的5脚(PWMHB)、U2C的10脚(PWMLB)、U2D的13脚(PWMHA)为低电平，与门U2A的3脚、U2B的6脚、U2C的8脚、U2D的11脚将为低电平，驱动电压彻底消失，自动循环过程将被终止，输出回路彻底停止工作。

通过软件计时(时间为几秒钟，为方便说明这里定位3秒)重新将SHORT_CLR置高，重复启动输出回路，启动过程同上。每隔几秒钟就判断一次输出是否有短路，有则关闭，没有则正常启动输出回路。经过设定的次数后，若判断还有短路故障，设备将彻底停止工作，只能通过手动重新上电恢复。

特别的，这里的隔几秒钟进行判断的次数也是可以自定义的，为方便说明，上面采用了3次这一值，实际上可以自行设定次数。

综上，本实用新型实施例提供的短路保护电路，对于负载特别是冲击型负载，判断短路信号的次数滤除冲击带来的干扰，保证设备的正常启动，提高了带载能力。短路时清除故障的设计为自动运行，间隔时间并限定次数进行电路输出的恢复，最大程度的滤除干扰以保证设备的正常运行，而且通过软件代替常规的手动清除短路信号，不会发生因为类似抖动等不确定因素导致的短路故障不能清除。针对初始上电CPU初始化过程，通过电路电压关系以及加入电容C3，解决了某些其它受控的电路因为受到初始上电CPU初始化的影响发生误动作，消除了不可预知的风险，大大提高了运行的可靠性。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种逐个脉冲检测短路保护电路，其特征在于，该电路包括：

短路时高电压信号输入端经过并联的二极管D1和电容C1连接电压比较器U1A的“-”脚；电阻R4和电阻R5串接后，经VCC，连接电压比较器U1A的“+”脚；电压比较器U1A的输出端连接电压比较器U1B的“+”脚；电阻R6和电阻R7串接后，经VCC，连接电压比较器U1B的“-”脚；电阻R8和电阻R9串接后，经VCC，连接电压比较器U1B的“+”脚；电容C3串接在电压比较器U1B的“+”脚与GND之间；电压比较器U1B输出端连接短路信号输出端；短路故障复位信号输入端连接电压比较器U1C的“-”脚；电压比较器U1C输出端串联电阻R11后连接电压比较器U1B的“-”脚；电压比较器U1B的输出端连接与门的一个输入端，与门的输出端连接输出回路。

2.如权利要求1所述的逐个脉冲检测短路保护电路，其特征在于，所述与门的数量为一个以上；

3.如权利要求1所述的逐个脉冲检测短路保护电路，其特征在于，所述与门包括与门U2A、与门U2B、与门U2C和与门U2D，所述电压比较器U1B的输出端分别连接与门U2A、与门U2B、与门U2C和与门U2D的一个输入端；与门U2A、与门U2B、与门U2C和与门U2D的输出端分别连接输出回路。