CN202797872U

CN202797872U - 一种新型短路保护电路

Info

Publication number: CN202797872U
Application number: CN 201220490652
Authority: CN
Inventors: 马川喜
Original assignee: TIANSHUI HUATIAN MICROELECTRONIC CO Ltd; TIANSHUI 749 ELECTRONIC CO Ltd
Current assignee: TIANSHUI HUATIAN MICROELECTRONIC CO Ltd; TIANSHUI 749 ELECTRONIC CO Ltd
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2022-09-25

Abstract

本实用新型公开了一种新型短路保护电路，包括依次连接的电流采样电路、电压比较电路和控制单元，还包括单稳态触发电路，所述单稳态触发电路的输入端与所述电压比较电路的输出端相连接，所述单稳态触发电路的输出端与所述控制单元的输入端相连接。该新型短路保护电路，由于将电流互感器与单稳态触发器有机地结合起来，短路保护电路的稳定性高、电路结构简单、功耗低、具有自解除功能，可应用于对短路保护要求较高的领域。

Description

一种新型短路保护电路

技术领域

本实用新型涉及一种短路保护电路，尤其涉及一种周期保护方式的新型短路保护电路。

背景技术

短路保护的目的是电源在输出端短路的情况下，PWM控制电路能够把输入端电流控制在一个安全范围内，才能有效地保护功率场效应管和输出侧设备。常用的短路保护电路有两种如图3和图4。

如图3所示，当输出端短路，变压器原边电流增大，R4两端的电压降增大，SC脚电压升高，PWM控制器输出占空比增大，SC脚电压超过过流保护动作电压时，PWM控制器关闭，无输出。

如图4所示，当输出端短路，I-S电流互感器次级线圈感应的电压升高，当SC脚电压超过过流保护动作电压时，PWM控制器停止工作。当短路或过载消失，电路自行恢复。

目前比较常用的短路保护电路都存在一些诸如短路保护后不能完全关闭，处于频繁的启动、关闭状态，长期短路损坏场效应管和采样电阻，短路保护调试困难等问题，限制了短路保护电路的应用范围。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种稳定性高、电路结构简单，功耗低、具有自解除功能的新型短路保护电路。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种新型短路保护电路，包括依次连接的电流采样电路、电压比较电路和控制单元，还包括单稳态触发电路，所述单稳态触发电路的输入端与所述电压比较电路的输出端相连接，所述单稳态触发电路的输出端与所述控制单元的输入端相连接。

所述电流采样电路包括电流互感器，所述电流互感器次极的一端分别与第一电阻的一端、二极管的正极相连接，所述二极管的负极与第二电阻的一端相连接，所述第二电阻的另一端和第三电阻的一端、第一电容的一端分别与电压比较器的同相输入脚相连接；所述电流互感器次极的另一端、第一电阻的另一端、第三电阻的另一端和第一电容的另一端分别与负电压相连接。

所述电压比较电路包括电压基准，所述电压基准的阴极串联第四电阻与正电压相连接；第二电容的一端和第五电阻的一端分别与所述电压基准的阴极相连接，所述第五电阻的另一端和第六电阻的一端分别与所述电压比较器的反相输入端脚相连接，所述电压比较器的正电压端与正电压相连接，所述电压比较器的负电压端与所述负电压相连接；第七电阻的一端与所述电压比较器的输出端相连接，另一端与所述正电压相连接；所述电压比较器的输出端串联第八电阻后与三极管的基极相连接；第九电阻的一端与三极管的基极相连接；所述电压基准的阳极、第二电容的另一端、第六电阻的另一端、第九电阻的另一端分别与负电压相连接。

所述单稳态触发电路包括三级管，所述三级管的集电极与单稳态触发器的触发输入端相连接；所述三级管的发射基与负电压相连接；第十电阻的一端与所述单稳态触发器的触发输入端相连接，另一端与正电压相连接；第十一电阻的一端与所述单稳态触发器的阀值端、放电端相连接，另一端与正电压相连接；第三电容的一端与所述的阀值端、放电端相连接，另一端与负电压相连接；第四电容的一端与所述单稳态触发器的控制端相连接，另一端与负电压相连接；所述单稳态触发器的正电压端、复位端分别与所述正电压相连接；所述单稳态触发器的负电压端与负电压相连接。

所述控制单元包括第十二电阻和第十三电阻，所述第十二电阻的一端与所述单稳态触发器的输出端相连接，另一端与控制信号相连接；所述第十三电阻的一端与所述控制信号相连接，另一端与负电压相连接。

采用本实用新型提供的新型短路保护电路，由于将电流互感器与单稳态触发器有机地结合起来，利用电流互感器损耗小、频带宽、信号还原性好、价格便宜、控制和主功率电路隔离等优点，单稳态触发器保证输出状态只有高电平或低电平两种状态的特点，确保PWM控制电路不会出现频繁的启动、关闭状态；关闭时间长，启动时间短，短路保护电路工作与完全关闭与极窄的脉冲宽度相交替的间歇状态，保证即便电源长期处于保护状态也不损伤电源，电源不会过热；当输入电压变化范围较大，仍可在高、低端短路时，得到基本相同的短路保护特性。该新型短路保护电路的稳定性高、电路结构简单、功耗低、具有自解除功能，可应用于对短路保护要求较高的领域。

附图说明

图1为本实用新型的方框图。

图2为本实用新型的原理图。

图3为现有技术的原理图。

图4为现有技术的另一种原理图。

图中：T1-电流互感器，R1-第一电阻，R2-第二电阻，R3-第三电阻，R4-第四电阻，R5-第五电阻，R6-第六电阻，R7-第七电阻，R8-第八电阻，R9-第九电阻，R10-第十电阻，R11-第十一电阻，R12-第十二电阻，R13-第十三电阻，C1-第一电容，C2-第二电容，C3-第三电容，C4-第四电容，D1-二极管，V1-三级管，IC1-电压基准，IC2-电压比较器，IC3-单稳态触发器，Vcc-正电压，Vin--负电压。

具体实施方式

以下结合附图及最佳实施例对本实用新型的技术方案作进一步详述。

如图1所示，本实用新型提供的新型短路保护电路，一种新型短路保护电路，包括依次连接的电流采样电路、电压比较电路和控制单元，还包括单稳态触发电路，单稳态触发电路的输入端与电压比较电路的输出端相连接，单稳态触发电路的输出端与控制单元的输入端相连接。

如图2所示，电流采样电路包括电流互感器T1，电流互感器T1次极的一端分别与第一电阻R1的一端、二极管D1的正极相连接，二极管D1的负极与第二电阻R2的一端相连接，第二电阻R2的另一端和第三电阻R3的一端、第一电容C1的一端分别与电压比较器IC2的同相输入脚3相连接；电流互感器T1次极的另一端、第一电阻R1的另一端、第三电阻R3的另一端和第一电容C1的另一端分别与负电压Vin-相连接。

电压比较电路包括电压基准IC1，电压基准IC1的阴极串联第四电阻R4与正电压Vcc相连接；第二电容C2的一端和第五电阻R5的一端分别与电压基准IC1的阴极相连接，第五电阻R5的另一端和第六电阻R6的一端分别与电压比较器IC2的反相输入端脚2相连接，电压比较器IC2的正电压端7与正电压Vcc相连接，电压比较器IC2的负电压端4 与负电压Vin-相连接；第七电阻R7的一端与电压比较器IC2的输出端6相连接，另一端与正电压Vcc相连接；电压比较器IC2的输出端6串联第八电阻R8后与三极管V1的基极B相连接；第九电阻R9的一端与三极管V1的基极B相连接；电压基准IC1的阳极、第二电容C2的另一端、第六电阻R6的另一端、第九电阻R9的另一端分别与负电压Vin-相连接。

单稳态触发电路包括三级管V1，三级管V1的集电极C与单稳态触发器IC3的触发输入端2相连接；三级管V1的发射基E与负电压Vin-相连接；第十电阻R10的一端与单稳态触发器IC3的触发输入端2相连接，另一端与正电压Vcc相连接；第十一电阻R11的一端与单稳态触发器IC3的阀值端6、放电端7相连接，另一端与正电压Vcc相连接；第三电容C3的一端与IC3的阀值端6、放电端7相连接，另一端与负电压Vin-相连接；第四电容C4的一端与单稳态触发器IC3的控制端5相连接，另一端与负电压Vin-相连接；单稳态触发器IC3的正电压端8、复位端4分别与正电压Vcc相连接；单稳态触发器IC3的负电压端1与负电压Vin-相连接。

控制单元包括第十二电阻R12和第十三电阻R13，第十二电阻R12的一端与单稳态触发器IC3的输出端3相连接，另一端与控制信号相连接；第十三电阻R13的一端与控制信号相连接，另一端与负电压Vin-相连接。

该新型短路保护电路，电流互感器初级线圈以1匝串接入主振荡管的D极（场效应管）或C极（三极管），首先电流互感器对主振荡管初级回路的电流进行采样，并输出采样电压值，送给电压比较器。电流互感器能最大程度地感应到主振荡管初级回路电流的变化情况。当输出端短路时，采样的电压值大于参考电压值，电压比较器就输出高电平，三极管导通，触发信号送给单稳态触发器；触发端得到触发信号，在触发信号的作用下，单稳态触发器由稳态转换到暂稳态，输出一个宽度一定的正脉冲，送给控制单元；控制单元输出控制信号，关闭PWM脉宽调制器，使电源进入停止工作期。经过一段时间后，单稳态触发器经过延时会自动返回到稳态，单稳态触发器输出低电平，送给控制单元，PWM脉宽调制器启动，电源重新进入正常工作状态。当第二个触发信号到来时，又重复上述过程。如果短路现象依然存在，电源又将进入停止工作期，如此的循环状态，即“打嗝”现象，这种短路保护称为周期保护方式。本实用新型提供的新型短路保护电路，稳定性高、电路结构简单、功耗低、具有自解除功能，可用在对短路保护要求较高的领域。

以上所述的仅是本实用新型的较佳实施例，并不局限本实用新型。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本实用新型所提供的技术启示下，还可以做出其它等同变型和改进，均可以实现本实用新型的目的，都应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种新型短路保护电路，包括依次连接的电流采样电路、电压比较电路和控制单元，其特征在于，还包括单稳态触发电路，所述单稳态触发电路的输入端与所述电压比较电路的输出端相连接，所述单稳态触发电路的输出端与所述控制单元的输入端相连接。

2.根据权利要求1所述新型短路保护电路，其特征在于，所述电流采样电路包括电流互感器（T1），所述电流互感器（T1）次极的一端分别与第一电阻（R1）的一端、二极管（D1）的正极相连接，所述二极管（D1）的负极与第二电阻（R2）的一端相连接，所述第二电阻（R2）的另一端和第三电阻（R3）的一端、第一电容（C1）的一端分别与电压比较器（IC2）的同相输入脚(3)相连接；所述电流互感器（T1）次极的另一端、第一电阻（R1）的另一端、第三电阻（R3）的另一端和第一电容（C1）的另一端分别与负电压（Vin-）相连接。

3.根据权利要求1所述新型短路保护电路，其特征在于，所述电压比较电路包括电压基准（IC1），所述电压基准（IC1）的阴极串联第四电阻（R4）与正电压（Vcc）相连接；第二电容（C2）的一端和第五电阻（R5）的一端分别与所述电压基准（IC1）的阴极相连接，所述第五电阻（R5）的另一端和第六电阻（R6）的一端分别与所述电压比较器（IC2）的反相输入端脚（2）相连接，所述电压比较器（IC2）的正电压端(7)与正电压（Vcc）相连接，所述电压比较器（IC2）的负电压端(4) 与所述负电压（Vin-）相连接；第七电阻（R7）的一端与所述电压比较器（IC2）的输出端(6)相连接，另一端与所述正电压（Vcc）相连接；所述电压比较器（IC2）的输出端(6)串联第八电阻（R8）后与三极管（V1）的基极（B）相连接；第九电阻（R9）的一端与三极管（V1）的基极（B）相连接；所述电压基准（IC1）的阳极、第二电容（C2）的另一端、第六电阻（R6）的另一端、第九电阻（R9）的另一端分别与负电压（Vin-）相连接。

4.根据权利要求1所述新型短路保护电路，其特征在于，所述单稳态触发电路包括三级管（V1），所述三级管（V1）的集电极(C)与单稳态触发器（IC3）的触发输入端（2）相连接；所述三级管（V1）的发射基(E)与负电压（Vin-）相连接；第十电阻（R10）的一端与所述单稳态触发器（IC3）的触发输入端（2）相连接，另一端与正电压（Vcc）相连接；第十一电阻（R11）的一端与所述单稳态触发器（IC3）的阀值端（6）、放电端（7）相连接，另一端与正电压（Vcc）相连接；第三电容（C3）的一端与所述（IC3）的阀值端（6）、放电端（7）相连接，另一端与负电压（Vin-）相连接；第四电容（C4）的一端与所述单稳态触发器（IC3）的控制端（5）相连接，另一端与负电压（Vin-）相连接；所述单稳态触发器（IC3）的正电压端（8）、复位端（4）分别与所述正电压（Vcc）相连接；所述单稳态触发器（IC3）的负电压端（1）与负电压（Vin-）相连接。

5.根据权利要求1所述新型短路保护电路，其特征在于，所述控制单元包括第十二电阻（R12）和第十三电阻（R13），所述第十二电阻（R12）的一端与所述单稳态触发器（IC3）的输出端（3）相连接，另一端与控制信号相连接；所述第十三电阻（R13）的一端与所述控制信号相连接，另一端与负电压（Vin-）相连接。