CN203942263U - 连续波导航雷达电源过压过流防反保护系统 - Google Patents

Abstract

连续波导航雷达电源过压过流防反保护系统，包括电源输入端和电源输出端，包括输入电压传感器与输出电压传感器，连接在电源输入端和电源输出端之间的电压转换单元，所述电压转换单元与电源输出端之间连接有隔离功率开关管，与电源输出端之间连接有电流传感器；还包括输入欠压比较器、输入过压比较器、输出过压比较器和过流比较器，还包括逻辑处理单元，在输入欠压比较器、输入过压比较器、输出过压比较器和过流比较器中任意一个输出非正常状态信号时，即控制隔离功率开关管关闭，电压转换单元不使能。本实用新型安装于复杂供电环境的各种船舶，能有效保护目前广泛应用于民用中小型船只连续波导航雷达系统。

Description

连续波导航雷达电源过压过流防反保护系统

技术领域

本实用新型属于电子领域，涉及一种连续波导航雷达电源过压过流防反保护系统。

背景技术

船用导航雷达(marine radar )是保障船舶航行的雷达，也称航海雷达。它特别适用于黑夜、雾天引导船只出入海湾、通过窄水道和沿海航行，主要起航行防撞作用。国际海事组织(IMO)规定,1600吨位以上的船只须装备导航雷达。导航雷达的一项重要任务是目标标绘，这项任务正逐渐改由自动雷达标绘装置来担任。国际海事组织还规定所有 1万吨位以上的船只逐步装设这种装置。

一般雷达把自身作为不动点表示在平面位置显示器（见雷达显示器）的中心。但在航海中，船舶自身在运动，总是与固定目标或运动目标作相对运动。适应航海环境的雷达，应是真正运动的雷达，须能自动输入船舶自身的航速和航向，数据必须相当准确。

现代导航雷达应用固态电子技术，使设备的可靠性有了很大的提高，除磁控管和阴极射线管以外，其他有源电路元件基本上已全部使用晶体管和集成电路。由于电路改进，脉冲宽度已从1～2微秒减至0.1微秒，磁控管峰值功率已从3千瓦提高到50千瓦，从而目标分辨力和灵敏度得到提高，同时带来电源功耗的大幅上升，在内河和近海航行的船舶受到岸基复杂电磁环境的影响，导致供电电源受到干扰，输出电压可能出现瞬态不稳定现象，造成供电设备的损毁。

实用新型内容

为克服现有船用导航雷达电源在近海或内河的复杂电磁环境下容易受到环境电磁波干扰造成输出大幅波动，损毁内部器件的技术缺陷，本实用新型公开了一种连续波导航雷达电源过压过流防反保护系统。

本实用新型所述连续波导航雷达电源过压过流防反保护系统，包括电源输入端和电源输出端，其特征在于，包括与电源输入端连接的输入电压传感器，与电源输出端连接的输出电压传感器，连接在电源输入端和电源输出端之间的电压转换单元，所述电压转换单元与电源输出端之间连接有隔离功率开关管，与电源输出端之间连接有电流传感器；

还包括输入欠压比较器、输入过压比较器、输出过压比较器和过流比较器，所述输入电压比较器和输入过压比较器的输入端均与输入电压传感器的输出端连接，输出过压比较器和过流比较器的输入端分别与输出电压传感器和电流传感器的输出端连接；

还包括逻辑处理单元，所述逻辑处理单元的输出端与隔离功率开关管的控制端和电压转换单元的使能端连接，所述输入欠压比较器、输入过压比较器、输出过压比较器和过流比较器的输出端均输入到逻辑处理单元，并执行以下逻辑：输入欠压比较器、输入过压比较器、输出过压比较器和过流比较器中任意一个输出非正常状态信号时，即控制隔离功率开关管关闭，电压转换单元不使能。

具体的，所述电压转换单元包括但不限于升压型、降压型、升降压型、电荷泵拓扑结构中的任意一种。 

具体的，所述输入电压传感器、输出电压传感器为连接在被检测端和地之间的分压电阻串，电流传感器为串联在输出电流通路上的电阻。

具体的，所述逻辑处理单元包括三个两输入的与门，其中两个与门的四个输入端分别与输入欠压比较器、输入过压比较器、输出过压比较器和过流比较器的输出端连接，该两个与门的输出端分别与第三个与门的两个输入端连接，第三个与门的输出端作为逻辑处理单元的输出端。

进一步的，所述第三个与门的输出端还与缓冲器连接。

优选的，所述输入电压比较器为HT70XX，输入电压比较器为ME2802，输出电压比较器LN61C，过流比较器为ACS712；所述电流传感器为串联在输出电流通路上且阻值在0.1-1欧的电阻

采用本实用新型所述的连续波导航雷达电源过压过流防反保护系统，安装于复杂供电环境的各种船舶，不仅能有效保护目前广泛应用于民用中小型船只连续波导航雷达系统，而且本实用新型还适用于其他仪器设备的供电电源保护，具有可移植性。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种具体实施方式结构示意图；

图中附图标记名称为：VIN-电源输入端 VOUT-电源输出端  K-隔离功率开关管  NA-与门  BUF-缓冲器。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。

连续波导航雷达电源过压过流防反保护系统，包括电源输入端VIN和电源输出端VOUT，包括与电源输入端连接的输入电压传感器，与电源输出端连接的输出电压传感器，连接在电源输入端和电源输出端之间的电压转换单元，所述电压转换单元与电源输出端之间连接有隔离功率开关管K，与电源输出端之间连接有电流传感器。

输入电压传感器和输出电压传感器可以是运算放大器，将输入的电压信号放大后输出，也可以直接在电源输入端或电源输出端设置连接在地上的分压电阻串，对被检测点的电压通过分压电阻串进行分压采样，隔离功率开关管可以是MOS管或晶体管，用于隔离输入电压与内部的电压转换单元，实现电源输入端与电压转换单元的彻底隔离，在电源输入端过压或可能出现的反向导通时，隔离功率开关管的作用尤为重要。 

电压转换单元为对输入电压进行直流升压或降压的各种拓扑机构，例如常见的升压（BOOST）降压（BUCK）升降压（BUCK-BOOST）或各种倍数的电荷泵(CHARGE-BUMP)，以及用于降压的线性降压稳压器（LDO）等，对本领域技术人员而言，这些电路结构均可以很容易地设置使能端，例如其中控制芯片的使能端作为整个拓扑结构的使能端等方式。

还包括输入欠压比较器、输入过压比较器、输出过压比较器和过流比较器，所述输入电压比较器和输入过压比较器的输入端均与输入电压传感器的输出端连接，输出过压比较器和过流比较器的输入端分别与输出电压传感器和电流传感器的输出端连接。

输入欠压比较器、输入过压比较器检测输入电压，并与预先设定的上限值和下限值比较，当输入电压高于上限值或低于下限值时，则认为输入电压过压或欠压，相应模块输出非正常状态信号到逻辑处理单元。

输出过压比较器对电源输出端的电压进行采样检测，并与预先设定的上限值进行比较，当输出电压高于该上限值时，则认为输出电压过压，输出电压比较器输出非正常状态信号到逻辑处理单元。

以上各个比较器比较过程中预先设定的上限值和下限值为一个直流电压值，可以通过各种形式的基准电压芯片或电路模块实现，例如一个或多个稳压二极管的串联或带隙基准电压等，通过电阻分压的形式，可以得到多个不同的电压值同时作为上述的不同上限值和下限值。

电流传感器可以是串联在输出电流通路上任意点的电阻，只要该电阻上流过的电流为输出电流或与输出电流密切相关。为减小功耗，作为电流检测的该电阻自身阻值不宜过大，但为实现一定的压差，又不宜太小，一般取值在0.1-1欧姆之间范围。当流过该电阻的电流达到预先设定的值时，该电阻的压降也到达过流比较器的翻转点，使过流比较器输出非正常状态信号，即标征过流的信号到逻辑处理单元。

所述逻辑处理单元的输出端与隔离功率开关管的控制端和电压转换单元的使能端连接，并执行以下逻辑：输入欠压比较器、输入过压比较器、输出过压比较器和过流比较器中任意一个输出非正常状态信号时，即控制隔离功率开关管关闭，电压转换单元不使能。

逻辑处理单元的一个具体实施方式如图1中的虚线框内所示，由三个与门NA和一个缓冲器BUF组成，其中两个与门的四个输入端分别与输入欠压比较器、输入过压比较器、输出过压比较器和过流比较器的输出端连接，该两个与门的输出端分别与第三个与门的两个输入端连接，第三个与门的输出端作为逻辑处理单元的输出端。以输入欠压比较器、输入过压比较器、输出过压比较器和过流比较器的非正常状态下输出高电平为例，只要其中一个输出高电平，根据逻辑运算规则，在第三个与门的输出端均会得到高电平，通过缓冲器后，控制电压转换单元和隔离功率开关管不使能和关闭。缓冲器的增加是为了在传输线过长或驱动器件输入电容值较大时增大信号驱动能力。本领域技术人员可以根据隔离功率开关管和使能端使能信号的选择，自由定义相应的逻辑状态，例如对于隔离功率开关管为PMOS或NMOS的情况，关闭时的信号分别为高电平和低电平。

前文所述的为本实用新型的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型人的实用新型验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。 

Claims (6)

1.连续波导航雷达电源过压过流防反保护系统，包括电源输入端和电源输出端，其特征在于，包括与电源输入端连接的输入电压传感器，与电源输出端连接的输出电压传感器，连接在电源输入端和电源输出端之间的电压转换单元，所述电压转换单元与电源输出端之间连接有隔离功率开关管，与电源输出端之间连接有电流传感器；

还包括输入欠压比较器、输入过压比较器、输出过压比较器和过流比较器，所述输入电压比较器和输入过压比较器的输入端均与输入电压传感器的输出端连接，输出过压比较器和过流比较器的输入端分别与输出电压传感器和电流传感器的输出端连接；

还包括逻辑处理单元，所述逻辑处理单元的输出端与隔离功率开关管的控制端和电压转换单元的使能端连接，所述输入欠压比较器、输入过压比较器、输出过压比较器和过流比较器的输出端均输入到逻辑处理单元，并执行以下逻辑：输入欠压比较器、输入过压比较器、输出过压比较器和过流比较器中任意一个输出非正常状态信号时，即控制隔离功率开关管关闭，电压转换单元不使能。

2.如权利要求1所述的连续波导航雷达电源过压过流防反保护系统，其特征在于，所述电压转换单元包括但不限于升压型、降压型、升降压型、电荷泵拓扑结构中的任意一种。 

3.如权利要求1所述的连续波导航雷达电源过压过流防反保护系统，其特征在于，所述输入电压传感器、输出电压传感器为连接在被检测端和地之间的分压电阻串，电流传感器为串联在输出电流通路上的电阻。

4.如权利要求1所述的连续波导航雷达电源过压过流防反保护系统，其特征在于，所述逻辑处理单元包括三个两输入的与门，其中两个与门的四个输入端分别与输入欠压比较器、输入过压比较器、输出过压比较器和过流比较器的输出端连接，该两个与门的输出端分别与第三个与门的两个输入端连接，第三个与门的输出端作为逻辑处理单元的输出端。

5.如权利要求4所述的连续波导航雷达电源过压过流防反保护系统，其特征在于，所述第三个与门的输出端还与缓冲器连接。

6.如权利要求1所述的连续波导航雷达电源过压过流防反保护系统，其特征在于，所述输入电压比较器为HT70XX，输入电压比较器为ME2802，输出电压比较器LN61C，过流比较器为ACS712；所述电流传感器为串联在输出电流通路上且阻值在0.1-1欧的电阻。