CN203951161U - 一种过电流监测保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种过电流监测保护电路，其针对传统技术中的过电流监测保护电路成本高、不利于具体参数的灵活设置的缺陷，提出一种过电流监测保护电路，其包括与所述采样电路单元连接的采样基础、门限设置单元、电源开关单元；采样基础为电源回路中一定长度的PCB微带线，采样电路单元包括差分放大器模块、比较器模块及稳压器模块，PCB微带线接入差分放大器模块的同相输入端、反相输入端；差分放大器的输出端连接比较器模块的同相输入端；比较器模块的反相输入端连接门限设置单元，其输出端连接电源开关单元；差分放大器模块的同相输入端还通过稳压器模块连接电源信号。本实用新型适用于过电流保护。
Description
技术领域
本实用新型涉及过电流监测保护技术，具体涉及一种过电流监测保护电路。
背景技术
传统技术中对于电路过电流监测保护电路来说，其主要包括采样电路单元、电源开关单元；通过在电源回路中加高精度精密电阻作为采样电路单元采样基础，通过采样高精度精密电阻的压降和预设门限值进行比较来控制电源开关单元的通断，以达到过电流保护的目的。
由于采用高精度精密电阻作为采样基础，而高精度精密电阻的价格较贵，无疑增加了整个电路的成本，并且高精密电阻的阻值是定值，即采样基础也相对受限，这样不利于过电流具体参数的灵活设置。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：针对传统技术中的过电流监测保护电路成本高、不利于具体参数的灵活设置的缺陷，提出一种新型的过电流监测保护电路，以解决传统技术中的上述缺陷。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种过电流监测保护电路，包括采样基础、采样电路单元、门限设置单元、电源开关单元；所述采样基础、门限设置单元、电源开关单元均与所述采样电路单元连接；所述采样基础为电源回路中一定长度的PCB微带线，所述采样电路单元包括差分放大器模块、比较器模块及稳压器模块，所述PCB微带线接入所述差分放大器模块的同相输入端、反相输入端；所述差分放大器的输出端连接所述比较器模块的同相输入端；所述比较器模块的反相输入端连接门限设置单元，其输出端连接电源开关单元；所述差分放大器模块的同相输入端还通过所述稳压器模块连接电源信号。
具体的，所述门限设置单元为可调电位器，所述可调电位器的调节端与所述比较器模块的反相输入端相连。
具体的，所述电源开关单元包括第一场效应管、第二场效应管、第一电阻、第二电阻及第三电阻；所述第一场效应管的栅极连接所述比较器模块的输出端，其源极接地，漏极通过第三电阻连接所述第二场效应管的栅极；所述第二场效应管的漏极接电源输入端，其源极作为电源输出端；所述第二电阻连接在第二场效应管的栅极、漏极之间；所述第一电阻连接在所述第一场效应管的栅极与第二场效应管的漏极之间；其中，第一场效应管与第二场效应管均为N沟道场效应管。
本实用新型的有益效果是：利用PCB微带线上的微小压降实现电流取样，可以节约电路成本；此外，由于取样微带线的长度、宽度可以根据实际需要灵活选择，也便于过电流参数的灵活设置。
附图说明
图1为本实用新型实施例中的过电流监测保护电路示意图；
图中，U1为第二场效应管，U2为电流信号放大电路，U3为第一场效应管，U4为稳压器模块，R1为第一电阻，R2为第二电阻，R3为第三电阻，R4为可调电位器，C1、C2、C3均为滤波电容。
具体实施方式
本实用新型旨在针对传统技术中的过电流监测保护电路成本高、不利于具体参数的灵活设置的缺陷，提出一种新型的过电流监测保护电路，以解决传统技术中的上述缺陷。
下面结合附图及实施例对本实用新型的方案作进一步的描述：
参见图1，本例中的过电流监测保护电路包括采样基础、采样电路单元、门限设置单元、电源开关单元；
其中，采样基础为电源回路中一定长度的PCB微带线，即利用PCB微带线上的微小压降，实现电流取样；采样电路单元由电流信号放大电路U2和稳压器模块U4构成，而电流信号放大电路U2则是由差分放大器模块和比较器模块构成，差分放大器模块的同相输入端(3脚)、反相输入端(2脚)接微带线的两个节点从而进行电流取样，差分放大器模块的输出端(1脚)接比较器模块的同相输入端(5脚)，比较器模块的反相输入端(6脚)接可调电位器R4的调节端(3脚)，本例中将可调电位器R4作为门限值设置单元用于设置门限电流值；比较器模块的输出端(7脚)连接电源开关单元，本例中的电源开关单元由第一场效应管U3、第二场效应管U1、第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3构成，从信号放大电路U2输出的信号(即7脚输出信号)连接至第一场效应管U3的栅极，第一场效应管U3的源极接地，漏极通过第三电阻R3连接至第二场效应管U1的栅极；第二场效应管U1的漏极接电源输入端，其源极作为电源输出端；第二电阻R2连接在第二场效应管U1的栅极、漏极之间；第一电阻R1连接在第一场效应管U3的栅极与第二场效应管U1的漏极之间。
稳压器模块U4接入在电源VCC与电流信号放大电路U2之间，其作用是为电流信号放大电路U2提供一个不受过电流保护影响的低电源进行供电。
上述电路实现过电流保护的工作原理为：当电源回路中通过小电流时，电流信号放大电路U2的7脚处于低阻状态，引起第一场效应管U3截止，U3的1脚为高阻态，由于第三电阻R3与第二电阻R2均为电源上拉电阻，所以第二场效应管U1的2脚为高，U1处于导通状态， 电源输出正常。
当大电流出现达到保护门限时(具体的门限由可调电位器R4决定)，在取样微带线两边出现一个电流信号，该信号经过电流放大器U2的2脚与3脚放大后，从U2的1脚输出经5脚输入，再与U2的6脚比较，最后从U2的7脚输出，此时U2的7脚为高阻态，又由于第一电阻R1是一个电源上拉电阻，所以引起第一场效应管U3导通，U3的1脚变为低电平，该电平使U1的2脚电被拉低，导致第二场效应管U1截止，U1的3脚无输出，达到电路过电流保护作用。当过电流状态消失后，电路自动恢复正常。
此外，需要说明的是由于印制板取样微带线的线宽、长度决定带线直流电阻，不能将带线线宽选得太细，这样不能过太大电流，同时带线长度不能太长影响产品体积；在选择带线尺寸时，要综合考虑电源回路电流对线宽、线长度的限制，不能出现微带线电阻阻值满足要求，但电流还没达到电路保护值时微带线已承受不住就已烧毁。
本领域的技术人员根据上述描述还可以加入迟滞比较电路，增加电路保护后重启的时间。因此，本实用新型所要求的保护的范围包含但不仅限于上述实施例的内容，本领域技术人员基于上述描述在不脱离本实用新型精神实质的情况下对本实用新型的方案所作出的等同变形/替换均在本实用新型保护范围内。
Claims (3)
1.一种过电流监测保护电路，包括采样基础、采样电路单元、门限设置单元、电源开关单元；所述采样基础、门限设置单元、电源开关单元均与所述采样电路单元连接；其特征在于，所述采样基础为电源回路中一定长度的PCB微带线，所述采样电路单元包括差分放大器模块、比较器模块及稳压器模块，所述PCB微带线接入所述差分放大器模块的同相输入端、反相输入端；所述差分放大器的输出端连接所述比较器模块的同相输入端；所述比较器模块的反相输入端连接门限设置单元，其输出端连接电源开关单元；所述差分放大器模块的同相输入端还通过所述稳压器模块连接电源信号。
2.如权利要求1所述一种过电流监测保护电路，其特征在于，所述门限设置单元为可调电位器，所述可调电位器的调节端与所述比较器模块的反相输入端相连。
3.如权利要求1或2所述一种过电流监测保护电路，其特征在于，所述电源开关单元包括第一场效应管、第二场效应管、第一电阻、第二电阻及第三电阻；所述第一场效应管的栅极连接所述比较器模块的输出端，其源极接地，漏极通过第三电阻连接所述第二场效应管的栅极；所述第二场效应管的漏极接电源输入端，其源极作为电源输出端；所述第二电阻连接在第二场效应管的栅极、漏极之间；所述第一电阻连接在所述第一场效应管的栅极与第二场效应管的漏极之间；其中，第一场效应管与第二场效应管均为N沟道场效应管。
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|---|---|---|---|---|
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| CN109861511A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-06-07 | 惠州华科电器有限公司 | 过流保护电路及过流保护系统 |
| CN115189569A (zh) * | 2022-07-23 | 2022-10-14 | 广州精信仪表电器有限公司 | 一种外供传感器电源电路 |
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