CN204046130U - 一种新型过压过流保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型过压过流保护电路，包括用于对供电电源进行分压采样的电压采样回路，还包括与负载RL串联的电流采集电阻R3和光耦Q1的开关端，电流采样电阻R3的输出电压通过三极管VT1控制供电电源与比较器U1的反相端之间的通断，比较器U1的同相端连接有电压参考源Vref1，比较器U1的输出端与二极管D1的阴极连接，二极管D1的阳极通过光耦Q1的光电二极管接电气地，电压采样回路的输出端通过滞回比较模块与二极管D2的阴极连接，二极管D2的阳极通过光耦Q1的光电二极管接电气地，光耦Q1的光电二极管阳极与5V电源连接。本实用新型防止电压保护的误保护，可靠性高；可以对电流故障进行反复的快速响应。

Description

一种新型过压过流保护电路

技术领域

本实用新型涉及保护电路领域，具体涉及一种新型过压过流保护电路。 

背景技术

过压过流保护电路是电子电路设计中最重要的保护电路之一，主要用途是在电源电压突然升高或负载电流突然增大时自动断开电路，避免烧坏电子元器件，造成高额维修成本，影响整个系统的正常工作。 

常用的过压保护方法有：一、使用压敏电阻等非线性元件，可以抑制瞬态过电压，但如果过压时间太长，不能起到保护作用。二、使用元器件实现过压锁死的功能，即当供电电压过高时，电路直接切断，排除故障后需要重新启动，对用户来说极为不便。常用的过流保护电路有：一、使用保险管等标准过流保护器件，过流时烧毁保护器件以保护电路，这就需要经常维修，不利于长期工作。二、使用自恢复保险，这种方法对瞬间负载短路有比较好的保护效果，但如果过流时间太长，自恢复保险会重新启动电路，同样会烧坏电子元器件。此外，现有的保护电路大多只具有单一的过压或过流保护功能，少数电路具有双重保护功能，但其结构复杂，成本较高。 

实用新型内容

本实用新型的目的是在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种新型过压过流保护电路，结构简单，使用方便，可以解决电压保护中瞬态电压引起的误保护，电流保护稳定性高，可以对电流故障进行反复的快速响应。 

本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现： 

一种新型过压过流保护电路，包括用于对供电电源VCC进行分压采样的电压采样回路，还包括与负载RL串联的电流采集电阻R3和光耦Q1的开关端，电流采样电阻R3的输出电压通过三极管VT1控制供电电源VCC与比较器U1的反相端之间的通断，比较器U1的同相端连接有电压参考源Vref1，比较器U1的输出端与二极管D1的阴极连接，二极管D1的阳极通过光耦Q1的光电二极管接电气地，电压采样回路的输出端通过滞回比较模块与二极管D2的阴极连接，二极管D2的阳极通过光耦Q1的光电二极管接电气地，光耦Q1的光电二极管阳极与5V电源连接。

如上所述的电压采样回路包括电阻R1和电阻R2，供电电源VCC依次通过电阻R1和电阻R2与电气地连接。 

如上所述的电压参考源Vref1为与5V电源连接的可调电阻R5。 

如上所述的滞回比较模块包括电阻R6、可调电阻R7、电阻R8和比较器U2，可调电阻R7一端与5V电源连接，另一端接电气地，可调电阻R7的输出端通过电阻R6与比较器U2的同相端连接，比较器U2的同相端通过电阻R8与比较器U2的输出端连接，比较器U2的反相端与电压采样回路的输出端连接，比较器U2的输出端与二极管D2的阴极连接。 

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点： 

1、结构简单，使用方便；

2、可以有效的防止电压保护中瞬态电压引起的误保护，可靠性高；

3、电流保护稳定性高，可以对电流故障进行反复的快速响应。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。 

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步详细描述。 

实施例1： 

如图1所示，一种新型过压过流保护电路，包括用于对供电电源VCC进行分压采样的电压采样回路，还包括与负载RL串联的电流采集电阻R3和光耦Q1的开关端，电流采样电阻R3的输出电压通过三极管VT1控制供电电源VCC与比较器U1的反相端之间的通断，比较器U1的同相端连接有电压参考源Vref1，比较器U1的输出端与二极管D1的阴极连接，二极管D1的阳极通过光耦Q1的光电二极管接电气地，电压采样回路的输出端通过滞回比较模块与二极管D2的阴极连接，二极管D2的阳极通过光耦Q1的光电二极管接电气地，光耦Q1的光电二极管阳极与5V电源连接。电压采样回路包括电阻R1和电阻R2，供电电源VCC依次通过电阻R1和电阻R2与电气地连接。电压参考源Vref1为与5V电源连接的可调电阻R5。滞回比较模块包括电阻R6、可调电阻R7、电阻R8和比较器U2，可调电阻R7一端与5V电源连接，另一端接电气地，可调电阻R7的输出端通过电阻R6与比较器U2的同相端连接，比较器U2的同相端通过电阻R8与比较器U2的输出端连接，比较器U2的反相端与电压采样回路的输出端连接，比较器U2的输出端与二极管D2的阴极连接。

在使用过程中，当供电电源VCC(3-15V)的电压或者流过负载的电流超过设定值时，光耦Q1的开关端会关断，起到保护主电路的作用。其中电阻R2采样电源电压，送到比较器U2的反相输入端，比较器U2为滞回比较器，有上门限和下门限，当采样电压高于上门限时，比较器U2输出低电平，二极管D2导通，光耦Q1截止，主电路关断。电阻R3为电流采样电阻，当负载电流过大，电阻R3压降大于VT1的导通电压时，三极管VT1导通，电源电压加到比较器U1的反相输入端，比较器U1输出低电平，二极管D1导通，三极管Q1截止，主电路断开。二极管D1和二极管D2和电阻R4组成与门。无论电压过大还是电流过大，都会使主电路断开，以达到保护的效果。 

如果因过压使得主电路断开，当供电电源的电压小于比较器U2的下门限时，三极管Q1才会导通，电路正常工作，如果因过流使主电路断开，当负载电流流过电阻R3产生的压降小于三极管VT1的导通电压时，三极管Q1关断，主电路正常工作。其中，电流的过流阈值可以通过电阻R3的大小设定，电源电压的过压阈值可以通过电阻R7的大小设定。 

实施例2： 

假设某电路额定电压为15V，额定电流为1.2A，要求电压不超过18V，电流不超过1.4A。应用本文所述过压过流保护电路，各元件参数计算如下：

三极管VT1选用8550，比较器U1、U2选用LM339，光耦Q1选用TLP350，二极管D1、D2选用IN4148，所选元器件耐压能力和过电流能力都符合要求。其他电阻阻值计算如下：

对于R3，当负载电流达到1.4A时，电路断开，则R3=0.7/1.4=0.5，R3选用0.5的水泥电阻。

对于R1和R2，为了减少功耗，R1应该选择较大阻值，选取R1=100k，R2=10k。 

对于滞回比较器的电阻R6、R7和R8，应该根据门限来选取。当电源电压高于18V时，电路关断，低于16V时，电路重新开通。因此，V(+)=1810/(100+10)=1.64V，V(-)=1610/(100+10)=1.45V。根据滞回比较器门限的计算公式，选取R6=1k，R7=10k，R8=18 k，并将Vref2调至1.5V可以满足要求。 

对于R4，根据发光二极管正常工作时的电流，选取R4=2 k。 

对于R5，选取R5= 10 k，并将Vref1调至4.5V可以满足要求。 

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。 

Claims (4)

1.一种新型过压过流保护电路，包括用于对供电电源VCC进行分压采样的电压采样回路，其特征在于，还包括与负载RL串联的电流采集电阻R3和光耦Q1的开关端，电流采样电阻R3的输出电压通过三极管VT1控制供电电源VCC与比较器U1的反相端之间的通断，比较器U1的同相端连接有电压参考源Vref1，比较器U1的输出端与二极管D1的阴极连接，二极管D1的阳极通过光耦Q1的光电二极管接电气地，电压采样回路的输出端通过滞回比较模块与二极管D2的阴极连接，二极管D2的阳极通过光耦Q1的光电二极管接电气地，光耦Q1的光电二极管阳极与5V电源连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型过压过流保护电路，其特征在于，所述的电压采样回路包括电阻R1和电阻R2，供电电源VCC依次通过电阻R1和电阻R2与电气地连接。

3.根据权利要求1所述的一种新型过压过流保护电路，其特征在于，所述的电压参考源Vref1为与5V电源连接的可调电阻R5。

4.根据权利要求1所述的一种新型过压过流保护电路，其特征在于，所述的滞回比较模块包括电阻R6、可调电阻R7、电阻R8和比较器U2，可调电阻R7一端与5V电源连接，另一端接电气地，可调电阻R7的输出端通过电阻R6与比较器U2的同相端连接，比较器U2的同相端通过电阻R8与比较器U2的输出端连接，比较器U2的反相端与电压采样回路的输出端连接，比较器U2的输出端与二极管D2的阴极连接。