CN204858515U - 一种过流保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种过流保护电路，包括：负载电路、开关组件以及电流检测电路；负载电路具有第一端以及第二端，第一端连接第一火线，第二端连接第一零线；开关组件设置在第一火线与第一端之间，或设置在第一零线与第二端之间；电流检测电路在第一火线中电流大于设定阈值时控制开关组件由导通状态切换到断开状态。过流保护电路通过受过电流检测电路控制的开关组件控制负载电路与第一火线与第一零线之间的回路，当第一火线中电流大于设定阈值时通过断开开关组件即可实现对负载电路的保护，防止负载电路烧毁，当过流问题消除后，使得开关组件切换到导通状态。因此，过流保护电路可反复使用，且不受环境温度影响。

Description

一种过流保护电路

技术领域

本实用新型涉及电路过流保护技术领域，更具体地说，涉及一种过流保护电路。

背景技术

由于供电系统故障或是受到干扰等原因，会导致供电线路出线过流问题，严重时会导致负载电路烧毁。

为了对负载电路实施过流保护，现有技术中一种常见的方式是在负载电路与供电线路之间连接熔点较低的电流保险丝。当发生过流问题时，由于电流增大，电流保险丝发热熔化从而将负载电路与供电线路断路，实现过流保护。通过电流保险丝虽然可以对负载电路进行过流保护，但是，只能单次使用，不能反复使用。

自恢复保险丝可以反复用于负载电路的过流保护。当供电线路出线过流问题时，自恢复保险丝由于发热导致内阻急剧增大，从而起到限流作用。但是，自恢复保险丝的内阻受到环境温度影响较大。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种过流保护电路，该过流保护电路可反复使用，且不受环境温度影响。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种过流保护电路，该过流保护电路包括：负载电路、开关组件以及电流检测电路；

所述负载电路具有第一端以及第二端，所述第一端连接第一火线，所述第二端连接第一零线；

所述开关组件设置在所述第一火线与所述第一端之间，或设置在所述第一零线与所述第二端之间；

所述电流检测电路在所述第一火线中电流大于设定阈值时控制所述开关组件由导通状态切换到断开状态。

优选的，在上述过流保护电路中，所述开关组件为继电器；所述继电器包括常闭触点；

当所述开关组件设置在所述第一火线与所述第一端之间时，所述第一端通过所述常闭触点与所述第一火线连接；

当所述开关组件设置在所述第一零线与所述第二端之间时，所述第二端通过所述常闭触点与所述第一零线连接。

优选的，在上述过流保护电路中，所述电流检测电路包括：电感、整流桥、第一分压电阻、第二分压电阻以及NMOS管；

所述电感用于感应所述第一火线的电流变化；

所述整流桥具有第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端；所述第一输入端与所述电感的一端连接，所述第二输入端与所述电感的另一端连接；

所述第一分压电阻的一端连接所述第一输出端，另一端连接第一节点；

所述第二分压电阻的一端连接所述第二输出端，另一端连接所述第一节点；

所述NMOS管的栅极连接所述第一输出端，源极连接所述第一节点，漏极连接第二火线；且所述源极通过所述继电器的控制触点连接第二零线。

优选的，在上述过流保护电路中，所述电流检测电路还包括：第一二极管以及触发开关；

所述栅极依次经过所述触发开关与所述控制触点与所述第二零线连接；

所述第一二极管的正极连接所述第一分压电阻与所述第一输出端的公共节点，负极连接所述栅极，且所述负极依次通过所述触发开关以及所述控制触点后，与所述第二零线连接。

优选的，在上述过流保护电路中，所述电流检测电路还包括：第一保护电阻；

其中，所述第一保护电阻与所述触发开关串联。

优选的，在上述过流保护电路中，所述电流检测电路还包括：第二保护电阻以及第二二极管；

所述第二火线依次通过所述第二二极管的正极、所述第二二极管的负极以及所述第二保护电阻与所述漏极连接。

优选的，在上述过流保护电路中，所述第一火线与所述第二火线为同一火线。

优选的，在上述过流保护电路中，所述第一零线与所述第二火线为同一零线。

从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的过流保护电路包括：负载电路、开关组件以及电流检测电路；所述负载电路具有第一端以及第二端，所述第一端连接第一火线，所述第二端连接第一零线；所述开关组件设置在所述第一火线与所述第一端之间，或设置在所述第一零线与所述第二端之间；所述电流检测电路在所述第一火线中电流大于设定阈值时控制所述开关组件由导通状态切换到断开状态。所述过流保护电路通过受过电流检测电路控制的开关组件控制所述负载电路与所述第一火线与所述第一零线之间的回路，当第一火线中电流大于所述设定阈值(存在过流问题)时通过断开所述开关组件即可实现对所述负载电路的保护，防止所述负载电路烧毁，当过流问题消除后，使得所述开关组件切换到导通状态。因此，所述过流保护电路可反复使用，且不受环境温度影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种过流保护电路的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种过流保护电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参考图1，图1为本申请实施例提供的一种过流保护电路的结构示意图。该过流保护电路包括：负载电路11、开关组件12以及电流检测电路13。

所述负载电路12具有第一端a1以及第二端a2，所述第一端a1连接第一火线L1，所述第二端a2连接第一零线N1。

所述开关组件12设置在所述第一火线L1与所述第一端a1之间，或设置在所述第一零线N1与所述第二端a2之间。在图1所示实施方式中，以所述开关组件12设置在所述第一零线N1与所述第二端a2之间为例进行图示。

所述电流检测电路13在所述第一火线L1中电流大于设定阈值时控制所述开关组件12由导通状态切换到断开状态。

通过上述描述可知，本申请实施例所述过流保护电路通过受过电流检测电路13控制的开关组件12控制所述负载电路11与所述第一火线L1与所述第一零线N1之间的回路。当第一火线L1中电流大于所述设定阈值时，通过断开所述开关组件12即可实现对所述负载电路11的保护，防止所述负载电路11烧毁，当过流问题消除后，使得所述开关组件12切换到导通状态。可见，所述过流保护电路可反复使用，且不受环境温度影响。

在图1所示过流保护电路中，所述开关组件12以及所述电流检测电路13的结构可以如图2所示。

参考图2，图2为本申请实施例提供的另一种过流保护电路的结构示意图。所述开关组件12为继电器J。所述继电器J包括常闭触点以及控制触点。所述继电器J在不加电状态时，所述常闭触点导通，在加电时，所述常闭触点断开。图2所示实施方式中，常闭触点处于断开状态。

当所述开关组件12设置在所述第一火线L1与所述第一端a1之间时，所述第一端a1通过所述常闭触点与所述第一火线L1连接。当所述开关组件12设置在所述第一零线N1与所述第二端a2之间时，所述第二端a2通过所述常闭触点与所述第一零线N1连接。

可选的，所述电流检测电路13包括：电感L、整流桥BD、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2以及NMOS管Q。

所述电感L用于感应所述第一火线L1的电流变化。为了使得所述电感L可以更加精确的感应所述第一火线L1的电流变化，所述第一火线L1穿过所述电感L，且与所述电感L不电连接。

所述整流桥BD具有第一输入端b1、第二输入端b2、第一输出端b3以及第二输出端b4。所述第一输入端b1与所述电感L的一端连接，所述第二输入端b2与所述电感L的另一端连接。

所述第一分压电阻R1的一端连接所述第一输出端b3，另一端连接第一节点O1。所述第二分压电阻R2的一端连接所述第二输出端b4，另一端连接所述第一节点O1。

所述NMOS管Q的栅极连接所述第一输出端b3，源极连接所述第一节点O1，漏极连接第二火线L2；且所述源极通过所述继电器J的控制触点连接第二零线N2。

正常情况下，即所述第一火线L1不存在过流问题，电感L两端感应生成一个较小的电动势，经过整流桥BD后，第一输出端b3以及第二输出端b4可视为零电位。此时，第一分压电阻R1两端分压为0。NMOS管Q处于断开状态，继电器J控制端不加电。所以，常闭触点处于导通状态，第一火线L1、负载电路11以及第一零线N1之间形成通过，负载电路11可以正常通电工作。

当所述第一火线L1中发生过流问题时，即其电流急剧变化，电流超出设定阈值时，电感L两端生成一个较大的电动势，经过整流桥BD后，第一输出端b3以及第二输出端b4具有高电平。

当NMOS管Q导通时，第一节点O1为继电器J的控制端加电，从而使得继电器J的常闭触点断开，从使得第一火线L1、负载电路11以及第一零线N1之间的回路断路，实现对负载电路11的过流保护。

NMOS管Q的栅极与源极导通阈值电压是设定常数。NMOS管Q的栅极与源极之间的导通电压等于第一分压电阻R1两端的电压。通过设置第一分压电阻R1以及第二分压电阻R2的比值，可以设定NMOS管Q的分压比例，从而可以第一火线L的电流变化阈值，即可以设置所述过流保护电路过流检测的灵敏度。

当R1：R2的值越小，第一分压电阻R1的分压比例越小，此时，如果需要NMOS管Q导通，需要第一火线L1发生较大的电流变化，以生成较大的感应电动势，使得第一分压电阻R1两端的电压大于NMOS管Q的栅极与源极导通阈值电压，使得NMOS管Q导通。此时，第一火线L1的电流变化阈值较大时，方可为继电器J的控制端加电，使得常闭触点断开，过流保护灵敏度低。

当R1：R2的值越大，第一分压电阻R1的分压比例越大，此时，如果需要NMOS管Q导通，需要第一火线L1发生较小的电流变化，生成较小的感应电动势，便可使得第一分压电阻R1两端的电压大于NMOS管Q的栅极与源极导通阈值电压，使得NMOS管Q导通。此时，第一火线L1的电流变化阈值较小时，便可为继电器J的控制端加电，使得常闭触点断开，过流保护灵敏度高。

当第一火线L1中过流问题为一个较长时间存在的故障时，此时，需要NMOS管Q在整个故障时间段内一直处于导通状态。此时，所述电流检测电路13还包括：第一二极管D1以及触发开关K。所述栅极依次经过所述触发开关K与所述控制触点与所述第二零线N2连接。所述第一二极管D1的正极连接所述第一分压电阻R1与所述第一输出端b3的公共节点，负极连接所述栅极，且所述负极依次通过所述触发开关K以及所述控制触点后，与所述第二零线N2连接。

所述触发开关K为常开开关，即该所述触发开关K在不触发时，两端为断路，受触发时，两端为通路。可选的，所述电流检测电路13还包括：第一保护电阻R3，以对所述触发开关K进行保护，防止其烧毁。其中，所述第一保护电阻R3与所述触发开关K串联。

通过设置第一二极管D1可以防止NMOS管Q的通过第一分压电阻R1放电，使得NMOS管Q在发生过流问题时保持电荷，处于持续的导通状态，进而持续的为继电器J的控制触点加电，使得常闭触点断开。当过流故障消除后，可以通过触发一次所述触发开关K，使得其触发开关K两端通路，进而使得NMOS管Q的电荷通过控制触点与第二零线N2之间的回路释放掉。当NMOS管Q放电后，由于过流问题消失，NMOS管Q将断路，继电器J的控制触点失电，常闭触点恢复导通状态，从而使得负载电路11与所述第一火线L1以及所述第一零线N1之间恢复通路。

可选的，所述电流检测电路13还包括：第二保护电阻R4以及第二二极管D2，以对所述NMOS管Q以及继电器J进行防护，避免其被烧毁。所述第二火线L2依次通过所述第二二极管D2的正极、所述第二二极管D2的负极以及所述第二保护电阻R4与所述漏极连接。

在本申请实施例中，为了减少电线数量，简化电路结构，所述第一火线与所述第二火线为同一火线。所述第一零线与所述第二火线为同一零线。

通过上述描述可知，本申请实施例所述过流保护电路可以多次重复使用，对负载电路进行过流保护，且不受外界环境温度的影响。另外，通过调节第一分压电阻以及第二分压电阻的分压比例，可以设置过流保护的灵敏度。可以通过集成电路设计，将该过流保护电路集成在PCB板上，电路体积小。同时，当负载电路正常工作时，仅是在其回路中接入继电器的常闭触点，无内阻，不增加能耗。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种过流保护电路，其特征在于，包括：负载电路、开关组件以及电流检测电路；

所述负载电路具有第一端以及第二端，所述第一端连接第一火线，所述第二端连接第一零线；

所述开关组件设置在所述第一火线与所述第一端之间，或设置在所述第一零线与所述第二端之间；

所述电流检测电路在所述第一火线中电流大于设定阈值时控制所述开关组件由导通状态切换到断开状态。

2.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述开关组件为继电器；所述继电器包括常闭触点；

当所述开关组件设置在所述第一火线与所述第一端之间时，所述第一端通过所述常闭触点与所述第一火线连接；

当所述开关组件设置在所述第一零线与所述第二端之间时，所述第二端通过所述常闭触点与所述第一零线连接。

3.根据权利要求2所述的过流保护电路，其特征在于，所述电流检测电路包括：电感、整流桥、第一分压电阻、第二分压电阻以及NMOS管；

所述电感用于感应所述第一火线的电流变化；

所述整流桥具有第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端；所述第一输入端与所述电感的一端连接，所述第二输入端与所述电感的另一端连接；

所述第一分压电阻的一端连接所述第一输出端，另一端连接第一节点；

所述第二分压电阻的一端连接所述第二输出端，另一端连接所述第一节点；

所述NMOS管的栅极连接所述第一输出端，源极连接所述第一节点，漏极连接第二火线；且所述源极通过所述继电器的控制触点连接第二零线。

4.根据权利要求3所述的过流保护电路，其特征在于，所述电流检测电路还包括：第一二极管以及触发开关；

所述栅极依次经过所述触发开关与所述控制触点与所述第二零线连接；

所述第一二极管的正极连接所述第一分压电阻与所述第一输出端的公共节点，负极连接所述栅极，且所述负极依次通过所述触发开关以及所述控制触点后，与所述第二零线连接。

5.根据权利要求4所述的过流保护电路，其特征在于，所述电流检测电路还包括：第一保护电阻；

其中，所述第一保护电阻与所述触发开关串联。

6.根据权利要求3所述的过流保护电路，其特征在于，所述电流检测电路还包括：第二保护电阻以及第二二极管；

所述第二火线依次通过所述第二二极管的正极、所述第二二极管的负极以及所述第二保护电阻与所述漏极连接。

7.根据权利要求3-6任一项所述的过流保护电路，其特征在于，所述第一火线与所述第二火线为同一火线。

8.根据权利要求3-6任一项所述的过流保护电路，其特征在于，所述第一零线与所述第二火线为同一零线。