CN205385281U - 一种具有锁定功能的过流保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种具有锁定功能的过流保护电路，包括电池组、驱动单元、采样单元、信号产生单元、锁定单元，其中电池组、负载、驱动单元和采样单元形成负载电路回路，还包括一反馈单元；其中，所述采样单元通过信号产生单元与反馈单元相连，所述反馈单元通过锁定单元连接至驱动单元，驱动单元的控制端连接至外部一驱动信号。与现有技术相比，能够在没有单片机的场合以较少的器件使用，仅以运算放大器实现过电流保护和锁定功能，具有简单、可靠、成本低、使用灵活的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及过流保护技术领域，具体地说是一种具有锁定功能的过流保护电路。
背景技术
在常规的电子电路中，经常需要用到过电压保护电路和过电流保护电路。正是由于这些电路的存在，才使设备能够安全可靠地工作。现有技术中，过电流保护基本有以下几种种方式：第一种是利用单片机直接进行AD采样读取电流，再利用其I/O口进行控制，从而实现过电流保护。第二种是通过运算放大电路将电流放大，使用单片机AD采样电流读取数值，再利用单片机I/O进行控制，实现过电流保护。第三种是带电流检测硬件集成电路实现电流采样和过电流保护；
以上三种方式中第一种实现方式成本较低，使用灵活，但是往往小电流采样不准；第二种实现方式能改善第一种电路的缺点，但随之而来的是成本的上升；第三种实现方式的采样准确，但是使用不够灵活，不能随心所欲，因为集成电路设定的规格是有间隔的。
针对上述问题，申请号为201310342136.6的申请文件公开了了一种过流检测及保护电路。利用运算放大器来检测是否过流，有效降低电路成本，但是该技术方案仍需要利用单片机进行控制实现，且电路的信号稳定性差。
发明内容
针对上述现有技术，本实用新型要解决的技术问题是提供一种具有锁定功能的过流保护电路，利用运算放大器及其外围电路，实现过电流保护设计中电流的采样和过电流保护，并具备过流锁定功能，无需借助单片机，电路成本低，可靠性高，且适用范围广泛。
为了解决上述问题，本实用新型的具有锁定功能的过流保护电路，包括为负载回路提供电源电压的电池组，用于驱动负载电路的驱动单元，用于采集所述负载电路回路中的电流的采样单元，用于当所述负载电路回路中的电流大于预设值时，产生过流信号的信号产生单元，用于在接收到所述过流信号时关闭所述驱动单元并保持所述驱动单元的关闭状态的锁定单元，所述电池组、负载、驱动单元和采样单元形成负载电路回路，还包括对所述信号产生单元形成反馈回路的反馈单元；其中，所述采样单元通过信号产生单元与反馈单元相连，所述反馈单元通过锁定单元连接至驱动单元，驱动单元的控制端连接至外部一驱动信号。
优选的，所述的反馈单元包括从信号产生单元的输出端依次串联二极管D1与电阻R1并返回至所述信号产生单元的输入端，其中，所述二极管的阳极与信号产生单元的输出端相连；在所述信号产生单元输入输出端之间并联有一电阻R5；所述信号产生单元的输出端还连接一分压网络，其中，所述分压网路由串联的电阻R6和电阻R7组成，且电阻R7的一端与采样单元的一端相连。
优选的，所述的信号产生单元包含一运算放大器U1，其负极输入端与正极输入端之间通过一电容C1连接，所述负极输入端通过电阻R2接入地端，正极输入端通过电阻R3接入采样单元的一端。
优选的，所述的驱动单元包含一串联在负载与采样单元之间的开关元件Q2，期控制端通过电阻R8与外部一驱动信号连接。
优选的，所述的锁定单元包含一并联在所述开关元件Q2的控制端与输出端之间的开关元件Q1，其控制端连接至电阻R6和电阻R7之间的节点处。
优选的，所述的开关元件Q1和开关元件Q2可以为三极管或MOS管。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
一、通过运算放大器，在不使用MCU的情况下实现过流检测与保护，电路简单，实现成本低，适用范围广泛，具有很大的实用价值。
二、利用正反馈单元，使得电路输出的电信号更稳定，提高了电路的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型实施的具有锁定功能的过流保护电路结构示意图。
图2为本实用新型实施的具有锁定功能的过流保护电路具体电路图。
具体实施方式
为了让本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。
本实用新型的具体实施方式如图1所示，一种具有锁定功能的过流保护电路，包括为负载回路提供电源电压的电池组1，用于驱动负载电路的驱动单元2，用于采集负载电路回路中的电流的采样单元3，用于当负载电路回路中的电流大于预设值时，产生过流信号的信号产生单元4，用于在接收到过流信号时关闭驱动单元2并保持驱动单元2的关闭状态的锁定单元5，电池组1、负载、驱动单元2和采样单元3形成负载电路回路，还包括对信号产生单元4形成反馈回路的反馈单元6；其中，采样单元3通过信号产生单元4与反馈单元6相连，反馈单元6通过锁定单元5连接至驱动单元2，驱动单元2的控制端连接至外部一驱动信号。
其中，各个单元的具体电路连接结构如图2所示。反馈单元6包括从信号产生单元4的输出端依次串联二极管D1与电阻R1并返回至信号产生单元4的输入端，其中，二极管的阳极与信号产生单元4的输出端相连；在信号产生单元4输入输出端之间并联有一电阻R5；信号产生单元4的输出端还连接一分压网络，其中，分压网路由串联的电阻R6和电阻R7组成，且电阻R7的一端与采样单元3的一端相连。
信号产生单元4包含一运算放大器U1，其负极输入端与正极输入端之间通过一电容C1连接，负极输入端通过电阻R2接入地端，正极输入端通过电阻R3接入采样单元3的一端。
驱动单元2包含一串联在负载与采样单元3之间的开关元件Q2，期控制端通过电阻R8与外部一驱动信号连接。本实施例中，开关元件Q2为一MOS管，其漏极与负载的端口Port-连接，源极与电阻R4连接，栅极通过电阻R8与外部一驱动信号输入端口FETdrive相连。
锁定单元5包含一并联在开关元件Q2的控制端与输出端之间的开关元件Q1，其控制端连接至电阻R6和电阻R7之间的节点处。本实施例中，开关元件Q1为一NPN型三极管，其集电极连接至开关元件Q2的栅极，发射极连接至开关元件Q2的源极，基极为其控制端。
电路的工作原理如下：
当电路工作时，电池组放电，电流由端口Port+流出，经负载后回到端口Port-，再经开关元件Q2和电阻R4回到电池组负极，从而形成回路，电流流经电阻R4时产生电压差，电阻R4两端的电压值经运算放大器U1放大后，判断是否进行过电流保护和锁定动作。
本实施例中，判断是否进行过电流保护的阀值的设定需要满足以下条件：
1.当放电电流超过保护阀值电流时，运算放大器U1的输出能形成正反馈，且其输出信号的值超过三极管Q1的开启阀值。
2.当放电电流低于保护阀值电流时，运算放大器U1的输出通过二极管D1正向压被降截止，不能形成反馈回路，且其输出信号的值不能超过三极管Q1的开启阀值。
因此，其实现过流保护与锁定功能的过程如下：
当放电电流低于预设的保护阀值电流时，电路对放电电流进行线性放大，放大后并不能形成正反馈，亦不能开启三极管Q1从而致使MOS管Q2截止；当放电电流大于预设的保护阀值电流时，电路对放电电流放大后形成正反馈，电信号经电阻R6和电阻R7间的节点输出，使得三极管Q1导通，从而使得MOS管Q2闭合，实现电路的过流保护，同时能够使得保护状态锁定。
需要说明的是，在本实施例中，未详细展开进行阐述的地方，均为本领域技术人员可根据现有公知常识与实践经验来实现。
以上所述为本实用新型的较佳实施方式，并非对本实用新型作任何形式上的限制。需要说明的是，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种具有锁定功能的过流保护电路，包括为负载回路提供电源电压的电池组（1），用于驱动负载电路的驱动单元（2），用于采集所述负载电路回路中的电流的采样单元（3），用于当所述负载电路回路中的电流大于预设值时，产生过流信号的信号产生单元（4），用于在接收到所述过流信号时关闭所述驱动单元并保持所述驱动单元的关闭状态的锁定单元（5），所述电池组、负载、驱动单元和采样单元形成负载电路回路，其特征在于：还包括对所述信号产生单元形成反馈回路的反馈单元（6）；其中，所述采样单元通过信号产生单元与反馈单元相连，所述反馈单元通过锁定单元连接至驱动单元，驱动单元的控制端连接至外部一驱动信号。
2.根据权利要求1所述的具有锁定功能的过流保护电路，其特征在于，所述的反馈单元（6）包括从信号产生单元的输出端依次串联二极管D1与电阻R1并返回至所述信号产生单元的输入端，其中，所述二极管的阳极与信号产生单元的输出端相连；在所述信号产生单元输入输出端之间并联有一电阻R5；所述信号产生单元的输出端还连接一分压网络，其中，所述分压网路由串联的电阻R6和电阻R7组成，且电阻R7的一端与采样单元的一端相连。
3.根据权利要求2所述的具有锁定功能的过流保护电路，其特征在于，所述的信号产生单元（4）包含一运算放大器U1，其负极输入端与正极输入端之间通过一电容C1连接，所述负极输入端通过电阻R2接入地端，正极输入端通过电阻R3接入采样单元的一端。
4.根据权利要求3所述的具有锁定功能的过流保护电路，其特征在于，所述的驱动单元（2）包含一串联在负载与采样单元之间的开关元件Q2，期控制端通过电阻R8与外部一驱动信号连接。
5.根据权利要求4所述的具有锁定功能的过流保护电路，其特征在于，所述的锁定单元（5）包含一并联在所述开关元件Q2的控制端与输出端之间的开关元件Q1，其控制端连接至电阻R6和电阻R7之间的节点处。
6.根据权利要求5所述的具有锁定功能的过流保护电路，其特征在于，所述的开关元件Q1和开关元件Q2可以为三极管或MOS管。
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| CN107477017A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-12-15 | 广东美芝制冷设备有限公司 | 风扇驱动保护电路、风扇及车辆 |
| CN108418176A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-08-17 | 合肥巨动力系统有限公司 | 一种电机控制器低压电源的过功率保护电路 |
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