CN207098584U - 短路保护和自行恢复电路 - Google Patents
短路保护和自行恢复电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN207098584U CN207098584U CN201720773372.7U CN201720773372U CN207098584U CN 207098584 U CN207098584 U CN 207098584U CN 201720773372 U CN201720773372 U CN 201720773372U CN 207098584 U CN207098584 U CN 207098584U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- short
- circuit protection
- voluntarily
- microprocessor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 7
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 abstract description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 description 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
本实用新型提出了一种短路保护和自行恢复电路，针对供电接口采用电流取样进行短路保护会导致误动作的问题，提出了一种具有电压取样短路保护电路的供电接口，主要由输入/输出电压监测部分、微处理控制器组成，可以实现对复杂电路的某一部分进行短路保护功能，在电路元件未损坏的情况下能够自行恢复。通过本实用新型的方案，可以有效地对核心电路进行短路保护，而且不需要占用太多系统资源，如果一个大型复杂电路有多个核心电路需要进行短路保护，对于每一个需要保护的核心电路都可以接入这种短路保护和自行恢复电路。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力设备保护技术领域，特别涉及一种短路保护和自行恢复电路。
背景技术
电气设备和仪器的对外接口，包括供电接口和各种数据总线接口在通过接插件等媒介对外连接时需要考虑接口电路短路、断路、过流、过压等情况下的保护措施。如果内部电源输出短路，过大的电流导致温度急剧升高而毁坏电源模块，甚至可能会毁损用户仪器内的精密电路。特别是在一些对防水密封要求比较高，又需要进行对外有线供电和通信连接的使用场合，如果外部接插件溅水或浸水会导致对外接口短路，有可能损坏内部精密电路。常用的电源输出端的短路保护措施有采用输出过流监测电路或在电源输出线上串联保护电阻。串联的保护电阻会改变信号输出的阻抗特性，影响信号的完整性。所以供电系统一般采用电流取样的保护方式，即取样环节对供电线路的电流进行监测,当线路出现短路故障导致电流达到或超过整定值时,保护装置立即动作,切断故障线路的电源实现保护。然而有时候设备启动电流与供电线路末端两相短路电流相近，此时采取电流取样会导致误动作。
所以我们提出了一种有别于电流取样的检查方式，即电压取样。通过电压取样，可以提高短路监测的稳定性与可靠性。
实用新型内容
本实用新型的目的旨在至少解决所述的技术缺陷之一。
为此，本实用新型的一个目的在于提出一种短路保护和自行恢复电路，解决供电接口采用电流取样进行短路保护会导致误动作的问题。
为了实现上述目的，本实用新型一方面的实施例提供一种短路保护和自行恢复电路，其特征在于，包括电源模块、微处理器和输出端口；所述电源模块、微处理器、输出端口依次连接；所述微处理器包括变压器、智能开关和电压取样装置；所述变压器与电源模块相连接；所述智能开关一端与变压器连接，另一端连接输出端口；所述电压取样装置与智能开关并联；所述微处理器中还设有GPRS模块所述GPRS模块与电压取样装置的输出端相连接，利用GPRS天线连接后台服务器。
优选的，所述智能开关包括MCU微控制器和工作开关。
进一步，所述MCU微控制器的型号为STC12C5616AD，所述MCU微控制器的信号输入端与电压取样装置相连接；所述MCU微控制器的信号输出端与工作开关相连接。
进一步，所述MCU微控制器还连接时钟电路；所述MCU微控制器的第一时钟管脚、第二时钟管脚之间串联晶振；所述第一时钟管脚通过第一电容接地；所述第二时钟管脚通过第二电容接地。
优选的，所述电压取样装置包括整流器、限流电阻以及光电耦合器；所述整流器为二极管组成的桥式整流结构；所述整流器上半桥与的一端与电源模块连接；上半桥的另一端串联限流电阻，连接至光电耦合器光电二极管；并由光电二极管输出至整流器下半桥的一端；所述整流器下半桥的一端通过第二整流器连接至输出端口。
优选的，所述微处理器还连接报警器，所述报警器与MCU微控制器的信号输出端相连接。
根据本实用新型实施例提供的一种短路保护和自行恢复电路，通过检测受保护电路的输入与输出端电压来判断电路是否短路，以最小的成本实现了最有效的检测。通过微处理器的控制可以实现从检测、预警、关断、恢复以及与服务端通信等多种功能，更加智能与高效；特别地，如果一个大型复杂电路有多个核心电路需要进行短路保护，对于每一个需要保护的核心电路都可以接入这种短路保护和自行恢复电路。
本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本实用新型实施例提供的一种短路保护和自行恢复电路的系统模型
图2为本实用新型实施例提供的一种短路保护和自行恢复电路的处理器内部结构；
图3为本实用新型实施例提供的一种短路保护和自行恢复电路的短路保护与自行恢复示意图；
图4为本实用新型实施例提供的一种短路保护和自行恢复电路的电压取样装置电路原理图；
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
如图1所示，本实用新型实施例提供的一种短路保护和自行恢复电路，其特征在于，包括电源模块、微处理器和输出端口；所述电源模块、微处理器、输出端口依次连接；所述微处理器包括变压器、智能开关和电压取样装置；所述变压器与电源模块相连接；所述智能开关一端与变压器连接，另一端连接输出端口；所述电压取样装置与智能开关并联；所述微处理器中还设有GPRS模块所述GPRS模块与电压取样装置的输出端相连接，利用GPRS天线连接后台服务器。本实用新型的功能主要使用微处理器(MCU)来实现。以保护的电路工作于5V电压为例。我们通过检测工作电路的输入端与输出端来判断。正常情况下，输入端的电压应当为5V，输出端电压应当高于4.5V(具体监测数值可以自行设置)；如果系统出现异常，比如输入端电压低于0.7V或者输出端电压低于2.5V，这说明工作电路出现了短路情况。
所述智能开关包括MCU微控制器和工作开关。所述MCU微控制器的型号为STC12C5616AD，所述MCU微控制器的信号输入端与电压取样装置相连接；所述MCU微控制器的信号输出端与工作开关相连接。
如图4所示，所述MCU微控制器还连接时钟电路；所述MCU微控制器的第一时钟管脚、第二时钟管脚之间串联晶振；所述第一时钟管脚通过第一电容接地；所述第二时钟管脚通过第二电容接地。所述电压取样装置包括整流器、限流电阻以及光电耦合器；所述整流器为二极管组成的桥式整流结构；所述整流器上半桥与的一端与电源模块连接；上半桥的另一端串联限流电阻，连接至光电耦合器光电二极管；并由光电二极管输出至整流器下半桥的一端；所述整流器下半桥的一端通过第二整流器连接至输出端口；所述微处理器还连接报警器，所述报警器与MCU微控制器的信号输出端相连接
当电路工作正常时，电源电压一路流经负载；另一路通过电压取样装置(整流器D7、限流电阻R8以及光电耦合器4N33的输入发光二极管D8构成)流出，然后它们合为一处，再通过桥式整流器D4和功率晶体管Q1，回到电源另一端。在负载上得到的是交流电压，显然易见，由于“光耦”4N33的输入发光二极管D8的导通，亦会使其输出光敏三极管Q8处于打开状态。这样，经变压器T1降压、D6整流、C1滤波后的直流电压就顺利地提供给功率晶体管Ql所需的基极电流，使Q1导通。由于功率晶体管一般工作电流较大，应使其工作在饱和状态，所以应使其基极电流也相对大一些，以利于功率晶体管的饱和(基极电流大小可通过改变“光耦”4N33输入二极管电流来进行调整)。
当负载发生短路时，负载两端电压降即为零，短路监控电路中的“光耦”D8失去导通电流，Q8截止，因此功率晶体管Q1失去基流而关断。电源电压在经D4整流后就直接加到功率晶体管的c-e极，此时并联在c-e端的声光报警电路工作(指示灯点亮，蜂鸣器也发出声响)。D2用于在功率晶体管Q1截止时隔断高压，以防对偏置电路元件造成损坏。R1有利于功率晶体管Q1在短路现象消失时，由截止状态向正常导通状态的自然转换和恢复。
报警的指示灯还有一个重要作用，即在短路发生的瞬间，功率晶体管Q1由正常工作的导通状态突变为截止状态，会使较大的电压和电流同时加在Q1c-e极，极易造成“二次”击穿使其损坏。而我们知道电灯泡的冷阻(未点亮时)很小，而热阻(点亮时)却较大，这样在功率晶体管Q1截止的瞬间，让过冲的电压和电流都加在电灯泡上，就可以使功率晶体管Q1有效地避免“二次”击穿而得以保护。
报警的指示灯应使用功率较大的(即冷阻较小)，这样在负载不同，即负载过大或过小时，电路会由于负载电阻与指示灯泡的冷阻分压过小而形成以下情形，即短路监控电路中D8电流过小，Q8供给功率晶体管的基流不足，而使功率晶体管未能工作在饱和状态而供给负载的电压偏低。负载一端应接零线，以利安全
本实用新型使用过程中按照以下步骤系统工作步骤如下：
步骤一：微处理器定时通过电压取样装置检测输入与输出端的电压，如果一切正常，则等待下一个检查周期。
步骤二：如果检测到短路情况，微处理器则会断开工作电路的开关，同时报警灯会亮起，并发送短路报告信息给后台服务器监测端。
步骤三：经过10s后，微处理器自动重启工作电路，实现自行恢复功能。继续检测两端电压，如果一切正常，则等待下一个检查周期。
步骤四：如果仍然检测到短路情况，则说明工作电路出现了难以还原的物理损伤，这时微处理器切断工作电路后将不再重启工作电路，而会向服务器监测端发送维修请求，此时整个电路将处于断开状态一直到问题修复。
通过如上的方案，可以实现对于核心工作电路的短路保护与自行恢复功能。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (7)
1.一种短路保护和自行恢复电路，其特征在于，包括电源模块、微处理器和输出端口；所述电源模块、微处理器、输出端口依次连接；所述微处理器包括变压器、智能开关和电压取样装置；所述变压器与电源模块相连接；所述智能开关一端与变压器连接，另一端连接输出端口；所述电压取样装置与智能开关并联；所述微处理器还设有通信模块，所述通信模块与所述电压取样装置的输出端相连接，利用所述通信模块连接至后台服务器。
2.根据权利要求1所述的短路保护和自行恢复电路，其特征在于，所述智能开关包括MCU微控制器和工作开关。
3.根据权利要求2所述的短路保护和自行恢复电路，其特征在于，所述MCU微控制器的型号为STC12C5616，所述MCU微控制器的信号输入端与电压取样装置相连接；所述MCU微控制器的信号输出端与所述工作开关相连接。
4.根据权利要求3所述的短路保护和自行恢复电路，其特征在于，所述MCU微控制器还连接时钟电路；所述MCU微控制器的第一时钟管脚、第二时钟管脚之间串联晶振；所述第一时钟管脚通过第一电容接地；所述第二时钟管脚通过第二电容接地。
5.根据权利要求1所述的短路保护和自行恢复电路，其特征在于，所述电压取样装置包括整流器、限流电阻以及光电耦合器；所述整流器为二极管组成的桥式整流结构；所述整流器上半桥与的一端与电源模块连接；上半桥的另一端串联限流电阻，连接至光电耦合器光电二极管；并由光电二极管输出至整流器下半桥的一端；所述整流器下半桥的一端通过第二整流器连接至输出端口。
6.根据权利要求1或2所述的短路保护和自行恢复电路，其特征在于，所述微处理器还连接报警器，所述报警器与MCU微控制器的信号输出端相连接。
7.根据权利要求6所述的短路保护和自行恢复电路，其特征在于，所述报警器采用LED声光报警器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720773372.7U CN207098584U (zh) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | 短路保护和自行恢复电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720773372.7U CN207098584U (zh) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | 短路保护和自行恢复电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN207098584U true CN207098584U (zh) | 2018-03-13 |
Family
ID=61554484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201720773372.7U Expired - Fee Related CN207098584U (zh) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | 短路保护和自行恢复电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN207098584U (zh) |
-
2017
- 2017-06-29 CN CN201720773372.7U patent/CN207098584U/zh not_active Expired - Fee Related
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105934810B (zh) | 具有自测试能力的交流断路器 | |
| US7791850B2 (en) | Ground fault circuit interrupter control circuit | |
| US9673695B1 (en) | System and method for intelligent circuit breaking in adjustable speed drives | |
| US10004123B1 (en) | Failure detection and alerting circuit for a differential mode surge protection device in an LED driver | |
| CN103244447A (zh) | 精确检测交流风扇运行状况的故障检测电路及方法 | |
| CN101546902A (zh) | 一种用于监测熔断器工作状态的装置 | |
| CN104426128B (zh) | 中性线断线检测电路及相应剩余电流断路器 | |
| CN102064515A (zh) | 家用智能电气安全配电系统 | |
| CN109560529A (zh) | 电源电路及音响设备 | |
| CN109119964A (zh) | 防止开关跳闸线圈烧毁的智能控制器 | |
| KR20170112622A (ko) | 태양광 발전용 접속반의 능동형 퓨즈 단선 검출 장치 | |
| KR100796800B1 (ko) | 인공지능 등주 감지기 | |
| CN206293878U (zh) | 一种智能检测剩余电流的动作保护装置 | |
| CN207098584U (zh) | 短路保护和自行恢复电路 | |
| CN210806732U (zh) | 一种上电缓冲继电器故障检测和保护电路 | |
| CN201230196Y (zh) | 一种用于监测熔断器工作状态的装置 | |
| CN100576674C (zh) | 一种使漏电保护无动作死区的方法及其断路器 | |
| CN205249585U (zh) | 城市路灯照明系统漏电智能监控终端 | |
| CN104836189B (zh) | 一种可自复位及远程复位的电气保护装置及其方法 | |
| CN201167078Y (zh) | 通信局站智能保护开关 | |
| CN106298382A (zh) | 断路器实现电弧故障警示和电弧故障断电的切换方法 | |
| CN2672846Y (zh) | 熔断器或开关状态的检测装置 | |
| CN201490709U (zh) | 防死机避雷器 | |
| CN217387040U (zh) | 一种电气开关操作回路监视系统 | |
| CN204967233U (zh) | 低温升安全性剩余电流动作断路器电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180313 Termination date: 20190629 |