CN207098585U - 阈值可配置的过流保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种阈值可配置的过流保护电路，针对不同额定功率与电流的器件，设定不同的过流阈值，以此来适应不同设备的使用。本实用新型包括采集、信号转换、电压比较和自锁这四个模块组成。通过设定不同的输出参考电压，用电压比较器确定不同的阈值电压，调整参考电压即可调整阈值电压。经过反向器在过流时使电路关闭；通过自锁电路保证已经关闭的电路不再重新打开。本实用新型能够达到共享充电系统的智能化要求，高效保护电路，节约能耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及供电技术领域，尤其涉及一种阈值可配置的过流保护电路。
背景技术
随着各种共享充电设备、自助售电终端应用愈加广泛，供电端端电流大小由于多用户的应用会不一样，电流过大时就会对设备造成损害。为了保证不对设备造成伤害，合理的保护电路就显得尤为关键。过流保护的方法有多种，大多都是过流阈值固定的，或是新型的用于低压差线性稳压器(LDO)的过流保护方法，或是通过脉宽调制(PWM)实现过流保护。而在共享供电系统中，针对不同供电的设备，不同功耗的设备，保护阈值是随着设备的不同而变化的，这就要求保护电路在阈值配置方面实现智能化，可以根据不同设备的需求更改过流保护电路的阈值.
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阈值可配置的过流保护电路，解决自主售电终端或者共享充电设备的用电系统中不同设备的过流保护的阈值不同的问题。
为了实现上述目的，本实用新型的实施例提供一种阈值可配置的过流保护电路，包括采集模块、信号转换模块、电压比较模块、数模转换模块和程控自锁模块；所述采集模块与信号转换模块相连接；所述信号转换模块的输出端和数模转换模块的输出端分别接入电压比较模块的输入端；所述电压比较模块的输出端与程控自锁模块相连接；
所述电压比较模块包括比较器、反向施密特触发器和光耦；所述比较器的输出端连接反相施密特触发器的输入端；所述反相施密特触发器的输出端与光耦相连接；所述光耦连接程控自锁模块。
优选的，所述采集模块采用双运算放大器LM358采集采样电流。
进一步，所述运算放大器的输出端连接信号转换模块输入端；采样电流转换，信号转换模块内部电路转换为采样电压。
优选的，数模转换模块采用型号为DAC8554的数模转换器，所述数模转换器的输入端连接第一直流电压源；通过数模转换器内部转换，在输出端输出参考电压。
优选的，比较器的同向输入端连接信号转换模块输出端的采样电压，反向输入端数模转换器输出端的参考电压。
优选的，所述反向施密特触发器的型号为74HC14D。
优选的，所述程控自锁模块由PNP三极管与N沟道的场效应管MOS-N管组成，所述PNP三极管的基极与光耦的输出端相连接；所述PNP三极管的集电极与N沟道的场效应管MOS-N管的栅极相连，所述PNP三极管的射极与N沟道的场效应管MOS-N管的源极相连。
根据本实用新型实施例的采用电压比较的方法来实现过流保护，通过设定不同的参考电压来配置不同的阈值电压，进而控制回路的通断，使设备更加智能化，节约了能耗，提高了使用效率，同时解决了对于不同的设备在使用共享充电设备时，供电电压不同，输入电流不同，过流保护电路所需要的阈值也就不同的问题。
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阈值可配置的过流保护电路的连接结构框图；
图2为本实用新型实施例提供的一种阈值可配置的过流保护电路的采集模块电路原理图；
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，本实用新型实施例的一种阈值可配置的过流保护电路，包括采集模块1、信号转换模块2、电压比较模块3、数模转换模块4和程控自锁模块5；所述采集模块1与信号转换模块2相连接；信号转换模块2的输出端和数模转换模块4的输出端分别接入电压比较模块3的输入端；电压比较模块3的输出端与程控自锁模块5相连接；
电压比较模块3包括比较器、反向施密特触发器和光耦；比较器的输出端连接反相施密特触发器的输入端；反相施密特触发器的输出端与光耦相连接；光耦连接程控自锁模块5。
如图2所示，采集模块1采用双运算放大器LM358采集采样电流。运算放大器的输出端连接信号转换模块2输入端；采样电流转换，信号转换模块2内部电路转换为采样电压。
数模转换模块4采用型号为DAC8554的数模转换器，数模转换器的输入端连接第一直流电压源；通过数模转换器内部转换，在输出端输出参考电压。
比较器的同向输入端连接信号转换模块2输出端的采样电压，反向输入端数模转换器输出端的参考电压。反向施密特触发器的型号为74HC14D。
程控自锁模块5由PNP三极管与N沟道的场效应管MOS-N管组成，PNP三极管的基极与光耦的输出端相连接；PNP三极管的集电极与N沟道的场效应管MOS-N管的栅极相连，PNP三极管的射极与N沟道的场效应管MOS-N管的源极相连。
本实用新型在使用过程中，首先，使用双运算放大器LM358得到采样电流，并通过信号转换模块2转化为电压信号VO，信号转换模块2可以选用电阻或相应的转换芯片；以选用电阻为例，如图2，输出电压信号VO的值受电阻阻值影响，因此可调，还需根据比较电压范围来确定参数VO的范围；根据输出电压VO与某一个阈值电压做比较，输出一个或高或低的电压，进而控制开关管的通断用数模转化转换电路实现可配置阈值电压输出，数模转换器DAC选用TI公司的DAC8554，4通道，SPI接口，16位数模转换器。5V供电，提供2.5V的参考电压选定参考电压后，确定电压阈值范围为0～2.5V，确定VO范围为低于2.5V。
然后进行，电压比较输出，可以按照以下步骤进行。
步骤1、使用运算放大器LM339作为电压比较器的芯片，在电压比较器的同向输入端电流采样电压，反向输入端连接DAC输出的配置好的阈值电压
步骤2、若电流采样电压超出阈值电压，则电压比较器输出为高电平+5V
步骤3、电压比较器输出电压经过反向施密特触发器74HC14D，输出低电平，反相器连接光耦，低电平使光耦导通，开关控制电路中PNP三极管关断，使得开关管也处于关断状态。具体的，开关控制电路由PNP三极管与N沟道的场效应管MOS-N管组成，PNP三极管的集电极与MOS-N的栅极相连，射极与源极相连。
最后程控电路自锁，比较器输出为低电平，只要一直保持闭合状态，这样就能保证过流的回路切断后，在没有电流的状态也能保证开关管一直处于关断的状态，即可保证开关管关断后不会重新打开。
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)
1.一种阈值可配置的过流保护电路，其特征在于，包括采集模块、信号转换模块、电压比较模块、数模转换模块和程控自锁模块；所述采集模块与信号转换模块相连接；所述信号转换模块的输出端和数模转换模块的输出端分别接入电压比较模块的输入端；所述电压比较模块的输出端与程控自锁模块相连接；
所述电压比较模块包括比较器、反向施密特触发器和光耦；所述比较器的输出端连接反相施密特触发器的输入端；所述反相施密特触发器的输出端与光耦相连接；所述光耦连接程控自锁模块。
2.根据权利要求1所述的阈值可配置的过流保护电路，其特征在于，所述采集模块采用双运算放大器LM358采集采样电流。
3.根据权利要求2所述的阈值可配置的过流保护电路，其特征在于，所述运算放大器的输出端连接信号转换模块输入端；采样电流转换，信号转换模块内部电路转换为采样电压。
4.根据权利要求1所述的阈值可配置的过流保护电路，其特征在于，数模转换模块采用型号为DAC8554的数模转换器，所述数模转换器的输入端连接第一直流电压源；通过数模转换器内部转换，在输出端输出参考电压。
5.根据权利要求1所述的阈值可配置的过流保护电路，其特征在于，比较器的同向输入端连接信号转换模块输出端的采样电压，反向输入端数模转换器输出端的参考电压。
6.根据权利要求1所述的阈值可配置的过流保护电路，其特征在于，所述反向施密特触发器的型号为74HC14D。
7.根据权利要求1所述的阈值可配置的过流保护电路，其特征在于，所述程控自锁模块由PNP三极管与N沟道的场效应管MOS-N管组成，所述PNP三极管的基极与光耦的输出端相连接；所述PNP三极管的集电极与N沟道的场效应管MOS-N管的栅极相连，所述PNP三极管的射极与N沟道的场效应管MOS-N管的源极相连。
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|---|---|---|---|---|
| CN108592355A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-09-28 | 广东美的制冷设备有限公司 | 控制盒和空调系统 |
| CN110350494A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-10-18 | 深圳市明信测试设备有限公司 | 一种可调节保护范围的直流保护方法 |
| CN110535100A (zh) * | 2019-10-14 | 2019-12-03 | 江苏为恒智能科技有限公司 | 基于bus电压分档的逆变器保护电路 |
| CN110718893A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-01-21 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 一种过流保护方法与装置 |
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