CN207884483U - 一种可编程电源的过压保护装置及可编程电源 - Google Patents

Abstract

一种用于可编程电源的过压保护装置，包括过压触发单元、过流检测单元、环路控制单元和电流调整单元，过压触发单元在可编程电源的直流输出端发生过压情形时输出过压触发信号至过流检测单元，使得过流检测单元处于导通工作状态以检测线路中因过压引起的大电流，环路控制单元通过比较过流检测单元发出的过流检测信号向电流调整单元发送电流控制信号，从而使得电流控制单元能够自动调节可编程电源的直流输出端上的流过电流，进而调整过压情形时线路上出现大电流以保护过压保护装置中的其它元器件，也可对可编程电源以及负载设备形成电流和电压的冲击保护。

Description

一种可编程电源的过压保护装置及可编程电源

技术领域

本发明涉及电源过压保护技术，具体涉及一种可编程电源的过压保护装置及可编程电源。

背景技术

随着信息技术的高速发展，信息设备与人们的工作和生活的关系日益密切，信息设备的正常工作都离不开稳定可靠的可编程电源。可编程电源因具有成本低、输出精度高、高频干扰小、噪声低、瞬态响应速度快等特性，常常被作为可靠的电源来使用，其被广泛地应用于科研、实验室、工矿企业、教育以及移动终端等领域。

在可编程电源的实际应用中，一些过压情形将导致电源或者负载受损，如电源自身故障导致的过压输出将损坏负载设备，或者电机等感性负载设备异常工作所引起的浪涌电压将损坏电源设备，因此，为有效保护电源设备和负载设备，往往还需要在可编程电源的输出端增设过压保护装置。

在现有技术中，常用的过压保护装置有熔断电路、硅控电路和软控电路。

熔断电路是指在可编程电源的输入端或者输出端处串联一个熔断器，当触发过压保护后线路会产生大电流，使得熔断器在大电流作用下过热熔断，从而断开线路以实现保护。但是，这种熔断电路存在熔断元件烧坏后维修麻烦的问题，并且，在电源输出大电流时需匹配较高额定电流的熔断器和辅助断路器触发短路的器件，从而使得电源的设计成本增高。

硅控电路是指将可控硅设在电源输出端之间的保护电路，在电源输出端发生过压情形时，过压检测器件将触发可控硅工作，使得可控硅导通以实现输出端短路，进而保护负载。这种硅控电路中所使用的可控硅在导通时由于阻抗作用而存在压降，使得过压情形所产生的大电流在经过可控硅时产生大量的热量，因此，现有做法是为可控硅加装散热器以辅助热量疏散，但是这种加装散热器的方式容易引起占用电路布局空间和增加设计成本的问题。

软控电路是指采用通过模数转换器采样得到电源输出电压，用处理器判断电源输出电压出现过压情形时控制继电器断开的电路，这种软控电路中涉及了模拟信号和数字信号，处理此类信号的元器件往往对信号的电压值和电流值都有严格的限制。因此，需要在这些元器件的输入端增设一系列调压和调流电路以避免过压情形所引起的高电压和高电流损坏这些元器件，但是这种做法会拉长软控电路的响应链路以使得软控电路出现响应速度慢的问题，此外，过于复杂的控制链路也会增加电路的设计成本。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是如何简化现有技术中过压保护装置的电路结构以降低设计成本。为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于可编程电源的过压保护装置。

一种可编程电源的过压保护装置，所述可编程电源具有直流输入端和直流输出端，所述过压保护装置包括：过压触发单元、过流检测单元、环路控制单元和电流调整单元；所述过压触发单元的输入端与所述可编程电源的直流输出端连接，用于检测所述可编程电源的直流输出端电压并在过压发生时通过所述过压触发单元的输出端输出过压触发信号；所述过流检测单元的输入端与所述可编程电源的直流输出端连接，控制端与所述过压触发单元的输出端连接，控制端用于当接收到所述过压触发信号时控制所述过流检测单元导通，以根据导通的电流通过所述过流检测单元的输出端输出相应电压；所述环路控制单元根据所述过流检测单元输出的相应电压，输出一反馈电压；所述电流调整单元用于接收所述环路控制单元输出的反馈电压，来调整所述可编程电源的直流输入端与直流输出端之间的电流，以控制所述过流检测单元导通时的电流。

所述电流调整单元包括调制器和控制器；所述调制器的输入端用于接收所述反馈电压并通过输出端输出适宜所述控制器识别的调制信号；所述控制器的输入端和输出端串接于所述可编程电源的直流输入端和直流输出端之间，控制端与所述调制器的输出端连接，用于根据所述调制信号来调整所述可编程电源的直流输入端与直流输出端之间的电流。

所述控制器为MOS管，所述MOS管的源极和漏极接入在所述可编程电源的正极线路上，栅极与所述调制器的输出端连接，所述MOS管用于接收所述调制信号以对所串接线路进行电流调节。

所述过压触发单元包括三端稳压管U2、三极管Q1、限流电阻R1、限流电阻R2、限流电阻R3、分压电阻R4、分压电阻R5、分压电阻R6、分压电阻R7 和电容C1；所述三端稳压管U2的控制端通过分压电阻R4和R5分别与所述可编程电源的正极和负极连接，控制端还通过电容C1与所述可编程电源的负极连接，输入端与所述可编程电源的负极连接，输出端通过限流电阻R1和限流电阻 R2分别与所述三极管Q1的控制端、所述线性可编程电源的正极连接；所述三极管Q1的输入端通过限流电阻R3与所述可编程电源的正极连接，输出端通过串接的分压电阻R6和R7与所述可编程电源的负极连接，分压电阻R6和R7的分压端形成了所述过压触发单元的输出端。

所述过流检测单元包括采样电阻R8和可控硅D1；所述采样电阻R8的一端与所述可控硅D1的输入端连接，另一端与所述可编程电源的正极连接并形成所述过流检测单元的输入端，所述采样电阻R8的两端形成所述过流检测单元的输出端；所述可控硅D1的输出端与所述可编程电源的负极连接并形成所述过流检测单元的输入端，控制端与所述过压触发单元连接并形成所述过流检测单元的控制端。

所述环路控制单元包括差分放大电路和误差放大电路；所述差分放大电路用于接收所述过流检测单元输出的相应电压并输出一放大电压；所述误差放大电路用于将接收到的所述差分放大电路输出的放大电压与过流参考电压做比较后输出反馈电压，所述过流参考电压用于调节所述过流检测单元的过流值。

所述差分放大电流包括运算放大器U1A、电阻R9、电阻R11、电阻R10和反馈电阻R12，所述运算放大器U1A的同相输入端通过电阻R9和R11分别与所述可编程电源的正极和负极连接，反相输入端通过电阻R10与所述可控硅的输入端连接，所述运算放大器U1A的反向输入端和输出端之间设有反馈电阻 R12；所述误差放大电路包括运算放大器U1B、电阻R13、电阻R14和电容C2，所述运算放大器U1B的反相输入端通过电阻R13与所述运算放大器U1A的输出端连接，通过电容C2与所述运算放大器U1B的输出端连接，同相输入端通过电阻R14与所述过流参考电压连接，所述运算放大器U1B的输出端形成所述环路控制单元的输出端。

一种可编程电源，包括上述的过压保护装置。还包括环路选择单元及至少一个反馈环路；所述环路选择单元具有至少两个选择输入端和一个选择输出端，各所述选择输入端分别与所述环路控制单元的输出端和所述反馈环路的输出端连接，所述选择输出端与电流调整单元的输入端连接，该环路选择单元用于选择一个选择输入端的信号进行接收并输出；所述反馈环路包括电流反馈环路和/ 或者功率反馈环路。

所述环路选择单元包括二极管D2、二极管D3、三极管Q2和电阻R15；所述二极管D2的阴极与所述环路控制单元的输出端连接并形成所述环路选择单元的一个选择输入端，所述二极管D3的阴极与所述反馈环路连接并形成所述环路选择单元的另一个输入端；所述三极管Q2的控制端与所述二极管D2和所述二极管D3的阳极连接，所述三极管Q2的输入端与所述电流调整单元连接并形成所述环路选择单元的选择输出端，所述三极管Q2的输入端通过电阻R15与正向15V电源连接，所述三极管Q2的输出端与负向15V电源连接。

依据上述实施例的一种可编程电源的过压保护装置，包括过压触发单元、过流检测单元、环路控制单元和电流调整单元，过压触发单元在可编程电源的直流输出端发生过压情形时输出过压触发信号至过流检测单元，使得过流检测单元处于导通工作状态以检测线路中因过压引起的大电流，环路控制单元通过比较过流检测单元发出的过流检测信号向电流调整单元发送电流控制信号，从而使得电流控制单元能够自动调节可编程电源的直流输出端上的流过电流，进而调整过压情形时线路上出现大电流以保护过压保护装置中的其它元器件，也可对可编程电源以及负载设备形成电流和电压的冲击保护，以形成在过压保护后可编程电源输出端等效短路时的输出电流可任意设置的过流保护机制。此外，上述实施例的一种可编程电源，不仅包括上述的过压保护装置，还包括环路选择单元和至少一个反馈环路，一方面，该过压保护装置省去了现有技术中复杂的调压调流器件以简化电路结构，有效地避免过压情形下电源正、负输出端由于等效于短路而引起的大电流冲击问题，在简化电路结构和降低设计成本的条件下达到了现有技术中过压保护装置的效果，另一方面，环路选择单元为该可编程电源提供了其它反馈环路的控制机制，扩展了可编程电源的功能。

附图说明

图1为实施例一过压保护装置的结构示意图；

图2为实施例一过压保护环路的结构示意图；

图3为实施例二可编程电源的结构示意图；

图4为实施例二环路选择单元的结构示意图；

图5为实施例二反馈环路的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

三端稳压管，是一种输出端可调的半导体器件，通常包括输入端、输出端和控制端，输出端的电压状态受控制端的电压影响。三端稳压管为常用半导体器件，属于现有技术，如TL431元件，该控制端的电压小于2.5V时，其输入端和输出端处于截止状态，该控制端的电压高于2.5V时，其输出端和输出端有电流流过并处于导通状态。

三极管，是常见的半导体器件，分为PNP型和NPN型，属于现有技术。三极管通常包括输入端(PNP型的发射极或者NPN型的集电极)、输出端(PNP 型的集电极或者NPN型的发射极)和控制端(基极)，对于PNP型三极管， Ue>Ub>Uc时导通，对于NPN型三极管，Uc>Ub>Ue时导通(Ue表示发射极电压，Ub表示基极电压，Uc表示集电极电压)。

可控硅，是大功率电器元件，俗称晶闸管，具有输入端、输出端和控制端 (分别对应可控硅的阳极、阴极和参考极)，其控制端电流触发，即控制端输出正向电压时输入端和输出端导通。

运算放大器，是具有可控放大倍数的电路模块，具有同相输入端、反向输入端和输出端，其中，同相输入端和反向输入端用于输入比较电压，输出端用于输出放大电压，常用运算放大器组成差分放大电路。由于运算放大器为现有技术，这里不再进行详细说明。

实施例一、请参照图1和图2，一种用于可编程电源的过压保护装置，其包括过压触发单元11、过流检测单元12、环路控制单元13及电流调整单元14。从图1可以看到，Vin+和Vin-共同构成并表示可编程电源的直流输入端，可编程电源的直流输入端的正、负极可以用于连接变压器或供电线的且经过整理滤波的正、负端，图1中的Vout+和Vout-共同构成并表示可编程电源的直流输出端，Vout+和Vout-分别表示正、负极。

过压触发单元11的输入端与可编程电源的直流输出端连接，用于检测可编程电源的直流输出端电压并在过压发生时通过过压触发单元的输出端输出过压触发信号。请参照图2，过压触发单元11包括三端稳压管U2和三极管Q1，三端稳压管U2采用TL431元件，其控制端通过分压电阻R4、R5分别与可编程电源的正极Vout+和负极Vout-连接，并且控制端还通过稳压电容C1与负极Vout- 连接。三端稳压管U2的输入端与可编程电源的负极Vout-连接，输出端通过限流电阻R1、R2分别与三极管Q1的控制端和正极Vout+连接。三极管Q1的输入端通过限流电阻R3与可编程电源的正极Vout+连接，输出端通过两个分压电阻R6、R7与可编程电源的负极Vout-进行串联连接，这两个分压电阻R6和R7 的分压端形成了过压触发单元11的输出端。此外，过压触发单元11与正极 Vout+、负极Vout-的连接处共同形成了过压触发单元11的输入端。

过流检测单元12的输入端与可编程电源的直流输出端连接，控制端与所述过压触发单元的输出端连接，控制端用于当接收到过压触发信号时控制过流检测单元12导通，以根据导通的电流通过过流检测单元12的输出端输出相应电压。过流检测单元12包括采样电阻R8和可控硅D1，采样电阻R8的一端与可控硅D1的输入端连接，另一端与可编程电源的正极Vout+连接并形成过流检测单元12的直流输入端。采样电阻R8的两端形成过流检测单元12的过流输出端，该过流输出端用于连接环路控制单元13。可控硅D1的输出端与可编程电源的负极Vout-连接，并于采样电阻的正极Vout+连接处共同形成过流检测单元12的直流输入端。可控硅D1的控制端与过压触发单元11的输出端连接并形成过流检测单元12的触发控制端。

环路控制单元13根据过流检测单元12输出的相应电压，输出一反馈电压。在一实施例中，环路控制单元13包括差分放大电路131和误差放大电路132，下面具体说明。

差分放大电路131用于接收过流检测单元12输出的相应电压并输出一放大电压。在一实施例中，差分放大电路131包括运算放大器U1A、电阻R9、电阻 R11、电阻R10和反馈电阻R12，运算放大器U1A的同相输入端通过电阻R9 和R11分别与可编程电源的正极Vout+和负极Vout-连接，反相输入端通过电阻 R10与可控硅D1的输入端连接，运算放大器U1A的反向输入端和输出端之间设有反馈电阻R12，该差分放大电路用于接收过流检测单元12输出的相应电压 V4并输出一放大电压V5。为使第一运算放大器U1A形成有效的差分放大电路，这里限定R9＝R10，R11＝R12，则V5＝R12/R10*V4，其中，V5表示运算放大器 U1A的输出端电压，V4表示采样电阻R8的两端电压。

误差放大电路132用于将接收到的差分放大电路131输出的放大电压与过流参考电压做比较后输出反馈电压，这里的过流参考电压用于调节过流检测单元12的过流值。在一实施例中，误差放大电路132包括运算放大器U1B、电阻 R13、电阻R14和电容C2，运算放大器U1B的反相输入端通过电阻R13与运算放大器U1A的输出端连接，通过电容C2与运算放大器U1B的输出端连接，同相输入端通过电阻R14与所述过流参考电压连接，运算放大器U1B的输出端形成环路控制单元13的输出端，该误差放大电路用于将接收到的差分放大电路输出的放大电压与过流参考电压V_ref做比较后输出反馈电压V6，这里的过流参考电压V_ref用于调节过流检测单元12的过流值。使得I₀和V_ref形成过流限定关系，即I₀＝V_ref/(R12/R10)/R8。本实施例中，运算放大器U1A和运算放大器U1B的均有+15V的正向电压和-15V的负向电压供电。见图3，环路选择单元15包括二极管D2、二极管D3和三极管Q2(优选的采用PNP型三极管)，二极管D2的阴极与环路控制单元13的控制输出端连接并形成环路选择单元15的一个选择输入端，二极管D3的阴极与其它反馈环路A2连接并形成环路选择单元15的另一个输入端。三极管Q2的控制端与二极管D2和二极管D3的阳极连接，三极管Q2的输入端与调制器141连接并形成环路选择单元15的选择输出端，输入端还通过电阻R15与正向15V电源连接，三极管Q2的输出端与负向15V电源连接。这里的正向15V电源和负向15V电源由用户自定义引入，这里不做限制。

电流调整单元14用于接收环路控制单元13输出的反馈电压，来调整可编程电源的直流输入端与直流输出端之间的电流，以控制过流检测单元12导通时的电流。在一实施例中，电流调整单14包括调制器141和控制器142，见图1，调制器141的输入端用于接收过压保护环路A1输出的反馈电压V6并通过输出端输出适宜控制器142识别的调制信号。控制器142输入端和输出端串接于可编程电源的直流输入端和直流输出端之间的正极输电线上，控制端与调制器141 的输出端连接，用于根据调制信号来调整可编程电源的直流输入端与直流输出端之间的电流。在一实施例中，控制器142为MOS管，MOS管的源极和漏极接入在可编程电源的正极线路上，栅极与调制器的输出端连接，MOS管用于接收调制信号以对所串接线路进行电流调节，控制器142优选地采用NMOS管。

在本实施例中，过压触发单元11的输入端与可编程电源的直流输出端连接，输出端与过流检测单元12的控制端连接，用于检测可编程电源的直流输出端电压并在过压发生时通过过压触发单元11的输出端输出过压触发信号。过流检测单元12的输入端与可编程电源的直流输出端连接，输出端与环路控制单元13 的输入端连接，控制端与过压触发单元11的输出端连接，用于接收过压触发信号并控制过流检测单元12导通以根据导通的电流通过过流检测单元12的输出端输出相应电压。环路控制单元13根据过流检测单元12输出的相应电压，输出一反馈电压。电流调整单元14用于接收环路控制单元13输出的反馈电压，来调整可编程电源的直流输入端与直流输出端之间的电流，以控制过流检测单元12导通时的电流。

接下来，将对上述的过压保护装置的工作过程进行详细说明。

当可编程电源的输出端(即正极Vout+和负极Vout-)处于正常状态时，即无过压情形出现时，过压触发单元11中的分压电阻R4和R5将分压获得电压 V1至三端稳压管U2(优选地采用TL431器件)的控制端(这里的V1可表示为 V1＝Vo*R5/(R4+R5)，其中Vo为可编程电源的直流输出电压值)，由于V1＜2.5V (这里的2.5V是指三端稳压管U2的内部触发参考电压，由器件的自身参数属性决定)，则三端稳压管U2将继续处于截止状态，使得三端稳压管U2的输出端的电压V2约等于正极Vout+，则使得三极管Q1继续处于截止状态，此时，过压触发单元11的输出端的电压V3约等于零，即无过压触发信号发生。过流检测单元12中的可控硅D1在无过压触发信号情形下将处于截止状态，采样电阻R8因流过电流I₀等于零而使得过流检测信号V4为零。从而，运算放大器 U1A的输出端的电压V5为零，运算放大器U1B的输出端将输出电压V6约等于+15V(即正饱和电压)的电流控制信号。此时，调制器141的输入端因接收到较高电压后经过调制作用而从输出端输出正常电压值的调制信号，从而使得控制器142处于正常导通状态，进而使得可编程电源的正极线路正常工作。

当可编程电源的输出端发生过压情形时，过压触发单元11的所分电压V1 将超过2.5V，三端稳压管U2因控制端的电压V1>＝2.5V而处于导通状态，此时，三端稳压管U2内有电流流过并使得输出端的电压V2约等于0.7V(这里的0.7V 为三端稳压管U2的饱和导通电压，由器件的自身参数属性决定，不同的三端稳压管的饱和导通电压存在一定差别)，三极管Q1因控制端电压小于输入端电压而处于导通状态。此时，分压电阻R6和R7因有电流流过而使得过压触发单元 11的输出端输出过压触发信号(即V3，这里的V3具有较高触发电平)。电流检测单元中的可控硅D1接收到过压触发信号而处于导通状态，采样电阻R8将因大于零的流过电流I₀而形成过流检测信号V4，由于过压发生瞬间的过流值I₀较大，过流检测信号的电压V4也较大，致使运算放大器U1A的输出端的电压V5 也比较大，此时，运算放大器U1B将因V5远大于V_ref而使得运算放大器U1B 的输出端输出电压V6约等于-15V(即负饱和电压)的电流控制信号。此时，调制器141的输入端接收到电流控制信号V6并产生一瞬态峰值的(该瞬态峰值超过正常电压值)调制信号至控制器142，控制器142中的NMOS管将因控制端的电压高于输入端的电压而处于较强导通状态，这种导通状态将快速释放线路中的过流电流，此后经过闭环回路的自动调节作用而使得过流检测单元12中的过流值I₀将因控制器142的调节作用而逐渐减小，使得电压V5逐渐减小，从而使电流控制信号的电压值V6逐渐增大，调制器141逐渐输出较小电压值的调制信号至控制器142，缓慢减小NMOS管的导通量，控制器142因电压V5逐渐接近参考电压V_ref以使得运算放大器U1B的输出电压V6逐渐恢复至稳定的电压 (该电压V6由电源系统实际输出所决定)，调制器141输出的调制信号的电压逐渐减小至正常值，最终使得控制器142恢复至稳定的工作状态，电源输出的电流I₀保持为所设定的状态值，即I₀＝V_ref/(R12/R10)/R8。通过上述的闭环过压调节机制能够逐渐稳定可编程电源的直流输出线路上的过流电流，从而实现过压保护的同时能够实现过压保护后电源输出端等效短路时的输出电流I₀可任意设置的过流保护的工作机制。

实施例二、一种可编程电源，见图3。

该可编程电源包括上述任一实施例的过压保护装置，为增强本实施例中可编程电源的扩展保护功能，该可编程电源还包括环路选择单元15及至少一个反馈环路A2。

环路选择单元15具有至少两个选择输入端和一个选择输出端，优选地采用两个选择输入端。其选择输入端分别与过压保护环路A1(过压保护环路A1指实施例一中压触发单元11、过流检测单元12和环路控制单元单元13所构成的整体单元)的输出端和反馈环路A2的输出端连接，选择输出端与电流调整单元 14的输入端连接，该环路选择单元15用于选择一个选择输入端的信号进行接收并输出。见图3，环路选择单元15包括二极管D2、二极管D3、三极管Q2和电阻R15。二极管D2的阴极与环路控制单元13的输出端连接并形成环路选择单元15的一个选择输入端，二极管D3的阴极与反馈环路连接并形成所述环路选择单元的另一个输入端。三极管Q2的控制端与二极管D2和二极管D3的阳极连接，三极管Q2的输入端与调制器141连接并形成环路选择单元15的选择输出端，三极管Q2的输入端通过电阻R15与正向15V电源连接，输出端与负向 15V电源连接。

见图4，反馈环路A2为电流反馈环路或者功率反馈环路(电流反馈环路是指线路电流超过预定值时输出电流控制信号的电路，功率反馈环路是指线路功率超过预定值时输出功率控制信号的电路)等具有反馈输出的环路。见图5，反馈环路A2的反馈环路采样单元通过一运算放大器与环路选择单元15的一个选择输入端连接，用于设定电流预定值或者功率预定值的参考电压Vf与该运算放大器的同相输入端连接。反馈环路采样单元是指可采集电流或者功率的采样电路，属于现有技术，因此，这里将不对该反馈环路采样单元的具体结构进行说明和限制。

接下来，将对上述的可编程电源的工作过程进行详细说明。

当可编程电源的输出端(即正极Vout+和负极V out-)处于正常状态时，即无过压情形出现时，环路控制单元13的输出端(即运算放大器U1B的输出端) 将输出电压V6约等于+15V(即正饱和电压)的电流控制信号，具体过程可参考实施例一。此时，环路选择单元15的选择输入端将接收该电流控制信号，二极管D2的阳极电压V8因小于阴极电压V6而处于截止状态，使得该无过压情形时的过压保护装置处于非正常工作状态(即非闭环调节状态)。而反馈环路 A2因工作在恒流或者恒功率模式时产生较低电压的控制信号至二极管D3的阴极以使得二极管D3处于导通状态，此时，调制器141能够接收来自反馈环路 A2的反馈信号而发出相应的调制信号至控制器142以控制正极线路的正常输出，即系统保持原始工作模式的闭环调节状态。通过上述的闭环过压调节机制能够逐渐稳定可编程电源的直流输出线路上的过流电流，从而实现过流保护或者功率保护的工作机制，所以当没出现过压情形时，过压保护环路不会影响电源的正常运行。

当可编程电源的输出端发生过压情形时，环路控制单元13的输出端(即运算放大器U1B的输出端)将输出电压V6约等于-15V(即负饱和电压)的电流控制信号，具体过程可参考实施例一。环路选择单元15中的二极管D2将因阳极电压V8大于阴极电压V6而导通，然后电压V8变为V6+0.7V，二极管D3 将因阳极电压V8过小而处于截止状态以使得反馈环路A2处于非正常工作状态 (即非闭环调节状态)，而过压保护环路A1处于闭环调节状态。此时，调制器 141的输入端接收到电压值基本上无变化的电流控制信号V6并产生相应的调制信号至控制器142以调节可编程电源的正极Vout+的流过电流，具体过程可参考实施例一，这里不再进行赘述。通过上述的闭环过压调节机制能够逐渐稳定可编程电源的直流输出线路上的过流电流，从而实现过压保护的同时能够实现过压保护后电源输出端等效短路时的输出电流I₀可任意设置的过流保护工作机制。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种可编程电源的过压保护装置，所述可编程电源具有直流输入端和直流输出端，其特征在于，所述过压保护装置包括：过压触发单元、过流检测单元、环路控制单元和电流调整单元；

所述过压触发单元的输入端与所述可编程电源的直流输出端连接，用于检测所述可编程电源的直流输出端电压并在过压发生时通过所述过压触发单元的输出端输出过压触发信号；

所述过流检测单元的输入端与所述可编程电源的直流输出端连接，控制端与所述过压触发单元的输出端连接，控制端用于当接收到所述过压触发信号时控制所述过流检测单元导通，以根据导通的电流通过所述过流检测单元的输出端输出相应电压；

所述环路控制单元根据所述过流检测单元输出的相应电压，输出一反馈电压；

所述电流调整单元用于接收所述环路控制单元输出的反馈电压，来调整所述可编程电源的直流输入端与直流输出端之间的电流，以控制所述过流检测单元导通时的电流。

2.如权利要求1所述的过压保护装置，其特征在于，所述电流调整单元包括调制器和控制器；

所述调制器的输入端用于接收所述反馈电压并通过输出端输出适宜所述控制器识别的调制信号；

所述控制器的输入端和输出端串接于所述可编程电源的直流输入端和直流输出端之间，控制端与所述调制器的输出端连接，用于根据所述调制信号来调整所述可编程电源的直流输入端与直流输出端之间的电流。

3.如权利要求2所述的过压保护装置，其特征在于，所述控制器为MOS管，所述MOS管的源极和漏极接入在所述可编程电源的正极线路上，栅极与所述调制器的输出端连接，所述MOS管用于接收所述调制信号以对所串接线路进行电流调节。

4.如权利要求1所述的过压保护装置，其特征在于，所述过压触发单元包括三端稳压管U2、三极管Q1、限流电阻R1、限流电阻R2、限流电阻R3、分压电阻R4、分压电阻R5、分压电阻R6、分压电阻R7和电容C1；

所述三端稳压管U2的控制端通过分压电阻R4和R5分别与所述可编程电源的正极和负极连接，控制端还通过电容C1与所述可编程电源的负极连接，输入端与所述可编程电源的负极连接，输出端通过限流电阻R1和限流电阻R2分别与所述三极管Q1的控制端、所述线性可编程电源的正极连接；

所述三极管Q1的输入端通过限流电阻R3与所述可编程电源的正极连接，输出端通过串接的分压电阻R6和R7与所述可编程电源的负极连接，分压电阻R6和R7的分压端形成了所述过压触发单元的输出端。

5.如权利要求1过压保护装置，其特征在于，所述过流检测单元包括采样电阻R8和可控硅D1；

所述采样电阻R8的一端与所述可控硅D1的输入端连接，另一端与所述可编程电源的正极连接并形成所述过流检测单元的输入端，所述采样电阻R8的两端形成所述过流检测单元的输出端；

所述可控硅D1的输出端与所述可编程电源的负极连接并形成所述过流检测单元的输入端，控制端与所述过压触发单元连接并形成所述过流检测单元的控制端。

6.如权利要求5所述的过压保护装置，其特征在于，所述环路控制单元包括差分放大电路和误差放大电路；

所述差分放大电路用于接收所述过流检测单元输出的相应电压并输出一放大电压；

所述误差放大电路用于将接收到的所述差分放大电路输出的放大电压与过流参考电压做比较后输出反馈电压，所述过流参考电压用于调节所述过流检测单元的过流值。

7.如权利要求6所述的过压保护装置，其特征在于，

所述差分放大电路包括运算放大器U1A、电阻R9、电阻R11、电阻R10和反馈电阻R12，所述运算放大器U1A的同相输入端通过电阻R9和电阻R11分别与所述可编程电源的正极和负极连接，反相输入端通过电阻R10与所述可控硅D1的输入端连接，所述运算放大器U1A的反向输入端和输出端之间设有反馈电阻R12；

所述误差放大电路包括运算放大器U1B、电阻R13、电阻R14和电容C2，所述运算放大器U1B的反相输入端通过电阻R13与所述运算放大器U1A的输出端连接，通过电容C2与所述运算放大器U1B的输出端连接，同相输入端通过电阻R14与所述过流参考电压连接，所述运算放大器U1B的输出端形成所述环路控制单元的输出端。

8.一种可编程电源，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的过压保护装置。

9.如权利要求8所述的一种可编程电源，其特征在于，还包括环路选择单元及至少一个反馈环路；

所述环路选择单元具有至少两个选择输入端和一个选择输出端，各所述选择输入端分别与所述环路控制单元的输出端和所述反馈环路的输出端连接，所述选择输出端与电流调整单元的输入端连接，所述环路选择单元用于选择一个选择输入端的信号进行接收并输出；

所述反馈环路包括电流反馈环路和/或者功率反馈环路。

10.如权利要求9所述的一种可编程电源，其特征在于，所述环路选择单元包括二极管D2、二极管D3、三极管Q2和电阻R15；

所述二极管D2的阴极与所述环路控制单元的输出端连接并形成所述环路选择单元的一个选择输入端，所述二极管D3的阴极与所述反馈环路连接并形成所述环路选择单元的另一个输入端；

所述三极管Q2的控制端与所述二极管D2和所述二极管D3的阳极连接，所述三极管Q2的输入端与所述电流调整单元连接并形成所述环路选择单元的选择输出端，所述三极管Q2的输入端通过电阻R15与正向15V电源连接，所述三极管Q2的输出端与负向15V电源连接。