CN208239918U - 一种气体探测器的直流电源输出保护电路 - Google Patents

Abstract

一种气体探测器的直流电源输出保护电路，包括电源集成电路、单片机电路、直流输出保护电路，所述电源集成电路用于输出﹢5V和﹢12V的电压给其他电子元器件，所述单片机电路与直流输出保护电路交互通讯，所述直流输出保护电路使得在气体探测器打开过程中的气体传感器的供电是缓缓打开的；本实用新型中气体探测器启动缓慢，能够防止过电流启动误动作，电路真过电流不会频繁打开、关闭，电流过大时电源电路关闭，保护电路。

Description

一种气体探测器的直流电源输出保护电路

技术领域

本实用新型涉及仪器仪表领域，尤其涉及一种气体探测器的直流电源输出保护电路。

背景技术

气体报警控制器提供直流24V在一个电源线上面连接多达32个气体探测器时，启动瞬间对气体探测器的滤波电容充电电流过大，气体报警控制器自恢复保险丝或者电流检测保护启动，无法工作，还有可能进入打开-保护-再打开-再保护的循环模式。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种气体探测器的直流电源输出保护电路，已解决现有气体报警控制器中直流电源开启对气体探测器供电电流过大的问题。

本实用新型所采用的技术方案是：一种气体探测器的直流电源输出保护电路，包括电源集成电路、单片机电路、直流输出保护电路，所述电源集成电路用于输出﹢5V和﹢12V的电压给其他电子元器件，所述单片机电路与直流输出保护电路交互通讯，所述直流输出保护电路使得在气体探测器打开过程中的气体传感器的供电是缓缓打开的。

作为本实用新型的进一步优选，所述电源集成电路包括﹢5V输出电路和﹢12V输出电路，所述﹢5V输出电路包括7805三端稳压集成电路U1、极性电容E1，电容C1，所述7805三端稳压集成电路U1的第1脚接﹢24V电源，第3脚作为﹢5V电压的输出端，第2脚接地，所述极性电容E1的正极接7805三端稳压集成电路U1的第3脚，负极接地，所述电容C1并联在极性电容E1的两端，所述﹢12V输出电路包括LM7812三端稳压集成电路U2、极性电容E2、电容C2，所述LM7812三端稳压集成电路U2的第1脚接﹢24V电源，第3脚作为﹢12电压的输出端，第2脚接地，所述极性电容E2的正极接LM7812三端稳压集成电路U2的第3脚，负极接地，所述电容C2并联在极性电容E2的两端。

作为本实用新型的进一步优选，所述单片机电路包括单片机、晶振Y1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电阻R1，所述单片机型号为ATMEGA8，单片机第4脚和第6脚外接同一电源VCC，电容C2的一端接单片机第4、6脚的结点，另一端接地，电容C3并联在电容C2两端，单片机第7脚通过晶振Y1与第8脚连接，单片机第3、5脚接地，单片机18脚外接﹢5V电源，且第18脚还通过电容C5接地，单片机第20脚通过电容C4接地，单片机第21脚接地，单片机第29脚通过电阻R1外接﹢5V电源。

作为本实用新型的进一步优选，所述直流输出保护电路包括电阻R2-R16、三极管Q1-Q3、二极管D1-D2、电容C6-C11、极性电容E4、电感L2、场效应管M1，运算放大器U4A、U5A、U5B，﹢24V电源输入接口J1、﹢24V电源输出接口J2，所述三极管Q1的集电极接﹢24V电源的输入端口J1的第2脚，电阻R2接三极管Q1的基极和集电极之间，二极管D19的正极接三极管Q1的发射极，负极接三极管Q1的基极，场效应管M1的G极通过电阻R4接三极管Q1的发射极，场效应管M1的S极接﹢24V电源输入端，场效应管M1的D端接电感L2的输入端，电感L2的输出端接﹢24V电源输出接口J2的第1脚，二极管D2的负极接电感L2的输入端，正极接地，极性电容E4的正极接电感L2的输出端，负极接地，电阻R8的一端接地，另一端接﹢24V电源输出接口的第2脚，运算放大器U4A的第3脚接电阻R8的一端，运算放大器U4A的第2脚通过电阻R9接地，电容C6的一端接运算放大器U4A的第3脚，另一端接电阻R9的接地端，运算放大器U4A的第8脚接﹢5V电源，电容C7的一端接运算放大器U4A的第8脚，另一端接地，运算放大器U4A的第4脚接地，电阻R10的一端接运算放大器U4A的第2脚，另一端接运算放大器U4A的第1脚，电阻R11的输入端接运算放大器U4A的第1脚，电阻R11的输出端接运算放大器U5B的第6脚，电阻R11的输出端还通过电容C8接地，电阻R12和电阻R13串联其串联电路的一端接﹢5V电源，另一端接地，运算放大器U5B的第5脚接电阻R12、R13之间的电路上，电阻R13的两端并联电容C9，运算放大器U5B的第7脚接运算放大器U5A的第3脚，电阻R14的一端接﹢5V电源，另一端接，电容C10并联在电阻R14的两端，电阻R15和R16串联后其串联电路的一端﹢5V电源，另一端接地，运算放大器U5A的第2脚接电阻R15和R16之间，运算放大器U5A的第8脚接﹢5V电源，电容C11的一端接运算放大器U5A的第8脚，另一端接地，运算放大器U5A的第4脚接地，运算放大器U5A的第1脚接三极管Q3的基极，电阻R6、R7串联后其串联电路的一端接单片机U3的第10脚，另一端接运算放大器U5A的第1脚，单片机U3的第15脚接电阻R6、R7之间。

作为本实用新型的进一步优选，所述运算放大器U5B的第7脚与单片机U3的第32脚连接。

本实用新型的有益效果：气体探测器启动缓慢，能够防止过电流启动误动作，电路真过电流不会频繁打开、关闭，电流过大时电源电路关闭，保护电路。

附图说明

图1为电源集成电路原理图；

图2为单片机电路原理图；

图3为直流输出保护电路原理图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

如图1-3所示，本实施例的一种气体探测器的直流电源输出保护电路，包括电源集成电路、单片机电路、直流输出保护电路，所述电源集成电路用于输出﹢5V和﹢12V的电压给其他电子元器件，所述单片机电路与直流输出保护电路交互通讯，所述直流输出保护电路使得在气体探测器打开过程中的气体传感器的供电是缓缓打开的。

如图1所示，电源集成电路包括﹢5V输出电路和﹢12V输出电路，所述﹢5V输出电路包括7805三端稳压集成电路U1、极性电容E1，电容C1，所述7805三端稳压集成电路U1的第1脚接﹢24V电源，第3脚作为﹢5V电压的输出端，第2脚接地，所述极性电容E1的正极接7805三端稳压集成电路U1的第3脚，负极接地，所述电容C1并联在极性电容E1的两端，所述﹢12V输出电路包括LM7812三端稳压集成电路U2、极性电容E2、电容C2，所述LM7812三端稳压集成电路U2的第1脚接﹢24V电源，第3脚作为﹢12电压的输出端，第2脚接地，所述极性电容E2的正极接LM7812三端稳压集成电路U2的第3脚，负极接地，所述电容C2并联在极性电容E2的两端。

如图2所示，单片机电路包括单片机、晶振Y1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电阻R1，所述单片机型号为ATMEGA8，单片机第4脚和第6脚外接同一电源VCC，电容C2的一端接单片机第4、6脚的结点，另一端接地，电容C3并联在电容C2两端，单片机第7脚通过晶振Y1与第8脚连接，单片机第3、5脚接地，单片机18脚外接﹢5V电源，且第18脚还通过电容C5接地，单片机第20脚通过电容C4接地，单片机第21脚接地，单片机第29脚通过电阻R1外接﹢5V电源。

如图3所示，直流输出保护电路包括电阻R2-R16、三极管Q1-Q3、二极管D1-D2、电容C6-C11、极性电容E4、电感L2、场效应管M1，运算放大器U4A、U5A、U5B，﹢24V电源输入接口J1、﹢24V电源输出接口J2，所述三极管Q1的集电极接﹢24V电源的输入端口J1的第2脚，电阻R2接三极管Q1的基极和集电极之间，二极管D19的正极接三极管Q1的发射极，负极接三极管Q1的基极，场效应管M1的G极通过电阻R4接三极管Q1的发射极，场效应管M1的S极接﹢24V电源输入端，场效应管M1的D端接电感L2的输入端，电感L2的输出端接﹢24V电源输出接口J2的第1脚，二极管D2的负极接电感L2的输入端，正极接地，极性电容E4的正极接电感L2的输出端，负极接地，电阻R8的一端接地，另一端接﹢24V电源输出接口的第2脚，运算放大器U4A的第3脚接电阻R8的一端，运算放大器U4A的第2脚通过电阻R9接地，电容C6的一端接运算放大器U4A的第3脚，另一端接电阻R9的接地端，运算放大器U4A的第8脚接﹢5V电源，电容C7的一端接运算放大器U4A的第8脚，另一端接地，运算放大器U4A的第4脚接地，电阻R10的一端接运算放大器U4A的第2脚，另一端接运算放大器U4A的第1脚，电阻R11的输入端接运算放大器U4A的第1脚，电阻R11的输出端接运算放大器U5B的第6脚，电阻R11的输出端还通过电容C8接地，电阻R12和电阻R13串联其串联电路的一端接﹢5V电源，另一端接地，运算放大器U5B的第5脚接电阻R12、R13之间的电路上，电阻R13的两端并联电容C9，运算放大器U5B的第7脚接运算放大器U5A的第3脚，电阻R14的一端接﹢5V电源，另一端接，电容C10并联在电阻R14的两端，电阻R15和R16串联后其串联电路的一端﹢5V电源，另一端接地，运算放大器U5A的第2脚接电阻R15和R16之间，运算放大器U5A的第8脚接﹢5V电源，电容C11的一端接运算放大器U5A的第8脚，另一端接地，运算放大器U5A的第4脚接地，运算放大器U5A的第1脚接三极管Q3的基极，电阻R6、R7串联后其串联电路的一端接单片机U3的第10脚，另一端接运算放大器U5A的第1脚，单片机U3的第15脚接电阻R6、R7之间。

进一步的，本实用新型的工作原理如下：

（1）单片机U3的DY_KG输出高电平，同时单片机U3的PWM打开，Q1的基极PWM从0随着时间推移逐步增加到100%，经过Q2和Q3确保场效应管M1打开状态同步Q1的基极，也就是电源供电是慢慢的打开，这样就解决了直流电源对气体探测器滤波瞬间充电电流过大；

（2）当输出电流超过12.5A的时候，R8电阻上电压就超过0.25V，经过运算放大器U4放大10倍（R10/R9）也就超过2.5V，这个电压到双电压比较器U5B的负极和U5B的正极基准电压2.5V比较，由于比较器负极电压大，这样比较器U5B输出为0，比较器U5A的正极为0，负极为2.5V，比较器U5A输出也为0，关闭电源；

（3）当输出电流不超过12.5A的时候，R8电阻上电压就小于0.25V，经过运算放大器U4放大10倍（R10/R9）也就小于2.5V，这个电压到双电压比较器U5B的负极和U5B的正极基准电压2.5V比较，由于比较器正极电压大，这样比较器U5B输出为开路状态，比较器U5A的正极通过R14上拉为5V，负极为2.5V，比较器U5A输出也为开路状态，不影响Q1；

（4）当有过电流保护发生，U5B输出端INT电平由于有R14上拉电阻就从5V下降0，单片机U3产生中断， DY_KG输出低电平，确保关闭电源。延时一定时间后重新开始启动电源，如果再次保护，单片机就不在打开电源。

气体探测器启动缓慢，能够防止过电流启动误动作，电路真过电流不会频繁打开、关闭，电流过大时电源电路关闭，保护电路。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制，在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (5)

1.一种气体探测器的直流电源输出保护电路，其特征在于，包括电源集成电路、单片机电路、直流输出保护电路，所述电源集成电路用于输出﹢5V和﹢12V的电压给其他电子元器件，所述单片机电路与直流输出保护电路交互通讯，所述直流输出保护电路使得在气体探测器打开过程中的气体传感器的供电是缓缓打开的。

2.根据权利要求1所述的一种气体探测器的直流电源输出保护电路，其特征在于，所述电源集成电路包括﹢5V输出电路和﹢12V输出电路，所述﹢5V输出电路包括7805三端稳压集成电路U1、极性电容E1，电容C1，所述7805三端稳压集成电路U1的第1脚接﹢24V电源，第3脚作为﹢5V电压的输出端，第2脚接地，所述极性电容E1的正极接7805三端稳压集成电路U1的第3脚，负极接地，所述电容C1并联在极性电容E1的两端，所述﹢12V输出电路包括LM7812三端稳压集成电路U2、极性电容E2、电容C2，所述LM7812三端稳压集成电路U2的第1脚接﹢24V电源，第3脚作为﹢12电压的输出端，第2脚接地，所述极性电容E2的正极接LM7812三端稳压集成电路U2的第3脚，负极接地，所述电容C2并联在极性电容E2的两端。

3.根据权利要求1所述的一种气体探测器的直流电源输出保护电路，其特征在于，所述单片机电路包括单片机、晶振Y1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电阻R1，所述单片机型号为ATMEGA8，单片机第4脚和第6脚外接同一电源VCC，电容C2的一端接单片机第4、6脚的结点，另一端接地，电容C3并联在电容C2两端，单片机第7脚通过晶振Y1与第8脚连接，单片机第3、5脚接地，单片机18脚外接﹢5V电源，且第18脚还通过电容C5接地，单片机第20脚通过电容C4接地，单片机第21脚接地，单片机第29脚通过电阻R1外接﹢5V电源。

4.根据权利要求1所述的一种气体探测器的直流电源输出保护电路，其特征在于，所述直流输出保护电路包括电阻R2-R16、三极管Q1-Q3、二极管D1-D2、电容C6-C11、极性电容E4、电感L2、场效应管M1，运算放大器U4A、U5A、U5B，﹢24V电源输入接口J1、﹢24V电源输出接口J2，所述三极管Q1的集电极接﹢24V电源的输入端口J1的第2脚，电阻R2接三极管Q1的基极和集电极之间，二极管D19的正极接三极管Q1的发射极，负极接三极管Q1的基极，场效应管M1的G极通过电阻R4接三极管Q1的发射极，场效应管M1的S极接﹢24V电源输入端，场效应管M1的D端接电感L2的输入端，电感L2的输出端接﹢24V电源输出接口J2的第1脚，二极管D2的负极接电感L2的输入端，正极接地，极性电容E4的正极接电感L2的输出端，负极接地，电阻R8的一端接地，另一端接﹢24V电源输出接口的第2脚，运算放大器U4A的第3脚接电阻R8的一端，运算放大器U4A的第2脚通过电阻R9接地，电容C6的一端接运算放大器U4A的第3脚，另一端接电阻R9的接地端，运算放大器U4A的第8脚接﹢5V电源，电容C7的一端接运算放大器U4A的第8脚，另一端接地，运算放大器U4A的第4脚接地，电阻R10的一端接运算放大器U4A的第2脚，另一端接运算放大器U4A的第1脚，电阻R11的输入端接运算放大器U4A的第1脚，电阻R11的输出端接运算放大器U5B的第6脚，电阻R11的输出端还通过电容C8接地，电阻R12和电阻R13串联其串联电路的一端接﹢5V电源，另一端接地，运算放大器U5B的第5脚接电阻R12、R13之间的电路上，电阻R13的两端并联电容C9，运算放大器U5B的第7脚接运算放大器U5A的第3脚，电阻R14的一端接﹢5V电源，另一端接，电容C10并联在电阻R14的两端，电阻R15和R16串联后其串联电路的一端﹢5V电源，另一端接地，运算放大器U5A的第2脚接电阻R15和R16之间，运算放大器U5A的第8脚接﹢5V电源，电容C11的一端接运算放大器U5A的第8脚，另一端接地，运算放大器U5A的第4脚接地，运算放大器U5A的第1脚接三极管Q3的基极，电阻R6、R7串联后其串联电路的一端接单片机U3的第10脚，另一端接运算放大器U5A的第1脚，单片机U3的第15脚接电阻R6、R7之间。

5.根据权利要求4所述的一种气体探测器的直流电源输出保护电路，其特征在于，所述运算放大器U5B的第7脚与单片机U3的第32脚连接。