CN216747875U

CN216747875U - 一种电流电压检测及保护电路

Info

Publication number: CN216747875U
Application number: CN202123179154.6U
Authority: CN
Inventors: 李昕; 毛祥飞; 胥世飞
Original assignee: SUZHOU HUASHI WIRELESS TECHNOLOGY Inc
Current assignee: SUZHOU HUASHI WIRELESS TECHNOLOGY Inc
Priority date: 2021-12-17
Filing date: 2021-12-17
Publication date: 2022-06-14
Anticipated expiration: 2031-12-17

Abstract

本实用新型公开了一种电流电压检测及保护电路，包括依次连接的电流电压检测电路、过流过压保护电路，所述电流电压检测电路检测用电系统的电压VCC是否过压，负载电流是否过流，并分别将检测结果发送至过流过压保护电路，过流过压保护电路根据检测结果输出过压保护信号、过流保护信号。本实用新型的电流电压检测及保护电路能对系统提供有效的保护，提高系统可靠性，减少损失。

Description

一种电流电压检测及保护电路

技术领域

本实用新型涉及保护电路领域，特别是涉及一种电流电压检测及保护电路。

背景技术

在各种电路系统中，一般都需要检测电路，用以检测电源电压和负载电流，并根据测得的电压和电流值来触发过压、过流保护电路。以此保护整机系统的可靠工作。

电流检测方法通常采用在电流流通路径上串联大功率检测电阻实现，利用检测电阻两端的压降来获得检测电阻上的电流值。本实用新型采用了电流感应放大器LT199G2，将检测电阻两端到的压降通过仪表放大器进行放大，得到对应成比例的一个电平值，用于表征负载电流。

实用新型内容

本实用新型目的是：提供一种电流电压检测及保护电路，具体的通过芯片LT199G2和GS6002完成电压、电流检测与保护的功能。

本实用新型的技术方案是：

一种电流电压检测及保护电路，包括依次连接的电流电压检测电路、过流过压保护电路，所述电流电压检测电路检测用电系统的电压VCC是否过压，负载电流是否过流，并分别将检测结果发送至过流过压保护电路，过流过压保护电路根据检测结果输出过压保护信号、过流保护信号。

优选的，所述电流电压检测电路，包括电流感应放大器芯片U1、肖特基二极管D1、电容C1～C5、电阻R1～R8、负载R-LOAD；电流感应放大器芯片U1采用LT199G2，用电系统的电压VCC连接肖特基二极管D1阳极、钽电容C2一端，功率检测电阻R3以及芯片U1的pin4，特基二极管D1的阴极和钽电容C2的另一端接地；功率检测电阻R3的另一端连接到芯片U1的pin5、负载R-LOAD、以及电阻R7；电阻R7的另一端连接电阻R8和去耦电容C5，此电路节点设置为Port 1，输出电压检测电平；电阻R8和去耦电容C5的另一端接地；芯片U1的pin3连接5V电源以及去耦电容C1、电阻R1；去耦电容C1的另一端接地，电阻R1的另一端连接芯片U1的pin1和电阻R2，电阻R2的另一端接地；芯片U1的pin6为输出端，同时连接电阻R6、R4和电容C4、C3；电阻R6和电容C4、C3的另一端接地，电阻R4的另一端连接电阻R5，此电路节点设置为Port 2，输出电流检测电平；R5的另一端接地。

优选的，所述过流过压保护电路，包括运放芯片U2，快速开关二极管D2、D3，电容C6～C9、电阻R9～R14；运放芯片U2采用GS6002，芯片U2的pin3连接Port 1 电压检测电平信号；pin2连接电阻R11和R13，电容C6；电阻R13另一端接地，R11另一端连接5V电压，电容C6另一端连接芯片U2的pin1和电阻R9；电阻R9的另一端连接快速开关二极管D2阳极，D2阴极设置为Port 3，输出过压保护信号；芯片U2的pin4接地，pin5连接Port 2 电流检测电平信号；芯片U2的pin6连接电阻R14、R12、电容C9；电阻R14的另一端接地，R12另一端连接5V电压，电容C9的另一端连接芯片U2的pin7和电阻R10；R10的另一端连接快速开关二极管D3阳极，D3的阴极设置为Port 4，输出过流保护信号；芯片U2的pin8连接电容C7、C8和5V电源，电容C7和C8的另一端接地。

具体的，电流感应放大器芯片U1的工作电压为5V，需要检测的系统电压为VCC；5V通过去耦电容C1，连接到U1的pin3，为U1供电。系统电压VCC经过肖特基二极管D1，钽电容C2去耦，接入U1的pin4；pin4和pin5之间是电流检测电阻R3，用于检测负载电流，R3的值很小，以减少压降。U1内部的仪表放大器对R3的压降进行线性放大，从pin6输出，用于表征负载电流的大小。

具体的，R-LOAD为负载；电阻R7，R8用于检测电压电平值，此值等比例于系统电压VCC。

所述过流、过压保护电路，基于运放芯片U2，GS6002，U2的工作电压为5V，经过电容C7，C8去耦，进入pin8，给U2供电。U2内部集成有两个运算放大器，运放A1用于检测是否过压，运放A2用于检测是否过流。

所述运放A1的两个输入端分别为Port 1 电压检测电平值和5V经R11，R13分压后的预设值。当电压检测电平高于预设值，运放A1输出高电平，通过快速开关二极管D2，向系统提供过压保护信号。

所述运放A2的两个输入端分别为Port 2 电压检测电平值和5V经R12，R14分压后的预设值。当电流检测电平高于预设值，运放A2输出高电平，通过快速开关二极管D3，向系统提供过流保护信号。

本实用新型的优点是：通过使用电流感应放大器芯片LT199G2，运算放大器GS6002完成电压、电流检测和过压过流保护功能，该电路灵敏度高，结果准确。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为电流电压检测电路原理图；

图2为过流过压保护电路原理图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本实用新型而不限于限制本实用新型的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

如图1，图2所示，本实用新型的包括依次连接的电流电压检测电路、过流过压保护电路，所述电流电压检测电路检测用电系统的电压VCC是否过压，负载电流是否过流，并分别将检测结果发送至过流过压保护电路，过流过压保护电路根据检测结果输出过压保护信号、过流保护信号。

如图1所示，电流电压检测电路包括电流感应放大器U1，型号为LT199G2。系统电压为VCC，本实施例中，VCC的检测范围在-0.5~26V之间；D1为肖特基二极管，型号为SS510，用于防止电压反接；钽电容C2，容值47uF，用于电源去耦；R3是大功率检测电阻，其值为0.005欧姆，额定功率1W。R3上的压降经过U1内部的仪表放大器进行线性放大，通过电阻R6，得到一个电压值，在经过R4，R5分压，最终得到一个表征了负载电流的电平值。R-LOAD为负载，绝大部分的电流都消耗在此负载上。R7为大电阻，R8上的压降等比例对应了VCC系统电压。

图1最终输出两个信号，Port 1输出电压检测电平；Port 2输出电流检测电平。

如图2所示，过流过压保护电路包括运算放大器U2，型号为GS6002，U2的供电电压为5V，经过去耦电容C7，C8，5V进入U2的pin8。U2内部集成了两个运算放大器，运放A1用于检测是否过压；运放A2用于检测是否过流。

所述运放A1的两个输入端分别为Port 1 电压检测电平值和5V经R11，R13分压后的预设值，本实施例中，预设值为2V。当电压检测电平高于2V，运放1输出高电平，通过快速开关二极管D2，在端口Port 3向系统提供过压保护信号。

所述运放A2的两个输入端分别为Port 2 电压检测电平值和5V经R12，R14分压后的预设值，本实施例中，此预设值也为2V。当电流检测电平高于2V，运放A2输出高电平，通过快速开关二极管D3，在端口Port 4向系统提供过流保护信号。

本实用新型的LT199G2通过检测R3上的压降Vsense，通过内部的仪表放大器，放大器的输出对应了表征负载电流的电平值。此电流检测电平值进入运放，与预设值进行对比，如果电流检测电平值高于预设值，则运放输出高电平，触发系统提供过压保护信号。所述电压检测电平通过检测电阻R8上的电压得到，再进入运放与预设电平值进行比较，如果电压检测电平值高于预设值，则运放输出高电平，触发系统提供过流保护信号。

需要强调的是：以上仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种电流电压检测及保护电路，其特征在于，包括依次连接的电流电压检测电路、过流过压保护电路，所述电流电压检测电路检测用电系统的电压VCC是否过压，负载电流是否过流，并分别将检测结果发送至过流过压保护电路，过流过压保护电路根据检测结果输出过压保护信号、过流保护信号。

2.根据权利要求1所述的电流电压检测及保护电路，其特征在于，所述电流电压检测电路，包括电流感应放大器芯片U1、肖特基二极管D1、电容C1～C5、电阻R1～R8、负载R-LOAD；

电流感应放大器芯片U1采用LT199G2，用电系统的电压VCC连接肖特基二极管D1阳极、钽电容C2一端，功率检测电阻R3以及芯片U1的pin4，特基二极管D1的阴极和钽电容C2的另一端接地；功率检测电阻R3的另一端连接到芯片U1的pin5、负载R-LOAD、以及电阻R7；电阻R7的另一端连接电阻R8和去耦电容C5，此电路节点设置为Port 1，输出电压检测电平；电阻R8和去耦电容C5的另一端接地；芯片U1的pin3连接5V电源以及去耦电容C1、电阻R1；去耦电容C1的另一端接地，电阻R1的另一端连接芯片U1的pin1和电阻R2，电阻R2的另一端接地；芯片U1的pin6为输出端，同时连接电阻R6、R4和电容C4、C3；电阻R6和电容C4、C3的另一端接地，电阻R4的另一端连接电阻R5，此电路节点设置为Port 2，输出电流检测电平；R5的另一端接地。

3.根据权利要求2所述的电流电压检测及保护电路，其特征在于，所述过流过压保护电路，包括运放芯片U2，快速开关二极管D2、D3，电容C6～C9、电阻R9～R14；

运放芯片U2采用GS6002，芯片U2的pin3连接Port 1 电压检测电平信号；pin2连接电阻R11和R13，电容C6；电阻R13另一端接地，R11另一端连接5V电压，电容C6另一端连接芯片U2的pin1和电阻R9；电阻R9的另一端连接快速开关二极管D2阳极，D2阴极设置为Port 3，输出过压保护信号；芯片U2的pin4接地，pin5连接Port 2 电流检测电平信号；芯片U2的pin6连接电阻R14、R12、电容C9；电阻R14的另一端接地，R12另一端连接5V电压，电容C9的另一端连接芯片U2的pin7和电阻R10；R10的另一端连接快速开关二极管D3阳极，D3的阴极设置为Port 4，输出过流保护信号；芯片U2的pin8连接电容C7、C8和5V电源，电容C7和C8的另一端接地。