專利名稱：一種實現(xiàn)精確過欠壓及過流的保護電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種實現(xiàn)精確過欠壓及過流的保護電路。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，對用電設(shè)備電源的保護功能提出了越來越高的要求。 在諸如通信、程控、雷達系統(tǒng)等領(lǐng)域，對電源系統(tǒng)的保護功能要求更高，特別對無人值守的電子設(shè)備，更要求電源系統(tǒng)實現(xiàn)智能監(jiān)控和實時保護以保證電子設(shè)備安全可靠的運行。出于對保護電源及負載的要求，有時需要對電源輸出的過欠壓及過流保護點進行精細化設(shè)置，而傳統(tǒng)的電源模塊的過欠壓及過流保護點一般設(shè)置為額定輸出的110 %，無法對其過欠壓及過流保護點進行重新設(shè)置，而這時負載要求對電源輸出電壓的過欠壓及過流保護點進行精確設(shè)置的時候，就必須外加過欠壓及過流保護電路，對電源模塊的過欠壓保護點及過流保護點進行重新設(shè)計以滿足負載的要求，增加了產(chǎn)品的擴展性。電源的過欠壓及過流保護傳統(tǒng)電路實現(xiàn)方式如下1.傳統(tǒng)開關(guān)電源過欠壓保護電路傳統(tǒng)的開關(guān)電源電路主要是靠分壓電阻對輸出電壓進行分壓檢測，將電壓信號轉(zhuǎn)換成電流信號，通過光電耦合器將該電流信號反饋給PWM控制芯片，控制芯片根據(jù)反饋回來的信號對開關(guān)的占空比進行實時調(diào)節(jié)，從而使輸出電壓一直保持穩(wěn)定。當(dāng)電源正常時，過欠壓現(xiàn)象幾乎不存在，但是當(dāng)電源某個元器件損壞或者負載過重時，電源的輸出電壓便有可能超出或者低于負載允許的電壓范圍，此時PWM控制芯片靠反饋將不能起到過欠壓保護的作用，必須外加過欠壓保護電路并在過欠壓現(xiàn)象發(fā)生時輸出信號將電源關(guān)閉，以達到保護負載的要求。2.傳統(tǒng)開關(guān)電源過流保護電路傳統(tǒng)的開關(guān)電源電路對于輸出電壓的過流保護通常都是靠在初級側(cè)主回路中加電流檢測電阻或者電流互感器對輸出電流進行檢測，當(dāng)初級側(cè)電流檢測電阻或者電流互感器檢測到電流超過PWM控制芯片允許的電流反饋輸入信號時將PWM控制信號關(guān)閉以達到關(guān)閉電源起到過流保護的目的。采用這種方式進行過流保護有以下缺點由于電流檢測電阻以及電流互感器一般設(shè)置于開關(guān)電源主電路的初級側(cè)，而負載電流實則是由次級側(cè)提供，因此初級側(cè)電流檢測電阻或電流互感器并不能很好的反映輸出電流值，在實際的設(shè)計過程中要精確的設(shè)置其過流保護點其難度較大，且很不易于調(diào)試。因此對于過流保護同樣需要外加電流保護電路，一般傳統(tǒng)外加電路進行過流保護的方式有斷路器、熔斷器、自恢復(fù)保險絲等。上述這些過流保護器件的缺點在于斷路器體積較大，且不便于安裝；熔斷器一旦發(fā)生損毀，更換比較煩瑣；自恢復(fù)保險絲響應(yīng)速度不夠靈敏，可靠性不夠高。而現(xiàn)成的電源模塊其過流保護點在出廠前就已經(jīng)經(jīng)過設(shè)置，在實際使用時也無法對其進行重新設(shè)置，因此當(dāng)負載提出要求，需要精確的設(shè)置過流保護點時，同樣需要在電源模塊輸出端外加過流保護電路進行精確設(shè)置。
發(fā)明內(nèi)容[0006]為了解決背景技術(shù)中現(xiàn)有的技術(shù)問題，本實用新型提供一種實現(xiàn)精確過欠壓及過流的保護電路，其特征在于該保護電路包括高精度電流采樣電阻、電壓利用放大器、比較器、電源控制電路，其中所述高精度電流采樣電阻采用高精度分壓電阻器，用于輸出電壓進行采樣；所述比較器的輸出高電平直接連接到所述電源控制電路，用于控制電源輸入開關(guān)的關(guān)斷或者閉合。鑒于現(xiàn)有技術(shù)各有其優(yōu)缺點以及可以適用的范圍不盡相同，尤其是對于特殊使用條件的用電設(shè)備，由于要考慮精確的過欠壓及過流保護要求，甚至需要對過欠壓及過流的狀態(tài)進行判定和監(jiān)控，將過欠壓信號及過流信號送信號處理中心進行判別和處理，本適用新型正是基于以上要求而提出的過欠壓及過流保護電路，該實用新型利用檢測電路實時精確的檢測輸出電壓及電流，并同時分別輸出過壓、欠壓、過流三種信號給控制電路或信號處理中心。該適用新型與傳統(tǒng)過欠壓及過流保護電路的區(qū)別在于傳統(tǒng)過欠壓及過流電路所能給出的過欠壓及過流信號是一變化的電流信號，該信號只能直接送給開關(guān)電源控制芯片使用而無法送給其它監(jiān)控電路以及信號處理單元進行檢測處理，且傳統(tǒng)的開關(guān)電源過流信號一般在一次側(cè)進行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)難度較大，且精度不高。本適用新型正是針對傳統(tǒng)電路的局限性而提出的精確過欠壓及過流保護電路，此過欠壓及過流保護電路可以提供較傳統(tǒng)電路更為精確的過欠壓及過流保護，并可以分別提供過欠壓及過流信號作為開關(guān)及信號監(jiān)控使用，該適用新型電路原理圖如圖1，電路明細如圖2 舉例對原理進行說明假定將額定輸出電壓Uo的過欠壓保護點設(shè)置為Uo (1 士20% )，額定輸出電流Io的過流保護點設(shè)置為 Io (1+20% )0對于圖1中R8、R9、R11、R13的取值將由如下關(guān)系式確定:UR9 = 10(1+20%) XR9 ； 放大器放大倍數(shù)=1+R8/R6 ； UOP = UR9X (1+R8/R6) = 10(1+20% ) XR9X (1+R8/R6)； Uref = 5XR2/(R1+R2)；當(dāng)電流Io處于過流保護點時，UOP的值應(yīng)當(dāng)與toef相當(dāng)，即 Uref = UOP ；5XR2/(R1+R2) = 10(1+20 % ) XR9X (1+R8/R6)；由上式可計算出R8 = 5XR2XR6/I0XR9X (R1+R2) X (1+20% )-R6 ；其中R9的取值一般為幾毫歐至幾十毫歐，根據(jù)Io大小以及R9的功耗進行選取，為了盡量不造成能量損耗，R9的取值應(yīng)盡可能小。當(dāng)Uo電壓處于過壓保護點時UOV = Uref，其中UOV = UoX (1+20 % ) XR12/ (R12+R13)，即=Uref = 5XR2/(R1+R2) = UoX (1+20% ) XR12/(R12+R13)；由上式可計算出:R13 = UoX (R1+R2) X (1+20% ) XR12/5XR2-R12。當(dāng)Uo電壓處于欠壓保護點時UUV = Uref，其中UUV = Uo X (1-20 % ) X RlO/ (R10+R11)，即=Uref = 5XR2/(R1+R2) = UoX (1-20% ) XR10/(R10+R11)；由上式可計算出=Rll = UoX (R1+R2) X (1-20% ) XR10/5XR2-R10。

本實用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中圖1本實用新型原理圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖，對本實用新型作詳細的說明。精確過壓、欠壓保護的實現(xiàn)本實用新型提供一種實現(xiàn)精確過欠壓及過流的保護電路，其特征在于該保護電路包括高精度電流采樣電阻、電壓利用放大器、比較器、電源控制電路，其中所述高精度電流采樣電阻采用高精度分壓電阻器，用于輸出電壓進行采樣；所述比較器的輸出高電平直接連接到所述電源控制電路，用于控制電源輸入開關(guān)的關(guān)斷或者閉合。采用高精度分壓電阻器對輸出電壓進行采樣，與比較器參考電壓進行比較，過壓保護點通過設(shè)置R13的阻值來進行設(shè)置，欠壓保護點通過設(shè)置Rll的阻值來進行設(shè)置，當(dāng)電壓超過過壓或欠壓極限時，比較器相應(yīng)輸出一低電平，當(dāng)過欠壓現(xiàn)象移除后，比較器輸出高電平，該電平可直接給電源控制電路使用，控制電源輸入開關(guān)的“關(guān)斷”或者“閉合”，該信號也可以送給信號處理單元，由信號處理單元集中各種電源故障信號進行處理，也可以通過人機界面進行顯示，使電源狀態(tài)一目了然，提高電源以及用電設(shè)備的智能化程度。 精確過流保護的實現(xiàn)采用高精度電流采樣電阻對輸出電流進行采樣， 得到一個與電流大小成線性關(guān)系的電壓值(幾十毫伏)，再將該電壓利用放大器進行放大，與比較器基準電壓進行比較。當(dāng)輸出電流小于過流保護點時輸出高電平，當(dāng)輸出電流大于過流保護點時則輸出低電平。該電平同樣可以直接送給電源控制電路使用，控制電源輸入開關(guān)的“關(guān)斷”或者“閉合”，該信號也可以送給信號處理單元，由信號處理單元集中各種電源故障信號進行處理，甚至可以通過人機界面進行顯示，使電源狀態(tài)一目了然，提高電源的以及用電設(shè)備的智能化程度。
權(quán)利要求1.一種實現(xiàn)精確過欠壓及過流的保護電路，其特征在于該保護電路包括高精度電流采樣電阻、電壓利用放大器、比較器、電源控制電路，其中所述高精度電流采樣電阻采用高精度分壓電阻器，用于輸出電壓進行采樣；所述比較器的輸出高電平直接連接到所述電源控制電路，用于控制電源輸入開關(guān)的關(guān)斷或者閉合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)精確過欠壓及過流的保護電路，其特征在于該保護電路還包括一個電阻Rl 1，用于設(shè)置該保護電路的欠壓保護點。
專利摘要本實用新型主要提供了一種精確的過欠壓及過流保護電路，該保護電路可以提高電源的安全性和可靠性，并能夠?qū)⑦^欠壓及過流信號送信號處理中心或控制開關(guān)進行其它監(jiān)視和控制操作，傳統(tǒng)的開關(guān)電源過欠壓及過流保護電路具有一定的局限性，所能提供的過欠壓及過流信號無法作為控制開關(guān)的控制電壓或信號處理的高低電平來單獨使用，過流保護點設(shè)置難度較大，而本實用新型提高了過欠壓及過流保護的精度，降低了過欠壓保護設(shè)置的難度，且各路保護信號可以單獨送給其它控制電路進行使用。
文檔編號H02H3/08GK202004425SQ20102061540
公開日2011年10月5日 申請日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者黃長清, 龔雪東 申請人:四川九洲電器集團有限責(zé)任公司