本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種保護(hù)電路及供電系統(tǒng)。
背景技術(shù):
在供電系統(tǒng)中,通常包括供電設(shè)備和用電設(shè)備,供電設(shè)備作為用電設(shè)備的正常與否一直是用電設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保證之一。供電設(shè)備的技術(shù)規(guī)格和指標(biāo)所隨著用電設(shè)備的不同而各有差異,短路保護(hù)是其中最重要的功能之一。
供電設(shè)備在向連接的用電設(shè)備供電的過(guò)程中,若用電設(shè)備出現(xiàn)故障如發(fā)生短路等,會(huì)導(dǎo)致供電設(shè)備輸出的電流過(guò)大,進(jìn)而使用電設(shè)備在極高溫度下工作,增加了用電設(shè)備中用電設(shè)備元件的損耗,更甚至于使用電設(shè)備過(guò)熱運(yùn)行,并最終燒毀,甚至引發(fā)火災(zāi)等,在供電設(shè)備與用電設(shè)備之間的回路上加入短路保護(hù)是避免上述事故的必要措施。對(duì)短路保護(hù)來(lái)說(shuō),通常在供電設(shè)備與用電設(shè)備之間的回路上串聯(lián)保險(xiǎn)絲,當(dāng)回路上的電流過(guò)高時(shí)保險(xiǎn)絲熔斷將回路斷路。當(dāng)需要恢復(fù)回路導(dǎo)通時(shí),則需要更換保險(xiǎn)絲,由于需要更換回路上的器件,因而浪費(fèi)人力資源并且消耗成本。
示例性的,參照?qǐng)D1所示,圖1中的供電系統(tǒng)包括供電設(shè)備11、保險(xiǎn)絲12、用電設(shè)備13,其中當(dāng)供電設(shè)備11輸出的電流過(guò)大時(shí),保險(xiǎn)絲12熔斷,將供電設(shè)備11與用電設(shè)備13斷路。如果供電系統(tǒng)需要將供電設(shè)備11與用電設(shè)備13導(dǎo)通,則需要更換已熔斷的保險(xiǎn)絲12。因此現(xiàn)有技術(shù)中的保護(hù)電路在使用的過(guò)程中,當(dāng)供電設(shè)備11輸出的電流過(guò)大時(shí)保險(xiǎn)絲熔斷造成回路上的器件損壞,當(dāng)需要恢復(fù)回路導(dǎo)通時(shí),需要更換回路上的器件,因而浪費(fèi)人力資源并且消耗成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的實(shí)施例提供的保護(hù)電路及供電系統(tǒng),能夠?qū)╇娫O(shè)備與用電設(shè)備之間的回路上的電流進(jìn)行檢測(cè),并在回路上電流過(guò)高時(shí)控制回路斷路,從而保護(hù)了用電設(shè)備并且不造成回路上的器件損壞。
為達(dá)到上述目的,本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案:
第一方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種保護(hù)電路,包括:電流輸入 端、電流輸出端、保護(hù)模塊、控制模塊,保護(hù)模塊連接電流輸入端、電流輸出端和控制模塊;
當(dāng)保護(hù)模塊檢測(cè)到電流輸入端和電流輸出端的回路上的電流小于或等于預(yù)設(shè)的電流閾值時(shí),保持電流輸入端和電流輸出端導(dǎo)通;
當(dāng)保護(hù)模塊檢測(cè)到電流輸入端和電流輸出端的回路上的電流大于預(yù)設(shè)的電流閾值時(shí),向控制模塊輸出第一控制信號(hào);
當(dāng)控制模塊接收到保護(hù)模塊發(fā)送的第一控制信號(hào)時(shí),根據(jù)第一控制信號(hào)向保護(hù)模塊輸出第二控制信號(hào);
當(dāng)保護(hù)模塊接收到控制模塊發(fā)送的第二控制信號(hào)時(shí),根據(jù)第二控制信號(hào)將電流輸入端和電流輸出端斷路。
在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,保護(hù)電路在電流輸入端和電流輸出端斷路時(shí),控制模塊周期性向保護(hù)模塊發(fā)送第三控制信號(hào),保護(hù)模塊接收控制模塊發(fā)送的第三控制信號(hào),并根據(jù)第三控制信號(hào)將電流輸入端和電流輸出端導(dǎo)通。
結(jié)合第一方面,或者第一方面第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,保護(hù)模塊包括:檢測(cè)子模塊、限流子模塊;
檢測(cè)子模塊的第一端連接電流輸入端,檢測(cè)子模塊的第二端連接控制模塊,檢測(cè)子模塊的第三端連接限流子模塊,檢測(cè)子模塊的第四端接地;
當(dāng)檢測(cè)子模塊檢測(cè)到電流輸入端和電流輸出端的回路上的電流小于或等于預(yù)設(shè)的電流閾值時(shí),檢測(cè)子模塊的第一端與第三端導(dǎo)通,所限流子模塊根據(jù)控制模塊發(fā)送的第四控制信號(hào)將限流子模塊的第二端與第三端導(dǎo)通;
限流子模塊的第一端連接控制模塊,限流子模塊的第二端連接電流輸出端,限流子模塊的第三端連接檢測(cè)子模塊,限流子模塊的第四端接地;
檢測(cè)子模塊用于檢測(cè)電流輸入端和電流輸出端的回路上的電流,當(dāng)檢測(cè)子模塊檢測(cè)到電流輸入端和電流輸出端的回路上的電流小于或等于預(yù)設(shè)的電流閾值時(shí),檢測(cè)子模塊的第一端與檢測(cè)子模塊的第三端導(dǎo)通,限流子模塊將限流子模塊的第二端和限流子模塊的第三端導(dǎo)通;
當(dāng)檢測(cè)子模塊檢測(cè)到電流輸入端和電流輸出端的回路上的電流大于預(yù)設(shè)的電流閾值時(shí),檢測(cè)子模塊通過(guò)檢測(cè)子模塊的第二端向控制模塊輸出第一控制信號(hào);
限流子模塊還用于通過(guò)限流子模塊的第一端接收控制模塊發(fā)送的第二控制信號(hào),并根據(jù)第二控制信號(hào)將限流子模塊的第二端和限流子模塊的第三端斷路;
當(dāng)電流輸入端和電流輸出端斷路時(shí);
限流子模塊還用于接收控制模塊發(fā)送的第三控制信號(hào),并根據(jù)第三控制信號(hào)將限流子模塊的第二端和限流子模塊的第三端導(dǎo)通。
結(jié)合第一方面第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,檢測(cè)子模塊包括:第一電阻單元、第二電阻單元、第三電阻單元、第四電阻單元、第五電阻單元、第一開(kāi)關(guān)單元、第二開(kāi)關(guān)單元;
第一電阻單元的第一端連接檢測(cè)子模塊的第一端,第一電阻單元的第二端連接檢測(cè)子模塊的第三端;
第二電阻單元的第一端連接檢測(cè)子模塊的第一端,第三電阻單元的第一端連接第二電阻單元的第二端,第三電阻單元的第二端連接至檢測(cè)子模塊的第三端;
第一開(kāi)關(guān)單元的第一端連接檢測(cè)子模塊的第一端,第一開(kāi)關(guān)單元的第二端連接第四電阻單元的第一端,第一開(kāi)關(guān)單元的控制端連接第二電阻單元的第二端;
第四電阻單元的第一端連接第一開(kāi)關(guān)單元的第二端,第四電阻單元的第二端連接第二開(kāi)關(guān)單元的控制端;
第五電阻單元的第一端連接第二開(kāi)關(guān)單元的控制端,第五電阻單元的第二端接地;
第二開(kāi)關(guān)單元的第一端連接控制模塊,第二開(kāi)關(guān)單元的第二端接地。
結(jié)合第一方面第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,檢測(cè)子模塊包括:連接于第三電阻單元的第二端和檢測(cè)子模塊的第三端之間的第一二極管,第一二極管的陽(yáng)極連接第三電阻單元的第二端,第一二極管的陰極連接檢測(cè)子模塊的第三端。
結(jié)合第一方面第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,第一電阻單元包括:
檢測(cè)子模塊的第一端和第三端之間串聯(lián)有至少一條電阻支路,其中每條電阻支路串聯(lián)有至少一個(gè)電阻。
結(jié)合第一方面第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,第一開(kāi)關(guān)單元為N型開(kāi)關(guān)晶體管、第二開(kāi)關(guān)單元為P型開(kāi)關(guān)晶體管。
結(jié)合第一方面第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,限流子模塊包括:第六電阻單元、第七電阻單元、第八電阻單元、第九電阻單元、第三開(kāi)關(guān)單元、第四開(kāi)關(guān)單元;
第六電阻單元的第一端連接限流子模塊的第一端,第六電阻單元的第二端連接第三開(kāi)關(guān)單元的控制端;
第七電阻單元的第一端連接第三開(kāi)關(guān)單元的控制端,第七電阻單元的第二端連接第三開(kāi)關(guān)單元的第二端;
第三開(kāi)關(guān)單元的第一端連接第八電阻單元的第一端,第三開(kāi)關(guān)單元的第二端連接限流子模塊的第四端;
第八電阻單元的第二端連接第四開(kāi)關(guān)單元的控制端;
第九電阻單元的第一端連接第四開(kāi)關(guān)單元的控制端,第九電阻單元的第二端連接限流子模塊的第一端;
第四開(kāi)關(guān)單元的第一端連接限流子模塊的第一端,第四開(kāi)關(guān)單元的第二端連接限流子模塊的第二端。
結(jié)合第一方面第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第八種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,第三開(kāi)關(guān)單元為N型開(kāi)關(guān)晶體管、第四開(kāi)關(guān)單元為P型開(kāi)關(guān)晶體管。
在第一方面的第九種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,還包括穩(wěn)壓模塊,穩(wěn)壓模塊的第一端連接電流輸出端,穩(wěn)壓模塊的第二端接地。
結(jié)合第一方面第九種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第十種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,穩(wěn)壓模塊包括第二二極管,第二二極管的陽(yáng)極接地,第二二極管的陰極連接電流輸出端。
第二方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種供電系統(tǒng),包括供電設(shè)備、用電設(shè)備和保護(hù)電路,保護(hù)電路設(shè)置于供電設(shè)備和用電設(shè)備之間,其中保護(hù)電路上述實(shí)現(xiàn)方式中任一項(xiàng)所描述的保護(hù)電路。
本發(fā)明實(shí)施例提供的保護(hù)電路及供電系統(tǒng)包括:電流輸入端、電流輸出端、保護(hù)模塊、控制模塊,保護(hù)模塊連接電流輸入端、電流輸出端和控制模塊;當(dāng)保護(hù)模塊檢測(cè)到電流輸入端和電流輸出端的回路上的電流小于或等于預(yù)設(shè)的電流閾值時(shí),保持電流輸入端和電流輸出端導(dǎo)通,使與保護(hù)電路在同一回路中的用電設(shè)備能夠正常工作;當(dāng)保護(hù)模塊檢測(cè)到電流輸入端和電流輸出端的回路上的電流大于預(yù)設(shè)的電流閾值時(shí),向控制模塊輸出第一控制信號(hào);當(dāng)控制模塊接收到保護(hù)模塊發(fā)送的第一控制信號(hào)時(shí),根據(jù)第一控制信號(hào)向保護(hù)模塊輸出第二控制信號(hào);當(dāng)保護(hù)模塊接收到控制模塊發(fā)送的第二控制信號(hào)時(shí),根據(jù)第二控制信號(hào)將電流輸入端和電流輸出端斷路,從而在電流輸入端輸入電流高于臨界電流時(shí)切斷電流輸出端的輸出電流,使與保護(hù)電路在同一回路中的用電設(shè)備與供電設(shè)備斷路,避免用電設(shè)備因電流過(guò)大而損毀并且不造成回路上的器件損壞,無(wú)需更換回路上的器件。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見(jiàn)地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中保護(hù)電路的示意性結(jié)構(gòu)圖;
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的保護(hù)電路的示意性結(jié)構(gòu)圖;
圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種保護(hù)電路的示意性結(jié)構(gòu)圖;
圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種保護(hù)電路的示意性結(jié)構(gòu)圖;
圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的保護(hù)電路的電路圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
需要說(shuō)明的是,為了便于清楚描述本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案,在本發(fā)明的實(shí)施例中,采用了“第一”、“第二”等字樣對(duì)功能和作用基本相同的相同項(xiàng)或相似項(xiàng)進(jìn)行區(qū)分,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解“第一”、“第二”等字樣并不是在對(duì)數(shù)量和執(zhí)行次序進(jìn)行限定。供電設(shè)備可以是恒流電流源或者時(shí)變電流源,本發(fā)明中供電設(shè)備為恒流電流源,通常供電設(shè)備為電瓶或者輸入交變電流輸出恒定電流的變壓整流設(shè)備;用電設(shè)備為CD播放設(shè)備、視頻播放設(shè)備、FM設(shè)備等等車載設(shè)備。其中本發(fā)明的實(shí)施例所采用的晶體管為場(chǎng)效應(yīng)管或其他特性相同的器件,其中由于場(chǎng)效應(yīng)管的制作工藝源極和漏極對(duì)稱,因此本發(fā)明的實(shí)施例中各個(gè)晶體管的控制端為柵極、晶體管的第一端為源極第二端為漏極,或者晶體管的第一端為漏極第二端為源極。其中P型開(kāi)關(guān)晶體管為高壓導(dǎo)通,即柵源電壓差為正值且大于閾值電壓時(shí),晶體管導(dǎo)通或開(kāi)啟;其中N型開(kāi)關(guān)晶體管為低壓導(dǎo)通,即柵源電壓差為負(fù)值且柵源電壓差的絕對(duì)值大于閾值電壓時(shí),晶體管導(dǎo)通或開(kāi)啟。
另外,本發(fā)明所有實(shí)施例中采用的穩(wěn)壓二極管在一定電壓范圍內(nèi)均為單向?qū)?,即只允許電流從穩(wěn)壓二極管的陽(yáng)極流向穩(wěn)壓二極管的陰極,但當(dāng)穩(wěn)壓二極管陰極與陽(yáng)極的反向電壓大于穩(wěn)壓二極管的擊穿電壓時(shí),穩(wěn)壓二極管會(huì)被反向擊穿,此時(shí)電流可以從穩(wěn)壓二極管的陰極流向穩(wěn)壓二極管的陽(yáng)極。
具體的,參照?qǐng)D2所示,本發(fā)明的實(shí)施例提供一種保護(hù)電路,包括:電流輸入端Iin,電流輸出端Iout,保護(hù)模塊21和控制模塊22,保護(hù)模塊21連接電流輸入端Iin、電流輸出端Iout和控制模塊22;
保護(hù)模塊21用于當(dāng)檢測(cè)到電流輸入端Iin和電流輸出端Iout的回路上的電流小于或等于預(yù)設(shè)的電流閾值的電流時(shí),保持電流輸入端Iin和電流輸出端Iout導(dǎo)通;
保護(hù)模塊21用于當(dāng)檢測(cè)到電流輸出端Iout的回路上的電流大于預(yù)設(shè)的電流閾值的電流時(shí),保護(hù)模塊21向控制模塊22輸出第一控制信號(hào);
控制模塊22接收保護(hù)模塊21發(fā)送的第一控制信號(hào);根據(jù)接收到的第一控制信號(hào)向保護(hù)模塊21輸出第二控制信號(hào);
保護(hù)模塊21還用于接收控制模塊22發(fā)送的第二控制信號(hào),并根據(jù)第二控制信號(hào)將電流輸入端Iin和電流輸出端Iout斷路。
需要說(shuō)明的是預(yù)設(shè)的電流閾值可以為一個(gè)固定的電流值,還可以為在一定范圍內(nèi)波動(dòng)的一個(gè)電流范圍。示例性的,電流輸入端Iin可以連接供電設(shè)備的電流輸出端Iout,電流輸出端Iout可以連接用電設(shè)備的電流輸入端,小于或等于預(yù)設(shè)的電流閾值的電流可以為由供電設(shè)備輸出的可以使用電設(shè)備正常工作的電流范圍,大于預(yù)設(shè)的電流閾值的電流可以為由供電設(shè)備輸出的可能造成與保護(hù)電路在同一個(gè)回路中的用電設(shè)備超載、元件損耗、過(guò)熱、燒毀等的電流范圍,為保護(hù)用電設(shè)備及供電設(shè)備,此時(shí)需將用電設(shè)備與供電設(shè)備斷路。
本發(fā)明實(shí)施例提供的保護(hù)電路及供電裝置包括:電流輸入端Iin、電流輸出端Iout、保護(hù)模塊21、控制模塊22,保護(hù)模塊21連接所述電流輸入端Iin、電流輸出端Iout和控制模塊22,當(dāng)電流輸入端Iin輸入低于臨界電流的第一電流時(shí)保護(hù)模塊21可將電流輸入端Iin與電流輸出端Iout導(dǎo)通,當(dāng)電流輸入端Iin輸入高于臨界電流的第二電流時(shí),保護(hù)模塊21可向控制模塊22輸出第一信號(hào),控制模塊22在接收到第一信號(hào)時(shí),向保護(hù)模塊21輸出第二信號(hào),保護(hù)模塊21在接收到第二信號(hào)時(shí),切斷電流輸入端Iin與電流輸出端Iout,從而在電流輸入端Iin輸入電流高于臨界電流時(shí)切斷電流輸出端Iout的輸出電流;所以本發(fā)明的實(shí)施例可以避免與保護(hù)電路在同一個(gè)回路中的用電設(shè)備因電流過(guò)大而損毀,并且不造成回路上的器件損壞,無(wú)需更換回路上的器件。
進(jìn)一步的,參照?qǐng)D2所示,在上述實(shí)施例中,當(dāng)電流輸入端和所述電流輸出端斷路時(shí),控制模塊22還用于周期性的向保護(hù)模塊21發(fā)送第三控制信號(hào),保護(hù)模塊21根據(jù)接收到的第三控制信號(hào)將電流輸入端Iin和電流輸出端Iout導(dǎo)通。
上述實(shí)施例提供的保護(hù)電路中,當(dāng)電流輸入端Iin和電流輸出端Iout處于斷路狀態(tài)時(shí),控制模塊22向保護(hù)模塊21周期性的發(fā)送第三控制信號(hào),保護(hù)模塊21根據(jù)接收到的第三控制信號(hào)將電流輸入端Iin 和電流輸出端Iout導(dǎo)通,如果此時(shí)保護(hù)模塊21檢測(cè)到電流輸入端Iin輸入大于預(yù)設(shè)的電流閾值的電流時(shí),則再次將電流輸入端Iin和電流輸出端Iout斷路,使與保護(hù)電路在同一個(gè)回路中的用電設(shè)備不會(huì)因電流過(guò)大而損毀,并且在電流恢復(fù)正常范圍時(shí)(電流小于或等于預(yù)設(shè)的電流閾值時(shí))將用電設(shè)備與供電設(shè)備導(dǎo)通,其中上述向保護(hù)模塊21發(fā)送第三控制信號(hào)的周期可以根據(jù)需求調(diào)整周期間隔的大小,以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的靈敏性,避免即時(shí)大電流對(duì)電流檢測(cè)的干擾;同時(shí)在用電設(shè)備側(cè)的故障排除后恢復(fù)通過(guò)保護(hù)回路的供電,從而節(jié)省了成本和人力資源。
進(jìn)一步的,參照?qǐng)D2所示,上述實(shí)施例提供的保護(hù)電路還包括穩(wěn)壓模塊23,穩(wěn)壓模塊23的第一端連接電流輸出端Iout,穩(wěn)壓模塊23的第二端接地,用于穩(wěn)定電流輸出端Iout的電壓。當(dāng)電流輸出端的電壓高于預(yù)設(shè)的電壓值時(shí),將所述電流輸出端接地,從而維持電流輸出端的電壓維持在穩(wěn)定的范圍內(nèi)。
具體的,參照?qǐng)D3所示,上述實(shí)施例提供的保護(hù)模塊22包括:檢測(cè)子模塊201、限流子模塊202;
檢測(cè)子模塊201的第一端E01連接電流輸入端Iin,檢測(cè)子模塊201的第二端E02連接控制模塊,檢測(cè)子模塊201的第三端E03連接限流子模塊202的第三端F03,檢測(cè)子模塊201的第四端E04接地;
限流子模塊202的第一端F01連接控制模塊,第二端F02連接電流輸出端Iout,第三端F03連接檢測(cè)子模塊201,第四端F04接地;
當(dāng)檢測(cè)子模塊201的第一端E01從電流輸入端Iin輸入小于或等于預(yù)設(shè)的電流閾值的電流時(shí),檢測(cè)子模塊202的第一端E01與檢測(cè)子模塊202的第三端E03之間導(dǎo)通,限流子模塊202從控制模塊22接收第四控制信號(hào),根據(jù)第四控制信號(hào)將限流子模塊202的第三端F03與限流子模塊202的第二端F02之間導(dǎo)通。
當(dāng)檢測(cè)子模塊201的第一端E01從電流輸入端Iin輸入大于預(yù)設(shè)的電流閾值的電流時(shí),檢測(cè)子模塊201的第二端E02向控制模塊22輸出第一控制信號(hào)。
限流子模塊202的第一端F01在接收到控制模塊22發(fā)出的第二控制信號(hào)時(shí)將限流子模塊202的第二端F02與限流子模塊202的第三端 F03斷路。
當(dāng)電流輸入端Iin與電流輸出端Iout斷路時(shí),限流子模塊202的第一端根據(jù)從控制模塊22接收到的第三控制信號(hào),將限流子模塊202的第二端F02和第三端F03導(dǎo)通。
以下,參照?qǐng)D3所示,對(duì)上述實(shí)施例提供的保護(hù)電路的工作原理進(jìn)行說(shuō)明。
上述實(shí)施例提供的保護(hù)電路在與檢測(cè)子模塊201的第一端E01連接的電流輸入端Iin輸入電流小于或等于預(yù)設(shè)的電流閾值時(shí),檢測(cè)子模塊E01的第一端E01與第三端E03之間導(dǎo)通,限流子模塊20的第三端F03與第二端F02根據(jù)控制模塊22發(fā)送的第四控制信號(hào)導(dǎo)通,因此電流輸入端Lin與電流輸出端Iout之間導(dǎo)通。
當(dāng)與檢測(cè)子模塊201的第一端E01連接的電流輸入端Iin輸入電流大于預(yù)設(shè)的電流閾值時(shí),檢測(cè)子模塊201根據(jù)檢測(cè)到的電流從檢測(cè)子模塊201的第二端E02向控制模塊22輸出第一控制信號(hào);控制模塊22根據(jù)接收到的第一控制信號(hào),向限流子模塊202的第一端F01輸出第二控制信號(hào);限流子模塊202根據(jù)接收到的第二控制信號(hào),將限流子模塊202的第三端F03與第二端F02斷路,進(jìn)而使電流輸入端Iin與電流輸出端Iout之間斷路,避免大于預(yù)設(shè)的電流閾值的電流通過(guò)電流輸出端Iout輸出,從而使與保護(hù)電路串聯(lián)在同一個(gè)回路中的用電設(shè)備避免因電流過(guò)大而損毀,并且不造成回路上的器件損壞,無(wú)需更換回路上的器件。
當(dāng)電流輸入端Iin與電流輸出端Iout之間斷路時(shí),控制模塊22向限流子模塊202的第一端F01周期性的輸出第三控制信號(hào),限流子模塊202根據(jù)接收到的第三控制信號(hào)將限流子模塊202的第三端F03與第二端F02導(dǎo)通,如果此時(shí)檢測(cè)子模塊201檢測(cè)到電流輸入端Iin輸入檢測(cè)子模塊201的第一端E01的電流大于預(yù)設(shè)的電流閾值時(shí),則重復(fù)上述步驟,使電流輸入端Iin與電流輸出端Iout之間斷路,從而避免大于預(yù)設(shè)的電流閾值的電流通過(guò)電流輸出端Iout輸出,并使恢復(fù)到小于或等于預(yù)設(shè)的電流閾值的電流能夠通過(guò)電流輸出端Iout輸出,從而使串聯(lián)有供電設(shè)備、保護(hù)電路、用電設(shè)備的回路在因電流過(guò)大而使保護(hù)電路將用電設(shè)備與供電設(shè)備斷路后,能夠在電流恢復(fù)到正常范 圍時(shí)恢復(fù)電路導(dǎo)通,從而節(jié)省了成本和人力資源。
具體的,參照?qǐng)D4所示,上述實(shí)施例提供的檢測(cè)子模塊201包括:第一電阻單元R1、第二電阻單元R2、第三電阻單元R3、第四電阻單元R4、第五電阻單元R5、第一開(kāi)關(guān)單元Q1、第二開(kāi)關(guān)單元Q2。
第一電阻單元R1的第一端連接檢測(cè)子模塊201的第一端E01,所述第一電阻單元R1的第二端連接所述檢測(cè)子模塊201的第三端E03。
第二電阻單元R2的第一端連接檢測(cè)子模塊201的第一端E01,第三電阻單元R3的第一端連接第二電阻單元R2的第二端,第三電阻單元R3的第二端連接至檢測(cè)子模塊201的第三端E03。
第一開(kāi)關(guān)單元R1的第一端連接檢測(cè)子模塊201的第一端E01,第一開(kāi)關(guān)單元Q1的第二端連接第四電阻單元R4的第一端,第一開(kāi)關(guān)單元Q1的控制端連接第二電阻單元R2的第二端。
第四電阻單元R4的第一端連接第一開(kāi)關(guān)單元Q1的第二端,第四電阻單元R4的第二端連接第二開(kāi)關(guān)單元Q2的控制端。
第五電阻單元R5的第一端連接第二開(kāi)關(guān)單元Q2的控制端,第五電阻單元R5的第二端連接檢測(cè)模塊201的第二端E02。
第二開(kāi)關(guān)單元Q2的第一端連接控制模塊22,第二開(kāi)關(guān)單元Q2的第二端連接檢測(cè)模塊201的第二端E02。
以下,參照?qǐng)D4所示,對(duì)上述實(shí)施例提供的檢測(cè)子模塊201的工作原理進(jìn)行說(shuō)明。
當(dāng)與檢測(cè)子模塊201的第一端E01連接的電流輸入端Iin輸入電流小于或等于預(yù)設(shè)的電流閾值時(shí),加載在第一電阻單元R1上的電壓與加載在第二電阻單元R2和第三電阻單元R3上的總電壓相同,加載在開(kāi)關(guān)單元Q1第一端與控制端間的電壓小于或等于第一開(kāi)關(guān)單元的開(kāi)啟電壓,第一開(kāi)關(guān)單元Q1的第一端與第二端斷路。
當(dāng)與檢測(cè)子模塊201的第一端E01連接的電流輸入端Iin輸入電流大于預(yù)設(shè)的電流閾值時(shí),加載在第一電阻單元R1上的電壓與加載在第二電阻單元R2和第三電阻單元R3上的總電壓相同,加載在第一開(kāi)關(guān)單元Q1第一端與控制端間的電壓等于加載在第二電阻單元R2上的電壓,加載在第一開(kāi)關(guān)單元Q1第一端與控制端間的電壓大于第一開(kāi)關(guān) 單元Q1的開(kāi)啟電壓,第一開(kāi)關(guān)單元Q1的第一端與第二端導(dǎo)通;其中,在第一開(kāi)關(guān)單元Q1的第一端與控制端之間串聯(lián)第二電阻單元R2,在第一開(kāi)關(guān)單元Q1的控制端與檢測(cè)子模塊201的第三端E03間串聯(lián)第三電阻單元R3;通過(guò)靈活設(shè)置第二電阻單元R2、第三電阻單元R3的阻值比例,可以根據(jù)與保護(hù)回路在同一回路內(nèi)的用電設(shè)備的參數(shù)、性質(zhì)或需求,使上述實(shí)施例中預(yù)設(shè)的電流閾值在不同的范圍間進(jìn)行調(diào)整,示例性的,該保護(hù)電路預(yù)設(shè)的電流閾值電流可以為5A,當(dāng)然若需要將保護(hù)電路預(yù)設(shè)的電流閾值電流調(diào)整為10A時(shí),可以通過(guò)調(diào)整R2和R3的比值實(shí)現(xiàn),例如通過(guò)調(diào)整R2和R3的比值使得將R2的分壓調(diào)整為原來(lái)的二分之一。
當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)單元Q1的第二端向第四電阻R4的第一端輸出電流時(shí),此時(shí)通過(guò)第四電阻單元R4上的電流與通過(guò)第五電阻單元R5的電流相同,而加載在第二開(kāi)關(guān)單元Q2的控制端與第二端間的電壓與加載在第五電阻R5上的電壓相同,當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)單元Q2的控制端與第二端間的電壓大于第二開(kāi)關(guān)單元Q2的開(kāi)啟電壓時(shí),第二開(kāi)關(guān)單元Q2的第一端與第二端導(dǎo)通,第二開(kāi)關(guān)單元Q2的第一端向檢測(cè)模塊201的第四端口輸出第一控制信號(hào),在本實(shí)施例中第一控制信號(hào)為低壓信號(hào)。
從而本實(shí)施例中的保護(hù)回路在電流輸入端Iin輸入的電流大于預(yù)設(shè)的電流閾值時(shí),向控制模塊22發(fā)送第一控制信號(hào),從而使控制模塊22向限流模塊202發(fā)送第二控制信號(hào),將電流輸入端Iin與電流輸出端Iout斷路,避免大于預(yù)設(shè)的電流閾值的電流通過(guò)電流輸出端Iout輸出,從而使與保護(hù)電路串聯(lián)在同一個(gè)回路中的用電設(shè)備避免因電流過(guò)大而損毀,并且不造成回路上的器件損壞,無(wú)需更換回路上的器件。
具體的,參照?qǐng)D4所示,上述實(shí)施例提供的限流子模塊202包括:第六電阻單元R6、第七電阻單元R7、第八電阻單元R8、第九電阻單元R9、第三開(kāi)關(guān)單元Q3、第四開(kāi)關(guān)單元Q4;
第六電阻單元R6的第一端連接限流子模塊202的第一端F01,第六電阻單元R6的第二端連接第三開(kāi)關(guān)單元Q3的控制端;
第七電阻單元R7的第一端連接第三開(kāi)關(guān)單元的控制端,第七電阻單元R7的第二端連接第三開(kāi)關(guān)單元Q3的第二端;
第三開(kāi)關(guān)單元Q3的第一端連接第八電阻單元R8的第一端,第三開(kāi)關(guān)單元Q3的第二端連接限流子模塊202的第四端F04;
第八電阻單元R8的第二端連接第四開(kāi)關(guān)單元Q4的控制端;
第九電阻單元R9的第一端連接第四開(kāi)關(guān)單元Q4的控制端,第九電阻單元R9的第二端連接限流子模塊202的第一端F01;
第四開(kāi)關(guān)單元Q4的第一端連接限流子模塊202的第一端F01,第四開(kāi)關(guān)單元Q4的第二端連接限流子模塊202的第二端。
以下,參照?qǐng)D4所示。對(duì)上述實(shí)施例提供的限流子模塊202的工作原理進(jìn)行說(shuō)明。
當(dāng)控制模塊22向與控制模塊22連接的限流子模塊202的第一端F01輸入第四控制信號(hào)時(shí),第四控制信號(hào)通過(guò)第六電阻單元R6加載第三開(kāi)關(guān)單元Q3的控制端上,在本實(shí)施例中第四控制信號(hào)為高壓,其中,R6和R7的作用與R4和R5類似這里不再贅述,當(dāng)?shù)谌_(kāi)關(guān)單元Q3的第一端與第二端導(dǎo)通,第四開(kāi)關(guān)單元Q4的控制端通過(guò)第八電阻單元R8及第三開(kāi)關(guān)單元Q3與限流子模塊202的第四端F04導(dǎo)通,即第四開(kāi)關(guān)單元Q4的控制端接地即處于低壓,使第四開(kāi)關(guān)單元Q4的第一端與第二端導(dǎo)通,從而使限流子模塊202在接到從第一端F01輸入的第四控制信號(hào)后,將限流子模塊202的第三端F03與第二端F02導(dǎo)通。
當(dāng)控制模塊22向與控制模塊22連接的限流子模塊202的第一端F01輸入第二控制信號(hào),第二控制信號(hào)通過(guò)第六電阻單元R6加載到第三開(kāi)關(guān)單元Q3的控制端上,在本實(shí)施例中第二控制信號(hào)為低壓,使第三開(kāi)關(guān)單元Q3的第一端與第二端斷路,第四開(kāi)關(guān)單元Q4的控制端浮接,使第四開(kāi)關(guān)單元Q4的第一端與第二端斷路,將限流子模塊202的第三端F03與第二端F02斷路。
當(dāng)?shù)谒拈_(kāi)關(guān)單元Q4的第一端與第二端處于斷路狀態(tài)時(shí),控制模塊22還周期性向與控制模塊22連接的限流子模塊202的第一端F01輸入第三控制信號(hào),在本實(shí)施例中第三控制信號(hào)表現(xiàn)為高壓,使第三開(kāi)關(guān)單元Q3的第一端與第二端導(dǎo)通,第四開(kāi)關(guān)單元Q4的控制端通過(guò)第八電阻單元R8及第三開(kāi)關(guān)單元Q3與限流子模塊202的第四端F04導(dǎo)通,即第四開(kāi)關(guān)單元Q4的控制端通過(guò)R8與接地導(dǎo)通并處于低壓,使第四 開(kāi)關(guān)單元Q4的第一端與第二端導(dǎo)通,從而使限流子模塊202在接到從第一端F01輸入的第二控制信號(hào)后,將限流子模塊202的第三端F03與第二端F02導(dǎo)通。
本實(shí)施例在控制模塊向與控制模塊連接的限流子模塊的第一端F01輸入第二控制信號(hào)時(shí),將電流輸入端Iin與電流輸出端Iout斷路;在電流輸入端Iin與電流輸出端Iout斷路并且控制模塊向與控制模塊連接的限流子模塊的第一端F01輸入第三控制信號(hào)時(shí),將電流輸入端Iin與電流輸出端Iout導(dǎo)通,從而避免大于預(yù)設(shè)的電流閾值的電流通過(guò)電流輸出端Iout輸出,使與保護(hù)電路串聯(lián)在同一個(gè)回路中的用電設(shè)備避免因電流過(guò)大而損毀,并且不造成回路上的器件損壞,無(wú)需更換回路上的器件;同時(shí)本實(shí)施例使恢復(fù)到小于或等于預(yù)設(shè)的電流閾值的電流能夠通過(guò)電流輸出端Iout輸出,使串聯(lián)有供電設(shè)備、保護(hù)電路、用電設(shè)備的回路在因電流過(guò)大而使保護(hù)電路將用電設(shè)備與供電設(shè)備斷路后,能夠在電流恢復(fù)到正常范圍時(shí)恢復(fù)電路導(dǎo)通,從而節(jié)省了成本和人力資源。
具體的,參照?qǐng)D5所示,上述實(shí)施例提供的檢測(cè)子模塊201還包括:連接于第三電阻單元R3的第二端和檢測(cè)子模塊201的第三端E03之間的第一二極管D1,第一二極管D1的陽(yáng)極連接第三電阻單元R3的第二端,第一二極管D1的陰極連接檢測(cè)子模塊201的第三端。
當(dāng)電流輸入端Iin輸入電流時(shí),可能會(huì)因?yàn)檩斎腚娏鞑环€(wěn)定而造成加載在第一電阻單元R2上的電壓不穩(wěn)定,從而使第一開(kāi)關(guān)單元Q1的控制端上存在較高的峰值反向電壓,為了避免第一開(kāi)關(guān)單元Q1為N型晶體管時(shí),控制端被反向高壓擊穿,在第三電阻單元R3與檢測(cè)子模塊201的第三端E03間設(shè)置第一二極管D1,將第三電阻R3的第二端連接第一二極管D1的陽(yáng)極,將第一二極管D1的陰極連接檢測(cè)子模塊201的第三端E03,從而限制通過(guò)第二電阻單元R2與第三電阻單元R3的電流方向,進(jìn)而避免因第一控制單元Q1為N型晶體管時(shí)控制端被擊穿造成的損壞。
此外,上述實(shí)施例中穩(wěn)壓模塊為第二二極管D2,第二二極管D2的陽(yáng)極接地,第二二極管D2的陰極連接電流輸出端Iout。
當(dāng)電流輸出端Iout輸出電壓時(shí),可能所輸出電壓高于預(yù)設(shè)電壓值, 使與保護(hù)電路在同一個(gè)回路中的用電設(shè)備受到損害。通過(guò)在電流輸出端Iout與接地間設(shè)置第二二極管D2,設(shè)置第二二極管D2的反向擊穿電壓為預(yù)設(shè)電壓值,將第二二極管D2的陽(yáng)極接地、第二二極管D2的陰極連接電流輸出端Iout,當(dāng)電流輸出端Iout輸出電壓高于預(yù)設(shè)電壓值時(shí),第二二極管D2反向擊穿,將電流輸出端Iout接地,從而維持電流輸出端的電壓維持在穩(wěn)定的范圍內(nèi)。
第一電阻單元R1包括:在檢測(cè)子模塊的第一端E01和第三端E03之間串聯(lián)有至少一條電阻支路,其中每條所述電阻支路串聯(lián)有至少一個(gè)電阻;在本實(shí)施例中,第一電阻單元包括串聯(lián)有電阻R101、電阻R102的第一支路與串聯(lián)有電阻R103、電阻R104的第二支路,其中第一支路與第二支路相互并聯(lián)。
需要說(shuō)明的是,上述實(shí)施例提供了第一電阻單元R1包括由電阻R101、電阻R102組成的第一支路與電阻R103、電阻R104組成的第二支路并聯(lián)的方案,但上述方案僅為本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式,而并不能作為對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定,電阻單元還可以包括兩條以上的并聯(lián)支路、每條支路還可以由兩個(gè)以上的電阻組成。
如圖5所示,第二電阻單元至第九電阻單元均為電阻器件,其中每個(gè)電阻單元可以僅包括一個(gè)電阻或者包括多個(gè)電阻的串聯(lián)或并聯(lián)形式,示例性的第二電阻單元R1包括:電阻R205;第三電阻單元包括:電阻R306;第四電阻單元R4包括:電阻R407;第五電阻單元R5包括:電阻R508;第六電阻單元R6包括:電阻R609;第七電阻單元包括:電阻R710;第八電阻單元包括:電阻R811;第九電阻單元包括:電阻R912;開(kāi)關(guān)單元Q1-Q4均為開(kāi)關(guān)晶體管;Q1、Q4為N型開(kāi)關(guān)晶體管,Q2、Q3為P型開(kāi)關(guān)晶體管。
其中電阻R205、電阻R206的電阻值遠(yuǎn)大于電阻R101、電阻R102、電阻R103、電阻R104的電阻值,從而使加載在第一開(kāi)關(guān)單元Q1控制端上的電壓遠(yuǎn)小于加載在電阻R101、電阻R102、電阻R103、電阻R104上的電壓;從而使得大部分電流功率通過(guò)第一電阻單元傳輸至用電設(shè)備,盡量減少保護(hù)電路的功率損耗,當(dāng)需要調(diào)整預(yù)設(shè)的電流閾值大小時(shí),直接調(diào)整第一電阻單元R1中各電阻的阻值或者通過(guò)增加或減少串聯(lián)或并聯(lián)電阻的方式實(shí)現(xiàn)。
上述實(shí)施例提供的保護(hù)電路的工作原理如下,其中N型開(kāi)關(guān)晶體管Q1的第一端與控制端間的電壓為vQ1,預(yù)設(shè)電流閾值為Imax,電阻R101的阻值為R101,電阻R102的阻值為R102,電阻R103的阻值為R103,電阻R104的阻值為R104,電阻R205的阻值為R205,電阻R306的阻值為R306,二極管D1的順向壓降為vD1。
當(dāng)N型開(kāi)關(guān)晶體管Q1的第一端與控制端的電壓vQ1恰好達(dá)到N型開(kāi)關(guān)晶體管Q1的開(kāi)啟電壓時(shí),預(yù)設(shè)電流閾值即恰好可以通過(guò)電流輸入端Iin與電流輸出端Iout的電流閾值Imax為加載在電阻R101、電阻R102、電阻R103、電阻R104上的電流值之和,即:
當(dāng)輸入電流輸入端Iin的電流大于預(yù)設(shè)的電流閾值Imax時(shí),N型開(kāi)關(guān)晶體管Q1的第一端與第二端導(dǎo)通,從而使電流輸入端Iin與電流輸出端Iou間短路。從而避免大于預(yù)設(shè)的電流閾值Imax的電流通過(guò)電流輸出端Iout輸出,使與保護(hù)電路串聯(lián)在同一個(gè)回路中的用電設(shè)備避免因電流過(guò)大而損毀,并且不造成回路上的器件損壞,無(wú)需更換回路上的器件,其中上述公式忽略了二極管D1的內(nèi)阻,此外由于,R205及R306的電阻遠(yuǎn)大于R101-104的電阻因此上述公式未考慮通過(guò)R205及R306的電流。示例性的,給出一組器件參數(shù),如:R101-R104均為1.5Ω,R205、R609、R710、R912為10kΩ;R306、R407為3.3kΩ;R508為22kΩ;R811為2.2kΩ,
具體的,本發(fā)明的實(shí)施例提供一種供電系統(tǒng),包括供電設(shè)備、用電設(shè)備和保護(hù)電路,保護(hù)電路設(shè)置于供電設(shè)備和用電設(shè)備之間,其中保護(hù)電路為上述任一實(shí)施例提供的保護(hù)電路。
當(dāng)供電設(shè)備向保護(hù)電路輸出小于或等于預(yù)設(shè)的電流閾值的電流時(shí),保護(hù)電路將供電設(shè)備與用電設(shè)備導(dǎo)通;當(dāng)供電設(shè)備向保護(hù)電路輸出大于預(yù)設(shè)的電流閾值的電流時(shí),保護(hù)電路將供電設(shè)備與用電設(shè)備斷開(kāi),并且不造成回路上的器件損壞,無(wú)需更換回路上的器件;當(dāng)供電設(shè)備與用電設(shè)備斷開(kāi)并且供電設(shè)備向保護(hù)電路恢復(fù)輸出小于或等于預(yù)設(shè)的電流閾值的電流時(shí),保護(hù)電路將供電設(shè)備與用電設(shè)備導(dǎo)通,從而 在用電設(shè)備側(cè)的故障排除后恢復(fù)通過(guò)保護(hù)回路的供電,節(jié)省了成本和人力資源。
以上所述,僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到的變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。