基于恒流源的電源短路保護(hù)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于恒流源的電源短路保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在采用直流電源母線供電方式的電氣設(shè)備中，電氣設(shè)備的各部分通過母線取電，設(shè)備內(nèi)部通過DC/DC模塊方式得到低等級電壓給電氣器件供電。電氣設(shè)備使用過程中，由于元器件損壞以及外部負(fù)載異常等會引起短路故障，導(dǎo)致電流過大相關(guān)元器件或?qū)⑶岸蜠C/DC模塊連帶損壞，有時(shí)連直流電源母線也受到波及，影響母線上其他電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。
[0003]針對短路故障，通常在供電回路設(shè)有熔絲或自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，短路故障時(shí)，熔絲自行熔斷，切斷設(shè)備供電；但熔絲不可恢復(fù)，當(dāng)由于外部故障導(dǎo)致保護(hù)動作，故障點(diǎn)排除后電氣設(shè)備依舊無法工作；自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的保護(hù)動作太慢，當(dāng)故障爆發(fā)時(shí)不能及時(shí)保護(hù)DC/DC模塊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于恒流源的電源短路保護(hù)電路，本保護(hù)電路克服了傳統(tǒng)電氣設(shè)備短路故障保護(hù)的缺陷，短路故障排除后電氣設(shè)備可自動恢復(fù)供電，并且保護(hù)動作速度快，有效避免故障擴(kuò)大，保證了電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型基于恒流源的電源短路保護(hù)電路包括直流電源和恒流源模塊，恒流源模塊輸出端與調(diào)節(jié)端之間連接限流電阻，負(fù)載連接于恒流源模塊的調(diào)節(jié)端與接地端之間，本電路還包括帶關(guān)斷功能的電源管理模塊、第一光電耦合器、第二光電耦合器、第一至第六電阻、第一至第六電容、第一二極管、第二二極管和電感，所述直流電源的正、負(fù)端連接所述電源管路模塊的電源正端和接地端，所述第一電阻、第一電容和第二電容并聯(lián)后連接于所述直流電源的正端和接地端，所述電源管理模塊的電流反饋端經(jīng)所述第二電阻連接接地端，所述第三電容與所述第一二極管串聯(lián)后第三電容端連接所述電源管理模塊的過流保護(hù)端、第一二極管陽極連接接地端，所述第一二極管陰極連接所述電源管理模塊的關(guān)斷端，所述電源管理模塊的關(guān)斷端經(jīng)所述電感連接所述恒流源模塊的輸入端，所述第四電容和第五電容并聯(lián)后連接所述恒流源模塊輸入端和接地端，所述第三電阻連接所述電源管理模塊的電流反饋端和恒流源模塊的輸入端，所述第一光電耦合器的光敏三極管集電極連接所述電源管理模塊的電壓檢測端、發(fā)射極連接接地端，所述第一光電耦合器的發(fā)光二極管陽極連接所述第二光電耦合器的光敏三極管集電極、陰極連接所述第二光電耦合器的光敏三極管發(fā)射極，所述第二光電耦合器的發(fā)光二極管陽極依次連接所述第六電阻和第二二極管并且第二二極管陰極連接所述恒流源模塊的調(diào)節(jié)端，所述第二光電耦合器的發(fā)光二極管陰極連接接地端，所述第一光電耦合器的發(fā)光二極管陽極經(jīng)所述第四電阻連接所述直流電源正端、經(jīng)所述第五電阻連接接地端，所述第一光電耦合器的發(fā)光二極管陰極連接接地端，所述第六電容并聯(lián)于所述第五電阻兩端。
[0006]進(jìn)一步，所述第二二極管是穩(wěn)壓二極管。
[0007]進(jìn)一步，所述第一電容、第四電容和第六電容是充電電容。
[0008]由于本實(shí)用新型基于恒流源的電源短路保護(hù)電路采用了上述技術(shù)方案，即本電路采用帶關(guān)斷功能的電源管理模塊配合第一光電耦合器、第二光電耦合器以及相應(yīng)的阻容元件，實(shí)現(xiàn)基于恒流源的電源短路保護(hù)，由第一光電耦合器和第二光電耦合器構(gòu)成短路的檢測電路，并通過并聯(lián)的阻容元件給出電源管理模塊的動作信號，動作快慢取決于阻容元件大小，電源管理模塊得到動作信號即可關(guān)斷電源，起到短路保護(hù)的作用。本保護(hù)電路克服了傳統(tǒng)電氣設(shè)備短路故障保護(hù)的缺陷，短路故障排除后重新上電即可恢復(fù)正常工作，并且保護(hù)動作速度快，有效避免故障擴(kuò)大，保證了電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。
【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0010]圖1為本實(shí)用新型基于恒流源的電源短路保護(hù)電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例如圖1所示，本實(shí)用新型基于恒流源的電源短路保護(hù)電路包括直流電源V和恒流源模塊Ul，恒流源模塊Ul輸出端V-與調(diào)節(jié)端ADJ之間連接限流電阻Rf，負(fù)載RL連接于恒流源模塊Ul的調(diào)節(jié)端ADJ與接地端之間，本電路還包括帶關(guān)斷功能的電源管理模塊U2、第一光電親合器U3、第二光電親合器U4、第一至第六電阻、第一至第六電容、第一二極管Dl、第二二極管D2和電感L，所述直流電源V的正、負(fù)端連接所述電源管路模塊U2的電源正端VIN和接地端GND，所述第一電阻R1、第一電容Cl和第二電容C2并聯(lián)后連接于所述直流電源V的正端和接地端，所述電源管理模塊U2的電流反饋端FB經(jīng)所述第二電阻R2連接接地端，所述第三電容C3與所述第一二極管Dl串聯(lián)后第三電容C3端連接所述電源管理模塊U2的過流保護(hù)端BOOT、第一二極管Dl陽極連接接地端，所述第一二極管Dl陰極連接所述電源管理模塊U2的關(guān)斷端SW，所述電源管理模塊U2的關(guān)斷端SW經(jīng)所述電感L連接所述恒流源模塊Ul的輸入端VIN，所述第四電容C4和第五電容C5并聯(lián)后連接所述恒流源模塊Ul輸入端Vin和接地端，所述第三電阻R3連接所述電源管理模塊U2的電流反饋端FB和恒流源模塊Ul的輸入端Vin，所述第一光電耦合器U3的光敏三極管集電極連接所述電源管理模塊U2的電壓檢測端EN、發(fā)射極連接接地端，所述第一光電耦合器U3的發(fā)光二極管陽極連接所述第二光電耦合器U4的光敏三極管集電極、陰極連接所述第二光電耦合器U4的光敏三極管發(fā)射極，所述第二光電耦合器U4的發(fā)光二極管陽極依次連接所述第六電阻R6和第二二極管D2并且第二二極管D2陰極連接所述恒流源模塊Ul的調(diào)節(jié)端ADJ，所述第二光電耦合器U4的發(fā)光二極管陰極連接接地端，所述第一光電耦合器U3的發(fā)光二極管陽極經(jīng)所述第四電阻R4連接所述直流電源V正端、經(jīng)所述第五電阻R5連接接地端，所述第一光電耦合器U3的發(fā)光二極管陰極連接接地端，所述第六電容C6并聯(lián)于所述第五電阻R5兩端。
[0012]優(yōu)選的，所述第二二極管D2是穩(wěn)壓二極管。
[0013]優(yōu)選的，所述第一電容Cl、第四電容C4和第六電容C6是充電電容。
[0014]本保護(hù)電路中，直流電源上電后，由于第六電容C6保持第一光電耦合器U3的輸入端電位不變，光源不被點(diǎn)亮，第一光電耦合器U3的輸出呈現(xiàn)開路，此時(shí)電源管理模塊U2正常工作，給電路供電。當(dāng)電源正常啟動后，系統(tǒng)得電，第二光電耦合器U4通過第六電阻R6和第二二極管D2得電從而點(diǎn)亮光源，輸出呈現(xiàn)短路，進(jìn)而第一光電耦合器U3保持無輸入狀態(tài)，永遠(yuǎn)呈現(xiàn)開路狀態(tài)，電路啟動完成。
[0015]當(dāng)恒流源模塊后級發(fā)生短路故障時(shí)，由于故障的最大電流被恒流源模塊限制，所以不會使電源管理模塊U2過載損壞，而此時(shí)恒流源模塊Ul輸出端電壓降低至滿足光電耦合器啟動電壓以下，因此第二光電耦合器U4關(guān)閉，此時(shí)由于電阻R4的上拉作用將導(dǎo)致第六電容C6充電至足夠點(diǎn)亮第一光電親合器U3的電平，第一光電親合器U3開啟，電源管理模塊U2的EN端被拉低為低電平，電源管理模塊U2切斷電源供給，從而避免短路故障對直流電源以及供電母線的電壓造成影響。
[0016]本電路中切斷恒流源模塊Ul的電源供給時(shí)間取決于第六電容、第五電阻、第四電阻的取值，可達(dá)到毫秒級響應(yīng)，同時(shí)第六電容C6應(yīng)要保證上電時(shí)能維持足夠的時(shí)間到第二光電耦合器點(diǎn)亮，恒流源模塊的目標(biāo)電流設(shè)置應(yīng)大于后級電路正常工作電流并且小于前級DC/DC模塊的最大輸出電流，以保證本電路的正常、有效工作。當(dāng)短路故障排除后，重新上電即可恢復(fù)到正常上電的工作狀態(tài)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于恒流源的電源短路保護(hù)電路，包括直流電源和恒流源模塊，恒流源模塊輸出端與調(diào)節(jié)端之間連接限流電阻，負(fù)載連接于恒流源模塊的調(diào)節(jié)端與接地端之間，其特征在于:還包括帶關(guān)斷功能的電源管理模塊、第一光電耦合器、第二光電耦合器、第一至第六電阻、第一至第六電容、第一二極管、第二二極管和電感，所述直流電源的正、負(fù)端連接所述電源管路模塊的電源正端和接地端，所述第一電阻、第一電容和第二電容并聯(lián)后連接于所述直流電源的正端和接地端，所述電源管理模塊的電流反饋端經(jīng)所述第二電阻連接接地端，所述第三電容與所述第一二極管串聯(lián)后第三電容端連接所述電源管理模塊的過流保護(hù)端、第一二極管陽極連接接地端，所述第一二極管陰極連接所述電源管理模塊的關(guān)斷端，所述電源管理模塊的關(guān)斷端經(jīng)所述電感連接所述恒流源模塊的輸入端，所述第四電容和第五電容并聯(lián)后連接所述恒流源模塊輸入端和接地端，所述第三電阻連接所述電源管理模塊的電流反饋端和恒流源模塊的輸入端，所述第一光電耦合器的光敏三極管集電極連接所述電源管理模塊的電壓檢測端、發(fā)射極連接接地端，所述第一光電耦合器的發(fā)光二極管陽極連接所述第二光電耦合器的光敏三極管集電極、陰極連接所述第二光電耦合器的光敏三極管發(fā)射極，所述第二光電耦合器的發(fā)光二極管陽極依次連接所述第六電阻和第二二極管并且第二二極管陰極連接所述恒流源模塊的調(diào)節(jié)端，所述第二光電耦合器的發(fā)光二極管陰極連接接地端，所述第一光電耦合器的發(fā)光二極管陽極經(jīng)所述第四電阻連接所述直流電源正端、經(jīng)所述第五電阻連接接地端，所述第一光電耦合器的發(fā)光二極管陰極連接接地端，所述第六電容并聯(lián)于所述第五電阻兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于恒流源的電源短路保護(hù)電路，其特征在于:所述第二二極管是穩(wěn)壓二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于恒流源的電源短路保護(hù)電路，其特征在于:所述第一電容、第四電容和第六電容是充電電容。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于恒流源的電源短路保護(hù)電路，即本電路采用帶關(guān)斷功能的電源管理模塊配合第一光電耦合器、第二光電耦合器以及相應(yīng)的阻容元件，實(shí)現(xiàn)基于恒流源的電源短路保護(hù)，由第一光電耦合器和第二光電耦合器構(gòu)成短路的檢測電路，并通過并聯(lián)的阻容元件給出電源管理模塊的動作信號，動作快慢取決于阻容元件大小，電源管理模塊得到動作信號即可關(guān)斷電源，起到短路保護(hù)的作用。本保護(hù)電路克服了傳統(tǒng)電氣設(shè)備短路故障保護(hù)的缺陷，短路故障排除后重新上電即可恢復(fù)正常工作，并且保護(hù)動作速度快，有效避免故障擴(kuò)大，保證了電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。
【IPC分類】H02H7-10, H02H3-06
【公開號】CN204538668
【申請?zhí)枴緾N201520124484
【發(fā)明人】顧振華, 高升, 印葉婷, 熊明明, 胡迪, 蔣元彬
【申請人】上海開通數(shù)控有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年3月4日