一种电源端口防护电路制造技术

技术编号:14656400 阅读:108 留言:0更新日期:2017-02-16 20:45
本申请提供了一种电源端口防护电路,包括:第一低损耗功率器件、第二低损耗功率器件、反接防护电路、欠压防护电路、过压防护电路和过流防护电路;第一低损耗功率器件的第一端与电源输入端相连,第一低损耗功率器件的第二端与第二低损耗功率器件的第一端相连,第二低损耗功率器件的第二端与待防护电源端口的输入端相连;反接防护电路分别与第一低损耗功率器件的第三端和电源输入端相连;欠压防护电路、过压防护电路和过流防护电路均与第一低损耗功率器件的第二端、第二低损耗功率器件的第二端和第二低损耗功率器件的第三端相连。在本申请中,通过以上方式能够避免电源端口出现反接、过压、欠压和过流等情况,提高了系统运行可靠性。

【技术实现步骤摘要】
本申请要求于2016年06月23日提交中国专利局、申请号为201610465106.8、专利技术名称为“一种电源端口防护电路”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
本申请涉及电力电子领域,特别涉及一种电源端口防护电路。
技术介绍
当前在工业设备领域,由于现场运行、维护和电磁环境复杂等原因,设备直流电源端口经常出现反接、过压、欠压、过流等情况,既而导致系统电源损坏以及对后续电路造成影响,降低系统运行可靠性。可见,目前亟需一种电源端口防护电路来对设备直流电源端口进行防护。
技术实现思路
为解决上述技术问题,本申请实施例提供一种电源端口防护电路,以达到避免电源端口出现反接、过压、欠压和过流等情况,从而避免电源端口所属系统的电源损坏以及对后续电路造成影响,提高系统运行可靠性的目的,技术方案如下:一种电源端口防护电路,包括:第一低损耗功率器件、第二低损耗功率器件、反接防护电路、欠压防护电路、过压防护电路和过流防护电路;所述第一低损耗功率器件的第一端与电源输入端相连,所述第一低损耗功率器件的第二端与所述第二低损耗功率器件的第一端相连,所述第二低损耗功率器件的第二端与待防护电源端口的输入端相连;所述反接防护电路分别与所述第一低损耗功率器件的第三端和所述电源输入端相连,用于在检测到所述待防护电源端口反接时,控制所述第一低损耗功率器件关断;所述欠压防护电路、所述过压防护电路和所述过流防护电路均与所述第一低损耗功率器件的第二端、所述第二低损耗功率器件的第二端和所述第二低损耗功率器件的第三端相连;所述欠压防护电路,用于采集所述电源输入端的输入电压,并在所述电源输入端的输入电压小于第一设定电压阈值时,控制所述第二低损耗功率器件关断;所述过压防护电路,用于采集所述电源输入端的输入电压,并判断所述电源输入端的输入电压是否大于第二设定电压阈值,若否,控制所述第二低损耗功率器件正常供电,若是,控制所述第二低损耗功率器件将其输出电压钳位成预设电压值,并在预设时间内重新判断所述电源输入端的输入电压是否大于第二设定电压阈值;所述过流防护电路,用于采集所述电源输入端的输入电流,并判断所述电源输入端的输入电流是否大于设定电流阈值,若否,控制所述第二低损耗功率器件正常供电,若是,控制所述第二低损耗功率器件关断,并在所述预设时间内重新判断所述电源输入端的输入电流是否大于设定电流阈值。优选的,所述第一低损耗功率器件为第一金属-氧化物半导体场效应晶体管MOSFET;所述第二低损耗功率器件为第二MOSFET。优选的,所述反接防护电路包括:第二二极管D2、第三二极管D3、第一三极管Q3、第二电阻R2、第四电阻R4、第五电阻R5和电荷泵U1;所述第二二极管D2的正极与所述电源输入端相连,所述第二二极管D2的负极分别与所述第一三极管Q3的基极和所述第五电阻R5的第一端相连;所述第一三极管Q3的发射极与所述第二二极管D2的正极相连,所述第一三极管Q3的集电极与所述第二电阻R2的第一端相连;所述第二电阻R2的第二端与所述第一MOSFET的栅极相连,所述第一MOSFET的漏极与所述电源输入端相连,所述第一MOSFET的源极与所述电荷泵U1的第一端相连;所述电荷泵U1的第二端与所述第四电阻R4的第一端相连,所述第四电阻R4的第二端与所述第一三极管Q3的集电极相连;所述第五电阻R5的第二端与所述第三三极管D3的负极相连,所述第三三极管D3的正极接地;所述第一MOSFET的漏极作为所述第一低损耗功率器件的第一端,所述第一MOSFET的源极作为所述第一低损耗功率器件的第二端,所述第一MOSFET的栅极作为所述第一低损耗功率器件的第三端。优选的,所述欠压防护电路包括:第二三极管Q4、逻辑控制芯片U6、第一比较器U7、第一参考源U8、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和所述电荷泵U1;所述第二三极管Q4的基极与所述逻辑控制芯片U6的第一端相连,所述第二三极管Q4的发射极与所述第二MOSFET的漏极相连,所述第二三极管Q4的集电极分别与所述第二MOSFET的栅极和所述电荷泵U1的第二端相连,所述电荷泵U1的第一端与所述第二MOSFET的源极相连;所述第一参考源U8的第一端接地,所述第一参考源U8的第二端与所述第一比较器U7的正输入端相连,所述第一比较器U7的负输入端与所述第六电阻R6的第一端相连,所述第一比较器U7的输出端与所述逻辑控制芯片U6的第二端相连;所述第六电阻R6的第二端与所述第二MOSFET的漏极相连,所述第六电阻R6的第一端与所述第七电阻R7的第一端相连,所述第七电阻R7的第二端与所述第八电阻R8的第一端相连,所述第八电阻R8的第二端接地;所述第二MOSFET的源极作为所述第二低损耗功率器件的第一端,所述第二MOSFET的漏极作为所述第二低损耗功率器件的第二端,所述第二MOSFET的栅极作为所述第二低损耗功率器件的第三端。优选的,所述过压防护电路包括:第二参考源U14、第三参考源U15、第四参考源U17、第二比较器U10、第三比较器U11、第四比较器U16、第五比较器U18、第一电流源U12、第二电流源U13、第一与门U9、电容C1、第六比较器U2、第五参考源U3、第一电阻R1、第三电阻R3、所述第一参考源U8、所述逻辑控制芯片U6、所述电荷泵U1、所述第二三极管Q4、所述第六电阻R6、所述第七电阻R7和所述第八电阻R8;所述第二比较器U10的正输入端与所述第一参考源U8的第二端相连,所述第二比较器U10的负输入端与所述第七电阻R7的第二端相连,所述第二比较器U10的输出端与所述第一与门U9的第一输入端相连;所述第一与门U9的第二输入端与所述第三比较器U11的输出端相连,所述第一与门U9的输出端与所述逻辑控制芯片U6的第三端相连;所述第三比较器U11的正输入端与所述第二参考源U14的第一端相连,所述第二参考源U14的第二端接地,所述第三比较器U11的负输入端分别与所述第一电流源U12的第二端和所述第二电流源U13的第一端相连,所述第二电流源U13的第二端接地,所述第一电流源U12的第一端与所述电源输入端相连;所述第一电流源U12的第二端与所述电容C1的第一端相连,所述电容C1的第二端接地,所述电容C1的第一端分别与所述第四比较器U16的正输入端和所述第五比较器U18的正输入端相连,所述第四比较器U16的负输入端与所述第三参考源U15的第一端相连,所述第四比较器U16的输出端与所述逻辑控制芯片U6的第四端相连,所述第三参考源U15的第二端接地,所述第五比较器U18的负输入端与所述第四参考源U17的第一端相连,所述第五比较器U18的输出端与所述逻辑控制芯片U6的第五端相连,所述第四参考源U17的第二端接地;所述第一电阻R1的第一端与所述第二MOSFET的漏极相连,所述第一电阻R1的第二端与所述第三电阻R3的第一端相连,所述第三电阻R3的第二端接地,所述第六比较器U2的正输入端与所述第一电阻R1的第二端相连,所述第六比较器U2的负输入端与所述第五参考源U3的第一端相连,所述第五参考源U3的第二端接地,所述第六比较器U2的输出端与所述第二三极管Q4的基极相连。优选的,所述过流防护电路包括:非接触式霍尔传感器H1、第六参考源U4、第七比较器本文档来自技高网...
一种电源端口防护电路

【技术保护点】
一种电源端口防护电路,其特征在于,包括:第一低损耗功率器件、第二低损耗功率器件、反接防护电路、欠压防护电路、过压防护电路和过流防护电路;所述第一低损耗功率器件的第一端与电源输入端相连,所述第一低损耗功率器件的第二端与所述第二低损耗功率器件的第一端相连,所述第二低损耗功率器件的第二端与待防护电源端口的输入端相连;所述反接防护电路分别与所述第一低损耗功率器件的第三端和所述电源输入端相连,用于在检测到所述待防护电源端口反接时,控制所述第一低损耗功率器件关断;所述欠压防护电路、所述过压防护电路和所述过流防护电路均与所述第一低损耗功率器件的第二端、所述第二低损耗功率器件的第二端和所述第二低损耗功率器件的第三端相连;所述欠压防护电路,用于采集所述电源输入端的输入电压,并在所述电源输入端的输入电压小于第一设定电压阈值时,控制所述第二低损耗功率器件关断;所述过压防护电路,用于采集所述电源输入端的输入电压,并判断所述电源输入端的输入电压是否大于第二设定电压阈值,若否,控制所述第二低损耗功率器件正常供电,若是,控制所述第二低损耗功率器件将其输出电压钳位成预设电压值,并在预设时间内重新判断所述电源输入端的输入电压是否大于第二设定电压阈值;所述过流防护电路,用于采集所述电源输入端的输入电流,并判断所述电源输入端的输入电流是否大于设定电流阈值,若否,控制所述第二低损耗功率器件正常供电,若是,控制所述第二低损耗功率器件关断,并在所述预设时间内重新判断所述电源输入端的输入电流是否大于设定电流阈值。...

【技术特征摘要】
2016.06.23 CN 20161046510681.一种电源端口防护电路,其特征在于,包括:第一低损耗功率器件、第二低损耗功率器件、反接防护电路、欠压防护电路、过压防护电路和过流防护电路;所述第一低损耗功率器件的第一端与电源输入端相连,所述第一低损耗功率器件的第二端与所述第二低损耗功率器件的第一端相连,所述第二低损耗功率器件的第二端与待防护电源端口的输入端相连;所述反接防护电路分别与所述第一低损耗功率器件的第三端和所述电源输入端相连,用于在检测到所述待防护电源端口反接时,控制所述第一低损耗功率器件关断;所述欠压防护电路、所述过压防护电路和所述过流防护电路均与所述第一低损耗功率器件的第二端、所述第二低损耗功率器件的第二端和所述第二低损耗功率器件的第三端相连;所述欠压防护电路,用于采集所述电源输入端的输入电压,并在所述电源输入端的输入电压小于第一设定电压阈值时,控制所述第二低损耗功率器件关断;所述过压防护电路,用于采集所述电源输入端的输入电压,并判断所述电源输入端的输入电压是否大于第二设定电压阈值,若否,控制所述第二低损耗功率器件正常供电,若是,控制所述第二低损耗功率器件将其输出电压钳位成预设电压值,并在预设时间内重新判断所述电源输入端的输入电压是否大于第二设定电压阈值;所述过流防护电路,用于采集所述电源输入端的输入电流,并判断所述电源输入端的输入电流是否大于设定电流阈值,若否,控制所述第二低损耗功率器件正常供电,若是,控制所述第二低损耗功率器件关断,并在所述预设时间内重新判断所述电源输入端的输入电流是否大于设定电流阈值。2.根据权利要求1所述的电源端口防护电路,其特征在于,所述第一低损耗功率器件为第一金属-氧化物半导体场效应晶体管MOSFET;所述第二低损耗功率器件为第二MOSFET。3.根据权利要求2所述的电源端口防护电路,其特征在于,所述反接防护电路包括:第二二极管D2、第三二极管D3、第一三极管Q3、第二电阻R2、第四电阻R4、第五电阻R5和电荷泵U1;所述第二二极管D2的正极与所述电源输入端相连,所述第二二极管D2的负极分别与所述第一三极管Q3的基极和所述第五电阻R5的第一端相连;所述第一三极管Q3的发射极与所述第二二极管D2的正极相连,所述第一三极管Q3的集电极与所述第二电阻R2的第一端相连;所述第二电阻R2的第二端与所述第一MOSFET的栅极相连,所述第一MOSFET的漏极与所述电源输入端相连,所述第一MOSFET的源极与所述电荷泵U1的第一端相连;所述电荷泵U1的第二端与所述第四电阻R4的第一端相连,所述第四电阻R4的第二端与所述第一三极管Q3的集电极相连;所述第五电阻R5的第二端与所述第三三极管D3的负极相连,所述第三三极管D3的正极接地;所述第一MOSFET的漏极作为所述第一低损耗功率器件的第一端,所述第一MOSFET的源极作为所述第一低损耗功率器件的第二端,所述第一MOSFET的栅极作为所述第一低损耗功率器件的第三端。4.根据权利要求3所述的电源端口防护电路,其特征在于,所述欠压防护电路包括:第二三极管Q4、逻辑控制芯片U6、第一比较器U7、第一参考源U8、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和所述电荷泵U1;所述第二三极管Q4的基极与所述逻辑控制芯片U6的第一端相连,所述第二三极管Q4的发射极与所述第二MOSFET的漏极相连,所述第二三极管Q4的集电极分别与所述第二MOSFET的栅极和所述电荷泵U1的第二端相连,所述电荷泵U1的第一端与所述第二MOSFET的源极相连;所述第一参考源U8的第一端接地,所述第一参考源U8的第二端与所述第一比较器U7的正输入端相连,所述第一比较器U7的负输入端与所述第六电阻R6的第一端相连,所述第一比较器U7的输出端与所述逻辑控制芯片U6的第二端相连;所述第六电阻R6的第二端与所述第二MOSFET的漏极相连,所述第六电阻R6的第一端与所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙超刘贞薄伟
申请(专利权)人:北京全路通信信号研究设计院集团有限公司中国铁路总公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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