过载和短路保护电路制造技术

技术编号:22172174 阅读:74 留言:0更新日期:2019-09-21 12:58
本发明专利技术公开一种过载和短路保护电路,电流检测电路用于检测流经负载的负载电流,保护响应电路包括与电流检测电路连接的第一充放电路及与第一充放电路连接的第一比较电路,输出控制电路包括与第一比较电路连接的第二比较电路和开关电路,当负载所在电路过载或短路时,负载电流大于保护启动电流,第一充放电路充电直至第一比较电路输出第一控制信号,使得第二比较电路控制开关电路断开以切断负载所在电路进入保护模式,所述开关电路断开后,第一充放电路放电直至第一比较电路输出第二控制信号,使得第二比较电路控制开关电路导通以再次连通负载所在电路进入工作模式,如此无需软件即实现对负载所在电路过载或短路时的自动启动保护机制及自恢复。

Overload and Short Circuit Protection Circuit

【技术实现步骤摘要】
过载和短路保护电路
本专利技术涉及电路保护
,特别涉及一种过载和短路保护电路。
技术介绍
电气火灾是造成火灾事故的主要原因,而过载和短路又是导致电气火灾的主要因素,当电路过载时,电流超过电线的载流能力,会造成电线发热,当线路发生短路时,电路两极之间产生电火花,若电线发热或者电火花未能被及时处理,则有可能引起事故发生。目前为了避免电气事故发生,交流电路中通常配备了电路保护装置,但已有的技术大多是被动保护方案,例如保险丝、断路器等等,然而这些被动保护方案中保险丝、断路器均属于耗材,无自恢复功能,不适合小体积大电流的需要具有可恢复性交流短路保护的电气化产品。故设计一种合适的过载和短路保护电路来实现电路的过载短路保护,又具有自恢复功能且不消耗材料的保护方案有其很大的现实意义。
技术实现思路
为了解决现有存在的技术问题,本专利技术实施例提供一种具有自恢复功能的过载和短路保护电路。本专利技术实施例的技术方案是这样实现的:一种过载和短路保护电路,包括电流检测电路、保护响应电路和输出控制电路,所述电流检测电路用于检测流经负载的负载电流,所述保护响应电路包括与所述电流检测电路连接的第一充放电路及与所述第一充放电路连接的第一比较电路,所述输出控制电路包括与所述第一比较电路连接的第二比较电路和开关电路,当所述负载所在电路过载或短路时,所述负载电流大于保护启动电流,所述第一充放电路充电直至所述第一比较电路的正相输入端和负相输入端的电压满足第一条件,所述第一比较电路输出第一控制信号,使得所述第二比较电路控制所述开关电路断开以切断所述负载所在电路进入保护模式,所述开关电路断开后,所述第一充放电路放电直至所述第一比较电路的正相输入端和负相输入端的电压满足第二条件,所述第一比较电路输出第二控制信号,使得所述第二比较电路控制所述开关电路导通以再次连通所述负载所在电路进入工作模式。其中,所述电流检测电路包括连接于所述负载的一端与地之间的检测电阻。其中,所述第一充放电路包括第一电阻和第一充电电容,所述第一电阻的一端与所述第一检测电阻和所述负载之间的结点连接,所述第一电阻的另一端与所述第一比较电路的正相输入端连接,所述第一充电电容连接于所述第一电阻和所述正相输入端的结点和地之间。其中,所述第一比较电路包括第一比较器,所述正相输入端与所述第一充放电路连接,所述负相输入端与电源连接,所述第一比较器的输出端与所述输出控制电路连接。其中,所述第二比较电路包括第二比较器,所述第二比较器的正相输入端与所述第一比较器的输出端连接,负相输入端与微控制器的IO端连接,所述第二比较器的输出端与所述开关电路连接。其中,所述输出控制电路还包括连接于所述第一比较器的输出端和所述第二比较器的所述正相输入端之间的第一开关元件及与所述第二比较器的正相输入端连接的第二充放电路,当所述第一开关元件闭合时,所述第二充放电路充电使得所述第二比较器的正相输入端和负相输入端的电压满足第一条件,使得所述第二比较器输出第一控制信号使得所述开关电路断开;当所述第一开关元件断开时,所述第二充放电路放电直至所述第二比较器的正向输入端和负相输入端的电压满足第二条件,使得所述第二比较器输出所述第二控制信号使得所述开关电路导通。其中,所述第一开关元件为三极管,所述三极管的基极与所述第一比较器的输出端连接,发射极与所述第二比较器的正相输入端连接,集电极与电源连接,所述正相输入端和所述发射极的结点与所述第二充放电路连接。其中,所述正相输入端和所述发射极的结点通过分压电阻与电源连接。其中,所述第二充放电路包括并联连接的第二充电电容和第二电阻,所述第二充电电容和所述第二电阻的一端与所述第一开关元件连接,另一端与地连接。其中,所述开关电路包括连接于所述负载和所述第二比较电路之间的PMOS场效应管,所述PMOS场效应管的栅极与所述第二比较电路的输出端连接,所述PMOS场效应管的源极与负载连接,所述PMOS场效应管的漏极与负载电源连接。上述实施例所提供的过载和短路保护电路,通过电流检测电路检测流经负载的负载电流,根据负载电流确定负载所在电路过载或短路时,通过保护响应电路进行响应,保护响应电路的响应时间为所述第一充放电路充电直至所述第一比较电路的正相输入端和负相输入端的电压满足第一条件的时间,响应时间到达后通过第一比较电路输出第一控制信号,使得所述第二比较电路控制所述开关电路断开以切断所述负载所在电路进入保护模式,如此,实现了对负载所在电路发生过载或短路时的自动保护;所述开关电路断开后,第一充放电路将放电直至第一比较电路的正相输入端和负相输入端的电压满足第二条件,第一比较电路输出第二控制信号,使得第二比较电路控制开关电路导通以再次连通所述负载所在电路进入工作模式,如此,实现了保护启动后的自恢复,如果过载或短路还在,则保护电路继续于保护模式和工作模式之间切换循环,直至电路恢复正常工作,无需借助软件,仅通过纯硬件的形式即可实现对负载所在电路的过载和短路保护,结构简单、且功能稳定。附图说明图1为本专利技术一实施例中过载和短路保护电路的应用环境的示意图;图2为本专利技术一实施例中过载和短路保护电路的结构示意图;图3为本专利技术一实施例中过载和短路保护电路的电路结构示意图。具体实施方式以下结合说明书附图及具体实施例对本专利技术技术方案做进一步的详细阐述。除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本专利技术的保护范围。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。在以下的描述中,涉及到“一些实施例”的表述,其描述了所有可能实施例的子集,但是应当理解,“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集,并且可以在不冲突的情况下相互结合。请参阅图1,本申请实施例提供的过载和短路保护电路的可选的应用场景示意图,该过载和短路保护电路用于对用电设备所在电路进行保护,包括电流检测电路10、保护响应电路20和输出控制电路30,所述电流检测电路10用于检测流经用电设备所在电路的实时电流的大小,根据实时电流的大小确定所述用电设备所在电路处于过载或短路状态时,所述保护响应电路20延时设定的时间后,输出相应的控制信号使得所述输出控制电路30的输出关闭,从而切断所述用电设备所在电路进入对所述用电设备的保护模式进入保护模式后,所述保护响应电路20延时预设时间后,输出相应的控制信号使得所述输出控制电路30的输出打开,以再次连通所述用电设备所在电路使得所述用电设备进入工作模式。如此,通过所述过载和短路保护电路无需借助于保险丝、断路器等消耗材料而实现对用电设备所在电路的过载短路保护,又具有自恢复功能;其次,该过载和短路保护电路无需借助软件,通过纯硬件的形式即可实现对负载所在电路的过载和短路保护,结构简单、且功能稳定。该用电设备可以包括家用电器,如空调、加湿器、洗衣机、电饭煲和空气净化器等任意工作中需要消耗电能的设备。所述用电设备也可以是其它将电能转换为其它形式能量的负载40,请结合参阅图2和图3,过载和短路保护电路中,所述电流检测电路10用于检测流经负载40的负载电流,所述保护响应电路20包括与所述电流检本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种过载和短路保护电路,其特征在于,包括电流检测电路、保护响应电路和输出控制电路,所述电流检测电路用于检测流经负载的负载电流,所述保护响应电路包括与所述电流检测电路连接的第一充放电路及与所述第一充放电路连接的第一比较电路,所述输出控制电路包括与所述第一比较电路连接的第二比较电路和开关电路,当所述负载所在电路过载或短路时,所述负载电流大于保护启动电流,所述第一充放电路充电直至所述第一比较电路的正相输入端和负相输入端的电压满足第一条件,所述第一比较电路输出第一控制信号,使得所述第二比较电路控制所述开关电路断开以切断所述负载所在电路进入保护模式,所述开关电路断开后,所述第一充放电路放电直至所述第一比较电路的正相输入端和负相输入端的电压满足第二条件,所述第一比较电路输出第二控制信号,使得所述第二比较电路控制所述开关电路导通以再次连通所述负载所在电路进入工作模式。

【技术特征摘要】
1.一种过载和短路保护电路,其特征在于,包括电流检测电路、保护响应电路和输出控制电路,所述电流检测电路用于检测流经负载的负载电流,所述保护响应电路包括与所述电流检测电路连接的第一充放电路及与所述第一充放电路连接的第一比较电路,所述输出控制电路包括与所述第一比较电路连接的第二比较电路和开关电路,当所述负载所在电路过载或短路时,所述负载电流大于保护启动电流,所述第一充放电路充电直至所述第一比较电路的正相输入端和负相输入端的电压满足第一条件,所述第一比较电路输出第一控制信号,使得所述第二比较电路控制所述开关电路断开以切断所述负载所在电路进入保护模式,所述开关电路断开后,所述第一充放电路放电直至所述第一比较电路的正相输入端和负相输入端的电压满足第二条件,所述第一比较电路输出第二控制信号,使得所述第二比较电路控制所述开关电路导通以再次连通所述负载所在电路进入工作模式。2.如权利要求1所述的保护电路,其特征在于,所述电流检测电路包括连接于所述负载的一端与地之间的检测电阻。3.如权利要求2所述的保护电路,其特征在于,所述第一充放电路包括第一电阻和第一充电电容,所述第一电阻的一端与所述第一检测电阻和所述负载之间的结点连接,所述第一电阻的另一端与所述第一比较电路的正相输入端连接,所述第一充电电容连接于所述第一电阻和所述正相输入端的结点和地之间。4.如权利要求1所述的保护电路,其特征在于,所述第一比较电路包括第一比较器,所述正相输入端与所述第一充放电路连接,所述负相输入端与电源连接,所述第一比较器的输出端与所述输出控制电路连接。5.如权利要求4所述的保护电路,其特征在于,所述第二比较电路包括第二比较器,所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员:向华董朝阳王宏媛李勇刘稼瑾张宝仓郑宇
申请(专利权)人:深圳市图灵科创产业发展有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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