负载过流保护电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种负载过流保护电路，包括依次连接的电流采样电阻、放大器、比较器一、定时器、自锁控制电路以及电子开关，所述电流采样电阻与电子开关连接，所述比较器一还与参考源一连接；所述放大器对电流采样电阻的电压放大后送入比较器一，所述比较器一比较放大器输出的电压信号与参考源一之间的大小，如果放大器输出的电压信号高于参考源一，则定时器开始延时计时，在延时计时过程中，如果放大器输出的电压信号低于参考源一，则定时器停止计时，电子开关正常导通，否则，定时器延时计时达到设定值，自锁控制电路关断电子开关并锁定电子开关断开状态。本实用新型专利技术解决了解决过流保护的延时时间短，同时很容易烧坏MOS管的问题。

Load overcurrent protection circuit

The utility model provides a load over-current protection circuit comprises a sampling resistor, amplifier, a comparator, timer, lock control circuit and electronic switch connected to the current, the current sampling resistor and electronic switch connected to the comparator with a reference voltage of the amplifier is connected; the current sampling resistor the amplified voltage signal into a comparator, the comparator output size comparison amplifier and a reference voltage signal between the IF amplifier output is higher than the reference source, the timer start delay time, the delay time in the process, if the voltage signal of the amplifier output is lower than the reference source, the timer to stop the clock, electronic switch the normal conduction, otherwise, the timer delay time reaches the set value, the self-locking control circuit to shut off the electronic switch and lock Switching status of fixed electronic switch. The utility model solves the problem that the overcurrent protection has short delay time and is easy to burn out the MOS tube.

【技术实现步骤摘要】
负载过流保护电路
本技术属于机器人控制
，尤其涉及一种负载过流保护电路，本技术保护电路还涉及峰值电流关断电路。
技术介绍
芯片厂家推出的电源管理方案，如TI的电源管理芯片TPS2490/TPS2491和LINEARTECHNOLOGY的LT4363都是把电子开关(MOS管)和采样电阻串联在电源母线的正线中，电源管理芯片外接一个电容来设置内部定时器的延时时间，电源管理芯片监测采样电阻上的压降并与内部的参考源相比较，当采样电阻上的压降超过参考源时，电源管理芯片开始调整MOS管栅极电压，以限制采样电阻上的压降，同时启动延时定时器，当定时时间到，关断MOS管。电源管理芯片从开始调整MOS管栅极电压到关断MOS管，这一延时时间很短，只是数十毫秒，同时在延时过程中，MOS管漏极-源极间的压降(VDS)增大，导致MOS管的功耗瞬间增大，很容易烧坏MOS管，失去保护功能。当电源母线上出现了很大的瞬间电流时，由于延时定时器的存在，电源管理芯片还没来得及关断MOS管，负载已经被瞬间电流损坏。如果不使用芯片内部的延时定时器，只要采样电阻上的压降超过参考值，芯片就会迅速关断MOS管，这样当负载出现数百微秒的过流时，电源管理芯片仍然会关断MOS管，使得系统的容错性能下降。综上，这种方案的缺陷是：1、过流保护的延时时间短，同时很容易烧坏MOS管；2、缺少灵活性，不能够针对负载过电流和峰值电流而设置不同的延时关断时间。
技术实现思路
为解决现有技术存在的问题本技术提供一种负载过流保护电路，本技术采用当负载过流时，比较器输出高电平，该高电平经过定时器延时，进入具有自锁功能的自锁控制电路，关断电子开关并保持锁定状态。本技术提供的负载过流保护电路，包括依次连接的电流采样电阻、放大器、比较器一、定时器、自锁控制电路以及电子开关，所述电流采样电阻与电子开关连接，所述比较器一还与参考源一连接；所述放大器对电流采样电阻的电压放大后送入比较器一，所述比较器一比较放大器输出的电压信号与参考源一之间的大小，如果放大器输出的电压信号高于参考源一，则定时器开始延时计时，在延时计时过程中，如果放大器输出的电压信号低于参考源一，则定时器停止计时，电子开关正常导通，否则，定时器延时计时达到设定值，自锁控制电路关断电子开关并锁定电子开关断开状态。本技术可以改变定时器的定时时间设置负载承受过电流的时间，改变参考源一的大小设置需要保护的负载电流大小，解决了解决过流保护的延时时间短，同时很容易烧坏MOS管的问题。为了解决芯片内部延时定时器不能够有效针对负载过电流和峰值而设置不同的延时关断时间问题，采用放大器对电流采样电阻上的电压进行放大，放大后的电压信号同时进入两个比较器，一个用于过流保护，一个用于峰值电流保护，本技术还包括比较器二，所述比较器二与放大器、自锁控制电路连接；所述比较器二还与参考源二连接，用于比较放大器输出的电压信号与参考源二之间大小；在定时器未启动延时计时或者处于延时计时过程中，如果放大器输出的电压信号高于参考源二，自锁控制电路关断电子开关并锁定电子开关断开状态，如前所述，比较器一的比较结果进行过流保护控制，比较器二的比较结果则用于峰值电流保护控制，两者结合，则有效针对负载过电流和峰值而设置不同的延时关断时间。同时，当瞬间尖峰电流流过负载时，比较器二输出高电平，该高电平直接进入自锁控制电路关断电子开关并保持锁定状态，此时，可不考虑比较器一的输出结果，只要比较器二的比较结果为放大器输出的电压信号高于参考源二，则立即关断电子开关。本技术提供的一种自锁控制电路包括电阻R1、R2、R3、R4，三极管Q1、Q2；所述电阻R4的一端与定时器、比较器二连接，另一端与三极管Q2的基极连接；三极管Q2的集电极与电阻R1连接，电阻R1的另一端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极连接电源VCC，其集电极与电阻R3连接，电阻R3的另一端、三极管Q2的发射极分别接地连接，电阻R2的两端分别与三极管Q1的集电极、三极管Q2的基极连接，三极管Q1的集电极与电子开关连接。本技术提供的一种自锁控制电路包括电阻R5、R6，反馈二极管D1，比较器U1A；所述比较器U1A的同相输入端与电阻R5连接，其反相输入端连接参考源VREF，电阻R5的另一端与比较器二、定时器连接，比较器U1A的输出端与电子开关连接，反馈二极管D1的两端分别与U1A的输出端、同相输入端连接，电阻R6的两端分别与U1A的电源正极及输出端连接。本技术还包括与自锁控制电路连接的解锁电路，该解锁电路接收到解锁信号后使自锁控制电路打开电子开关，当对负载重新上电时，向解锁电路发出解锁信号即可。本技术提供的一种解锁电路包括三极管Q4、电阻R7；三极管Q4的集电极与自锁控制电路连接，其发射极接地连接，其基极与电阻R7连接，电阻R7的另一端与解锁信号源连接。本技术提供的另一种解锁电路包括三极管Q3、电阻R8、电阻R9；三极管Q3的集电极与自锁控制电路连接，其基极与电阻R8连接，电阻R8的另一端与解锁信号源连接，电阻R9的两端分别接地、与三极管Q3的基极连接。本技术提供的负载过流保护电路可实现如下负载过流保护方法，对电路回路进行电压采样，对电压采样信号进行放大，将放大后的电压信号与第一参考电压信号进行比较，如果放大后的电压信号高于第一参考电压信号，则启动延时计时，在延时计时过程中，对电路回路进行持续采样并放大，如果放大后的电压信号低于第一参考电压信号，则停止延时计时，电路回路保持导通，否则，延时计时达到设定值时，关断电路回路并锁定关断状态。本技术在未启动延时计时或者延时计时过程中，对电路回路进行持续采样并放大，如果放大后的电压信号高于第二参考电压信号，则关断电路回路并锁定关断状态。当电路回路处于关断状态锁定情况下，输入解锁信号，导通电路回路，也即当对负载重新上电时，向解锁电路发出解锁信号即可。本技术具有以下有益效果：(1)改变定时器的定时时间设置负载承受过电流的时间；改变参考源一的大小设置需要保护的负载电流大小；改变参考源二的大小设置峰值电流大小。(2)精确调整定时器的参数改变负载过流时的关断时间。(3)集成过电流延时关断负载和峰值电流瞬间关断负载于一体。(4)所使用的电子开关不限于MOS管，也可以是晶体管、晶闸管、固态继电器等半导体开关器件和继电器、接触器等机械开关。(5)具有自锁功能的自锁控制电路不限于使用分立元件构成，也可以使用集成电路构成。(6)放大电路(使用成熟集成电路—运算放大器)、比较延时电路、自锁控制电路不仅适用于采样电阻在电源正线上的负载过流保护，也适用于采样电阻位于电源负线上的负载过流保护。附图说明图1本技术模块结构示意图；图2为基于分立元件的自锁控制电路结构图；图3为基于集成电路的自锁控制电路结构图；图4为解锁电路结构图一；图5为解锁电路结构图二。图中：1、电流采样电阻；2、电子开关；3、参考源一；4、比较器一；5、定时器；6、放大器；7、自锁控制电路；8、比较器二；9、参考源二；10、解锁电路。具体实施方式如图1所示，本技术包括负载过流保护功能和峰值电流关断功能，图1所示的电路接在电源正线上，相应地，该电路也可以接在电源负线上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负载过流保护电路，其特征在于：包括依次连接的电流采样电阻、放大器、比较器一、定时器、自锁控制电路以及电子开关，所述电流采样电阻与电子开关连接，所述比较器一还与参考源一连接；所述放大器对电流采样电阻的电压放大后送入比较器一，所述比较器一比较放大器输出的电压信号与参考源一之间的大小，如果放大器输出的电压信号高于参考源一，则定时器开始延时计时，在延时计时过程中，如果放大器输出的电压信号低于参考源一，则定时器停止计时，电子开关正常导通，否则，定时器延时计时达到设定值，自锁控制电路关断电子开关并锁定电子开关断开状态。

【技术特征摘要】
1.一种负载过流保护电路，其特征在于：包括依次连接的电流采样电阻、放大器、比较器一、定时器、自锁控制电路以及电子开关，所述电流采样电阻与电子开关连接，所述比较器一还与参考源一连接；所述放大器对电流采样电阻的电压放大后送入比较器一，所述比较器一比较放大器输出的电压信号与参考源一之间的大小，如果放大器输出的电压信号高于参考源一，则定时器开始延时计时，在延时计时过程中，如果放大器输出的电压信号低于参考源一，则定时器停止计时，电子开关正常导通，否则，定时器延时计时达到设定值，自锁控制电路关断电子开关并锁定电子开关断开状态。2.如权利要求1所述的负载过流保护电路，其特征在于：还包括比较器二，所述比较器二与放大器、自锁控制电路连接；所述比较器二还与参考源二连接，用于比较放大器输出的电压信号与参考源二之间大小；在定时器未启动延时计或者处于延时计时过程中，如果放大器输出的电压信号高于参考源二，自锁控制电路关断电子开关并锁定电子开关断开状态。3.如权利要求1所述的负载过流保护电路，其特征在于：所述自锁控制电路包括电阻R1、R2、R3、R4，三极管Q1、Q2；所述电阻R4的一端与定时器、比较器二连接，另一端与三极管Q2的基极连接；三极管Q2的集电极与电阻R1连接，电阻R1的另一端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极连接电源VCC，其集电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锦程，王锋，林欢，程敏，赵伟，邱显东，许春山，
申请(专利权)人：亿嘉和科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32