一种自振荡打嗝式短路保护电路及其设计方法技术

本发明专利技术公开了一种自振荡打嗝式短路保护电路及其设计方法，该保护电路包括功率开关电路、电流检测电路、过流及短路判定电路、功率开关驱动电路、基准电压电路和振荡延时恢复电路；该设计方法包括：一、选择组成电流检测电路的合适参数；二、选择组成过流及短路判定电路的合适参数；步骤三、选择组成过流及短路判定电路并与电流检测电路连接；四、选择组成基准电压电路的合适参数；五、组成基准电压电路并与过流及短路判定电路连接；六、选择组成振荡延时恢复电路的合适参数；七、组成振荡延时恢复电路并与基准电压电路连接；八、连接自振荡打嗝式短路保护电路。本发明专利技术实现电路过流及短路保护，且能设定功率开关电路自动恢复时间。

【技术实现步骤摘要】
一种自振荡打嗝式短路保护电路及其设计方法
本专利技术属于过流及短路保护
，具体是涉及一种自振荡打嗝式短路保护电路及其设计方法。
技术介绍
随着我国工业生产安全性指标的不断提高，对电源的过压、过流、短路等保护功能的要求也随之提高。其中，具备过流保护功能对电源来讲至关重要，其不仅保护电源本身，防止因短路等原因造成的电流过大烧坏电源，而且也满足了特殊环境下的使用要求。随着煤炭行业的迅速发展，越来越多的电气设备被应用在煤矿井下，同时对电气设备的安全用电提出了更高的要求。电源作为电气设备的核心，其安全性能至关重要，必须满足防爆的要求，本质安全是最佳的防爆形式。以矿用本质安全电源为例，要有效抑制短路发生时的火花能量，保证火花热效应能量在安全阈值范围内，以确保不会引爆过流情况下的瓦斯(CO、CH4、S)等易爆炸气体，要达到保护煤矿环境的安全生产要求，则必须在电源的输出端增加限能保护电路。申请号为201110451994.5的中国专利公开了一种低压大功率安全栅的自恢复截止型保护电路，较好地解决了低压大功率安全栅在出现过流或者短路时功率开关电路关断，使得输入电路停止输出电能给负载，实现低压大功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自振荡打嗝式短路保护电路，包括连接在输入电路(8)与负载(7)之间且用于开通或关断输入电路(8)向负载(7)输出电能的功率开关电路(6)、与功率开关电路(6)相接且用于实时检测电路中电流大小的电流检测电路(2)和与电流检测电路(2)相接且判断电路过流或者短路的过流及短路判定电路(3)，以及用于驱动功率开关电路(6)开通或者关断的功率开关驱动电路(5)和与输入电路(8)相接且为过流及短路判定电路(3)提供基准电路的基准电压电路(1)，其特征在于：所述过流及短路判定电路(3)与功率开关驱动电路(5)之间接有振荡延时恢复电路(4)，所述过流及短路判定电路(3)的输出端接振荡延时恢复电路(4)的输...

【技术特征摘要】
1.一种自振荡打嗝式短路保护电路，包括连接在输入电路(8)与负载(7)之间且用于开通或关断输入电路(8)向负载(7)输出电能的功率开关电路(6)、与功率开关电路(6)相接且用于实时检测电路中电流大小的电流检测电路(2)和与电流检测电路(2)相接且判断电路过流或者短路的过流及短路判定电路(3)，以及用于驱动功率开关电路(6)开通或者关断的功率开关驱动电路(5)和与输入电路(8)相接且为过流及短路判定电路(3)提供基准电路的基准电压电路(1)，其特征在于：所述过流及短路判定电路(3)与功率开关驱动电路(5)之间接有振荡延时恢复电路(4)，所述过流及短路判定电路(3)的输出端接振荡延时恢复电路(4)的输入端，所述振荡延时恢复电路(4)的输出端接功率开关驱动电路(5)的输入端，所述功率开关驱动电路(5)与过流及短路判定电路(3)相接，所述基准电压电路(1)为振荡延时恢复电路(4)提供基准电压；所述振荡延时恢复电路(4)包括电阻R2和电容C2，所述电阻R2的一端与电容C2的一端相接，所述电阻R2的另一端接基准电压电路(1)的基准电压输出端，所述电阻R2的一端与电容C2的一端的连接端为振荡延时恢复电路(4)的输出端，所述电容C2的另一端为振荡延时恢复电路(4)的输入端；所述过流及短路判定电路(3)包括比较器U1、电阻R5、电阻R6、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11和稳压管VZ2，所述比较器U1的同相输入端接电阻R5的一端和电阻R6的一端，所述电阻R5的另一端接输入电路(8)的负极输出端Vi-和电流检测电路(2)的输出端，所述比较器U1的反相输入端接电阻R9的一端和电阻R10的一端，所述电阻R9的另一端接地，所述电阻R10的另一端接电阻R11的一端和稳压管VZ2的阴极，所述稳压管VZ2的阳极接地，所述电阻R11的另一端接功率开关驱动电路(5)的一个输出端，所述比较器U1的输出端与比较器U1的电源输入端之间接有电阻R8，所述比较器U1的电源输入端和电阻R6的另一端均与基准电压电路(1)的基准电压输出端相接，所述比较器U1的输出端为过流及短路判定电路(3)的输出端。2.按照权利要求1所述的一种自振荡打嗝式短路保护电路，其特征在于：所述基准电压电路(1)包括稳压管VZ1、电阻R4和电容C1，所述电阻R4的一端接输入电路(8)的正极输出端Vi+，所述电阻R4的另一端接稳压管VZ1的阴极和电容C1的一端的连接端，所述稳压管VZ1的阳极和电容C1的另一端均接地，所述稳压管VZ1的阴极为基准电压电路(1)的基准电压输出端；所述电流检测电路(2)包括电阻R7，所述电阻R7的一端与电阻R5的一端与输入电路(8)的负极输出端Vi-的连接端相接；所述功率开关驱动电路(5)包括NPN三极管VT2和电阻R3，所述NPN三极管VT2的基极接振荡延时恢复电路(4)的输出端，所述NPN三极管VT2的发射极接地，所述NPN三极管VT2的集电极与电阻R3的一端相接，所述NPN三极管VT2的集电极与电阻R3的一端的连接端为功率开关驱动电路(5)的一个输出端，所述电阻R3的另一端为功率开关驱动电路(5)的另一输出端；所述功率开关电路(6)包括电阻R1和增强型PMOS管VT1，所述电阻R1的一端与增强型PMOS管VT1的栅极的连接端和功率开关驱动电路(5)的输出端相接，所述电阻R1的一端与增强型PMOS管VT1的栅极的连接端为功率开关电路(6)的驱动端，所述增强型PMOS管VT1的源极与电阻R1的另一端的连接端与电阻R4的一端和输入电路(8)的正极输出端Vi+的连接端相接，所述增强型PMOS管VT1的源极与电阻R1的另一端的连接端为功率开关电路(6)的输入端，所述增强型PMOS管VT1的漏极为功率开关电路(6)的输出端。3.按照权利要求2所述的一种自振荡打嗝式短路保护电路及其设计方法，其特征在于：所述负载(7)为负载RL，所述负载RL连接在功率开关电路(6)的输出端和电阻R7之间。4.一种设计如权利要求2所述短路保护电路的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、选择组成电流检测电路(2)的合适参数的电阻R7：根据0.01Ω≤R7≤1Ω,选取电阻R7的阻值；步骤二、选择组成过流及短路判定电路(3)的合适参数的电阻R5、电阻R6、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11和稳压管VZ2，具体过程为：步骤201、根据5KΩ≤R6≤12KΩ,选择电阻R6的阻值；步骤202、根据公式选取电阻R5的阻值，其中，Iomax为电路电流Io允许输出的最大电流值，Vref为设定的基准电压电路(1)输出的基准电压；步骤203、根据10KΩ≤R8≤20KΩ,选择电阻R8的阻值；步骤204、根据公式VZ2<Vimin选取稳压管VZ2，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘树林，曹剑，员翠平，黄治，汪子为，李青青，张琼，赵亚娟，聂燊，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61