一种直流电源输出保护电路制造技术

本发明专利技术公开一种直流电源输出保护电路，涉及模拟电路及数字电路应用领域。它包括稳压电路、电流输入采样电路、精密电位器电路、轨到轨比较器电路、D类触发器电路和输出控制电路，电流输入采样电路和输出控制电路依次连接在电源输入与电源输出之间；电源输入与稳压电路连接；电流输入采样电路与轨到轨比较器电路连接；精密电位器电路与轨到轨比较器电路连接；轨到轨比较器电路与D类触发器电路连接；D类触发器电路与输出控制电路连接。该电路实现了5‑32V供电，0‑5A高精度(1％以内)可调过流保护电流值的设置，响应速度快(最大8uS)，以及过流快速切断电路直到该测试仪器或设备下次重新上电等功能，且寿命和可靠性得到极大的提高。

A DC power output protection circuit

The invention discloses a DC power supply output protection circuit, which relates to the application field of analog circuit and digital circuit. It includes voltage stabilizing circuit, current input sampling circuit, precision potentiometer circuit, rail-to-rail comparator circuit, class D flip-flop circuit and output control circuit. Current input sampling circuit and output control circuit are connected between power input and power output in turn; power input and voltage stabilizing circuit are connected; current input sampling circuit The circuit of the rail-to-rail comparator is connected; the precise potentiometer circuit is connected with the rail-to-rail comparator circuit; the rail-to-rail comparator circuit is connected with the class D flip-flop circuit; and the class D flip-flop-flop circuit is connected with the output control circuit. The circuit has the functions of 5_32V power supply, 0_5A high precision (less than 1%) adjustable overcurrent protection current setting, fast response (up to 8uS), and fast overcurrent cut-off until the test instrument or equipment is re-energized next time, and the life and reliability are greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种直流电源输出保护电路
本专利技术涉及模拟电路及数字电路应用领域，尤其是一种直流电源输出保护电路，主要用于测试仪器或设备(电源输出)对被测产品(电源输入)供电的场所。
技术介绍
在自动化生产或测试过程中，测试仪器或设备(电源输出)对被测产品(电源输入)供电时，会因为被测产品不良或短路致使负载电流过大，而导致测试仪器或设备的损坏。传统的控制继电器限流电路，过流保护后会产生反复开关动作，产生间断电流，寿命短，响应时间比较长(一般在10mS左右)。传统的自恢复保险丝电路，过流保护电流值不可调，过流保护后会产生持续电流，精度低且受环境温度影响大(一般在10％左右误差)，响应时间最长(一般在1S以上)。
技术实现思路
为解决被测产品因为不良或短路致使负载电流过大，而导致测试仪器或设备损坏的问题，本专利技术提供一种直流电源输出保护电路，实现过流保护电流值可调，过流后切断电路，且具有精度高，响应速度快，寿命长及可靠性高等特点。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种直流电源输出保护电路，它包括稳压电路、电流输入采样电路、精密电位器电路、轨到轨比较器电路、D类触发器电路和输出控制电路，电流输入采样电路和输出控制电路依次连接在电源输入与电源输出之间；电源输入与稳压电路连接；电流输入采样电路与轨到轨比较器电路连接；精密电位器电路与轨到轨比较器电路连接；轨到轨比较器电路与D类触发器电路连接；D类触发器电路与输出控制电路连接；稳压电路输出3.3V电压为测试仪器或设备供电；电流输入采样电路将输入的电流转换为电压并输出；精密电位器电路通过设定电压值来设定过流保护电流的值；轨到轨比较器电路将输入的电压与设定的电压值进行比较，并输出控制信号；D类触发器电路将输入的控制信号输出并锁存；输出控制电路通过输入的控制信号来控制MOSFET开关，并通过自恢复保险丝来保护测试仪器或设备。进一步地，稳压电路包括稳压器U1、第三电阻R3、第九电阻R9、第一电容C1和第二电容C2，其中稳压器U1的型号为LM317L。采用LM317L稳压器，其电压精度为0.1％，温飘范围为0.7％，输入电压范围为5-32V。进一步地，0.1R/10W的电流输入采样电路包括十个并联的1R电阻，每个电阻均采用2512封装，精度均为1％，温飘均为20PPM。采用十个1R电阻(要求为2512封装，1％精度，20PPM温飘)并联，保证总电阻精度为0.1％，在5A电流输出时，电流输入采样电路消耗功率为2.5W，使用了最大功率的1/4，可以确保电路的稳定性。进一步地，精密电位器电路包括可变电阻R_ADJ1、第十五电阻R15和第五电容C5，其中可变电阻R_ADJ1的型号为3296系列。进一步地，轨到轨比较器电路包括比较器U3、第十四电阻R14和第四电容C4，其中比较器U3的型号为MCP6546U。采用MCP6546U比较器，其输入电压范围为-0.3V-+0.3V，最大输入失调电压为7mV，最大传输延时为8uS，可以保证测试仪器或设备得到mA级的电流精度及最大8uS的响应速度。进一步地，D类触发器电路电路包括D类触发器电路U2和第三电容C3，其中触发器U2的型号为74HC74。采用74HC74D类触发器电路，上电后输出高电平，在1CP引脚出现上升沿后，输出并锁定为低电平，最大传输延时为220nS。进一步地，输出控制电路包括MOSFET开关Q1、第七电阻R7和自恢复保险丝F1，其中MOSFET开关Q1的型号为IRF640。采用IRF640MOSFET开关，其最大开关电压为200V，最大开关电流为16A，最大响应时间为130nS，并采用5A自恢复保险丝来保证整个电路的可靠性。有益效果：本专利技术是通过电流采样电阻获得电压，与设定的电压值相比较，输出控制信号，经D类触发器电路输出并锁定，来控制MOSFET开关，从而实现电流可调保护；该电路实现了5-32V供电，0-5A高精度(1％以内)可调过流保护电流值的设置，响应速度快(最大8uS)，以及过流快速切断电路直到该测试仪器或设备下次重新上电等功能，且寿命和可靠性得到极大的提高。附图说明图1为本专利技术的系统应用框图；图2为本专利技术的直流电源输出保护电路组成框图；图3为本专利技术一实施例的电源输入、电流输入采样电路、输出控制电路以及电源输出的电路原理图；图4为本专利技术一实施例的精密电位器电路、轨到轨比较器电路以及D类触发器电路电路的电路原理图；图中：1-稳压电路、2-电流输入采样电路、3-精密电位器电路、4-轨到轨比较器电路、5-D类触发器电路、6-输出控制电路、7-电源输入、8-电源输出。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。本专利技术提出一种直流电源输出保护电路，如图1所示，它主要用于测试仪器或设备(电源输出)对被测产品(电源输入)供电的场所。如图2所示，它包括稳压电路1、电流输入采样电路2、精密电位器电路3、轨到轨比较器电路4、D类触发器电路5和输出控制电路6，电流输入采样电路2和输出控制电路6依次连接在电源输入7与电源输出8之间；电源输入7与稳压电路1连接；电流输入采样电路2与轨到轨比较器电路4连接；精密电位器电路3与轨到轨比较器电路4连接；轨到轨比较器电路4与D类触发器电路5连接；D类触发器电路5与输出控制电路6连接；稳压电路1输出3.3V电压为测试仪器或设备供电；电流输入采样电路2将输入的电流转换为电压并输出；精密电位器电路3通过设定电压值来设定过流保护电流的值；轨到轨比较器电路4将输入的电压与设定的电压值进行比较，并输出控制信号；D类触发器电路5将输入的控制信号输出并锁存；输出控制电路6通过输入的控制信号来控制MOSFET开关，并通过自恢复保险丝来保护测试仪器或设备。实施例：如图3所示，稳压电路1包括LM317L稳压器U1、第三电阻R3、第九电阻R9、第一电容C1和第二电容C2。0.1R/10W的电流输入采样电路2包括第一电阻R1、第二电阻R2、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第八电阻R8、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12和第十三电阻R13，上述十个1R电阻并联，每个电阻均采用2512封装，精度均为1％，温飘均为20PPM。输出控制电路6包括IRF640MOSFET开关Q1、第七电阻R7和自恢复保险丝F1。如图4所示，精密电位器电路3包括3296系列可变电阻R_ADJ1、第十五电阻R15和第五电容C5。轨到轨比较器电路4包括MCP6546U比较器U3、第十四电阻R14和第四电容C4。D类触发器电路电路5包括74HC74D类触发器电路U2和第三电容C3。在本实施例中，通过P1(DC5-32V输入)给测试仪器或设备供电(图3)，调整可变电阻R_ADJ1的阻值(图4)，通过万用表测量P3的电压(UP3)(图4)，过流保护值＝UP3/0.1，单位为安培；测试仪器或设备(电源输出)接P1(图3)，被测产品(电源输入)接P2(图3)，电路即可工作。对本专利技术保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本专利技术的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本专利技术的保护范围以内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流电源输出保护电路，它包括稳压电路(1)、电流输入采样电路(2)、精密电位器电路(3)、轨到轨比较器电路(4)、D类触发器电路电路(5)和输出控制电路(6)，所述电流输入采样电路(2)和所述输出控制电路(6)依次连接在电源输入(7)与电源输出(8)之间；所述电源输入(7)与所述稳压电路(1)连接；所述电流输入采样电路(2)与所述轨到轨比较器电路(4)连接；所述精密电位器电路(3)与所述轨到轨比较器电路(4)连接；所述轨到轨比较器电路(4)与所述D类触发器电路电路(5)连接；所述D类触发器电路电路(5)与所述输出控制电路(6)连接；所述稳压电路(1)输出3.3V电压为测试仪器或设备供电；所述电流输入采样电路(2)将输入的电流转换为电压并输出；所述精密电位器电路(3)通过设定电压值来设定过流保护电流的值；所述轨到轨比较器电路(4)将输入的电压与设定的电压值进行比较，并输出控制信号；所述D类触发器电路(5)将输入的控制信号输出并锁存；所述输出控制电路(6)通过输入的控制信号来控制MOSFET开关，并通过自恢复保险丝来保护测试仪器或设备。

【技术特征摘要】
1.一种直流电源输出保护电路，它包括稳压电路(1)、电流输入采样电路(2)、精密电位器电路(3)、轨到轨比较器电路(4)、D类触发器电路电路(5)和输出控制电路(6)，所述电流输入采样电路(2)和所述输出控制电路(6)依次连接在电源输入(7)与电源输出(8)之间；所述电源输入(7)与所述稳压电路(1)连接；所述电流输入采样电路(2)与所述轨到轨比较器电路(4)连接；所述精密电位器电路(3)与所述轨到轨比较器电路(4)连接；所述轨到轨比较器电路(4)与所述D类触发器电路电路(5)连接；所述D类触发器电路电路(5)与所述输出控制电路(6)连接；所述稳压电路(1)输出3.3V电压为测试仪器或设备供电；所述电流输入采样电路(2)将输入的电流转换为电压并输出；所述精密电位器电路(3)通过设定电压值来设定过流保护电流的值；所述轨到轨比较器电路(4)将输入的电压与设定的电压值进行比较，并输出控制信号；所述D类触发器电路(5)将输入的控制信号输出并锁存；所述输出控制电路(6)通过输入的控制信号来控制MOSFET开关，并通过自恢复保险丝来保护测试仪器或设备。2.根据权利要求1所述的直流电源输出保护电路，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁明月，武光泽，朱涛，
申请(专利权)人：常州星宇车灯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32