一种直流电源短路保护电路制造技术

本申请公开一种直流电源短路保护电路，包括：前级直流电源、短路保护电路、N个开关电路和N个后级电源网络；前级直流电源通过短路保护电路分别连接N个后级电源网络，还通过N个开关电路分别连接N个后级电源网络；短路保护电路还分别连接N个开关电路，用于控制N个后级电源网络工作状态。前级直流电源通过开关电路向对应的后级电源网络供电之前，若短路保护电路检测后级电源网络出现短路时，控制开关电路与后级电源网络之间通路断开，使前级直流电源不能通过开关电路向后级电源网络供电，达到对整个电源电路中元器件的保护，以及避免击穿、异常的元器件上电过流发热而可能引发的起火。

【技术实现步骤摘要】
一种直流电源短路保护电路
本申请涉及电子控制领域，尤其涉及一种直流电源短路保护电路。
技术介绍
通常安装了元器件的印刷电路板(PrintedCircuitBoardAssembly，PCBA)产品做好后，需对PCBA上的电源进行一次性直流阻抗的测量，对直流阻抗的测量是为了检测电子元器件是否出现异常击穿的情况，当直流阻抗在所要求的范围之内时，可保证PCBA产品的可靠性和安全性。当PCBA产品正式投入使用后，PCBA产品在使用过程中电子元器件(例如电容、二极管等)也可能出现异常击穿的现象。对存在异常击穿的元器件通电时产生的电流小于位于后级电源网络之前的直流转换器(DirectCurrent/DirectCurrent，DC/DC)输出电流的最大值，以至于不能够触发保护机制、或者直流转换器本身存在击穿异常、以及没有过流保护的直流供电设计，存在此类故障的电路板如果直接上电，将极易导致电源电路中元器件的损坏，以及因击穿、异常的元器件上电过流发热而可能引发起火。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本申请期望提供一种直流电源短路保护电路。本申请的技术方案是这样实现的：本申请提供一种直流电源短路保护电路，包括：前级直流电源、短路保护电路、N个开关电路和N个后级电源网络；其中，N为正整数；所述前级直流电源通过所述短路保护电路分别连接所述N个后级电源网络；所述前级直流电源通过所述N个开关电路分别连接所述N个后级电源网络；所述短路保护电路还分别连接所述N个开关电路，用于控制所述N个后级电源网络的工作状态；所述前级直流电源通过所述开关电路向对应的后级电源网络进行供电之前，所述短路保护电路用于检测所述后级电源网络对地阻抗，若所述后级电源网络对地阻抗满足预设短路条件时，控制所述开关电路处于断开状态，以使得所述前级直流电源不能通过所述开关电路向所述后级电源网络供电。上述方案中，所述后级电源网络对地阻抗不满足预设短路条件时，控制所述开关电路处于闭合状态，以使得所述前级直流电源通过所述开关电路向所述后级电源网络供电。上述方案中，所述预设短路条件为：所述后级电源网络的对地阻抗位于预设的阻抗范围。上述方案中，当N＝1时，所述短路保护电路包括：第一恒流源电路和迟滞比较器；所述第一恒流源电路，用于向所述后级电源网络提供恒定电流；所述迟滞比较器的负极输入端采集所述后级电源网络的电压测量端的对地电压，正极输入端输入参考电压；所述对地电压小于所述迟滞比较器的上限电压时，表征所述后级电源网络对地阻抗满足预设短路条件，则所述迟滞比较器向所述第一恒流源电路和所述开关电路输出第一控制信号，用于控制所述第一恒流源电路向所述后级电源网络提供恒定电流，以及用于控制所述开关电路处于断开状态；所述对地电压大于所述迟滞比较器的上限电压时，表征所述后级电源网络对地阻抗不满足预设短路条件，则所述迟滞比较器向所述第一恒流源电路和所述开关电路均输出第二控制信号，用于控制所述第一恒流源电路停止向所述后级电源网络提供恒定电流，及控制所述开关电路处于闭合状态。上述方案中，所述第一恒流源电路包括：第一电阻、第一PNP三级管、第一稳压管、第二电阻和第一PMOS管；其中，所述第一稳压管的负极通过所述第一电阻与所述第一PNP三级管的发射极相连，所述第一稳压管的负极还与所述前级直流电源和所述第一PMOS管的源极相连；所述第一稳压管的正极与所述第一PNP三级管的基极相连，与所述第一PMOS管的漏极相连，也通过所述第二电阻接地；所述第一PNP三级管的集电极与所述后级电源网络相连，所述第一PMOS管的栅极与所述迟滞比较器输出端相连。上述方案中，所述第一恒流源电路还包括：第三电阻；所述第一PMOS管的栅极通过所述第三电阻与所述迟滞比较器输出端相连。上述方案中，所述迟滞比较器的正极输入端通过第四电阻连接参考电压源，所述正极输入端通过第五电阻与输出端相连，负极输入端通过所述第一电容接地，所述负极输入端与所述开关电路使能控制端相连，用于向所述开关电路输出控制信号，所述负极输入端还通过第六电阻所述后级电源网络的电压测量端相连。上述方案中，所述短路保护电路还包括：反相电路；所述迟滞比较器输出端通过所述反相电路与所述开关电路使能控制端相连，所述反相电路用于将所述第一控制信号或所述第二控制信号反向后，输入到所述开关电路使能控制端。上述方案中，所述反相电路包括：NPN三极管和第七电阻；其中，所述NPN三极管的基极与所述迟滞比较器输出端相连，所述NPN三极管的集电极通过所述第七电阻与所述前级直流电源，所述NPN三极管的集电极与所述开关电路使能控制端相连，所述NPN三极管的发射极接地。上述方案中，所述反相电路还包括：第八电阻和第二电容；所述NPN三极管的集电极还通过串联所述第八电阻和所述第二电容接地。上述方案中，所述短路保护电路还包括：第九电阻其中，所述迟滞比较器的输出端通过所述第九电阻与所述开关电路使能控制端相连；或者，所述迟滞比较器的输出端通过所述第九电阻与所述反相电路输入端相连。上述方案中，当N＞1时，所述短路保护电路包括：电源管理监控芯片、第二恒流源电路和多路选择开关；所述第二恒流源电路输出电流可调，用于向不同的后级电源网络提供不同的恒定电流；所述电源管理监控芯片，用于控制所述多路选择开关选择待检测的第i后级电源网络，并控制所述第二恒流源电路输出所述第i后级电源网络匹配的第i恒定电流；其中，i取小于或者等于N的正整数；所述第二恒流源电路通过所述多路选择开关将所述第i恒定电流输出到所述第i后级电源网络；所述电源管理监控芯片，用于采集所述第i后级电源网络的电压测量端的第i对地电压，根据所述第i恒定电流和所述第i对地电压，计算出所述第i后级电源网络对地阻抗；所述对地阻抗满足预设短路条件，所述电源管理监控芯片向所述第i开关电路输出第一控制信号，用于控制所述第i开关电路处于断开状态；所述对地阻抗不满足预设短路条件，所述电源管理监控芯片向所述第i开关电路输出第二控制信号，用于控制所述第i开关电路处于闭合状态。上述方案中，所述电源管理监控芯片，还用于在所述对地阻抗不满足预设短路条件时，向所述多路选择开关输出第三控制信号，用于控制所述多路选择开关断开所述第二恒流源电路与所述第i后级电源网络之间的通路；所述电源管理监控芯片，还用于在所述前级直流电源通过所述开关电路向对应的后级电源网络进行供电之前，向所述多路选择开关输出第四控制信号，用于控制所述多路选择开关连通所述第二恒流源电路与所述第i后级电源网络之间的通路。上述方案中，所述多路选择开关的自检端通过第十电阻接地；所述电源管理监控芯片，还用于在所述第二恒流源电路向所述多路选择开关输出恒定电流之前，控制所述多路选择开关选通连接自检端并采集所述自检端的电压；基于所述自检端的电压检测所述多路选择开关与所述第二恒流源电路工作是否正常；若工作正常，所述电源管理监控芯片控制所述第二恒流源电路向所述多路选择开关输出所述第i恒定电流，以使得所述多路选择开关将所述第i恒定电流传输至所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流电源短路保护电路，其特征在于，包括：前级直流电源、短路保护电路、N个开关电路和N个后级电源网络；其中，N为正整数；/n所述前级直流电源通过所述短路保护电路分别连接所述N个后级电源网络；所述前级直流电源通过所述N个开关电路分别连接所述N个后级电源网络；所述短路保护电路还分别连接所述N个开关电路，用于控制所述N个后级电源网络的工作状态；/n所述前级直流电源通过所述开关电路向对应的后级电源网络进行供电之前，所述短路保护电路用于检测所述后级电源网络对地阻抗，若所述后级电源网络对地阻抗满足预设短路条件时，控制所述开关电路处于断开状态，以使得所述前级直流电源不能通过所述开关电路向所述后级电源网络供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种直流电源短路保护电路，其特征在于，包括：前级直流电源、短路保护电路、N个开关电路和N个后级电源网络；其中，N为正整数；
所述前级直流电源通过所述短路保护电路分别连接所述N个后级电源网络；所述前级直流电源通过所述N个开关电路分别连接所述N个后级电源网络；所述短路保护电路还分别连接所述N个开关电路，用于控制所述N个后级电源网络的工作状态；
所述前级直流电源通过所述开关电路向对应的后级电源网络进行供电之前，所述短路保护电路用于检测所述后级电源网络对地阻抗，若所述后级电源网络对地阻抗满足预设短路条件时，控制所述开关电路处于断开状态，以使得所述前级直流电源不能通过所述开关电路向所述后级电源网络供电。


2.根据权利要求1所述的直流电源短路保护电路，其特征在于，
所述后级电源网络对地阻抗不满足预设短路条件时，控制所述开关电路处于闭合状态，以使得所述前级直流电源通过所述开关电路向所述后级电源网络供电。


3.根据权利要求1或2所述的直流电源短路保护电路，其特征在于，
所述预设短路条件为：所述后级电源网络的对地阻抗位于预设的阻抗范围。


4.根据权利要求3所述的直流电源短路保护电路，其特征在于，
当N＝1时，所述短路保护电路包括：第一恒流源电路和迟滞比较器；
所述第一恒流源电路，用于向所述后级电源网络提供恒定电流；
所述迟滞比较器的负极输入端采集所述后级电源网络的电压测量端的对地电压，正极输入端输入参考电压；
所述对地电压小于所述迟滞比较器的上限电压时，表征所述后级电源网络对地阻抗满足预设短路条件，则所述迟滞比较器向所述第一恒流源电路和所述开关电路输出第一控制信号，用于控制所述第一恒流源电路向所述后级电源网络提供恒定电流，以及用于控制所述开关电路处于断开状态；
所述对地电压大于所述迟滞比较器的上限电压时，表征所述后级电源网络对地阻抗不满足预设短路条件，则所述迟滞比较器向所述第一恒流源电路和所述开关电路均输出第二控制信号，用于控制所述第一恒流源电路停止向所述后级电源网络提供恒定电流，及控制所述开关电路处于闭合状态。


5.根据权利要求4所述的直流电源短路保护电路，其特征在于，
所述第一恒流源电路包括：第一电阻、第一PNP三级管、第一稳压管、第二电阻和第一PMOS管；
其中，所述第一稳压管的负极通过所述第一电阻与所述第一PNP三级管的发射极相连，所述第一稳压管的负极还与所述前级直流电源和所述第一PMOS管的源极相连；所述第一稳压管的正极与所述第一PNP三级管的基极相连，与所述第一PMOS管的漏极相连，也通过所述第二电阻接地；所述第一PNP三级管的集电极与所述后级电源网络相连，所述第一PMOS管的栅极与所述迟滞比较器输出端相连。


6.根据权利要求5所述的直流电源短路保护电路，其特征在于，
所述第一恒流源电路还包括：第三电阻；
所述第一PMOS管的栅极通过所述第三电阻与所述迟滞比较器输出端相连。


7.根据权利要求4所述的直流电源短路保护电路，其特征在于，
所述迟滞比较器的正极输入端通过第四电阻连接参考电压源，所述正极输入端通过第五电阻与输出端相连，负极输入端通过所述第一电容接地，所述负极输入端与所述开关电路使能控制端相连，用于向所述开关电路输出控制信号，所述负极输入端还通过第六电阻与所述后级电源网络的电压测量端相连。


8.根据权利要求4-7任一项所述的直流电源短路保护电路，其特征在于，
所述短路保护电路还包括：反相电路；
所述迟滞比较器输出端通过所述反相电路与所述开关电路使能控制端相连，所述反相电路用于将所述第一控制信号或所述第二控制信号反向后，输入到所述开关电路使能控制端。


9.根据权利要求8所述的直流电源短路保护电路，其特征在于，
所述反相电路包括：NPN三极管和第七电阻；
其中，所述NPN三极管的基极与所述迟滞比较器输出端相连，所述NPN三极管的集电极通过所述第七电阻与所述前级直流电源，所述NPN三极管的集电极与所述开关电路使能控制端相连，所述NPN三极管的发射极接地。


10.根据权利要求9所述的直流电源短路保护电路，其特征在于，
所述反相电路还包括：第八电阻和第二电容；
所述NPN三极管的集电极还通过串联所述第八电阻和所述第二电容接地。


11.根据权利要求10所述的直流电源短路保护电路，其特征在于，
所述短路保护电路还包括：第九电阻；

【专利技术属性】
技术研发人员：刘理达，
申请(专利权)人：深圳市信锐网科技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44