一种用于宇航隔离型二次电源可恢复过流保护电路制造技术

本发明专利技术公开了一种用于宇航隔离型二次电源可恢复过流保护电路，通过电流采样放大电路实时检测输入电流值，进而控制过流保护开关管(一般采用MOS管实现)，实现了输入电流超过限定值时先限流延时，在限流时间内若异常状况消失，则解除限流；若异常状况持续存在，则启动输入过流锁死保护功能。仿真结果表明该可恢复式过流保护电路适用于各类隔离型DC/DC变换器，具有保护动作快，限流时间可调，电路结构简单等优点，对提高宇航隔离型DC/DC变换器的可靠性与安全性具有重要意义。性与安全性具有重要意义。性与安全性具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种用于宇航隔离型二次电源可恢复过流保护电路


[0001]本专利技术属于电学领域，具体涉及一种用于宇航隔离型二次电源可恢复过流保护电路。

技术介绍

[0002]传统宇航二次电源一般使用熔断器实现输入过流保护功能，但熔断器具有动作后不可恢复、动作速度慢、动作时产生高电压尖峰等缺点，且国产熔断器的最大额定电流仅为10A左右，严重制约了宇航二次电源的大功率大电流发展。目前国内外现有的可恢复过流保护芯片，绝大多数不具备抗辐照特性，工作温度范围小，无法在宇航二次电源中应用。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种用于宇航隔离型二次电源可恢复过流保护电路，以克服现有的过流保护电路的不足。
[0004]为了达到上述的目的，本专利技术提供一种用于宇航隔离型二次电源可恢复过流保护电路，所述可恢复过流保护电路位于宇航二次电源的输入母线与后端主功率电路之间；
[0005]包括：电流采样放大电路K1、限流和延时关断电路K2以及过流保护开关管；
[0006]电流采样放大电路K1对输入电流进行实时采样放大，并将采样放大值输出至限流和延时关断电路K2；当输入电流低于过流保护点时，限流和延时关断电路K2不工作，过流保护开关管保持开通状态；当输入电流超过过流保护点时，限流和延时关断电路K2调节过流保护开关管的驱动电压以降低输入电流，若在达到设定的限流时间前输入电流低于过流保护点，则限流和延时关断电路K2恢复至不工作状态，过流保护开关管开通；若达到设定的限流时间后输入电流仍超过设定值，则限流和延时关断电路K2控制过流保护开关管关断，强制宇航二次电源关机。
[0007]优选的，所述电流采样放大电路K1包括采样电阻和镜像电流源放大电路；
[0008]所述采样电阻对输入电流进行实时采样，将电流值转换为电压值；
[0009]镜像电流源放大电路对上述电压值进行放大后输出至限流和延时关断电路K2。
[0010]优选的，所述采样电阻为电阻R1，镜像电流源放大电路包括三极管Q1、Q2、Q3、电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8及稳压管D1；
[0011]所述电阻R1的一端同时与电阻R2的一端、以及稳压管D1的阴极连接，电阻R1的另一端与电阻R3的一端连接，电阻R2的另一端连接三极管Q1的射极，R3的另一端连接三极管Q2的射极，三极管Q1的基极、集电极均与Q2的基极连接，Q2的集电极与Q3的基极连接，Q3的射极连接Q1的射极，Q3的集电极同时连接电阻R7的一端以及电阻R8的一端，R7的另一端接至输入母线地，电阻R4一端与Q1的集电极相接，电阻R4另一端同时与稳压管D1的阳极、电阻R5的一端、R6的一端连接，电阻R5的另一端与Q3的基极连接，R6的另一端接至输入母线地。
[0012]优选的，所述电阻R1的一端与电阻R2的一端、以及稳压管D1的阴极的连接点作为电流采样放大电路K1的正输入端，输入母线地为电流采样放大电路K1的负输入端。
[0013]优选的，电流采样放大电路K1的正负输入端与宇航二次电源的输入母线连接。
[0014]优选的，所述电阻R1与电阻R3的连接点作为电流采样放大电路K1的第一输出端，电阻R8的另一端作为电流采样放大电路K1的第二输出端。
[0015]优选的，过流保护开关管采用MOS管M1实现。
[0016]优选的，所述限流和延时关断电路K2包括三极管Q4、Q5、Q6、电阻R9、R
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、R
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、R
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、R
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、R
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、R
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、R
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、R
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、电容C1、C2、稳压管D2、二极管D3；
[0017]所述电阻R9的一端与电流采样放大电路K1的第一输出端连接，电阻R9的另一端与Q4的集电极连接，Q4的基极与电流采样放大电路K1的第二输出端连接，Q4的射极与电阻R
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的一端相接，R
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的另一端同时与电阻R
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的一端、电阻R
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的一端以及Q6的基极连接，电阻R
13
的另一端接至输入母线地，电阻R
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的另一端与Q5的集电极相接，Q5的射极与D2的阳极相接，D2的阴极与电流采样放大电路K1的第一输出端连接；Q5的基极同时与电容C1的一端、电阻R
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的一端以及电阻R
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的一端连接，R
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的另一端与Q6的集电极连接，Q6的射极接至输入母线地，R
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的一端与Q6的集电极相接，R
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的另一端与D3的阴极相接，MOS管M1的栅极同时与电阻R
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的一端、D3的阳极、电阻R
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的一端以及电容C2的一端连接，M1的源极、电阻R
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的另一端以及电容C2的另一端接至输入母线地；电容C1的另一端、电阻R
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的另一端、电阻R
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的另一端均连接至电流采样放大电路K1的第一输出端。
[0018]优选的，电流采样放大电路K1的第一输出端与后端主功率电路的正输入端连接，MOS管M1的漏极与后端主功率电路的负输入端连接。
[0019]优选的，当输入电流高于过流保护点时，限流和延时关断电路K2工作于限流状态，即三极管Q4和Q6逐渐导通并工作于线性区，此时过流保护开关管M1的栅极电压被拉低，过流保护开关管M1工作于可变电阻区从而降低输入电流；
[0020]与此同时C1开始充电，在C1充电至D2击穿前限流和延时关断电路K2始终工作于限流状态；若在达到设定的限流时间前输入电流低于过流保护点，则三极管Q4和Q6重新关断，过流保护开关管M1的栅极电压重新升高，M1完全导通；
[0021]若达到设定的限流时间后输入电流仍超过设定值，则C1继续充电直至D2击穿，Q6工作于饱和区，此时M1关断，从而关断整个二次电源。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的技术有益效果是：
[0023]目前国内外现有的可恢复过流保护芯片，绝大多数不具备抗辐照特性，工作温度范围小，无法在宇航二次电源中应用。本专利技术提出了一种用于宇航隔离型二次电源可恢复过流保护电路，通过采样放大电路实时检测输入电流值，进而控制输入过流开关(一般采用MOS管实现)，实现了输入电流超过限定值时先限流延时，在限流时间内若异常状况消失，则解除限流。若异常状况持续存在，则启动输入过流锁死保护功能。通过MATLAB Simulink仿真结果表明，该电路适用于各类隔离型DC/DC变换器，动作时不产生高电压尖峰，具有动作后可恢复、保护动作快、限流时间可调、电路结构简单等优点。
附图说明
[0024]图1为本专利技术提出的一种用于宇航隔离型二次电源可恢复过流保护电路；
[0025]图2为本专利技术电路工作于长时间过流故障时的MATLAB Si本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于宇航隔离型二次电源可恢复过流保护电路，其特征在于，所述可恢复过流保护电路位于宇航二次电源的输入母线与后端主功率电路之间；包括：电流采样放大电路K1、限流和延时关断电路K2以及过流保护开关管；电流采样放大电路K1对输入电流进行实时采样放大，并将采样放大值输出至限流和延时关断电路K2；当输入电流低于过流保护点时，限流和延时关断电路K2不工作，过流保护开关管保持开通状态；当输入电流超过过流保护点时，限流和延时关断电路K2调节过流保护开关管的驱动电压以降低输入电流，若在达到设定的限流时间前输入电流低于过流保护点，则限流和延时关断电路K2恢复至不工作状态，过流保护开关管开通；若达到设定的限流时间后输入电流仍超过设定值，则限流和延时关断电路K2控制过流保护开关管关断，强制宇航二次电源关机。2.如权利要求1所述的一种用于宇航隔离型二次电源可恢复过流保护电路，其特征在于，所述电流采样放大电路K1包括采样电阻和镜像电流源放大电路；所述采样电阻对输入电流进行实时采样，将电流值转换为电压值；镜像电流源放大电路对上述电压值进行放大后输出至限流和延时关断电路K2。3.如权利要求2所述的一种用于宇航隔离型二次电源可恢复过流保护电路，其特征在于，所述采样电阻为电阻R1，镜像电流源放大电路包括三极管Q1、Q2、Q3、电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8及稳压管D1；所述电阻R1的一端同时与电阻R2的一端、以及稳压管D1的阴极连接，电阻R1的另一端与电阻R3的一端连接，电阻R2的另一端连接三极管Q1的射极，R3的另一端连接三极管Q2的射极，三极管Q1的基极、集电极均与Q2的基极连接，Q2的集电极与Q3的基极连接，Q3的射极连接Q1的射极，Q3的集电极同时连接电阻R7的一端以及电阻R8的一端，R7的另一端接至输入母线地，电阻R4一端与Q1的集电极相接，电阻R4另一端同时与稳压管D1的阳极、电阻R5的一端、R6的一端连接，电阻R5的另一端与Q3的基极连接，R6的另一端接至输入母线地。4.如权利要求3所述的一种用于宇航隔离型二次电源可恢复过流保护电路，其特征在于，所述电阻R1的一端与电阻R2的一端、以及稳压管D1的阴极的连接点作为电流采样放大电路K1的正输入端，输入母线地为电流采样放大电路K1的负输入端。5.如权利要求4所述的一种用于宇航隔离型二次电源可恢复过流保护电路，其特征在于，电流采样放大电路K1的正负输入端与宇航二次电源的输入母线连接。6.如权利要求3所述的一种用于宇航隔离型二次电源可恢复过流保护电路，其特征在于，所述电阻R1与电阻R3的连接点作为电流采样放大电路K1的第一输出端，电阻R8的另一端作为电流采样放大电路K1的第二输出端。7.如权利要求6所述的一种用于宇航隔离型二次电源可恢复过流保护电路，其特征在于，过流保护开关管采用MOS管M1实现。8.如权利要求7所述的一种用于宇航隔离型二次电源可恢复过流保护电路，其特征在于，所述限流和延时关断电路K2包括三极管Q4、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涵，汪超，王培飞，赵洋，何娇娇，黄融，孙祥峰，秦玉超，潘鑫，毕黎琛，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：