一种带快速限流开关的电源系统技术方案

本发明专利技术属于电源设备输出保护装置技术领域，公开了一种带快速限流开关的电源系统，包括：恒流源、电源变换电路、后级电路设备、限流开关电路、单片机、检流电阻RS、电流检测电路、过流比较电路、驱动电路、开关管、电压检测电路、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5，二极管D1、D2、D3，电感L1、开关管Q1。本发明专利技术在后级电路设备中出现短路、过流情况时，能在保护电源设备的同时，减低被调试电路损坏的风险；本发明专利技术在后级电路设备中出现短路情况，且短路回路上有开关管时，能保护开关管不损坏且不炸裂，减少调试危险，也减小调试人员的心理压力；本发明专利技术可用于电力电子电路开发调测的全过程，对后级电路进行保护的同时，提高了工作效率。提高了工作效率。提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种带快速限流开关的电源系统


[0001]本专利技术属于电源设备输出保护装置
，尤其涉及一种带快速限流开关的电源系统。

技术介绍

[0002]电路设备在调试和工作时，尤其是电力电子电路在调试时，通常要用单独的电源设备为其供电。
[0003]目前，市面上的电源设备，通常输出电容的容值都较大，特别是当电源输出为高压的时候，输出电容储存的能量会很大。虽然大多数电源设备都是恒流恒压类型，如果后级电路设备出现短路情况，电源设备也不会限制输出电容上的能量释放。当后级电路设备出现短路问题，该能量会在瞬间释放，会导致后级电路设备中元器件损坏，如果短路回路上有开关管，甚至会造成开关管炸裂起火。
[0004]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0005](1)后级电路设备出现短路问题，该能量会在瞬间释放，会导致后级电路设备中元器件损坏。
[0006](2)短路回路上有开关管，甚至会造成开关管炸裂起火。

技术实现思路

[0007]为了解决上述问题，本专利技术对普通的限流保护电路进行改进，将限流开关电路放在输出电容后端，同时实现快速检测、快速保护，得到一种带快速限流开关的电源系统，可以对后级电路设备进行限流保护，并且防止电路中元器件损坏。
[0008]本专利技术是这样实现的，一种带快速限流开关的电源系统，所述带快速限流开关的电源系统，包括：恒流源、电源变换电路、后级电路设备、限流开关电路、单片机、检流电阻RS、电流检测电路、过流比较电路、驱动电路、开关管、电压检测电路、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5，二极管D1、D2、D3，电感L1、开关管Q1；
[0009]所述恒流源连接在限流开关电路的两端，电源变换电路连接到限流开关电路，限流开关电路连接到后级电路设备，检流电阻RS连接电流检测电路，电流检测电路连接单片机和过流比较电路，驱动电路连接单片机、过流比较电路、开关管，电压检测电路连接单片机；
[0010]所述电源变换电路的输出电容C1～C3后端，依次连接开关管Q1和π型滤波电路(电容C4、电感L1、电容C5)，通过开关管Q1的开关来控制输出N3的有无，通过电感L1对输出电流的上升斜率进行限制，通过π型滤波电路对输出电压进行适当滤波，减小开关管Q1开通、关断过程中的振荡；
[0011]所述检流电阻RS，经过电流检测电路送到单片机采样，同时传送给过流比较电路，过流比较信号单片机进行读取，同时传给驱动电路控制开关管；如果出现过流情况，过流比较信号变高且自锁，并直接控制开关管关断，否则过流比较信号为低，Rs放在输出正端，可
以支持多个电源设备输出并机的操作。
[0012]进一步，所述单片机直接输出控制信号给驱动电路，可以控制开关管的开关；所述单片机检测复位按钮状态，输出复位操作信号给过流比较电路，解除过流比较信号的自锁，从而解除保护状态。
[0013]进一步，所述复位操作信号、过流比较信号的逻辑如下：有复位操作信号产生时，不论是否有过流情况，过流比较信号都为低；无复位操作信号产生时，如果出现过流则过流比较信号为高，如果未出现过流则过流比较信号为低。
[0014]进一步，所述过流比较信号、控制信号到驱动信号Drv的逻辑如下：过流比较信号为低时，控制信号的高、低直接控制Drv的高、低；过流比较信号为高时，无论控制信号为高、低，Drv都为低。
[0015]进一步，所述恒流源的作用是在开关管Q1关断时，前面N1点电压先建立，恒流源电路开始工作，产生恒定小电流I给电容C4、电容C5充电，如果后级电路设备处于短路状态，则N3电压不会增大，始终为0，此时软件检测到N3电压小于设定阈值，会禁止开通开关管Q1。此种情况也适用于出现了一次限流保护操作后，如果后级电路设备的短路状态未解除，操作人员仍进行复位操作时，通过电压检测电路结合软件程序禁止开关管Q1开通，提高电源的安全性。
[0016]进一步，所述电流检测电路、过流比较电路、驱动电路都由硬件电路实现，响应速度可以达到很快，当后级电路设备出现短路情况时，硬件电路会立即检测到过流，且快速关闭开关管，而π型滤波电路电容值很小，释放的能量不足以让后级电路设备的器件损坏。
[0017]进一步，所述限流开关电路部分由单个开关管和π型滤波电路组成。
[0018]进一步，所述π型滤波电路参数选取原则如下：根据最大限流值确定电感L1的额定电流，根据限制的电流上升斜率、限流保护响应时间和短路时最大释放能量确定电感值，电容C4，电容C5是为输出端提供高频纹波电流通路路径，其容量远小于C1
‑
C3。
[0019]进一步，所述二极管D1、D2选择超快恢复二极管。
[0020]结合上述的技术方案和解决的技术问题，本专利技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
[0021]第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本专利技术的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本专利技术技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
[0022]本专利技术在后级电路设备中出现短路、过流情况时，能在保护电源设备的同时，减低被调试电路损坏的风险。
[0023]本专利技术在后级电路设备中出现短路情况，且短路回路上有开关管时，能保护开关管不损坏且不炸裂，减少调试危险，也减小调试人员的心理压力。
[0024]本专利技术可用于电力电子电路开发调测的全过程，对后级电路进行保护的同时，提高了工作效率。
附图说明
[0025]图1是本专利技术实施例提供的带快速限流开关的电源系统电路图。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0027]为了使本领域技术人员充分了解本专利技术如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。
[0028]如图1所示，一种带快速限流开关的电源系统，所述带快速限流开关的电源系统，包括：恒流源、电源变换电路、后级电路设备、限流开关电路、单片机、检流电阻RS、电流检测电路、过流比较电路、驱动电路、开关管、电压检测电路、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5，二极管D1、D2、D3，电感L1、开关管Q1；
[0029]所述恒流源连接在限流开关电路的两端，电源变换电路连接到限流开关电路，限流开关电路连接到后级电路设备，检流电阻RS连接电流检测电路，电流检测电路连接单片机和过流比较电路，驱动电路连接单片机、过流比较电路、开关管，电压检测电路连接单片机；
[0030]所述电源变换电路的输出电容C1～C3后端，依次连接开关管Q1和π型滤波电路(电容C4、电感L1、电容C5)，通过开关管Q1的开关来控制输出N3的有无，通过电感L1对输出电流的上升斜率进行限制，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带快速限流开关的电源系统，其特征在于，包括：恒流源、电源变换电路、后级电路设备、限流开关电路、单片机、检流电阻RS、电流检测电路、过流比较电路、驱动电路、开关管、电压检测电路；所述恒流源连接在限流开关电路的两端，电源变换电路连接到限流开关电路，限流开关电路连接到后级电路设备，检流电阻RS连接电流检测电路，电流检测电路连接单片机和过流比较电路，驱动电路连接单片机、过流比较电路、开关管，电压检测电路连接单片机；所述电源变换电路的输出电容C1～C3后端，依次连接开关管Q1和电容C4、电感L1、电容C5构成的π型滤波电路，通过开关管Q1的开关来控制输出N3的有无，通过电感L1对输出电流的上升斜率进行限制，通过π型滤波电路对输出电压进行适当滤波，减小开关管Q1开通、关断过程中的振荡；所述检流电阻RS，经过电流检测电路送到单片机采样，同时传送给过流比较电路，过流比较信号单片机进行读取，同时传给驱动电路控制开关管；如果出现过流情况，过流比较信号变高且自锁，并直接控制开关管关断，否则过流比较信号为低，Rs放在输出正端，可以支持多个电源设备输出并机的操作。2.如权利要求1所述的带快速限流开关的电源系统，其特征在于，所述单片机直接输出控制信号给驱动电路，可以控制开关管的开关；所述单片机检测复位按钮状态，输出复位操作信号给过流比较电路，解除过流比较信号的自锁，从而解除保护状态。3.如权利要求2所述的带快速限流开关的电源系统，其特征在于，所述复位操作信号、过流比较信号的逻辑如下：有复位操作信号产生时，不论是否有过流情况，过流比较信号都为低；无复位操作信号产生时，如果出现过流则过流比较信号为高，如果未出现过流则过流比较信号为低。4.如权利要求2所述的带快速限流开关的电源系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王孝东，张成春，张孝杰，侯帅丞，胡波，李鼎，梁志远，龚祥，张志兴，
申请(专利权)人：东儿科技重庆有限公司，
类型：发明
国别省市：