【技术实现步骤摘要】
本申请涉及短路保护电路的领域，尤其是涉及一种基于比较器基础设计的短路保护电路。
技术介绍
1、太阳能分布于世界各地，是最清洁的能源之一，为此太阳能发电一直都是能源研究的一个热点。太阳能发电由四部分组成：太阳能电池板、蓄电池和充放电控制器及负载。而充放电控制器的功能有：(1)将太阳能电池板的电量按照蓄电池的充电方式充到蓄电池中；(2)管理蓄电池的电量；(3)保护太阳能发电系统。
2、市面上具备短路保护功能的控制器的控制方案一般是利用运放采集电流异常后关断负载控制三极管，从而关断回路的mos管来实现短路保护。当负载短路时，将会有很大的电流流经mos管，同时运放采到这个mos管位置处的电压，由mcu计算达到了短路电流的标准，来控制第一三极管打开，则第一三极管的集电极即第二三极管的基极会被拉低到0，第二三极管打开，此时第二三极管的集电极被拉低到0从而关断负载mos。
3、针对上述中的相关技术，由三极管去控制mos的打开和关断，三极管的基极与发射极的压差大于0.6v，三极管才会动作，三极管容易受环境影响产生一定温漂，导致保护电路容易产生误差。
技术实现思路
1、为了提高短路保护电路的稳定性和准确度，本申请提供了一种基于比较器基础设计的短路保护电路。
2、本申请提供的一种基于比较器基础设计的短路保护电路采用如下的技术方案：
3、一种基于比较器基础设计的短路保护电路，包括采样单元、短路检测单元、驱动单元和开关单元，所述采样单元采集当前电压并将当前电
4、通过采用上述技术方案，该短路保护电路以第一比较器t1来进行回路中的短路检测，电路在发生短路时，比较器能够以极快的速度进行比较操作，并产生相应的输出信号。同时比较器具有良好的可靠性和稳定性，在各种环境条件下都能正常工作，并且不容易受到外部环境或噪声的影响。
5、可选的，所述第一比较器t1的负输入端电连接有第三电阻r3，所述第三电阻r3的另一端与所述采样单元电连接，所述采样单元采集到的当前电压值通过第三电阻r3输入到所述第一比较器t1的负输入端；所述第一比较器t1的正输入端电连接有第四电阻r4，所述第四电阻r4另一端连接vcc，所述第四电阻r4远离vcc一端电连接有第五电阻r5，所述第五电阻r5另一端接地，所述第一参考电压由所述第四电阻r4与所述第五电阻r5分压得到；所述第一比较器t1的输出端电连接有第七电阻r7，所述第七电阻r7另一端电连接所述驱动单元，所述第一比较器t1输出的load-short信号通过所述第七电阻r7输出给所述驱动单元。
6、通过采用上述技术方案，第一比较器t1的两个输入端均串联有电阻，串联电阻可以限制电流的大小，防止电路中出现过大的电流对比较器造成损伤。同时比较器可以通过调整阈值来设置触发短路保护的电压，提高电路的灵活性。
7、可选的，所述短路检测单元还包括第二比较器t2，所述第二比较器t2与所述第一比较器t1电连接，所述第二比较器t2接收所述第一比较器t1输出的load-short信号，预设第二参考电压值，所述第二比较器t2将当load-short信号与第二参考电压值作比较，若load-short信号小于第二参考电压值，所述第二比较器t2输出load-en信号；所述驱动单元的输入端与所述第二比较器t2的输出端电连接，当所述驱动单元接收到所述第二比较器t2输出的load-en信号时，所述驱动单元驱动所述开关单元关断回路。
8、通过采用上述技术方案，使用两级比较器可以提高短路保护电路的可靠性。第一级比较器可以快速检测短路事件，第二级比较器可以进一步确认短路情况，避免误报和误判，从而提高保护电路的可靠性。
9、可选的，所述第二比较器t2的正输入端电连接有第八电阻r8，所述第八电阻r8的另一端与第一比较器t1的输出端电连接，所述第一比较器t1输出的load-short信号通过第八电阻r8输入到所述第二比较器t2的正输入端；所述第二比较器t2的负输入端电连接有第九电阻r9，所述第九电阻r9另一端连接vcc，所述第九电阻r9远离vcc一端电连接有第十电阻r10，所述第十电阻r10另一端接地，所述第二参考电压由所述第九电阻r9与所述第十电阻r10分压得到，所述第二比较器t2的输出端电连接所述驱动单元。
10、通过采用上述技术方案，第二比较器t2的两个输入端均串联有电阻，串联电阻可以限制电流的大小，防止电路中出现过大的电流对比较器造成损伤。同时可以增加比较器的输入阻抗，减小输入信号源的驱动电流，提高输入信号的稳定性和精度。
11、可选的，所述第一比较器t1的输出端电连接有第六电阻r6，所述第六电阻r6另一端电连接有单片机芯片u1，所述第一比较器t1输出的load-short信号通过所述第六电阻r6输出给所述单片机芯片u1，当所述单片机芯片u1接收到load-short信号时输出load-en信号；所述单片机芯片u1电连接所述驱动单元，所述单片机芯片u1输出load-en信号给所述驱动单元，当所述驱动单元接收到load-en信号时，所述驱动单元驱动所述开关单元关断回路。
12、通过采用上述技术方案，回路发生短路时第一比较器t1快速检测短路事件，第二级比较器t2进一步确认短路情况，并快速做出反应，同时第一比较器t1输出load-short信号给单片机芯片u1，单片机芯片u1接收到load-short信号并输出load-en信号给驱动单元，从而接管短路保护，实现了灵活的短路保护策略，提高了电路的适应性和灵活性。
13、可选的，所述开关单元包括mos管q1，所述mos管q1的源极电连接所述采样单元，所述mos管q1的栅极电连接所述驱动单元，所述mos管q1的漏极电连接负载。
14、通过采用上述技术方案，mos管具有很好的开关性能，可以迅速切换导通和截止状态。在短路保护电路中，当检测到短路事件发生时，mos管能够快速地切断电路连接，避免大电流流过，减小对电路和设备的损坏。
15、可选的，所述mos管q1的源极和漏极之间并联有第一电容c1。
16、通过采用上述技术方案，第一电容c1能够使得尖峰电压沿变缓，尖峰电压会使mosfet进入雪崩击穿损坏mosfet，通过在mos管的源极和漏极之间并联电容，在相同的时间内mosfet承受的过电压降低，产生的雪崩能量降低，进而保护了mos管。
17本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于比较器基础设计的短路保护电路，其特征在于：包括采样单元(1)、短路检测单元(2)、驱动单元(3)和开关单元(4)，所述采样单元(1)采集当前电压并将当前电压值输出；所述短路检测单元(2)包括第一比较器T1，所述第一比较器T1与所述采样单元(1)电连接，所述第一比较器T1接收当前电压值，所述短路检测单元(2)预设第一参考电压值，所述第一比较器T1将当前电压值与第一参考电压值作比较，若当前电压值大于第一参考电压值，所述第一比较器T1输出LOAD-SHORT信号；所述驱动单元(3)的输入端与所述第一比较器T1的输出端电连接，所述驱动单元(3)的输出端电连接开关单元(4)，当所述驱动单元(3)接收到所述第一比较器T1输出的LOAD-SHORT信号时，所述驱动单元(3)驱动所述开关单元(4)关断回路。
2.根据权利要求1所述的一种基于比较器基础设计的短路保护电路，其特征在于：所述第一比较器T1的负输入端电连接有第三电阻R3，所述第三电阻R3的另一端与所述采样单元(1)电连接，所述采样单元(1)采集到的当前电压值通过第三电阻R3输入到所述第一比较器T1的负输入端；所述
3.根据权利要求1所述的一种基于比较器基础设计的短路保护电路，其特征在于：所述短路检测单元(2)还包括第二比较器T2，所述第二比较器T2与所述第一比较器T1电连接，所述第二比较器T2接收所述第一比较器T1输出的LOAD-SHORT信号，预设第二参考电压值，所述第二比较器T2将当LOAD-SHORT信号与第二参考电压值作比较，若LOAD-SHORT信号小于第二参考电压值，所述第二比较器T2输出LOAD-EN信号；所述驱动单元(3)的输入端与所述第二比较器T2的输出端电连接，当所述驱动单元(3)接收到所述第二比较器T2输出的LOAD-EN信号时，所述驱动单元(3)驱动所述开关单元(4)关断回路。
4.根据权利要求3所述的一种基于比较器基础设计的短路保护电路，其特征在于：所述第二比较器T2的正输入端电连接有第八电阻R8，所述第八电阻R8的另一端与第一比较器T1的输出端电连接，所述第一比较器T1输出的LOAD-SHORT信号通过第八电阻R8输入到所述第二比较器T2的正输入端；所述第二比较器T2的负输入端电连接有第九电阻R9，所述第九电阻R9另一端连接VCC，所述第九电阻R9远离VCC一端电连接有第十电阻R10，所述第十电阻R10另一端接地，所述第二参考电压由所述第九电阻R9与所述第十电阻R10分压得到，所述第二比较器T2的输出端电连接所述驱动单元(3)。
5.根据权利要求3所述的一种基于比较器基础设计的短路保护电路，其特征在于：所述第一比较器T1的输出端电连接有第六电阻R6，所述第六电阻R6另一端电连接有单片机芯片U1，所述第一比较器T1输出的LOAD-SHORT信号通过所述第六电阻R6输出给所述单片机芯片U1，当所述单片机芯片U1接收到LOAD-SHORT信号时输出LOAD-EN信号；所述单片机芯片U1电连接所述驱动单元(3)，所述单片机芯片U1输出LOAD-EN信号给所述驱动单元(3)，当所述驱动单元(3)接收到LOAD-EN信号时，所述驱动单元(3)驱动所述开关单元(4)关断回路。
6.根据权利要求2所述的一种基于比较器基础设计的短路保护电路，其特征在于：所述开关单元(4)包括MOS管Q1，所述MOS管Q1的源极电连接所述采样单元(1)，所述MOS管Q1的栅极电连接所述驱动单元(3)，所述MOS管Q1的漏极电连接负载。
7.根据权利要求6所述的一种基于比较器基础设计的短路保护电路，其特征在于：所述MOS管Q1的源极和漏极之间并联有第一电容C1。
8.根据权利要求6所述的一种基于比较器基础设计的短路保护电路，其特征在于：所述采样单元(1)包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1一端接地，另一端与所述MOS管Q1的源极和所述第三电阻R3远离所述第一比较器T1的一端电连接，所述第二电阻R2与第一电阻R1并联。
9.根据权利要求8所述的一种基于比较器基础设计的短路保护电路，其特征在于：所述采样单元(1)包括运算放大器T3，所述运算放大器T3的负数入端电连接有第...
【技术特征摘要】
1.一种基于比较器基础设计的短路保护电路，其特征在于：包括采样单元(1)、短路检测单元(2)、驱动单元(3)和开关单元(4)，所述采样单元(1)采集当前电压并将当前电压值输出；所述短路检测单元(2)包括第一比较器t1，所述第一比较器t1与所述采样单元(1)电连接，所述第一比较器t1接收当前电压值，所述短路检测单元(2)预设第一参考电压值，所述第一比较器t1将当前电压值与第一参考电压值作比较，若当前电压值大于第一参考电压值，所述第一比较器t1输出load-short信号；所述驱动单元(3)的输入端与所述第一比较器t1的输出端电连接，所述驱动单元(3)的输出端电连接开关单元(4)，当所述驱动单元(3)接收到所述第一比较器t1输出的load-short信号时，所述驱动单元(3)驱动所述开关单元(4)关断回路。
2.根据权利要求1所述的一种基于比较器基础设计的短路保护电路，其特征在于：所述第一比较器t1的负输入端电连接有第三电阻r3，所述第三电阻r3的另一端与所述采样单元(1)电连接，所述采样单元(1)采集到的当前电压值通过第三电阻r3输入到所述第一比较器t1的负输入端；所述第一比较器t1的正输入端电连接有第四电阻r4，所述第四电阻r4另一端连接vcc，所述第四电阻r4远离vcc一端电连接有第五电阻r5，所述第五电阻r5另一端接地，所述第一参考电压由所述第四电阻r4与所述第五电阻r5分压得到；所述第一比较器t1的输出端电连接有第七电阻r7，所述第七电阻r7另一端电连接所述驱动单元(3)，所述第一比较器t1输出的load-short信号通过所述第七电阻r7输出给所述驱动单元(3)。
3.根据权利要求1所述的一种基于比较器基础设计的短路保护电路，其特征在于：所述短路检测单元(2)还包括第二比较器t2，所述第二比较器t2与所述第一比较器t1电连接，所述第二比较器t2接收所述第一比较器t1输出的load-short信号，预设第二参考电压值，所述第二比较器t2将当load-short信号与第二参考电压值作比较，若load-short信号小于第二参考电压值，所述第二比较器t2输出load-en信号；所述驱动单元(3)的输入端与所述第二比较器t2的输出端电连接，当所述驱动单元(3)接收到所述第二比较器t2输出的load-en信号时，所述驱动单元(3)驱动所述开关单元(4)关断回路。
4.根据权利要求3所述的一种基于比较器基础设计的短路保护电路，其特征在于：所述第二比较器t2的正输入端电连接有第八电阻r8，所述第八电阻r8的另一端与第一比较器t1的输出端电连接，所述第一比较器t1输出的load-short信号通过第八电阻r8输入到所述第二比较器t2的正输入端；所述第二比较器t2的负输入端电连接有第九电阻r9，所述第九电阻r9另一端连接vcc，所述第九电阻r9远...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏林超，李子玉，张永强，李永坤，
申请(专利权)人：青岛天盈华智科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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