[發(fā)明專利]具有預(yù)充電功能的直流電源的短路保護(hù)電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210137533.5
• 申請(qǐng)日: 2012-05-05
• 公開（公告）號(hào): CN102709882A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張殿明;劉彥君;劉新天
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽力高新能源技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02H7/10
• 分類號(hào): H02H7/10;H02H3/08
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及短路保護(hù)電路領(lǐng)域，具體涉及一種具有預(yù)充電功能的直流電源的短路保護(hù)電路。?

背景技術(shù)

直流電源是電動(dòng)汽車以及UPS設(shè)備的供電電源，當(dāng)直流電源發(fā)生短路時(shí)，必須切斷放電回路，確保電源自身及其用電設(shè)備的安全。現(xiàn)有的保護(hù)電路是利用電阻采樣的方法，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，并有某個(gè)閾值經(jīng)行比較，若大于此值，我們將其視為短路，從而控制后面的開關(guān)器件切斷放電回路。?

目前，電動(dòng)汽車以及UPS設(shè)備很多是容性負(fù)載，直流電源放電瞬間電流很大，容易誤報(bào)為短路，同時(shí)由于電動(dòng)汽車以及UPS設(shè)備的工作的電流達(dá)到幾十甚至幾百安培，現(xiàn)有的短路保護(hù)電路就不容易選取電阻。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種用于鋰電池或者蓄電池的放電時(shí)，對(duì)容性負(fù)載進(jìn)行預(yù)充電，并且在出現(xiàn)短路時(shí)進(jìn)行保護(hù)的具有預(yù)充電功能的直流電源的短路保護(hù)電路。?

具有預(yù)充電功能的直流電源的短路保護(hù)電路，包括有具有預(yù)充電功能的直流電源，所述的直流電源的兩端接入用電設(shè)備，所述的直流電源的正極與用電設(shè)備之間連接有放電開關(guān)S2，其特征在于：還包括有微控制單元MCU、霍爾電流傳感器、電壓比較器U2、光耦U1、預(yù)充電開關(guān)S1以及分別為霍爾電流傳感器、電壓比較器U2、光耦U1供電的直流穩(wěn)壓電源VCC，直流穩(wěn)壓電源VCC通過分壓電阻分壓后得到一個(gè)電壓值賦予P端子上作為基準(zhǔn)電壓，所述的霍爾電流傳感器置于用電設(shè)備上，霍爾電流傳感器的供電端與直流穩(wěn)壓電源VCC的電壓輸出端之間連接有預(yù)充電開關(guān)，所述的MCU與預(yù)充電開關(guān)S1、放電開關(guān)S2控制連接，霍爾電流傳感器將采集到的放電電流轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)從信號(hào)輸出端輸出，霍爾電流傳感器的信號(hào)輸出端接入一個(gè)防反接二極管D1的正極，防反接二極管D1的負(fù)極連接有一個(gè)平衡電阻R2，霍爾電流傳感器的信號(hào)輸出端與防反接二極管D1之間的節(jié)點(diǎn)處接有一個(gè)濾波電容C1，濾波電容C1的另一端接地，經(jīng)過濾波后的電壓信號(hào)通過平衡電阻R2接入電壓比較器的同向比較端，P端子的基準(zhǔn)電壓信號(hào)通過平衡電阻R4接入電壓比較器U2的反向比較端，電壓比較器U2的輸出端接入一個(gè)三極管Q1的基極，三極管Q1的發(fā)射極接地，三極管Q1的集電極通過一個(gè)發(fā)光二級(jí)管LED接入光耦U1的2腳，光耦U1的3腳接入放電開關(guān)S2的控制端，光耦U1的1腳、4腳與直流穩(wěn)壓電源VCC之間分別連接有限流電阻R1、R3。?

所述的具有預(yù)充電功能的直流電源為鋰電池或蓄電池。?

本發(fā)明的工作原理是：?

在直流電源開始放電的瞬間，MCU發(fā)出控制信號(hào)，使預(yù)充電開關(guān)S1斷開，霍爾電流傳感器因沒有電源供電，故不能正常工作。同時(shí)，MCU使能放電開關(guān)S2，放電開關(guān)S2就閉合。這樣即使直流電源對(duì)其容性負(fù)載進(jìn)行充電，瞬間電流很大，霍爾電流傳感器也檢測(cè)不到，不會(huì)產(chǎn)生因?yàn)橹绷麟娫磳?duì)其容性負(fù)載的預(yù)充電時(shí)瞬間電流大而誤報(bào)短路的現(xiàn)象。

直流電源放電一個(gè)周期后，MCU控制預(yù)充電開關(guān)S1閉合，直流穩(wěn)壓電源VCC給霍爾電流傳感器供電，霍爾電流傳感器將檢測(cè)到的電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，此電壓信號(hào)經(jīng)過濾波電容C1和防反接二極管D1后送到短路檢測(cè)電路中電壓比較器U2的同向比較端，與電壓比較器U2反向比較端的基準(zhǔn)電平進(jìn)行比較，當(dāng)信號(hào)超出正常范圍后，則視為短路，?此時(shí)電壓比較器U2的輸出端產(chǎn)生一個(gè)高電平，此電平使與電壓比較器U2輸出端相連的三極管Q1導(dǎo)通，此時(shí)光耦U1工作。光耦U1的輸出端與放電開關(guān)S2相連，這時(shí)放電開關(guān)S2斷開，切斷放電回路，電路對(duì)短路現(xiàn)象進(jìn)行了保護(hù)。?

本發(fā)明的積極效果在于：?

1）本發(fā)明解決了對(duì)容性負(fù)載放電的問題，當(dāng)負(fù)載呈容性時(shí)，鋰電池放電的瞬間電流會(huì)非常大，一般的短路保護(hù)電路一般會(huì)誤認(rèn)為是短路故障，此電路通過預(yù)充電電路很好地解決了這個(gè)問題。

2）本發(fā)明采用霍爾電流傳感器進(jìn)行無接觸的電流采樣，采樣電路功耗低（功耗可控制在0.5W以內(nèi)），精度高（電流誤差為額定電流范圍的±1%）。?

附圖說明

圖1為本發(fā)明的電路原理圖。?

具體實(shí)施方式