[發(fā)明專利]輸出通道過電流檢測和保護(hù)電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210475954.9
• 申請日: 2012-11-21
• 公開（公告）號: CN102998515A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊朝霞;劉月華;宋宇;俞泓
• 申請（專利權(quán)）人: 上海富欣智能交通控制有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;H02H3/08;H02H3/06
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 孫大為

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子電路設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)、安全信號系統(tǒng)等系統(tǒng)中的輸出通道過電流檢測和保護(hù)電路。

背景技術(shù)

在工業(yè)控制系統(tǒng)和安全信號系統(tǒng)（應(yīng)用于航空電子、鐵路信號、核電等行業(yè)）中，系統(tǒng)對受控設(shè)備的控制通常通過控制輸出通道來完成。

如圖1所示，是常見的一種輸出通道電路設(shè)計結(jié)構(gòu)?？刂破鳎ˋ）通過控制固體繼電器（B）來控制輸出通道是否輸出電流到外部負(fù)載（外部設(shè)備C）。在輸出使能的情況下，當(dāng)輸出通道的外部負(fù)載內(nèi)部產(chǎn)生局部短路或其他原因造成阻抗變低，就會導(dǎo)致輸出電流超過最大的允許電流，過大的電流稱為過電流。為了防止過大的電流造成外部設(shè)備（C）過熱燒毀或電源過載使整個電路系統(tǒng)不能正常工作或電源損壞，需要有輸出通道有自我檢測過電流并進(jìn)行保護(hù)的功能。因而圖1所示的輸出通道電路設(shè)計結(jié)構(gòu)中必須包含過流檢測電路部分，用于及時發(fā)現(xiàn)過電流故障并進(jìn)行保護(hù)。

現(xiàn)有的過流保護(hù)電路有串在輸出通路中的PTC熱敏電阻，或采用專用電壓檢測芯片實現(xiàn)。PTC熱敏電阻可實現(xiàn)過流檢測并具有自恢復(fù)功能，但由于熱敏電阻的動作電流參數(shù)依賴于溫度變化，對電流閾值的控制波動范圍較大，而且反應(yīng)時間較慢，發(fā)生過流時電阻的表面溫度過高。由于過流故障可能只持續(xù)一段時間，需要通道在關(guān)斷之后能夠自啟動以增強系統(tǒng)的可用性。而現(xiàn)有的專用電壓檢測芯片檢測電路，則缺少自恢復(fù)的功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種輸出通道過電流檢測和保護(hù)電路，它可以同時滿足電路體積小、結(jié)構(gòu)簡單，隔離性能好的特性。

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種輸出通道過電流檢測電路，它由過兩個電流檢測電阻（1），（2）和過電流檢測隔離器件（3）組成，所述電阻（1）串聯(lián)于輸出通道，電阻（2）和隔離器件（3）串聯(lián)后與電阻（1）并聯(lián)。

本發(fā)明的有益效果在于：電流閾值I_th可調(diào)整，能在毫秒級內(nèi)切斷輸出，并在斷開一段時間T（可調(diào)整）之后完成自啟動，同時滿足電路體積小、結(jié)構(gòu)簡單，隔離性能好的特性。

所述過電流檢測隔離器件（3）可以為固體繼電器或者光耦隔離器件，還包括電阻（4），電容（5），穩(wěn)壓二極管（6），電阻（7），組件（8）。電容（5）并聯(lián)在隔離器件（3）的輸出端，通過電阻（4）上拉到V1，穩(wěn)壓管（6）和電阻（7）串聯(lián)之后與電容（5）并聯(lián)到地，組件（8）的BE級（三極管）或GS級（場效應(yīng)管）與電阻（7）并聯(lián)到地，組件（8）的CE級（三極管）或DS級（場效應(yīng)）串聯(lián)在輸出使能控制的線路上。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1是一種常見的控制系統(tǒng)輸出通道電路設(shè)計結(jié)構(gòu)示意圖；其中，A控制器，B固體繼電器，C外部設(shè)備。

圖2是本發(fā)明的輸出通道過電流保護(hù)電路的原理圖。其中，B固體繼電器，1、2過電流檢測電阻，3過電流檢測隔離器件，4電阻，5電容，6穩(wěn)壓二極管，7電阻，8場效應(yīng)管或三極管。

圖3是本發(fā)明的一個實施例電路的原理圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種輸出通道過電流檢測和保護(hù)電路，電流閾值I_th可調(diào)整，能在毫秒級內(nèi)切斷輸出，并在斷開一段時間T（可調(diào)整）之后完成自啟動，同時滿足電路體積小、結(jié)構(gòu)簡單，隔離性能好的特性。

本發(fā)明提供一種輸出通道過流保護(hù)電路，該電路能夠應(yīng)用于安全信號系統(tǒng)、工業(yè)控制系統(tǒng)等領(lǐng)域。本發(fā)明所指的輸出通道過電流檢測和保護(hù)電路的技術(shù)方案是：如圖2所示，由采樣電阻1，電阻2、光耦3組成過電流檢測電路，由電阻4，電容5，穩(wěn)壓管6，電阻7，組件8（三極管或場效應(yīng)管）組成斷開保護(hù)電路。設(shè)輸出通道電流為I₁；電阻1阻值為R₁，電壓為V_R；電阻2阻值為R₂，電流為I₂；光耦3的前向電壓V_F，開啟電流為I_Fon，輸出導(dǎo)通電阻為R_on；電阻4阻值為R₄，充電電壓為V₁；電容5容值為C₅，電容5上的電壓為V₂；穩(wěn)壓管6穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電壓為V₂；電阻7阻值為R₇，電壓為V₃；組件8（三極管或場效應(yīng)管）導(dǎo)通電壓閾值為V_th。

本發(fā)明的電路工作的具體步驟是：