[發(fā)明專利]一種直流保護電路及其保護方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710502592.0
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107196269A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設計）人: 李素平;錢力;李會炯
• 申請（專利權）人: 巢湖學院
• 主分類號: H02H3/087
• 分類號: H02H3/087;H02H3/02;H03K17/284
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙)34115
• 代理人: 王麗麗,金凱

技術領域

本發(fā)明涉及一種保護電路，具體涉及一種直流保護電路及其保護方法。

背景技術

如果電源輸出端的電流已經(jīng)超過了設計的額定要求,那么這個電源就處于過載狀態(tài)。產(chǎn)生的現(xiàn)象是電流過大，用電設備發(fā)熱，線路長期過載會降低線路絕緣水平，甚至燒毀設備或線路；原因是多方面的，比如用電設備過載、線路短路、設備絕緣破壞等，如電動機發(fā)生堵轉(zhuǎn)，吊車吊不動等。

元件損壞、氣象條件影響或人為破壞等因素都可能造成電路短路現(xiàn)象的發(fā)生。由于導線的電阻很小，電源短路時電路上的電流會非常大。這樣大的電流，極有可能會造成電源損壞;更為嚴重的是，因為電流太大，會使導線的溫度升高，嚴重時有可能造成火災。

現(xiàn)有技術方案可以解決電路短路或過載問題，具有電路保護功能。但是沒有考慮到電路運轉(zhuǎn)中的一些實際問題。首先是沒有將短路與過載區(qū)別對待。當電路電流超過額定電流時不一定是發(fā)生了短路也有可能僅僅是發(fā)生了過載。如攪拌機在運行的過程中，偶爾遇到體積較大的攪拌物體被擋住無法正常運轉(zhuǎn)電動機發(fā)生堵轉(zhuǎn)，可能就會造成攪拌機回路電流增大，發(fā)生過載現(xiàn)象。但是機器會很快克服大體積攪拌物從而恢復正常工作。在上述情況下，機器若是可以在很短的時間內(nèi)克服過載恢復正常工作，那么就沒必要將電動機發(fā)生堵轉(zhuǎn)視為短路而直接斷開電路，中斷機器的運行。其次，現(xiàn)有技術也沒有提出電路發(fā)生故障后的電壓比較器或電源監(jiān)控模塊的保護措施，另外，保護電路在系統(tǒng)故障排除后，需要重新上電才可恢復正常，保護電路需要上電重啟。

為解決上述問題，有必要提供一種解決電路短路和過載的保護方法和保護電路。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種直流保護電路及其保護方法，穩(wěn)定性高，對于短路和過載采用兩種應對措施，通過延時電路控制電路的緩慢關斷，避免了電子設備頻繁切換重啟，當故障排除后，負載重新接入后即可正常工作，無需重新上電。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案：

一種直流保護電路，包括電路監(jiān)控系統(tǒng)及開關電路，所述電路監(jiān)控系統(tǒng)包括監(jiān)控模塊、延時電路及向監(jiān)控模塊提供工作電源的電源電路，所述開關電路包括負載及與負載相連用于保護負載在短路或過載狀態(tài)下不被損壞的開關管，所述開關管的漏極與監(jiān)控模塊的輸入端相連，所述延時電路的輸入端與監(jiān)控模塊的輸出端相連，其輸出端與開關管的柵極相連。

進一步的，所述電路監(jiān)控系統(tǒng)還包括故障顯示電路，所述故障顯示電路的輸入端與監(jiān)控模塊的輸出端相連。

進一步的，所述開關管包括MOS管Q1、Q2、Q3、Q4，所述MOS管Q1、Q2、Q3、Q4的柵極均與延時電路的輸出端相連，MOS管Q1、Q2、Q3、Q4的漏極均與監(jiān)控模塊相連，MOS管Q1、Q2、Q3、Q4的源極接地、并經(jīng)電源DC與負載的輸入端相連，MOS管Q1、Q2、Q3、Q4的柵極分別經(jīng)電容C4、C5、C6、C7接地。

進一步的，所述監(jiān)控模塊包括雙運算放大器U1及二極管D5、D6、D7、D8，所述運算放大器U1包括比較器一和比較器二，比較器一的反相輸入端經(jīng)串聯(lián)的電阻R13、R18與開關管的漏極相連，比較器二的反向輸入端經(jīng)串聯(lián)的電阻R14、R15與開關管的漏極相連，所述二極管D5的陽極與比較器二的反相輸入端連接，并經(jīng)電容C12與電阻R19并聯(lián)后與二極管D6的陰極對接，二極管D5的陰極與二極管D6的陽極連接，二極管D6的陰極接地，比較器一及比較器二的輸出端與延時電路連接；所述比較器一的反相輸入端與二極管D7的陽極連接，并經(jīng)電容C13與電阻R20并聯(lián)后與二極管D8的陰極相連，二極管D7的陰極與二極管D8的陽極對接，二極管D8的陰極接地。

進一步的，所述延時電路包括過載故障延時電路和短路故障延時電路，所述過載故障延伸電路包括二極管D3，所述二極管D3的陽極依次經(jīng)電阻R6與電容C8串聯(lián)后接地，電阻R6與電容C8之間的節(jié)點經(jīng)電阻R7與開關管的柵極連接，二極管D3的陰極經(jīng)電阻R3與開關管的柵極連接；所述短路故障延時電路包括二極管D4，二極管D4的陽極經(jīng)電阻R4與開關管的柵極連接，其陰極經(jīng)電阻R5與開關管的柵極連接。