[實用新型]一種用于通信電路的過載保護電路

有效

• 申請號: 201720649581.0
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN206865122U
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 唐仲民;周儉;曾濤;王健雄;蔡驊;周禮;帥學華;劉旸
• 申請（專利權）人: 株洲珠華水工業科技開發有限公司
• 主分類號: H02H3/08
• 分類號: H02H3/08;H02H3/06
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 任重,馮振寧

技術領域

本實用新型涉及通信線路保護技術領域，具體地，涉及一種用于通信電路的、尤其是水表采集器的Mbus通信電路、可在電路正常或過載工況下對電路的電流進行相關調控的過載保護電路。

背景技術

MBUS作為一種主從半雙工的通信技術，具有通信距離遠、抗干擾能力強、供電靈活等特點，廣泛應用于各種儀表的數據采集中，水表采集器的MBUS通信電路既可以作為通信線路，也可以作為供電線路，其過載或短路會對采集器乃至整個采集系統的設備都有比較嚴重的影響。

MBUS數據通信總線在水表數據采集中被廣泛使用，該總線在進行通信的同時也為所屬的從機(水表)提供電源的供應，所以對作為主機采集器的MBUS電路進行保護至關重要。

傳統的MBUS主機電路的保護主要是通過限制電路的最大輸出電流來實現對電路的保護作用，其電流與負載的關系如附圖1所示，這種傳統的輸出方式在過載時，其輸出的電流是最大電流值，當現場施工或其他原因造成過載或短路時， MBUS主機(采集器)一直在輸出最大的電流，這樣容易使主機器件發熱、老化，在密封的環境下，還會因為發出的熱量積累嚴重而燒壞采集器，更嚴重的是引起火災等安全事故。

發明內容

本實用新型解決的技術問題在于克服現有技術的缺陷，提供一種用于通信電路的、能在電路發生過載狀況時對電路電流進行調控，并在過載狀況消失時能夠立刻自動投入工作的過載保護電路。

本實用新型的目的通過以下技術方案實現：

一種用于通信電路的過載保護電路，包括電流輸出電路、與電流輸出電路輸出端連接的所屬從機組成的負載、與負載串聯的負載電流檢測電路、與負載電流檢測電路輸出端連接的比較電路、與比較電路輸入端相連的過載電流基準模塊、與比較電路輸出端連接的過載保護保持控制電路以及兩端分別與電流輸出電路信號端和過載保護保持控制電路連接的電流輸出控制電路，還包括電源模塊，所述電源模塊用于為過載電流基準模塊、比較電路、電流輸出控制電路和電流輸出電路提供電源。

所述保護電路根據負載的實際情況設置負載的過載電流基準，在電源模塊正常工作情況下，所述過載保護電路包含以下3種工作狀態：

狀態1：負載正常；負載電流檢測電路檢測的電流值與過載電流基準經比較電路比較判斷后，比較電路持續輸出“負載正常”信號，過載保護保持控制電路直通，電流輸出控制電路使電流輸出電路正常輸出電流，維持通信的正常進行。

狀態2：過載檢測；當發生過載時，負載電流檢測電路將檢測出的負載電流輸入比較電路中，與過載電流基準進行比較，比較電路輸出“負載過載”信號，并經過載保護保持控制電路進行延時T₁之后，輸出給電流輸出控制電路，切斷電流輸出電路的輸出電流，防止負載電流過大，燒毀電流輸出電流，達到保護主機采集器的目的。

狀態3：過載狀態是否解除的檢測；當過載持續進行時，在電流輸出控制電路控制電流輸出電路切斷負載電流后，即相當于過載狀況消失，比較電路輸出“負載正常”信號，經過過載保護保持控制電路進行延時T₂之后，電流輸出控制電路控制電流輸出電路正常輸出；但實際的過載狀況并未解除，負載電流檢測電路與比較電路立刻檢測出負載處于過載狀態，經過載保護保持控制電路進行延時T₁之后，電流輸出控制電路再次切斷電流輸出電路的輸出電流，保護主機采集器，在負載狀況過載持續期間，不斷反復進行該過程，直到過載解除，整個裝置恢復至狀態1。

在此過程中，電流輸出控制電路不斷控制電流輸出電路正常輸出電流與切斷輸出電流，若負載過載狀況解除，則比較器不會輸出“負載過載”信號，從而電流輸出電流能夠一直正常地為負載輸出工作，使整個MBUS通信系統立刻進入正常工作狀態，即狀態1。

具體地，在該保護電路的狀態2與狀態3中，通過配置過載保護保持控制電路的延時時間T1與延時時間T2，可以有效地保護狀態3中的主機采集器的電流輸出電流。即在通信負載持續過載，保護電路主動檢測過載是否解除的過程中， T₁為過載電流的持續時間，T2為電流輸出電流切斷負載電流的時間，T₁與T₂之和為一個過載狀態是否解除檢測的周期，因此實際負載的平均電流I_AV由式(1) 可得：

式中，I_OL為過載電流；