快速電流短路保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種快速電流短路保護(hù)電路，該電路由基準(zhǔn)電壓電路、電壓窗口比較電路、信號(hào)鎖存輸出電路及上電保護(hù)輸出電路連接組成?；鶞?zhǔn)電壓電路由電阻R1、R2、R3、無極性電容C1、C2連接組成；電壓窗口比較電路由電壓比較器U1A、U1B、U1C、U1D、電阻R4、R5、無極性電容C3及二極管D1連接組成；信號(hào)鎖存輸出電路由二輸入與非門U2A、U2B、U2C連接組成；上電保護(hù)信號(hào)輸出電路由電阻R6、有極性電容E1、二輸入與非門U2D連接組成。本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，響應(yīng)速度快、實(shí)用性強(qiáng)，制造成本低，使用能耗低，電路調(diào)整簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定可靠，適用范圍廣泛。
【專利說明】快速電流短路保護(hù)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電流短路保護(hù)電路，特別涉及一種快速電流短路保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在大功率變頻器、逆變器通用電路中，對(duì)功率器件的電流短路保護(hù)多采用帶電流短路保護(hù)功能的成品隔離驅(qū)動(dòng)器件或驅(qū)動(dòng)板，其成本高昂，無法在低成本小功率的產(chǎn)品中大量使用。而一些低成本的電流短路保護(hù)電路則多采用比較電流傳感器輸出信號(hào)，檢出超過標(biāo)定電流的瞬間信號(hào)，觸發(fā)微處理器外部中斷，再由微處理器切斷對(duì)功率器件的控制，達(dá)到保護(hù)功率器件的目的，這種短路保護(hù)電路的模式其響應(yīng)的速度與微處理器的運(yùn)行速度，軟件編寫、外部硬件響應(yīng)速度和超標(biāo)電流信號(hào)持續(xù)時(shí)間等多個(gè)環(huán)節(jié)相關(guān)，而且這種保護(hù)電路通常不具備上電保護(hù)措施。在實(shí)際使用過程中，這種保護(hù)電路由于軟硬件環(huán)路過多，保護(hù)失敗的幾率很高，在使用上存在很大的安全隱患。
[0003]因此，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、應(yīng)用簡(jiǎn)便、效果顯著的快速電流短路保護(hù)電路，是該【技術(shù)領(lǐng)域】科研人員應(yīng)該著手解決的問題之一。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服上述的不足之處，提供一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，響應(yīng)速度快，實(shí)用型強(qiáng)，制造成本低，性能穩(wěn)定可靠，適用范圍廣的快速電流短路保護(hù)電路。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種快速電流短路保護(hù)電路，其特征在于該電路由基準(zhǔn)電壓電路、電壓窗口比較電路、信號(hào)鎖存輸出電路及上電保護(hù)輸出電路連接組成；
[0006]所述基準(zhǔn)電壓電路由電阻Rl、R2、R3、電容Cl、C2連接組成；所述電壓窗口比較電路由電壓比較器U1A、U1B、U1C、U1D、電阻R4、R5、電容C3及二極管Dl連接組成；所述信號(hào)鎖存輸出電路由二輸入與非門U2A、U2B連接的RS觸發(fā)器和二輸入與非門U2C連接的非門電路組成；所述上電保護(hù)信號(hào)輸出電路由電阻R6、電容E1、二輸入與非門U2D連接組成。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:該快速電流短路保護(hù)電路是對(duì)變頻器或逆變器三相輸出電流中的兩項(xiàng)或全部三相進(jìn)行電流采集，對(duì)全部的三相功率輸出器件進(jìn)行保護(hù)；其電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、合理，響應(yīng)速度快，適用性強(qiáng)，制造成本低，使用能耗低，不易干擾其它電路或被其它電路干擾；且電路調(diào)整簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定可靠，適用范圍廣泛。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1為本實(shí)用新型電路的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]以下結(jié)合附圖和較佳的實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提供的【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征詳述如下:[0010]參見圖1，一種快速電流短路保護(hù)電路，該電路由基準(zhǔn)電壓電路、電壓窗口比較電路、信號(hào)鎖存輸出電路及上電保護(hù)輸出電路連接組成；
[0011]所述基準(zhǔn)電壓電路由電阻Rl、R2、R3、無極性電容Cl、C2連接組成；所述電壓窗口比較電路由電壓比較器U1A、U1B、U1C、U1D、電阻R4、R5、無極性電容C3及二極管Dl連接組成；所述信號(hào)鎖存輸出電路由二輸入與非門U2A、U2B連接的RS觸發(fā)器和二輸入與非門U2C連接的非門電路組成；所述上電保護(hù)信號(hào)輸出電路由電阻R6、有極性電容E1、二輸入與非門U2D連接組成。
[0012]該電路設(shè)有二個(gè)輸入端、二個(gè)輸出端和電源正負(fù)輸入端；電路分為以下四個(gè)部分。
[0013]第一部分為基準(zhǔn)電壓電路:基準(zhǔn)電壓電路為電阻Rl的一端連接至正電源，電阻Rl的另一端與電阻R2 —端連接并且和無極性電容Cl的一端連接引出正基準(zhǔn)電壓源+Ref，無極性電容Cl的另一端連接至電源地，對(duì)正基準(zhǔn)電壓源進(jìn)行濾波；電阻R2的另一端與電阻R3的一端連接并且和無極性電容C2的一端連接引出負(fù)基準(zhǔn)電壓源-Ref，無極性電容C2的另一端連接到電源地，對(duì)負(fù)基準(zhǔn)電壓源進(jìn)行濾波；電阻R3的另一端連接到負(fù)電源。
[0014]第二部分為電壓窗口比較電路:IV相電壓窗口比較電路為電壓比較器UlA負(fù)輸入端第6腳連接電壓比較器UlB正輸入端第5腳引出標(biāo)號(hào)為IV的電壓檢測(cè)輸入端，電壓比較器UlA正輸入端第7腳連接到正基準(zhǔn)電壓源+Ref，作為電壓窗口比較器比較電壓上限，電壓比較器UlB負(fù)輸入端第4腳連接負(fù)基準(zhǔn)電壓源-Ref，作為電壓窗口比較器比較電壓下限；IW相電壓窗口比較電路為電壓比較器UlC正輸入端第9腳連接電壓比較器UlD負(fù)輸入端第10腳引出標(biāo)號(hào)為IW的電壓檢測(cè)輸入端，電壓比較器UlC負(fù)輸入端第8腳連接負(fù)基準(zhǔn)電壓源-Ref，作為電壓窗口比較器比較電壓下限，電壓比較器UlD正輸入端第11腳連接正基準(zhǔn)電壓源+Ref，作為電壓窗口比較器比較電壓上限；電壓比較器UlA的開漏輸出端第I腳、電壓比較器UlB的開漏輸出端第2腳、電壓比較器UlC的開漏輸出端第14腳和電壓比較器UlD的開漏輸出端第13腳連接到一起，引出邏輯或關(guān)系并且標(biāo)號(hào)為OCO的電壓比較信號(hào)開漏輸出端。電阻R4的一端連接到正電源，電阻R4的另一端與二極管Dl的陽極連接并且連接到標(biāo)號(hào)為OCO的電壓比較信號(hào)開漏輸出端，二極管Dl的陰極和電阻R5的一端連接并且和無極性電容C3的一端連接，引出標(biāo)號(hào)為OA的短路報(bào)警信號(hào)端，電阻R5的另一端和無極性電容C3的另一端連接到電源地，電阻R4、R5對(duì)正電源進(jìn)行分壓，以獲得符合邏輯電路處理的信號(hào)，二極管Dl在比較電路輸出低信號(hào)時(shí)，避免比較電路對(duì)數(shù)字電路輸出負(fù)電壓信號(hào)，無極性電容C3對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行濾波，防止干擾對(duì)電路產(chǎn)生影響使電路誤動(dòng)作。
[0015]第三部分為信號(hào)鎖存輸出電路:該部分由二輸入與非門U2A、U2B連接的RS觸發(fā)器和二輸入與非門U2C連接的非門電路組成。二輸入與非門U2A的一個(gè)輸入端第I腳為RS觸發(fā)器置位端，在保護(hù)電路動(dòng)作后處理器可對(duì)此信號(hào)輸入端注入一個(gè)低電平信號(hào)，使保護(hù)電路恢復(fù)至正常工作狀態(tài)。二輸入與非門U2B的一個(gè)輸入端第5腳為清零端，連接到標(biāo)號(hào)為OA的短路信號(hào)輸出端,二輸入與非門U2B的輸出端第6腳為信號(hào)鎖存輸出端，當(dāng)標(biāo)號(hào)為OA的短路信號(hào)輸出端輸出低電平信號(hào)時(shí)，此輸出端輸出高電平信號(hào)并鎖存。二輸入與非門U2C的兩個(gè)輸入端第9腳和第10腳短接使二輸入與非門U2C成為信號(hào)反向器，U2C的兩個(gè)輸入端連接至RS觸發(fā)器組件U2B的第6腳，將鎖存的信號(hào)經(jīng)U2C的第8腳反向輸出標(biāo)號(hào)為Err的低電平報(bào)警信號(hào)供微處理器檢測(cè)使用。
[0016]第四部分為上電保護(hù)信號(hào)輸出電路:該部分由電阻R6的一端連接數(shù)字電路電源，電阻R6的另一端連接有極性電容El的陽極引出上電保護(hù)信號(hào)連接到二輸入與非門U2D —個(gè)輸入端第13腳，二輸入與非門U2D另一個(gè)輸入端第12腳與二輸入與非門U2C的輸出端第8腳連接，二輸入與非門U2D的輸出端第11腳引出標(biāo)號(hào)為CS的總線控制信號(hào)，電容El的第2腳接電源地；只有在上電保護(hù)信號(hào)和短路保護(hù)信號(hào)均正常的情況下才使能總線驅(qū)動(dòng)器件，使能微處理器對(duì)功率器件的信號(hào)控制。即當(dāng)電路處于上電復(fù)位或短路報(bào)警信號(hào)有效時(shí)，總線控制信號(hào)為高電平，禁能總線驅(qū)動(dòng)器件，以硬件方式切斷微處理器對(duì)功率器件的控制信號(hào)，使功率器件可靠截止，從而達(dá)到保護(hù)效果。
[0017]上述參照實(shí)施例對(duì)快速電流短路保護(hù)電路進(jìn)行詳細(xì)的描述，是說明性的而不是限定性的，因此在不脫離本實(shí)用新型總體構(gòu)思下的變化和修改，應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種快速電流短路保護(hù)電路，其特征在于該電路由基準(zhǔn)電壓電路、電壓窗口比較電路、信號(hào)鎖存輸出電路及上電保護(hù)輸出電路連接組成； 所述基準(zhǔn)電壓電路由電阻Rl、R2、R3、電容Cl、C2連接組成；所述電壓窗口比較電路由電壓比較器U1A、U1B、U1C、U1D、電阻R4、R5、電容C3及二極管Dl連接組成；所述信號(hào)鎖存輸出電路由二輸入與非門U2A、U2B連接的RS觸發(fā)器和二輸入與非門U2C連接的非門電路組成；所述上電保護(hù)信號(hào)輸出電路由電阻R6、電容E1、二輸入與非門U2D連接組成； 所述基準(zhǔn)電壓電路為電阻Rl的一端連接至正電源，電阻Rl的另一端與電阻R2 —端連接并且和電容Cl的一端連接引出正基準(zhǔn)電壓源+Ref，電容Cl的另一端連接至電源地，對(duì)正基準(zhǔn)電壓源進(jìn)行濾波；電阻R2的另一端與電阻R3的一端連接并且和電容C2的一端連接引出負(fù)基準(zhǔn)電壓源-Ref，電容C2的另一端連接到電源地，對(duì)負(fù)基準(zhǔn)電壓源進(jìn)行濾波；電阻R3的另一端連接到負(fù)電源； 所述電壓窗口比較電路IV相為電壓比較器UlA負(fù)輸入端第6腳連接電壓比較器UlB正輸入端第5腳引出標(biāo)號(hào)為IV的電壓檢測(cè)輸入端，電壓比較器UlA正輸入端第7腳連接到正基準(zhǔn)電壓源+Ref，作為電壓窗口比較器比較電壓上限，電壓比較器UlB負(fù)輸入端第4腳連接負(fù)基準(zhǔn)電壓源-Ref，作為電壓窗口比較器比較電壓下限；電壓窗口比較電路IW相為電壓比較器UlC正輸入端第9腳連接電壓比較器UlD負(fù)輸入端第10腳引出標(biāo)號(hào)為IW的電壓檢測(cè)輸入端，電壓比較器UlC負(fù)輸入端第8腳連接負(fù)基準(zhǔn)電壓源-Ref，作為電壓窗口比較器比較電壓下限，電壓比較器UlD正輸入端第11腳連接正基準(zhǔn)電壓源+Ref，作為電壓窗口比較器比較電壓上限；電壓比較器UlA的開漏輸出端第I腳、電壓比較器UlB的開漏輸出端第2腳、電壓比較器UlC的開漏輸出端第14腳和電壓比較器UlD的開漏輸出端第13腳連接到一起，引出邏輯或關(guān)系并且標(biāo)號(hào)為OCO的電壓比較信號(hào)開漏輸出端；電阻R4的一端連接到正電源，電阻R4的另一端與二極管Dl的陽極連接并且連接到標(biāo)號(hào)為OCO的電壓比較信號(hào)開漏輸出端，二極管Dl的陰極和電阻R5的一端連接并且和電容C3的一端連接，引出標(biāo)號(hào)為OA的短路報(bào)警信號(hào)端，電阻R5的另一端和電容C3的另一端連接到電源地，電阻R4、R5對(duì)正電源進(jìn)行分壓，以獲得符合邏輯電路處理的信號(hào)，二極管Dl在比較電路輸出低信號(hào)時(shí)，避免比較電路對(duì)數(shù)字電路輸出負(fù)電壓信號(hào)，電容C3對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行濾波，防止干擾對(duì)電路產(chǎn)生影響使電路誤動(dòng)作； 所述信號(hào)鎖存輸出電路中二輸入與非門U2A的一個(gè)輸入端第I腳為RS觸發(fā)器置位端，在保護(hù)電路動(dòng)作后處理器可對(duì)此信號(hào)輸入端注入一個(gè)低電平信號(hào)，使保護(hù)電路恢復(fù)至正常工作狀態(tài)；二輸入與非門U2B的一個(gè)輸入端第5腳為清零端，連接到標(biāo)號(hào)為OA的短路信號(hào)輸出端，二輸入與非門U2B的輸出端第6腳為信號(hào)鎖存輸出端，當(dāng)標(biāo)號(hào)為OA的短路信號(hào)輸出端輸出低電平信號(hào)時(shí)，此輸出端輸出高電平信號(hào)并鎖存；二輸入與非門U2C的兩個(gè)輸入端第9腳和第10腳短接使二輸入與非門U2C成為信號(hào)反向器，U2C的兩個(gè)輸入端連接至RS觸發(fā)器組件U2B的第6腳，將鎖存的信號(hào)經(jīng)U2C的第8腳反向輸出標(biāo)號(hào)為Err的低電平報(bào)警信號(hào)供微處理器檢測(cè)使用； 所述上電保護(hù)信號(hào)輸出電路由電阻R6的一端連接數(shù)字電路電源，電阻R6的另一端連接電容El的陽極引出上電保護(hù)信號(hào)連接到二輸入與非門U2D—個(gè)輸入端第13腳，二輸入與非門U2D另一個(gè)輸入端第12腳與二輸入與非門U2C的輸出端第8腳連接，二輸入與非門U2D的輸出端第11腳引出標(biāo)號(hào)為CS的總線控制信號(hào)，電容El的陰極接電源地。
【文檔編號(hào)】H02H3/08GK203800559SQ201320840880
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】王劍鋒, 韓永清, 楊勇, 張曉野, 王玉禮, 楊江華 申請(qǐng)人:天津諾爾電氣股份有限公司