一種低壓直流負(fù)載過載測(cè)控電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種低壓直流負(fù)載過載測(cè)控電路，包括測(cè)控主電路和過載判別電路，具體包括驅(qū)動(dòng)器DR、直流負(fù)載DL、晶閘管VT1、MOS管VT2、穩(wěn)壓管DW1、限壓管DW2、比較器IC1、電感L1、二極管D1、電源燈LED1、輸出燈LED2、穩(wěn)壓電阻R1、陽極電阻R2、柵極電阻R3、輸出電阻R4、門極電阻R5、穩(wěn)壓電容C1、濾波電容C2、設(shè)定電容C3等。本實(shí)用新型利用超低導(dǎo)通電阻的功率場(chǎng)效應(yīng)管，既作為電流檢測(cè)元件，也作為電路關(guān)斷控制元件，結(jié)合晶閘管的半控特性及在負(fù)載回路中串接的微量電感及快速判別電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓直流負(fù)載的過載與短路故障進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、判別與安全控制，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、成本低。
【專利說明】一種低壓直流負(fù)載過載測(cè)控電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域，涉及一種電路，特別涉及一種低壓直流負(fù)載過載 測(cè)控電路，適用于需要對(duì)低壓直流負(fù)載的過載或短路故障進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)與安全保護(hù)控制的 場(chǎng)合。
【背景技術(shù)】
[0002] 在用直流驅(qū)動(dòng)電源（也稱驅(qū)動(dòng)器）給低壓直流負(fù)載的供電中，經(jīng)常發(fā)生因負(fù)載過載 或發(fā)生短路現(xiàn)象而損壞直流驅(qū)動(dòng)電源及負(fù)載本身，因此，必須進(jìn)行對(duì)過載與短路故障進(jìn)行 實(shí)時(shí)檢測(cè)與安全保護(hù)控制。目前常用的有效方法是：通過響應(yīng)迅速的霍爾電流傳感器對(duì)負(fù) 載電流進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、比較判斷，當(dāng)超過安全閾值時(shí)即發(fā)出指令，關(guān)斷驅(qū)動(dòng)器并發(fā)出報(bào)警指 示，以實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)器、直流負(fù)載的安全保護(hù)。該方法存在的問題是：一是因負(fù)載過載或短路 故障時(shí)電流很大，因此驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的功率器件容量要取較大裕量，用于短路檢測(cè)的霍爾電流 傳感器的量程也要選得比正常工作電流大較多的，這使得成本很高；二是對(duì)于瞬間發(fā)生的 短路故障，往往來不及保護(hù)就將造成驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部功率器件的損壞。為此，研究成本低、安全 性高的過載與短路故障測(cè)控方案具有重要的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)意義，且用途廣泛。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種低壓直流負(fù)載過載測(cè)控 電路。該電路利用超低導(dǎo)通電阻的功率場(chǎng)效應(yīng)管（M0SFET)，既作為電流檢測(cè)元件，也同時(shí)作 為電路關(guān)斷控制元件，結(jié)合晶閘管的半控特性及在負(fù)載回路中串接的微量電感及快速判別 電路，可實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓直流負(fù)載的過載與短路故障進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、判別與安全控制。
[0004] 本實(shí)用新型包括測(cè)控主電路和過載判別電路。
[0005] 測(cè)控主電路包括驅(qū)動(dòng)器DR、電感L1、二極管D1、直流負(fù)載DL、電源燈LED1、輸出燈 LED2、穩(wěn)壓管DW1、限壓管DW2、晶閘管VT1、M0S管VT2、穩(wěn)壓電容C1、穩(wěn)壓電阻R1、陽極電阻 R2、柵極電阻R3、輸出電阻R4、門極電阻R5、分壓電阻R6,驅(qū)動(dòng)器DR的正輸出端+E端與電 感L1的一端、二極管D1的陰極、電源燈LED1的陽極、陽極電阻R2的一端、柵極電阻R3的 一端、輸出燈LED2的陽極連接，驅(qū)動(dòng)器DR的負(fù)輸出端-E端接地，電源燈LED1的陰極與穩(wěn) 壓電阻R1的一端連接，穩(wěn)壓電阻R1的另一端連接與穩(wěn)壓管DW1的陰極、穩(wěn)壓電容C1的一 端、上拉電阻R7的一端、基準(zhǔn)電阻R8的一端、比較器IC1的正電源端V+端連接，穩(wěn)壓管DW1 的陽極、穩(wěn)壓電容C1的另一端均接地，陽極電阻R2的另一端與晶閘管VT1的陽極、限壓管 DW2的陰極、柵極電阻R3的另一端、M0S管VT2的柵極端G端連接，晶閘管VT1的門極與門 極電阻R5的一端、分壓電阻R6的一端連接，晶閘管VT1的陰極、門極電阻R5的另一端、限 壓管DW2的陽極及M0S管VT2的源極端S端均接地，M0S管VT2的漏極端D端與輸出電阻 R4的一端、直流負(fù)載DL的負(fù)端-IN端、檢測(cè)電阻R11的一端連接，輸出電阻R4的另一端與 輸出燈LED2的陰極連接，直流負(fù)載DL的正端+IN端與電感L1的另一端、二極管D1的陽極 連接。
[0006] 過載判別電路包括比較器IC1、上拉電阻R7、基準(zhǔn)電阻R8、設(shè)定電阻R9、濾波電阻 R10、檢測(cè)電阻R11、濾波電容C2、設(shè)定電容C3,比較器IC1的地端GND端接地，比較器IC1的 正輸入端IN+端與檢測(cè)電阻R11的另一端、濾波電阻R10的一端、濾波電容C2的一端連接， 濾波電阻R10的另一端、濾波電容C2的另一端均接地，比較器IC1的負(fù)輸入端IN-端與基 準(zhǔn)電阻R8的另一端、設(shè)定電阻R9的一端、設(shè)定電容C3的一端連接，設(shè)定電阻R9的另一端、 設(shè)定電容C3的另一端均接地，比較器IC1的輸出端OUT端與分壓電阻R6的另一端、上拉電 阻R7的另一端連接。
[0007] 本實(shí)用新型的有益效果如下：
[0008] 本實(shí)用新型利用一只超低導(dǎo)通電阻的功率場(chǎng)效應(yīng)管（M0SFET)，既作為電流檢測(cè)元 件，也同時(shí)作為電路關(guān)斷控制元件，結(jié)合晶閘管的半控特性及在負(fù)載回路中串接的微量電 感及快速判別電路，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓直流負(fù)載的過載與短路故障進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、快速判別 與安全控制。該電路方案結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、成本低、應(yīng)用范圍廣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009] 圖1為本實(shí)用新型的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0011] 如圖1所示，低壓直流負(fù)載過載測(cè)控電路，包括測(cè)控主電路和過載判別電路。
[0012] 測(cè)控主電路包括驅(qū)動(dòng)器DR、電感L1、二極管D1、直流負(fù)載DL、電源燈LED1、輸出燈 LED2、穩(wěn)壓管DW1、限壓管DW2、晶閘管VT1、M0S管VT2、穩(wěn)壓電容C1、穩(wěn)壓電阻R1、陽極電阻 R2、柵極電阻R3、輸出電阻R4、門極電阻R5、分壓電阻R6,驅(qū)動(dòng)器DR的正輸出端+E端與電 感L1的一端、二極管D1的陰極、電源燈LED1的陽極、陽極電阻R2的一端、柵極電阻R3的 一端、輸出燈LED2的陽極連接，驅(qū)動(dòng)器DR的負(fù)輸出端-E端接地，電源燈LED1的陰極與穩(wěn) 壓電阻R1的一端連接，穩(wěn)壓電阻R1的另一端連接與穩(wěn)壓管DW1的陰極、穩(wěn)壓電容C1的一 端、上拉電阻R7的一端、基準(zhǔn)電阻R8的一端、比較器IC1的正電源端V+端連接，穩(wěn)壓管DW1 的陽極、穩(wěn)壓電容C1的另一端均接地，陽極電阻R2的另一端與晶閘管VT1的陽極、限壓管 DW2的陰極、柵極電阻R3的另一端、M0S管VT2的柵極端G端連接，晶閘管VT1的門極與門 極電阻R5的一端、分壓電阻R6的一端連接，晶閘管VT1的陰極、門極電阻R5的另一端、限 壓管DW2的陽極及M0S管VT2的源極端S端均接地，M0S管VT2的漏極端D端與輸出電阻 R4的一端、直流負(fù)載DL的負(fù)端-IN端、檢測(cè)電阻R11的一端連接，輸出電阻R4的另一端與 輸出燈LED2的陰極連接，直流負(fù)載DL的正端+IN端與電感L1的另一端、二極管D1的陽極 連接。
[0013] 過載判別電路包括比較器IC1、上拉電阻R7、基準(zhǔn)電阻R8、設(shè)定電阻R9、濾波電阻 R10、檢測(cè)電阻R11、濾波電容C2、設(shè)定電容C3,比較器IC1的地端GND端接地，比較器IC1的 正輸入端IN+端與檢測(cè)電阻R11的另一端、濾波電阻R10的一端、濾波電容C2的一端連接， 濾波電阻R10的另一端、濾波電容C2的另一端均接地，比較器IC1的負(fù)輸入端IN-端與基 準(zhǔn)電阻R8的另一端、設(shè)定電阻R9的一端、設(shè)定電容C3的一端連接，設(shè)定電阻R9的另一端、 設(shè)定電容C3的另一端均接地，比較器IC1的輸出端OUT端與分壓電阻R6的另一端、上拉電 阻R7的另一端連接。
[0014] 本實(shí)用新型所使用的包括晶閘管VT1、M0S管VT2、比較器IC1、穩(wěn)壓管DW1、限壓管 DW2、電源燈LED1、輸出燈LED2等在內(nèi)的所有器件均采用現(xiàn)有的成熟產(chǎn)品，可以通過市場(chǎng)取 得。例如：晶閘管采用KP1-2，M0S管采用IRF系列N溝道M0SFET管，比較器采用高速電壓比 較器LMV7239,穩(wěn)壓管采用BZX84-B5V1，限壓管采用IN4746A，電源燈、輸出燈均采用3-5mm 發(fā)光二極管等。
[0015] 本實(shí)用新型中的主要電路參數(shù)配合關(guān)系如下：
[0016] 附圖1中，本實(shí)用新型適用的驅(qū)動(dòng)器輸出驅(qū)動(dòng)電壓Ud范圍為+10V--+100V，基準(zhǔn)電 阻R8、設(shè)定電阻R9、濾波電阻R10、檢測(cè)電阻R11間的參數(shù)配合關(guān)系如式（1)、式（2)所示，濾 波電容C2、設(shè)定電容C3間的參數(shù)配合關(guān)系如式（3)所示，其中，仏為穩(wěn)壓管DW1的穩(wěn)壓電 壓（V)，A SMOS管導(dǎo)通時(shí)的電流檢測(cè)信號(hào)（V)、l為電流閾值設(shè)定信號(hào)（V)、R^^MOS管 導(dǎo)通電阻（Ω )、為過載與短路保護(hù)的最大閾值電流(A)。
【權(quán)利要求】
1. 一種低壓直流負(fù)載過載測(cè)控電路，包括測(cè)控主電路和過載判別電路，其特征在于： 測(cè)控主電路包括驅(qū)動(dòng)器DR、電感L1、二極管D1、直流負(fù)載DL、電源燈LED1、輸出燈 LED2、穩(wěn)壓管DW1、限壓管DW2、晶閘管VT1、M0S管VT2、穩(wěn)壓電容C1、穩(wěn)壓電阻R1、陽極電阻 R2、柵極電阻R3、輸出電阻R4、門極電阻R5、分壓電阻R6,驅(qū)動(dòng)器DR的正輸出端+E端與電 感L1的一端、二極管D1的陰極、電源燈LED1的陽極、陽極電阻R2的一端、柵極電阻R3的 一端、輸出燈LED2的陽極連接，驅(qū)動(dòng)器DR的負(fù)輸出端-E端接地，電源燈LED1的陰極與穩(wěn) 壓電阻R1的一端連接，穩(wěn)壓電阻R1的另一端與穩(wěn)壓管DW1的陰極、穩(wěn)壓電容C1的一端、上 拉電阻R7的一端、基準(zhǔn)電阻R8的一端、比較器IC1的正電源端V+端連接，穩(wěn)壓管DW1的陽 極、穩(wěn)壓電容C1的另一端均接地，陽極電阻R2的另一端與晶閘管VT1的陽極、限壓管DW2 的陰極、柵極電阻R3的另一端、MOS管VT2的柵極端G端連接，晶閘管VT1的門極與門極電 阻R5的一端、分壓電阻R6的一端連接，晶閘管VT1的陰極、門極電阻R5的另一端、限壓管 DW2的陽極及MOS管VT2的源極端S端均接地，MOS管VT2的漏極端D端與輸出電阻R4的 一端、直流負(fù)載DL的負(fù)端-IN端、檢測(cè)電阻Rl 1的一端連接，輸出電阻R4的另一端與輸出燈 LED2的陰極連接，直流負(fù)載DL的正端+IN端與電感L1的另一端、二極管D1的陽極連接； 過載判別電路包括比較器IC1、上拉電阻R7、基準(zhǔn)電阻R8、設(shè)定電阻R9、濾波電阻R10、 檢測(cè)電阻R11、濾波電容C2、設(shè)定電容C3,比較器IC1的地端GND端接地，比較器IC1的正 輸入端IN+端與檢測(cè)電阻R11的另一端、濾波電阻R10的一端、濾波電容C2的一端連接，濾 波電阻R10的另一端、濾波電容C2的另一端均接地，比較器IC1的負(fù)輸入端IN-端與基準(zhǔn) 電阻R8的另一端、設(shè)定電阻R9的一端、設(shè)定電容C3的一端連接，設(shè)定電阻R9的另一端、設(shè) 定電容C3的另一端均接地，比較器IC1的輸出端OUT端與分壓電阻R6的另一端、上拉電阻 R7的另一端連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種低壓直流負(fù)載過載測(cè)控電路，其特征在于：所述的晶閘管 VT1、M0S管VT2、比較器IC1、穩(wěn)壓管DW1、限壓管DW2、電源燈LED1、輸出燈LED2均采用現(xiàn)有 的成熟產(chǎn)品，能夠通過市場(chǎng)取得，所述的晶閘管VT1采用KP1-2，M0S管VT2采用IRF系列N 溝道M0SFET管，比較器IC1采用高速電壓比較器LMV7239,穩(wěn)壓管DW1采用BZX84-B5V1，限 壓管DW2采用IN4746A，電源燈LED1、輸出燈LED2均采用3-5mm發(fā)光二極管。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種低壓直流負(fù)載過載測(cè)控電路，其特征在于：所述的驅(qū)動(dòng)器 DR輸出的驅(qū)動(dòng)電壓Ud范圍為+10V?+100V，基準(zhǔn)電阻R8、設(shè)定電阻R9、濾波電阻R10、檢測(cè) 電阻R11間的參數(shù)配合關(guān)系如式（1)、式（2)所示，濾波電容C2、設(shè)定電容C3間的參數(shù)配合 關(guān)系如式（3)所示，其中，仏為穩(wěn)壓管DW1的穩(wěn)壓電壓（V)，UiSMOS管VT2導(dǎo)通時(shí)的電流 檢測(cè)信號(hào)（V)、L為電流閾值設(shè)定信號(hào)（V)、R m為M0S管VT2導(dǎo)通電阻（Ω )、IM為過載與短 路保護(hù)的最大閾值電流(A);
(1) (3)〇
【文檔編號(hào)】H02H3/087GK203839918SQ201420194436
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】陳德傳, 陳亞龍, 鄭忠杰, 李明星 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)