專利名稱：雙反饋直流電源短路保護電路的制作方法
技術領域：
雙反饋直流電源短路保護電路
技術領域：
本實用新型是關于一種電源短路保護電路，尤其是具有自恢復的短路保護電路。背景技術：
在電源電路中為了防止負載的過載或短路造成回路電流過大導致負載和電源的 損壞，引入了短路保護電路。目前，直流電壓源的短路保護所采取的辦法有多種，常見的是 采用電子開關器件控制電源的輸出。如附圖1，一旦負載發(fā)生過載或短路時，由于回路電流 急劇上升，電流反饋電路產(chǎn)生控制信號，經(jīng)開關控制延時電路控制電子開關立即關斷，切斷 輸出電壓。經(jīng)延時后，重新開啟電子開關，實現(xiàn)自恢復。若短路故障未撤除，則立即再一次 產(chǎn)生保護。此方法采用僅判斷輸出電流的方式，一旦保護后，回路就不再有電流，無法判別 負載故障是否撤除，只能由延時電路延時后恢復連接。但在負載短路故障未撤除的情況下， 在恢復連接的瞬間便會產(chǎn)生很大的沖擊電流，使電流反饋電路重新產(chǎn)生保護控制。這樣的 沖擊電流對電源本身和負載都會產(chǎn)生不利的影響。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種能夠避免故障未撤除而自恢復產(chǎn) 生沖擊電流的雙反饋直流電源短路保護電路。本實用新型是通過以下技術方案解決上述技術問題的一種雙反饋直流電源短 路保護電路，包括電流反饋電路、開關控制電路，以及電子開關器件，其中電流反饋電路連 接在電源輸入地以及電源輸出地之間，電流反饋電路的輸出端連接到開關控制電路的輸入 端，開關控制電路的輸出端連接到電子開關器件的輸入端，電子開關器件連接在電源輸入 正極端以及電源輸出正極端之間，該雙反饋直流電源短路保護電路還包括負載反饋電路， 所述負載反饋電路連接在電源輸出正極端以及電源輸出地之間，所述負載反饋電路的輸出 端連接到開關控制電路的輸入端。所述電流反饋電路由晶體管Q2、二極管Dl和電阻Rl組成，電阻Rl的第一端與電 源輸入地相連，第二端與電源輸出地相連，二極管Dl的陽極連接到電阻Rl的第二端，二極 管Dl的陰極連接到晶體管Q2的基極，晶體管Q2的發(fā)射極與電阻Rl的第一端相連，晶體管 Q2的集電極連接到開關控制電路。所述負載反饋電路由二極管D2、D3、D4、電阻R4、R5、晶體管Q3、Q4、穩(wěn)壓二極管DZ3 構成，其中二極管D2的陰極與電源輸出正極端相連，其陽極與晶體管Q4的基極相連，二極 管D3的陽極與晶體管Q4的發(fā)射極相連，陰極與二極管D4的陽極相連，二極管D4的陰極與 電源輸出地相連，電阻R4 —端與電源輸入正極端相連，另一端與晶體管Q4的基極相連，電 阻R5 —端與電源輸入正極端相連，另一端與晶體管Q4的集電極和穩(wěn)壓二極管DZ3的陰極 相連，穩(wěn)壓二極管DZ3的陽極與晶體管Q3的基極相連，晶體管Q3的發(fā)射極接電源輸出地， 集電極接開關控制電路。所述開關控制電路由晶體管Q1、電阻R2、R3、穩(wěn)壓二極管DZ2構成，電阻R3的一端與電源輸入正極端連接，另一端與晶體管Ql的基極連接，穩(wěn)壓二極管DZ2的陰極接晶體管 Ql的基極，陽極與電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端與電流反饋電路和負載反饋電路的 輸出端相連，晶體管Ql的發(fā)射極連接到電源輸入正極端，晶體管Ql的集電極與電子開關器 件的輸入端相連。所述電子開關器件由穩(wěn)壓二極管DZ1、晶體管QV、電阻R6構成，穩(wěn)壓二極管DZl的 陽極與開關控制電路的輸出端和電阻R6的一端相連，陰極與晶體管QV的基極相連，電阻R6 的另一端接電源輸入地，晶體管QV發(fā)射極接電源輸入正極端，集電極接電源輸出正極端。所述晶體管QV采用PNP型大功率達林頓晶體管。本實用新型雙反饋直流電源短路保護電路的優(yōu)點在于采用電流反饋和負載反 饋，能實現(xiàn)快速、有效的過流保護。在切斷輸出電源電壓后負載反饋電路能夠判別負載短 路故障是否撤除，待故障撤除后實現(xiàn)自恢復，避免了延時自恢復引起的沖擊電流，能夠更有 效、可靠的保護電源及負載。
下面參照附圖結合實施例對本實用新型作進一步的描述。圖1是現(xiàn)有技術雙反饋直流電源短路保護電路的電路框圖。圖2是本實用新型雙反饋直流電源短路保護電路的電路框圖。圖3是本實用新型雙反饋直流電源短路保護電路的原理圖。
具體實施方式
如圖2所示，本實用新型雙反饋直流電源短路保護電路包括電流反饋電路1、負載 反饋電路2、開關控制電路3、電子開關器件4。其中電流反饋電路1連接在電源輸入地以及 電源輸出地之間，負載反饋電路2連接在電源輸出正極端以及電源輸出地之間，電流反饋 電路1的輸出端以及負載反饋電路2的輸出端同時連接到開關控制電路3的輸入端，開關 控制電路3的輸出端連接到電子開關器件4的輸入端，電子開關器件4連接在電源輸入正 極端以及電源輸出正極端之間。本實用新型采用電流反饋和負載反饋，實現(xiàn)雙反饋短路保護。直流電源在正常工 作狀態(tài)下由電流反饋電路1時時監(jiān)控回路電流，一旦產(chǎn)生負載短路，由于回路電流急劇升 高，電流反饋電路1便產(chǎn)生保護控制信號，切斷電源輸出，回路中將不再有電流。此時由負 載反饋電路2判斷短路故障是否撤除。只有短路故障撤除后，負載反饋電路2方能發(fā)出控 制信號至開關控制電路3，由開關控制電路3控制電子開關器件4實現(xiàn)自恢復，避免了故障 未撤除而自恢復產(chǎn)生的沖擊電流。作為一具體實施例，本實用新型雙反饋直流電源短路保護電路的電路原理圖如圖 3所示。所述電流反饋電路1由晶體管Q2、二極管Dl和電阻Rl組成，電阻Rl串聯(lián)在電源 回路中，第一端與電源輸入地相連，第二端與電源輸出地相連。二極管Dl的陽極連接到電 阻Rl的第二端，二極管Dl的陰極連接到晶體管Q2的基極，晶體管Q2的發(fā)射極與電阻Rl 的第一端相連，從而晶體管Q2、二極管Dl和電阻Rl構成導通門檻電壓，晶體管Q2的集電 極連接到開關控制電路3。當負載短路時，回路電流增大，使電阻Rl兩端產(chǎn)生從電源輸出 地相連端指向電源輸入地相連端的電壓升高。導致二極管Dl與晶體管Q2的基極和發(fā)射極的PN節(jié)導通，將晶體管Q2的集電極拉到低電平，經(jīng)開關控制電路3控制電子開關器件4截 止，切斷輸出。當輸出電子開關器件4產(chǎn)生截止保護后，電源回路上不再有電流，電流反饋電路1 不再輸出保護控制信號，此時由負載反饋電路2判別負載短路故障是否撤除。所述負載反 饋電路2由二極管D2、D3、D4、電阻R4、R5、晶體管Q3、Q4、穩(wěn)壓二極管DZ3構成。其中二極 管D2的陰極與電源輸出正極端相連，其陽極與晶體管Q4的基極相連。二極管D3的陽極與 晶體管Q4的發(fā)射極相連，陰極與二極管D4的陽極相連，二極管D4的陰極與電源輸出地相 連。電阻R4 —端與電源輸入正極端相連，另一端與晶體管Q4的基極相連，為晶體管Q4提供 偏置電壓，電阻R5—端與電源輸入正極端相連，另一端與晶體管Q4的集電極和穩(wěn)壓二極管 DZ3的陰極相連，穩(wěn)壓二極管DZ3的陽極與晶體管Q3的基極相連，晶體管Q3的發(fā)射極接電 源輸出地，集電極接開關控制電路3。當輸出短路時，D2將Q4的基極電壓拉低，由于Q4的 發(fā)射極串接D3、D4，致使Q4截止，輸入電源電壓通過R5、DZ3給Q3基極提供偏置，使Q3導 通，經(jīng)開關控制電路控制電子開關截止，保持保護狀態(tài)。當輸出短路故障撤除時，D2截止， 致使Q4導通，Q4集電極將DZ3陰極電壓拉低，使DZ3截止，從而Q3截止，釋放保護狀態(tài)，實 現(xiàn)自恢復。所述開關控制電路3由晶體管Q1、電阻R2、R3、穩(wěn)壓二極管DZ2構成，電阻R3的一 端與電源輸入正極端連接，另一端與晶體管Ql的基極連接，作為晶體管Ql的基極的上拉電 阻。穩(wěn)壓二極管DZ2的陰極接晶體管Ql的基極，陽極與電阻R2的一端相連，為晶體管Ql 提供偏置。電阻R2的另一端與電流反饋電路1和負載反饋電路2的輸出端相連，傳導由電 流反饋電路1和負載反饋電路2輸出的保護控制信號。晶體管Ql的發(fā)射極連接到電源輸 入正極端，晶體管Ql的集電極與電子開關器件4的輸入端相連，輸出控制信號控制電子開 關器件4的導通與截止。所述電子開關器件4由穩(wěn)壓二極管DZ1、晶體管QV、電阻R6構成。其中晶體管QV 采用PNP型大功率達林頓晶體管，控制輸出的導通與截止。穩(wěn)壓二極管DZl傳導控制信號， 其陽極與開關控制電路3的輸出端和電阻R6的一端相連，陰極與晶體管QV的基極相連，電 阻R6的另一端接電源輸入地。晶體管QV發(fā)射極接電源輸入正極端，集電極接電源輸出正 極端。當無保護信號時，電阻R6和穩(wěn)壓二極管DZl為晶體管QV提供偏置，晶體管QV導通， 輸出電源電壓，當開關控制電路3發(fā)出高電平的控制信號時，由于穩(wěn)壓二極管DZl抬高晶體 管QV的基極導通電壓，致使晶體管QV截止，從而切斷輸出電壓。
權利要求一種雙反饋直流電源短路保護電路，包括電流反饋電路、開關控制電路，以及電子開關器件，其中電流反饋電路連接在電源輸入地以及電源輸出地之間，電流反饋電路的輸出端連接到開關控制電路的輸入端，開關控制電路的輸出端連接到電子開關器件的輸入端，電子開關器件連接在電源輸入正極端以及電源輸出正極端之間，其特征在于還包括負載反饋電路，所述負載反饋電路連接在電源輸出正極端以及電源輸出地之間，所述負載反饋電路的輸出端連接到開關控制電路的輸入端。
2.如權利要求1所述的雙反饋直流電源短路保護電路，其特征在于所述電流反饋電 路由晶體管Q2、二極管Dl和電阻Rl組成，電阻Rl的第一端與電源輸入地相連，第二端與電 源輸出地相連，二極管Dl的陽極連接到電阻Rl的第二端，二極管Dl的陰極連接到晶體管 Q2的基極，晶體管Q2的發(fā)射極與電阻Rl的第一端相連，晶體管Q2的集電極連接到開關控 制電路。
3.如權利要求1所述的雙反饋直流電源短路保護電路，其特征在于所述負載反饋電 路由二極管D2、D3、D4、電阻R4、R5、晶體管Q3、Q4、穩(wěn)壓二極管DZ3構成，其中二極管D2的 陰極與電源輸出正極端相連，其陽極與晶體管Q4的基極相連，二極管D3的陽極與晶體管Q4 的發(fā)射極相連，陰極與二極管D4的陽極相連，二極管D4的陰極與電源輸出地相連，電阻R4 一端與電源輸入正極端相連，另一端與晶體管Q4的基極相連，電阻R5—端與電源輸入正極 端相連，另一端與晶體管Q4的集電極和穩(wěn)壓二極管DZ3的陰極相連，穩(wěn)壓二極管DZ3的陽 極與晶體管Q3的基極相連，晶體管Q3的發(fā)射極接電源輸出地，集電極接開關控制電路。
4.如權利要求1所述的雙反饋直流電源短路保護電路，其特征在于所述開關控制電 路由晶體管Q1、電阻R2、R3、穩(wěn)壓二極管DZ2構成，電阻R3的一端與電源輸入正極端連接， 另一端與晶體管Ql的基極連接，穩(wěn)壓二極管DZ2的陰極接晶體管Ql的基極，陽極與電阻R2 的一端相連，電阻R2的另一端與電流反饋電路和負載反饋電路的輸出端相連，晶體管Ql的 發(fā)射極連接到電源輸入正極端，晶體管Ql的集電極與電子開關器件的輸入端相連。
5.如權利要求1所述的雙反饋直流電源短路保護電路，其特征在于所述電子開關器 件由穩(wěn)壓二極管DZ1、晶體管QV、電阻R6構成，穩(wěn)壓二極管DZl的陽極與開關控制電路的輸 出端和電阻R6的一端相連，陰極與晶體管QV的基極相連，電阻R6的另一端接電源輸入地， 晶體管QV發(fā)射極接電源輸入正極端，集電極接電源輸出正極端。
6.如權利要求5所述的雙反饋直流電源短路保護電路，其特征在于所述晶體管QV采 用PNP型大功率達林頓晶體管。
專利摘要一種雙反饋直流電源短路保護電路，包括電流反饋電路、負載反饋電路、開關控制電路，及電子開關器件，其中電流反饋電路連接在電源輸入地以及電源輸出地之間，所述負載反饋電路連接在電源輸出正極端以及電源輸出地之間，電流反饋電路以及負載反饋電路的輸出端同時連接到開關控制電路的輸入端，開關控制電路的輸出端連接到電子開關器件的輸入端，電子開關器件連接在電源輸入正極端以及電源輸出正極端之間。本實用新型的優(yōu)點在于采用電流反饋和負載反饋，在切斷輸出電源電壓后負載反饋電路能夠判別負載短路故障是否撤除，待故障撤除后實現(xiàn)自恢復，避免了延時自恢復引起的沖擊電流，更有效、可靠的保護電源及負載。
文檔編號H02H3/06GK201570846SQ20092018276
公開日2010年9月1日 申請日期2009年9月3日 優(yōu)先權日2009年9月3日
發(fā)明者李飛燦, 楊榮錦, 范新權, 鐘盛燕 申請人:福州瑞盛繼保工程技術有限公司