本實(shí)用新型涉及電源短路保護(hù)裝置，具體說(shuō)的是低壓直流電源輸出端短路保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
目前已有的短路保護(hù)裝置或方法有：
1、自恢復(fù)保險(xiǎn)絲：用一會(huì)兒電阻就會(huì)變，讓后級(jí)電阻匹配十分困難。
2、通用的短路保護(hù)電路一般包括采樣電阻、差分運(yùn)放、AD/比較器、處理器、動(dòng)作器件組成。其缺點(diǎn)是：采用處理器（MCU）的短路保護(hù)電路存在處理器受干擾時(shí)，短路保護(hù)電路失效等情況。在短路時(shí)，尤其是短路的部分跟MCU的供電以某種方式耦合時(shí)（這種情況出現(xiàn)的概率還非常大），當(dāng)電源出現(xiàn)短路時(shí)，會(huì)拉低MCU工作電壓，導(dǎo)致MCU進(jìn)入睡眠或者程序復(fù)位等狀態(tài)，使MCU程序運(yùn)行不穩(wěn)定導(dǎo)致保護(hù)失效。
3、快速限流器這種保護(hù)器只應(yīng)用于供電線路的母線上，體積龐大，成本高，重量大，很難應(yīng)用于各種移動(dòng)的電源中。
文獻(xiàn)：
[1] 陳陽(yáng),雷娟.基于繼電器電源短路保護(hù)報(bào)警電路的設(shè)計(jì)[J].價(jià)值工程. 2012(14):44-45.邏輯器件較多，可靠性有問(wèn)題，成本
[2] 干紅林,馮全源,王丹. 用于降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的短路保護(hù)電路設(shè)計(jì)[J].2015.45(3):328-334.邏輯器件較多，可靠性有問(wèn)題，成本
[3] 羅志聰,黃世震. 一個(gè)高可靠性的短路保護(hù)電路設(shè)計(jì)及其應(yīng)用[J].電子設(shè)計(jì)工程. 2010.18(10):139-141.電路復(fù)雜，元器件多。
[4] 唐軍,宋新林. 兩種簡(jiǎn)易直流電源輸出短路保護(hù)電路[J]. 電子科技.2013.17.043.14.干簧管不可靠，線圈磁場(chǎng)弱。
[5] 吳光升.5V電源短路保護(hù)報(bào)警電路的設(shè)計(jì)與制作[J].電子制作.2006，3:20-24.電壓低，實(shí)用性不強(qiáng)。
4、其他采用純電路技術(shù)進(jìn)行短路保護(hù)的方法主要有：限流法和關(guān)斷法。采用限流法的相關(guān)技術(shù)如文獻(xiàn)[1][2][3][4]。
文獻(xiàn)[1]中的方法使用了LM358運(yùn)放作為電壓比較器來(lái)判斷輸入電壓的大小從而控制比較器的輸出是高電平還是低電平，再由74LS08與非門(mén)來(lái)驅(qū)動(dòng)三極管2SC1815控制繼電器通斷。當(dāng)電源輸出短路時(shí)，根據(jù)報(bào)警采集信號(hào)的電路原理輸出為低電平，通過(guò)74LS08后也為低電平，致使三極管截止，則繼電器斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)電路短路自動(dòng)斷開(kāi)功能。
文獻(xiàn)[2] 中采用降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的隔斷觸發(fā)模式短路保護(hù)方案，除了具有基本的峰值限流功能，該方案還能使轉(zhuǎn)換器在輸出短路時(shí)觸發(fā)周期性的休眠與軟啟動(dòng)。但是該方案不能夠完全關(guān)斷短路電流，而是限制電流不超過(guò)1.06A，同時(shí)內(nèi)部還有短路模式判斷電路，軟啟動(dòng)電路，降頻電路等復(fù)雜的數(shù)字電路邏輯單元，技術(shù)難度較高，成本難以控制，不能完全關(guān)斷短路電流。
文獻(xiàn)[3]中的方法是在限流型保護(hù)電路的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)改進(jìn)了一個(gè)短路保護(hù)電路，確保短路情況下，關(guān)斷功率 MOS管。該電路含有MOS管構(gòu)成的鏡像電流源電路，差分電路，比較器電路，共使用了近20多個(gè)MOS管，這種復(fù)雜的電路需要精確地模擬參數(shù)計(jì)算，才能保證MOS管工作點(diǎn)的匹配，開(kāi)關(guān)時(shí)機(jī)的準(zhǔn)確。給設(shè)計(jì)工作帶來(lái)很大麻煩，仿真雖然通過(guò)，但是復(fù)雜的模擬電路在實(shí)際的電路版上不易調(diào)節(jié)，易受溫度，電磁場(chǎng)等外界因素的干擾，使其可靠性下降。
總結(jié)文獻(xiàn)[1][2][3]中的問(wèn)題，都是電路中采用了復(fù)雜的邏輯門(mén)電路和模擬控制電路，功能設(shè)計(jì)復(fù)雜，不易于安裝調(diào)試。
文獻(xiàn)[4][5]是關(guān)斷式保護(hù)方法，文獻(xiàn)[4]中采用電源輸出導(dǎo)線結(jié)合干簧管的方法來(lái)檢測(cè)輸出電流的大小，當(dāng)電流過(guò)大時(shí)繞制在干簧管上的線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)吸和干簧管內(nèi)部的觸點(diǎn)，使短路保護(hù)電路工作，輸出繼電器吸和，時(shí)電源輸出線斷開(kāi)，起到保護(hù)的作用。該方法理論上可以通過(guò)，但是關(guān)鍵問(wèn)題是電源輸出的電流能否使干簧管的觸點(diǎn)吸合。經(jīng)過(guò)本人研究發(fā)現(xiàn)，干簧管觸點(diǎn)的吸合方向和導(dǎo)線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)是垂直的！這個(gè)嚴(yán)重的設(shè)計(jì)缺陷會(huì)使得觸點(diǎn)的吸合更加困難，甚至是不可能的。同時(shí)干簧管的壽命有限，采用玻璃管封裝，極易損壞，因此這種方法不具有實(shí)用價(jià)值。文獻(xiàn)[5]采用的是針對(duì)5V電源的輸出短路保護(hù)，采用了邏輯器件4069反相器來(lái)判斷輸出是否短路，該方法只能報(bào)警，不能及時(shí)關(guān)斷輸出，因此，也不具有實(shí)用價(jià)值。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種低壓直流電源輸出短路保護(hù)裝置，為直流電源提供一個(gè)輸出短路時(shí)，能夠及時(shí)切斷輸出端電流的保護(hù)裝置，本裝置電路簡(jiǎn)單實(shí)用，易于推廣。
為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，所采用的技術(shù)方案是：一種低壓直流電源輸出短路保護(hù)裝置，與直流電源連接，36V以下直流電源通過(guò)P2輸入端連接撥動(dòng)開(kāi)關(guān)S1，撥動(dòng)開(kāi)關(guān)S1與連接觸點(diǎn)1或連接觸點(diǎn)2連接，連接觸點(diǎn)2斷路，連接觸點(diǎn)1分別與電阻R1的一端和電阻R4的一端連接，電阻R1的另一端與繼電器K1連接，繼電器K1內(nèi)常閉觸點(diǎn)A連接在P1輸出端，繼電器K1的常開(kāi)觸點(diǎn)B依次串聯(lián)電阻R5、相并聯(lián)的蜂鳴器LS1和報(bào)警燈DS1后接地，電阻R4的另一端連接至三極管Q1的發(fā)射極，三極管Q1的基極接入電阻R1與繼電器K1之間的電路上，三極管Q1的集電極分別連接電阻R2的一端、續(xù)流二極管D1的正極以及繼電器K1的線圈的一端，續(xù)流二極管D1的另一端與線圈的另一端并聯(lián)至三極管Q2的集電極，三極管Q2的發(fā)射極接地，三極管Q2的基極與電阻R2的另一端并聯(lián)后，再與電阻R3串聯(lián)后接地。
本實(shí)用新型有益效果是：本裝置簡(jiǎn)單可靠，成本低，使用元器件少，靜態(tài)功耗低，不需要復(fù)雜的電路參數(shù)計(jì)算。
由于三極管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，所以電阻的選取只要保證能夠使三極管導(dǎo)通即可，不需要精確的計(jì)算三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)，降低了電路的設(shè)計(jì)難度，提高了電路的工作范圍和可靠性。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
一種低壓直流電源輸出短路保護(hù)裝置，應(yīng)用于各種36V以下直流電源輸出端，當(dāng)出現(xiàn)輸出短路時(shí)，能夠及時(shí)切斷電源輸出，從而保護(hù)電源本身不受到短路電流的損壞。
保護(hù)裝置的工作原理為：
當(dāng)電路正常工作時(shí)，開(kāi)關(guān)S1在位置1，電源的電流經(jīng)過(guò)電阻R1流到b點(diǎn)，b點(diǎn)為高電平，三極管Q1截止不導(dǎo)通，沒(méi)有電流流經(jīng)繼電器線圈。電流同時(shí)通過(guò)繼電器K1，觸點(diǎn)默認(rèn)在位置A。
如果此時(shí)OUT端出現(xiàn)短路，則b點(diǎn)電位降低，三極管Q1導(dǎo)通，有電流從c端流出，經(jīng)過(guò)電阻R2、R3分壓后，R3的a端電壓使三極管Q2導(dǎo)通，電流流經(jīng)繼電器線圈使繼電器吸合觸點(diǎn)，觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換至B點(diǎn)，蜂鳴器LS1報(bào)警同時(shí)LED3點(diǎn)亮報(bào)警，同時(shí)A點(diǎn)斷開(kāi)，起到保護(hù)作用。待故障排除后，手動(dòng)把S1的按鍵撥向2端，使三極管Q1關(guān)斷，繼電器K1復(fù)位后，排除短路故障后再撥回1端，電路正常工作。
所選用的元器件價(jià)格低廉，電阻和三極管如果批量購(gòu)買(mǎi)三個(gè)電阻和兩個(gè)三極管的價(jià)格不超過(guò)0.3元，發(fā)光二極管和續(xù)流二極管的價(jià)格不超過(guò)0.2元，繼電器一個(gè)的價(jià)格為3.9元，蜂鳴器價(jià)格為0.24元。元器件成本價(jià)可以控制在5元以內(nèi)。降低了生產(chǎn)的成本，同時(shí)器件種類(lèi)少，減少了采購(gòu)的難度。
保護(hù)時(shí)所驅(qū)動(dòng)的電路功耗低，負(fù)載只有5個(gè)電阻2個(gè)三極管和繼電器本身的線圈，采用可靠性高的9012和9013三極管，0805封裝。導(dǎo)通時(shí)的電流最大為500mA，壓降為1.7V，額定功率為：0.625W。電阻采用功率為1W的金屬膜電阻。采用低壓直流驅(qū)動(dòng)的通用中間型繼電器，線圈額定功率小于0.9W，按照最大工作電壓36V算，短路保護(hù)工作時(shí)總的電流不超過(guò)2.8mA。功耗極低。