CN103812088A - 取电保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种取电保护装置，其包括：电源，防反接电路，分压跟随电路，运放供电电路，横流源电路，镜像电流源电路，窗口比较器，反向电路，末级开关电路，其中，防反接电路，分压跟随电路，横流源电路，镜像电流源电路，反向电路及末级开关电路均并联于电源正负极两端，所述运放供电电路连接于电源正极与分压跟随电路之间，并通过一稳压管接地；所述窗口比较器输入端与镜像电路相连，输出端与反向电路相连。与现有技术相比，在电源反接、过压或欠压状态下，不予取电，保护设备的安全运行。
Description
技术领域
本发明涉及领域工业控制领域，尤其涉及工业控制领域的取电保护装置。
背景技术
在通信行业中，通常都是用+24V或-48V供电，一般用电设备通常都直接从蓄电池组取电，因电池组放空电压为1.0V每节，为防止电池过放电或过电压对用电设备击穿，故+24V通常取：18V~30V；-48V通常取-36~-60V，在电池反接，过压或欠电的情况下，会发生设备损坏。
因此有必要提供一种新的取电保护装置解决上述问题。
发明内容
本发明涉及一种取电保护装置。
为达到上述发明目的，本发明提供了一种取电保护装置，其包括：电源，防反接电路，分压跟随电路，运放供电电路，横流源电路，镜像电流源电路，窗口比较器，反向电路，末级开关电路，其中，防反接电路，分压跟随电路，横流源电路，镜像电流源电路，反向电路及末级开关电路均并联于电源正负极两端，所述运放供电电路连接于电源正极与分压跟随电路之间，并通过一稳压管接地；所述窗口比较器输入端与镜像电路相连，输出端与反向电路相连。
作为本发明的进一步改进，所述防反接电路包括第一电阻，第二电阻，第一电容，第一稳压二极管，第一N沟道MOSFET管，所述第二电阻，第一电容及第一稳压二极管均与一N沟道MOSFET管的源极栅极并联后，与所述第二电阻串联。
作为本发明的进一步改进，所述分压跟随电路包括第三电阻，第四电阻，第五电阻和第一比较器，所述第三电阻第四电阻和第五电阻串联，所述第一比较器一输入端位于第四电阻与第五电阻之间，另一输入端与输出端相连。
作为本发明的进一步改进，所述运放供电电路，包括第六电阻和第二稳压二极管，所述第六电阻并联于电源正极与所述第一比较器之间，且所述第六电阻通过第二稳压二极管接地。
作为本发明的进一步改进，所述横流源电路，包括第七电阻，第八电阻，第九电阻，三端稳压管，第二MOS管，所述第二MOS管栅极通过第七电阻与电源正极相连，源极通过第八电阻与电源负极相连，栅极与三端稳压管输入脚相连，三端稳压管输出脚与第八电阻相连，第九电阻与一第一开关并联于第八电阻两端。
作为本发明的进一步改进，所述镜像电流源电路，包括第三MOS管，第四MOS管，第五MOS管，第十电阻，第十一电阻，所述第二MOS管漏极与第三MOS管，第四MOS管，及第五MOS管的栅极相连，所述第三MOS管，第四MOS管，及第五MOS管的源极与电源正极相连，第三MOS管的栅极漏极相连，第四MOS管，及第五MOS管。
作为本发明的进一步改进，所述窗口比较器，包括第十二电阻，第十三电阻，第十四电阻，第三比较器，第四比较器，第三二极管，第四二极管，所述第四比较器正端与第三比较器负端相连后，通过第十三电阻与所述第一比较器的输出端相连，第四比较器负端通过第十二电阻与第四MOS管的漏极相连，输出端与第三二极管正极相连，第三比较器正端通过第十四电阻与第五MOS管的漏极相连，输出端与第四二极管正极相连。
作为本发明的进一步改进，所述反向电路包括第十五电阻，第十六电阻，第十七电阻以及第六MOS管，第六MOS管漏极通过第十七电阻连接电源正极，源极接电源负极，栅极与第十五电阻及第十六电阻相连，其中，第十五电阻另一端与第三二极管负极及第四二极管负极相连，第十六电阻另一端与电源负极相连。
作为本发明的进一步改进，所述末级开关电路，包括第十八电阻，第十九电阻，第二十电阻，第二十一电阻，第七Ｐ沟道MOSFET管，第八MOS管，其中第八ＭＯＳ管漏极通过第二十一电阻一端相连，栅极与第十八电阻和第二十电阻相连，源极与电源负极相连，第十八电阻另一段与第六ＭＯＳ管相连，第二十电阻另一端与电源负极相连，第七Ｐ沟道MOSFET管源极与电源正极相连，栅极与第二十一电阻另一端相连，漏极与电路输出端相连，第十九电阻并联于第七Ｐ沟道MOSFET管源极与栅极两端。
作为本发明的进一步改进，所述电源负极与输出端负极均接地。
与现有技术相比，本发明所提供的取电保护装置，在电源反接、过压或欠压状态下，不予取电，保护设备的安全运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的有关本发明的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例的取电保护装置框架图；
图2为本发明一实施例的取电保护装置电路图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的各实施例对本发明进行详细描述。但这些实施例并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施例所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
参图1与图2所示，本发明所提供的取电保护装置包括：电源，防反接电路，分压跟随电路，运放供电电路，横流源电路，镜像电流源电路，窗口比较器，反向电路，末级开关电路，其中，防反接电路，分压跟随电路，横流源电路，镜像电流源电路，反向电路及末级开关电路均并联于电源正负极两端，所述运放供电电路连接于电源正极与分压跟随电路之间，并通过一稳压管接地；所述窗口比较器输入端与镜像电路相连，输出端与反向电路相连。
所述防反接电路包括第一电阻Ｒ１，第二电阻Ｒ２，第一电容Ｃ１，第一稳压二极管Ｄ１，第一N沟道MOSFET管Ｑ１，所述第二电阻Ｒ２，第一电容Ｃ１及第一稳压二极管Ｄ１均与一N沟道MOSFET管Ｑ１的源极栅极并联后，与所述第二电阻Ｒ２串联。
所述分压跟随电路包括第三电阻Ｒ３，第四电阻Ｒ４，第五电阻Ｒ５和第一比较器Ｕ１Ａ，所述第三电阻Ｒ３第四电阻Ｒ４和第五电阻Ｒ５串联，所述第一比较器Ｕ１Ａ一输入端位于第四电阻Ｒ４与第五电阻Ｒ５之间，另一输入端与输出端相连。
所述运放供电电路，包括第六电阻Ｒ６和第二稳压二极管Ｄ２，所述第六电阻Ｒ６并联于电源正极与所述第一比较器Ｕ１Ａ之间，且所述第六电阻Ｒ６通过第二稳压二极管Ｄ２接地。
所述横流源电路，包括第七电阻Ｒ７，第八电阻Ｒ８，第九电阻Ｒ９，三端稳压管Ｕ２，第二MOS管Ｑ２，所述第二MOS管Ｑ２栅极通过第七电阻Ｒ７与电源正极相连，源极通过第八电阻Ｒ８与电源负极相连，栅极与三端稳压管Ｕ２输入脚相连，三端稳压管输Ｕ２出脚与第八电阻Ｒ８相连，第九电阻Ｒ９与一第一开关ＳＷ１并联于第八电阻Ｒ８两端。
所述镜像电流源电路，包括第三MOS管Ｑ３，第四MOS管Ｑ４，第五MOS管Ｑ５，第十电阻Ｒ１０，第十一电阻Ｒ１１，所述第二MOS管Ｑ２漏极与第三MOS管Ｑ３，第四MOS管Ｑ４，及第五MOS管Ｑ５的栅极相连，所述第三MOS管Ｑ３，第四MOS管Ｑ４，及第五MOS管Ｑ５的源极与电源正极相连，第三MOS管Ｑ３的栅极漏极相连，第四MOS管Ｑ４，及第五MOS管Ｑ５。
所述窗口比较器，包括第十二电阻Ｒ１２，第十三电阻Ｒ１３，第十四电阻Ｒ１４，第三比较器Ｕ１Ｂ，第四比较器Ｕ１Ｃ，第三二极管Ｄ３，第四二极管Ｄ４，所述第四比较器Ｕ１Ｃ正端与第三比较器负端相连后，通过第十三电阻与所述第一比较器Ｕ１Ａ的输出端相连，第四比较器Ｕ１Ｃ负端通过第十二电阻Ｒ１２与第四MOS管Ｑ４的漏极相连，输出端与第三二极管Ｄ３正极相连，第三比较器Ｕ１Ｂ正端通过第十四电阻Ｒ１４与第五MOS管Ｑ５的漏极相连，输出端与第四二极管Ｄ４正极相连。
所述反向电路包括第十五电阻Ｒ１５，第十六电阻Ｒ１６，第十七电阻Ｒ１７以及第六MOS管Ｑ６，第六MOS管Ｑ６漏极通过第十七电阻Ｒ１７连接电源正极，源极接电源负极，栅极与第十五电阻Ｒ１５及第十六电阻Ｒ１６相连，其中，第十五电阻Ｒ１５另一端与第三二极管Ｄ３负极及第四二极管Ｄ４负极相连，第十六电阻Ｒ１６另一端与电源负极相连。
所述末级开关电路，包括第十八电阻Ｒ１８，第十九电阻Ｒ１９，第二十电阻Ｒ２０，第二十一电阻Ｒ２１，第七Ｐ沟道MOSFET管Ｑ７，第八MOS管Ｑ８，其中第八ＭＯＳ管Ｑ８漏极通过第二十一电阻Ｒ２１一端相连，栅极与第十八电阻Ｒ１８和第二十电阻Ｒ２０相连，源极与电源负极相连，第十八电阻Ｒ１８另一端与第六ＭＯＳ管Ｑ６相连，第二十电阻Ｒ２０另一端与电源负极相连，第七Ｐ沟道MOSFET管Ｑ７源极与电源正极相连，栅极与第二十一电阻Ｒ２１另一端相连，漏极与电路输出端相连，第十九电阻Ｒ１９并联于第七Ｐ沟道MOSFET管源极与栅极两端。
在本实施例中，所述电源负极与输出端负极均接地。
以输入＋２４Ｖ电压为例，第一开关SW1断开，第一比较器输出VSI为+24V/36=0.667V，VH实际为2.5V/150*50=0.833V；VL为1.5V；30V对应理论值应为30/36，VL对应理论值应为18/36；当输入电压超过30V时，VSI>VH,第三二极管D3导通，当输入电压小于18V时第四二极管D4导通；而第三二极管D3或第四二极管D4任一导通则第七Ｐ沟道MOSFET管Q7关闭，实现了对蓄电池组的低压保护和后级电路的过压保护。
本发明所提供的取电保护装置，在电源反接、过压或欠压状态下，不予取电，保护设备的安全运行。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种取电保护装置，其特征在于，包括：电源，防反接电路，分压跟随电路，运放供电电路，横流源电路，镜像电流源电路，窗口比较器，反向电路，末级开关电路，其中，防反接电路，分压跟随电路，横流源电路，镜像电流源电路，反向电路及末级开关电路均并联于电源正负极两端，所述运放供电电路连接于电源正极与分压跟随电路之间，并通过一稳压管接地；所述窗口比较器输入端与镜像电路相连，输出端与反向电路相连。
2.如权利要求1所述取电保护装置，其特征在于，所述防反接电路包括第一电阻，第二电阻，第一电容，第一稳压二极管，第一N沟道MOSFET管，所述第二电阻，第一电容及第一稳压二极管均与一N沟道MOSFET管的源极栅极并联后，与所述第二电阻串联。
3.如权利要求2所述的取电保护装置，其特征在于，所述分压跟随电路包括第三电阻，第四电阻，第五电阻和第一比较器，所述第三电阻第四电阻和第五电阻串联，所述第一比较器一输入端位于第四电阻与第五电阻之间，另一输入端与输出端相连。
4.如权利要求3所述的取电保护装置，其特征在于，所述运放供电电路，包括第六电阻和第二稳压二极管，所述第六电阻并联于电源正极与所述第一比较器之间，且所述第六电阻通过第二稳压二极管接地。
5.如权利要求4所述的取电保护装置，其特征在于，所述横流源电路，包括第七电阻，第八电阻，第九电阻，三端稳压管，第二MOS管，所述第二MOS管栅极通过第七电阻与电源正极相连，源极通过第八电阻与电源负极相连，栅极与三端稳压管输入脚相连，三端稳压管输出脚与第八电阻相连，第九电阻与一第一开关并联于第八电阻两端。
6.如权利要求5所述的取电保护装置，其特征在于，所述镜像电流源电路，包括第三MOS管，第四MOS管，第五MOS管，第十电阻，第十一电阻，所述第二MOS管漏极与第三MOS管，第四MOS管，及第五MOS管的栅极相连，所述第三MOS管，第四MOS管，及第五MOS管的源极与电源正极相连，第三MOS管的栅极漏极相连，第四MOS管，及第五MOS管。
7.如权利要求6所述的取电保护装置，其特征在于，所述窗口比较器，包括第十二电阻，第十三电阻，第十四电阻，第三比较器，第四比较器，第三二极管，第四二极管，所述第四比较器正端与第三比较器负端相连后，通过第十三电阻与所述第一比较器的输出端相连，第四比较器负端通过第十二电阻与第四MOS管的漏极相连，输出端与第三二极管正极相连，第三比较器正端通过第十四电阻与第五MOS管的漏极相连，输出端与第四二极管正极相连。
8.如权利要求7所述的取电保护装置，其特征在于，所述反向电路包括第十五电阻，第十六电阻，第十七电阻以及第六MOS管，第六MOS管漏极通过第十七电阻连接电源正极，源极接电源负极，栅极与第十五电阻及第十六电阻相连，其中，第十五电阻另一端与第三二极管负极及第四二极管负极相连，第十六电阻另一端与电源负极相连。
9.如权利要求8所述的取电保护装置，其特征在于，所述末级开关电路，包括第十八电阻，第十九电阻，第二十电阻，第二十一电阻，第七Ｐ沟道MOSFET管，第八MOS管，其中第八ＭＯＳ管漏极通过第二十一电阻一端相连，栅极与第十八电阻和第二十电阻相连，源极与电源负极相连，第十八电阻另一段与第六ＭＯＳ管相连，第二十电阻另一端与电源负极相连，第七Ｐ沟道MOSFET管源极与电源正极相连，栅极与第二十一电阻另一端相连，漏极与电路输出端相连，第十九电阻并联于第七Ｐ沟道MOSFET管源极与栅极两端。
10.如权利要求9所述的取电保护装置，其特征在于，所述电源负极与输出端负极均接地。
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