CN209104785U - 一种过流保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种过流保护电路，包括采集主电路中大功率前端电流信号的霍尔元件电流采集模块、基准电流信号电路以及与霍尔元件电流采集模块的电流信号输出端和基准电流信号电路的基准电流信号输出端连接的的过流保护电路；过流保护电路为：比较器的反向输入端连接霍尔元件电流采集模块的电流信号输出端，比较器的正向输入端连接基准电流信号电路的基准电流信号输出端，比较器的信号输出端连接与非门芯片的一个输入端，与非门芯片的输出端连接与非门的输入端，与非门的输出端连接D触发器的信号输入端，D触发器的信号输出端连接后端驱动模块。本新型实现精密的过流保护且不会增加原有电路的复杂度，达到了简化电路的效果，且实用性更强。
Description
技术领域
本实用新型属于保护电流技术领域，具体涉及一种过流保护电路。
背景技术
很多电子设备都有个额定电流，不允许超过额定电流，不然会烧坏设备。所以有些设备就做了电流保护模块。当电流超过设定电流时候，设备自动断电，以保护设备。过流电路对很多电路来说是非常重要的一部分。
目前对于电路中大功率器件的电流检测保护电路通常采用检测负载电流在对其负载电流信号进行额定值比较，其需要在原电路中接入负载电流输出电流电路，电路过于复杂，且大部分使用众多功率器件，极大地增加了原电路的复杂性。
霍尔元件基于磁平衡式霍尔原理，根据霍尔效应原理，从霍尔元件的控制电流端通入电流I，并在霍尔元件平面的法线方向上施加磁场强度为B的磁场，那么在垂直于电流和磁场方向(即霍尔输出端之间)，将产生一个电势VH，称其为霍尔电势，其大小正比于控制电流I。霍尔元件使电流的非接触测量成为可能。目前已经有众多采用霍尔元件的电流检测保护电路，但一般都需要使用复杂的放大和电流比较后复杂的驱动信号转换电路来实现***的过流保护控制，仍然没有达到电路简化的最佳效果。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：解决目前对于电路中大功率器件的电流检测保护电路过于复杂，且增加原电路的复杂性的问题，提出了一种过流保护电路。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种过流保护电路，包括采集主电路中大功率前端电流信号的霍尔元件电流采集模块、基准电流信号电路以及与霍尔元件电流采集模块的电流信号输出端和基准电流信号电路的基准电流信号输出端连接的的过流保护电路；
所述过流保护电路为：比较器的反向输入端连接霍尔元件电流采集模块的电流信号输出端，比较器的正向输入端连接基准电流信号电路的基准电流信号输出端，比较器的信号输出端连接与非门芯片的一个输入端，与非门芯片的输出端连接与非门的输入端，与非门的输出端连接D触发器的信号输入端，D触发器的信号输出端连接后端驱动模块的驱动信号输入端。
进一步，所述过流保护电路的信号输出端还连接有LED报警电路，电路连接为：比较器的信号输出端连接D触发器的信号输入端，D触发器的信号输出端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接第二电阻的一端和LED的负极，第二电阻的另一端和LED的正极接电源电压。
进一步，所述与非门芯片的其它输入端连接过温保护电路的信号输出端和/或过压保护电路的信号输出端。
进一步，所述霍尔元件电流采集模块的电路为：霍尔元件固定套设在被测导线上，霍尔元件的a端连接基准电压源，b端连接第一放大器的信号输出端，霍尔元件的d端连接第一放大器的反向信号输入端，第一放大器的正向信号输入端接地，霍尔元件的c端连接第二放大器的正向信号输入端，第二放大器的反向信号输入端接第三电阻和第四电阻的一端，第三电阻的另一端接第一电容的一端，第一电容的另一端接地，第四电阻的另一端接第二放大器的信号输出端，第二放大器的信号输出端为霍尔元件电流采集模块的电流信号输出端。
进一步，所述基准电流信号电路的电路为：正15V电源连接RREF的一端和稳压二极管的负极，稳压二极管的负极连接第一三极管的发射极，第一三极管的基极和集电极共同连接第二三极管的基极和第五电阻的一端，第五电阻的另一端接负15V电源，RREF的另一端连接第二三极管的发射极，第二三极管的集电极为基准电流信号输出端。
进一步，所述后端驱动模块采用PSHI0240组成的驱动模块。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型中，采用霍尔元件电流采集模块采集电路大功率前端的电流信号对其进行检测，不用改变原有电路，直接将霍尔元件套设在导线上即可，在大功率电路中方便使用，不会因为在原电路上直接增加电流检测而影响功率器件的性能。在本新型中，采用电流比较器的信号输出端连接与非门芯片的一个输入端，与非门芯片的输出端连接与非门的输入端，与非门的输出端连接D触发器的信号输入端，D触发器的信号输出端连接***驱动模块的驱动信号输入端来实现过流检测，实现精密的过流保护且不会增加原有电路的复杂度。同时与非门芯片的其它输入端可以连接其它保护电路的输出信号，比如过温保护电路的信号输出端和/或过压保护电路的信号输出端，实现采用驱动信号控制驱动模块来实现同时进行电路保护，只要任一保护电路检测到异常就能关断***，且简化了电路，不必每一个保护电路都需要单独的电路将驱动信号输入到驱动模块控制端，实用性更强。
2、本实用新型中，后端驱动模块采用PSHI0240组成的驱动模块，PSHI0240同样具有过流保护功能，实现电流的双重过流保护，增加***的可靠性与稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1是本实用新型电路示意图；
图2是本实用新型霍尔元件电流采集模块电路示意图；
图3是本实用新型基准电流信号电路示意图。
图4是本实用新型LED报警电路.
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
实施例1
本实用新型较佳实施例提供的一种过流保护电路，电路原理图如图1所示，包括采集主电路中大功率前端电流信号的霍尔元件电流采集模块、基准电流信号电路以及与霍尔元件电流采集模块的电流信号输出端和基准电流信号电路的基准电流信号输出端连接的的过流保护电路；
所述过流保护电路为：比较器的反向输入端连接霍尔元件电流采集模块的电流信号输出端，比较器的正向输入端连接基准电流信号电路的基准电流信号输出端，比较器的信号输出端连接与非门芯片的一个输入端，与非门芯片的输出端连接与非门U2的输入端，与非门的输出端连接D触发器U2A的信号输入端，D触发器U2A的信号输出端连接后端驱动模块的驱动信号输入端。
进一步，所述与非门芯片的其它输入端连接过温保护电路的信号输出端和/或过压保护电路的信号输出端。与非门芯片可采用CD4068。
本实用新型中，采用霍尔元件电流采集模块采集电路大功率前端的电流信号对其进行检测，不用改变原有电路，直接将霍尔元件套设在导线上即可，在大功率电路中方便使用，不会因为在原电路上直接增加电流检测而影响功率器件的性能。在本新型中，采用电流比较器的信号输出端连接与非门芯片的一个输入端，与非门芯片的输出端连接与非门U2的输入端，与非门的输出端连接D触发器U2A的信号输入端，D触发器的信号输出端连接***驱动模块的驱动信号输入端来实现过流检测，当电流信号超出基准电流信号时，比较器输出端变为0，输出端接至与非门芯片，与非门芯片的任意一个输入端信号从高电平变为低电平时，其输出端变为高电平，经过与非门后信号再经一个与非门反向，此时转换为0电压输入到D触发器的输入端，使D触发器输入为0，则输出为0，后端驱动模块的驱动信号端为0，实现关断***，保护整机安全的目的，实现精密的过流保护且不会增加原有电路的复杂度。同时与非门芯片的其它输入端可以连接其它保护电路的输出信号，比如过温保护电路的信号输出端和/或过压保护电路的信号输出端，实现采用驱动信号控制驱动模块来实现同时进行电路保护，只要任一保护电路检测到异常就能关断***，且简化了电路，不必每一个保护电路都需要单独的电路将驱动信号输入到驱动模块控制端，实用性更强。
进一步，所述霍尔元件电流采集模块的电路如图2所示，为：霍尔元件固定套设在被测导线上，霍尔元件的a端连接基准电压源，b端连接第一放大器的信号输出端，霍尔元件的d端连接第一放大器的反向信号输入端，第一放大器的正向信号输入端接地，霍尔元件的c端连接第二放大器的正向信号输入端，第二放大器的反向信号输入端接第三电阻和第四电阻的一端，第三电阻的另一端接第一电容的一端，第一电容的另一端接地，第四电阻的另一端接第二放大器的信号输出端，第二放大器的信号输出端为霍尔元件电流采集模块的电流信号输出端。霍尔元件测傲被测电流产生的磁场，就可以从元件输出的霍尔电压中确定被测电流值。霍尔元件可采用THS102，霍尔元件的a端连接的基准电压源提供霍尔元件的恒定电流源，霍尔元件的输出电压不太高，需要进行放大，采用第二放大器的电路进行电压信号放大，第一放大器的电路作为霍尔元件的共模电压抑制电路。
进一步，所述基准电流信号电路的电路如图3所示，为：正15V电源连接RREF的一端和稳压二极管的负极，稳压二极管的负极连接第一三极管的发射极，第一三极管的基极和集电极共同连接第二三极管的基极和第五电阻的一端，第五电阻的另一端接负15V电源，RREF的另一端连接第二三极管的发射极，第二三极管的集电极为基准电流信号输出端。如果将IREF设置为常数，IREF即为基准电流，图中就是外电路产生IREF的电流源电路，电路采用6V齐纳稳压管1N834与三极管2N2905发射结反向串联，温度特性相反进行补偿，提高输出基准电流IREF温度稳定性。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例2
本实用新型较佳实施例在实施例一的基础上，所述后端驱动模块采用PSHI0240组成的驱动模块。PSHI0240同样具有过流保护功能，实现电流的双重过流保护，增加***的可靠性与稳定性。
实施例3
本实用新型较佳实施例在实施例二的基础上，所述过流保护电路的信号输出端还连接有LED报警电路，如图4所示，电路连接为：比较器的信号输出端连接D触发器U1A的信号输入端，D触发器的信号输出端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接第二电阻的一端和LED的负极，第二电阻的另一端和LED的正极接电源电压。由霍尔元件采集主电路中前端电流信号，信号传输至比较器的“-”输入端，比较器的“+”输入端为电流基准信号。当前端采样电流信号较小时，比较器输出为+5V，此时无报警。当电流信号超出基准信号时，比较器输出端变为0，回路输出端Out，即过流保护电路输出端，变为低电平，同时LED导通发光报警。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种过流保护电路，其特征在于：包括采集主电路中大功率前端电流信号的霍尔元件电流采集模块、基准电流信号电路以及与霍尔元件电流采集模块的电流信号输出端和基准电流信号电路的基准电流信号输出端连接的过流保护电路；
所述过流保护电路为：比较器的反向输入端连接霍尔元件电流采集模块的电流信号输出端，比较器的正向输入端连接基准电流信号电路的基准电流信号输出端，比较器的信号输出端连接与非门芯片的一个输入端，与非门芯片的输出端连接与非门的输入端，与非门的输出端连接D触发器的信号输入端，D触发器的信号输出端连接后端驱动模块的驱动信号输入端。
2.根据权利要求1所述一种过流保护电路，其特征在于：所述过流保护电路的信号输出端还连接有LED报警电路，电路连接为：比较器的信号输出端连接D触发器的信号输入端，D触发器的信号输出端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接第二电阻的一端和LED的负极，第二电阻的另一端和LED的正极接电源电压。
3.根据权利要求1所述一种过流保护电路，其特征在于：所述与非门芯片的其它输入端连接过温保护电路的信号输出端和/或过压保护电路的信号输出端。
4.根据权利要求1所述一种过流保护电路，其特征在于：所述霍尔元件电流采集模块的电路为：霍尔元件固定套设在被测导线上，霍尔元件的a端连接基准电压源，b端连接第一放大器的信号输出端，霍尔元件的d端连接第一放大器的反向信号输入端，第一放大器的正向信号输入端接地，霍尔元件的c端连接第二放大器的正向信号输入端，第二放大器的反向信号输入端接第三电阻和第四电阻的一端，第三电阻的另一端接第一电容的一端，第一电容的另一端接地，第四电阻的另一端接第二放大器的信号输出端，第二放大器的信号输出端为霍尔元件电流采集模块的电流信号输出端。
5.根据权利要求1所述一种过流保护电路，其特征在于：所述基准电流信号电路的电路为：正15V电源连接RREF的一端和稳压二极管的负极，稳压二极管的负极连接第一三极管的发射极，第一三极管的基极和集电极共同连接第二三极管的基极和第五电阻的一端，第五电阻的另一端接负15V电源，RREF的另一端连接第二三极管的发射极，第二三极管的集电极为基准电流信号输出端。
6.根据权利要求1所述一种过流保护电路，其特征在于：所述后端驱动模块采用PSHI0240组成的驱动模块。
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|---|---|---|---|---|
| CN110426550A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-11-08 | 北京机械设备研究所 | 一种大功率电动舵机过流保护信号高速生成装置及方法 |
| CN118091237A (zh) * | 2024-04-19 | 2024-05-28 | 深圳贝特莱电子科技股份有限公司 | 一种电流过流检测电路 |
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