电源过流保护电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电源过流保护电路，包括：采集电路，用于采集开关电源至任一负载的供电支路上的电流值，并将该电流值转换成相应的电压信号后发送给比较电路；比较电路，用于将所述电压信号与预设的基准信号进行比较，并依据比较结果向延时检测电路发送通/断信号；延时检测电路，用于将所述通信号延迟预设时间段后发送给开关电路，或将所述断信号发送给开关电路；开关电路，用于依据所述通/断信号对相应的所述供电支路执行通/断操作。本实用新型可避免集中供电系统中各供电支路的相互影响，提高系统健壮性。
【专利说明】电源过流保护电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电源【技术领域】，具体而言，涉及一种电源过流保护电路。
【背景技术】
[0002]在集中供电系统中，通常一个电源需要同时给多个终端设备供电。如在车载监控系统中，对于车载终端，如车载SD卡录像机、车载U盘录像机、车载硬盘录像机、车载摄像机等，通常都是采用这种集中供电方式，由车载硬盘录像机等后端设备对车载摄像机等前端设备进行供电。
[0003]通常地，集中供电的各终端设备电源非相互独立，当其中一路终端设备发生异常并导致电源过流时，电源会自动进入保护状态，从而会导致其它终端设备出现异常掉电并重启，严重影响用户体验。
[0004]为此，现有技术中出现了通过为每个终端设备分配独立电源以供电，从而来实现终端设备之间的相互独立，避免因其中某一路终端设备异常而导致所有终端设备掉电并重启的问题，但该方案需要为每个终端设备分配独立电源，其综合成本较高，且需要占用较大的体积。
[0005]与此同时，另一种现有技术通过在各分支通路上串入自恢复保险丝，所述自恢复保险丝是一种过流电子保护元件，采用高分子有机聚合物在高压、高温、硫化反应的条件下，搀加导电粒子材料后，经过特殊的工艺加工而成。传统保险丝过流保护，仅能保护一次，烧断了需更换，而自恢复保险丝具有过流过热保护，自动恢复双重功能。通过在各分支通路上串入自恢复保险丝一定程度上可以在终端设备异常过载时对电源进行保护。但自恢复保险丝器件天然存在响应速度慢的特性，当分支通道的过流情况接近于开关电源的过流点时，依然会导致全部通道断电。
实用新型内容
[0006]为了避免集中供电系统中各供电支路的相互影响，提高系统健壮性，本实用新型实施例的目的在于提供一种电源过流保护电路。
[0007]本实用新型实施例采用以下技术方案实现:
[0008]一种电源过流保护电路，包括:
[0009]采集电路，用于采集开关电源至任一负载的供电支路上的电流值，并将该电流值转换成相应的电压信号后发送给比较电路；
[0010]比较电路，用于将所述电压信号与预设的基准信号进行比较，并依据比较结果向延时检测电路发送通/断信号；
[0011]延时检测电路，用于将所述通信号延迟预设时间段后发送给开关电路，或将所述断信号发送给开关电路；
[0012]开关电路，用于依据所述通/断信号对相应的所述供电支路执行通/断操作。
[0013]优选地，所述采集电路包括:放大器Ul以及串接于开关电源与开关电路之间的电阻R1，放大器Ul的同相端连接至电阻Rl靠近开关电源输出端Vin的一端，放大器Ul的反相端连接至电阻Rl的另一端。
[0014]优选地，所述比较电路包括:电阻R2、电阻R3、电阻R10、电容Cl、以及比较器U2，放大器Ul的输出端接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接电阻R3和电容Cl，电容Cl的另一端接地，电阻R3的另一端接比较器U2的同相端，电阻R4的一端接基准信号Vref，电阻R4的另一端接比较器U2的反相端，比较器U2的输出端接延时检测电路的输入端，电阻RlO串接于比较器U2的同相端于输出端之间。
[0015]优选地，所述延时检测电路包括:电阻R5、电阻R6、电容C2、以及肖特基管Dl，电阻R6的一端以及肖特基管Dl的正极接比较电路的输出端，电阻R6的另一端接开关电路的输入端，肖特基管Dl的负极通过电阻R5接开关电路的输入端。
[0016]优选地，所述开关电路包括:电阻R7、电阻R8、电阻R9、NPN管VT2、以及P-MOS管VTl,电阻R7的一端接延时检测电路的输出端，电阻R7的另一端接NPN管VT2的基级，NPN管VT2的射级接地，NPN管VT2的集电极接电阻R9，电组R9的另一端分别接P-MOS管VTl的栅极和电阻R8的一端，电阻R8的另一端分别与P-MOS管VTl的源级连接，P-MOS管VTl的源级还通过电阻Rl与开关电源输出端Vin连接，P-MOS管VTl的漏极与负载的电源输入端Vout连接。
[0017]本实用新型通过对各供电支路进行独立监测，实时采集各供电支路的电流，在转换为相应的电压信号后将其预设的基准信号进行比较，依据比较结果控制开关电路对供电支路进行打开或关闭(通/断)操作，从而实现对各供电支路的过流事件进行独立监控与控制。采用本实用新型，可以避免集中供电系统中各供电支路的相互影响，提高系统健壮性。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型实施例提供的电源过流保护电路功能结构示意图；
[0019]图2为本实用新型实施例提供的电源过流保护电路图。
[0020]本实用新型目的的实现、功能特点及优异效果，下面将结合具体实施例以及附图做进一步的说明。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和具体实施例对本实用新型所述技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
[0022]如图1所示，本实用新型实施例提供的电源过流保护电路，包括:
[0023]采集电路30，用于采集开关电源10至任一负载20的供电支路100上的电流值，并将该电流值转换成相应的电压信号后发送给比较电路40 ；
[0024]比较电路40，用于将所述电压信号与预设的基准信号进行比较，并依据比较结果向延时检测电路60发送通/断信号；
[0025]延时检测电路60，用于将所述通信号延迟预设时间段后发送给开关电路50，或将所述断信号发送给开关电路50 ；
[0026]开关电路50，用于依据所述通/断信号对相应的所述供电支路100执行通/断操作。
[0027]在本实施例中，所述开关电源10与多个负载20 (例如终端设备)进行连接，并且在其形成的供电支路100上部署该电源过流保护电路。
[0028]所述比较电路40将所述电压信号与预设的基准信号进行比较时，当所述电压信号大于预设的基准信号，则说明相应的供电支路100上出现了过流事件，此时，比较电路40通过延时检测电路60向开关电路50发送用以控制开关电路50执行断操作的通/断信号，以使得开关电路50在获取到该通/断信号后对相应的供电支路100执行断操作。另一方面，当所述电压信号小于预设的基准信号，则说明相应的供电支路100上没有出现过流事件，此时，比较电路40通过延时检测电路60向开关电路50发送用以控制开关电路50执行通操作的通/断信号，以使得开关电路50在获取到该通/断信号后对相应的供电支路100执行通操作。在供电支路100上一直没有发生过流事件时，则比较电路40 —直保持向开关电路50发送用以维持供电支路100导通的通/断信号。
[0029]具体地，本实施例中，延时检测电路60用于将所述通信号延迟预设时间段后发送给开关电路50，或将所述断信号发送给开关电路50。
[0030]本实用新型实施例提供的电源过流保护电路通过对各供电支路100进行独立监测，实时采集各供电支路100的电流，在转换为相应的电压信号后将其预设的基准信号进行比较，依据比较结果控制开关电路50对供电支路100进行打开或关闭(通/断)操作，从而实现对各供电支路100的过流事件进行独立监控与控制。采用本实用新型，可以避免集中供电系统中各供电支路100的相互影响，提高系统健壮性。
[0031]具体地，如图2所示，所述采集电路30包括放大器Ul以及串接于开关电源10与开关电路50之间的电阻R1，放大器Ul的同相端连接至电阻Rl靠近开关电源10输出端Vin的一端，放大器Ul的反相端连接至电阻Rl的另一端。
[0032]所述比较电路40包括:电阻R2、电阻R3、电阻RlO、电容Cl、以及比较器U2，放大器Ul的输出端接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接电阻R3和电容Cl，电容Cl的另一端接地，电阻R3的另一端接比较器U2的同相端，电阻R4的一端接基准信号Vref，电阻R4的另一端接比较器U2的反相端，比较器U2的输出端接延时检测电路60的输入端，电阻RlO串接于比较器U2的同相端于输出端之间。
[0033]所述延时检测电路60包括:电阻R5、电阻R6、电容C2、以及肖特基管D1，电阻R6的一端以及肖特基管Dl的正极接比较电路40的输出端，电阻R6的另一端接开关电路50的输入端，肖特基管Dl的负极通过电阻R5接开关电路50的输入端。
[0034]所述开关电路50包括:电阻R7、电阻R8、电阻R9、NPN管VT2、以及P-MOS管VT1，电阻R7的一端接延时检测电路60的输出端，电阻R7的另一端接NPN管VT2的基级，NPN管VT2的射级接地，NPN管VT2的集电极接电阻R9，电组R9的另一端分别接P-MOS管VTl的栅极和电阻R8的一端，电阻R8的另一端分别与P-MOS管VTl的源级连接，P-MOS管VTl的源级还通过电阻Rl与开关电源输出端Vin连接，P-MOS管VTl的漏极与负载20的电源输入端Vout连接。
[0035]下面对如图2所示的电源过流保护电路的工作原理进行说明:
[0036]首先，放大器Ul通过采集电阻Rl上的电流并转换为电压信号输出，通过电阻R2、电容Cl组成的滤波器进行一阶滤波；
[0037]然后，比较器40比较放大器Ul输出的电压信号与基准信号Vref，当电压信号大于基准信号Vref时，比较器U2输出高电平，当电压信号小于基准信号Vref时，比较器U2输出低电平。其中，比较器U2为迟滞比较器，避免电压信号在基准信号Vref附近是输出反复震荡。
[0038]其次，延时检测电路60实现快速充电，慢速放电。当输入端电压为高时，系统通过肖特基管Dl和电阻R5对电容C2快速充电，使NPN管VT2的基级电压迅速上升；当电压为低时，系统通过电阻R6使电容C2慢速放电，使NPN管VT2的基级电压缓慢下降。
[0039]最后，当NPN管VT2的基级电压上升到满足NPN管VT2的集电极与射级导通后，P-MOS管VTl的栅极被拉底，P-MOS管VTl断开，系统停止对外供电。此时，流过电阻Rl的电流急剧下降，通过与上述同一过程，比较器U2输出低电平，故电容C2通过电阻R6缓慢放电，使NPN管VT2的基级电压缓慢下降，当下降到使NPN管VT2达到截止状态后，P-MOS管VTl管的栅极电压拉高，系统使P-MOS管VTl重新导通对外供电。
[0040]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种电源过流保护电路，其特征在于，包括: 采集电路，用于采集开关电源至任一负载的供电支路上的电流值，并将该电流值转换成相应的电压信号后发送给比较电路； 比较电路，用于将所述电压信号与预设的基准信号进行比较，并依据比较结果向延时检测电路发送通/断信号； 延时检测电路，用于将所述通信号延迟预设时间段后发送给开关电路，或将所述断信号发送给开关电路； 开关电路，用于依据所述通/断信号对相应的所述供电支路执行通/断操作； 所述采集电路包括:放大器U1以及串接于开关电源与开关电路之间的电阻R1，放大器U1的同相端连接至电阻R1靠近开关电源输出端Vin的一端，放大器U1的反相端连接至电阻R1的另一端； 所述比较电路包括:电阻R2、电阻R3、电阻R10、电容C1、以及比较器U2，放大器U1的输出端接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接电阻R3和电容C1，电容C1的另一端接地，电阻R3的另一端接比较器U2的同相端，电阻R4的一端接基准信号Vref，电阻R4的另一端接比较器U2的反相端，比较器U2的输出端接延时检测电路的输入端，电阻R10串接于比较器U2的同相端于输出端之间； 所述延时检测电路包括:电阻R5、电阻R6、电容C2、以及肖特基管D1，电阻R6的一端以及肖特基管D1的正极接比较电路的输出端，电阻R6的另一端接开关电路的输入端，肖特基管D1的负极通过电阻R5接开关电路的输入端； 所述开关电路包括:电阻R7、电阻R8、电阻R9、NPN管VT2、以及P-MOS管VT1，电阻R7的一端接延时检测电路的输出端，电阻R7的另一端接NPN管VT2的基级，NPN管VT2的射级接地，NPN管VT2的集电极接电阻R9，电组R9的另一端分别接P-MOS管VT1的栅极和电阻R8的一端，电阻R8的另一端分别与P-MOS管VT1的源级连接，P-MOS管VT1的源级还通过电阻R1与开关电源输出端Vin连接，P-MOS管VT1的漏极与负载的电源输入端Vout连接。
【文档编号】H02H3/08GK204205545SQ201420579179
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】陈超, 林彬 申请人:深圳中兴力维技术有限公司