一种过压过流保护的直流电源的制作方法

技术领域：

本实用新型涉及电源技术领域，尤其涉及一种过压过流保护的直流电源。

背景技术：
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开关模式电源(switchmodepowersupply，简称smps)，又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置，是电源供应器的一种。其功能是将一个位准的电压，透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。开关电源的输入多半是交流电源(例如市电)或是直流电源，而输出多半是需要直流电源的设备，例如个人电脑，而开关电源就进行两者之间电压及电流的转换。

开关电源在使用过程中，由于内外部因素，比如负载变化、温度变化、元器件老化，会出现过流、过压或者短路等情况，影响其使用稳定性、可靠性，因此需要对这些过流、过压或者短路进行监测，当出现时进行相应保护。现有的开关电源保护电路采用的电子元件较多、集成化程度低，如果某一个电子元件出现故障，则整个保护电路将失去保护功能，可靠性较低。因此，亟待设计一种具有集成化程度较高保护电路的开关电源。

技术实现要素：
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本实用新型的目的在于提供一种过压过流保护的直流电源，以解决现有技术的不足。

本实用新型由如下技术方案实施：一种过压过流保护的直流电源，包括单片机处理器、过流检测电路、过压检测电路、报警电路、备用电源，所述单片机处理器输入端连接过流检测电路、过压检测电路，所述单片机处理器输出端连接开关电源、报警电路，所述过流检测电路、过压检测电路输入端连接开关电源，所述单片机处理器还连接备用电源。

优选的，所述过流检测电路包括第一运算放大器u，所述第一运算放大器u反相端通过电阻r2连接电流采样电阻rp，所述第一运算放大器u同相端连接基准电压电路，所述第一运算放大器输出端连接单片机处理器，所述基准电压电路包括串联的电阻r1、r3，所述电阻r3并联电容c2，所述电流采样电阻rp与电容c1并联，所述电流采样电阻rp输入端连接二极管d8。

优选的，所述过压检测电路包括第二运算放大器u11b、第三运算放大器u11c，所述第二运算放大器u11b反相端、第三运算放大器u11c同相端均通过电阻r66连接检测电压输出端vin，所述第二运算放大器u11b同相端连接第一基准电阻rp10，所述第三运算放大器u11c反相端连接第二基准电阻rp11，所述第二运算放大器u11b、第三运算放大器u11c输出端连接光电耦合器u7b输入端，所述光电耦合器u7b输出端连接单片机处理器。

优选的，所述报警电路为蜂鸣器。

优选的，所述备用电源为锂电池。

本实用新型的优点：

本实用新型主要通过单片机处理器和运算放大器实现对开关电源的过流、过压故障进行保护，其集成度高，避免因为电子元件庞杂，保护电路整体故障率增大，容易出现保护可靠性差的问题。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例的一种过压过流保护的直流电源的原理框图；

图2为本实用新型实施例的一种过压过流保护的直流电源的过压检测电路原理图；

图3为本实用新型实施例的一种过压过流保护的直流电源的过流检测电路原理图；

图4为本实用新型实施例的一种过压过流保护的直流电源的报警电路原理图。

具体实施方式：

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

如图1所示，一种过压过流保护的直流电源，包括单片机处理器1、过流检测电路4、过压检测电路5、报警电路7、备用电源8，单片机处理器1输入端连接过流检测电路4、过压检测电路5，单片机处理器1输出端连接开关电源3、报警电路7，过流检测电路4、过压检测电路5输入端连接开关电源3，单片机处理器1还连接备用电源8。

如图3所示，过流检测电路4包括第一运算放大器u，第一运算放大器u反相端通过电阻r2连接电流采样电阻rp，第一运算放大器u同相端连接基准电压电路，第一运算放大器输出端连接单片机处理器1，基准电压电路包括串联的电阻r1、r3，电阻r3并联电容c2，电流采样电阻rp与电容c1并联，电流采样电阻rp输入端连接二极管d8。其原理是：输入电流信号vi-in流过电流采样电阻rp，将采样电流信号转换为电压信号，通过电阻r2取样到运算放大器u的反相端，运算放大器u的同相端通过电阻r1、r3串联形成的基准电压电路提供一路基准电压vref，vref＝vcc*(r3/r1+r3)。当运算放大器u的反相端的采样电压信号大于运算放大器u的同相端的基准电压vref，说明电路过流，则运算放大器u输出低电平到单片机处理器，单片机处理器输出封锁信号到开关电源的脉宽调制芯片的pwm输出端，使得开关电源暂时不工作，实现保护。

如图2所示，过压检测电路5包括第二运算放大器u11b、第三运算放大器u11c，第二运算放大器u11b反相端、第三运算放大器u11c同相端均通过电阻r66连接检测电压输出端vin，第二运算放大器u11b同相端连接第一基准电阻rp10，第三运算放大器u11c反相端连接第二基准电阻rp11，第二运算放大器u11b、第三运算放大器u11c输出端连接光电耦合器u7b输入端，光电耦合器u7b输出端连接单片机处理器1。其原理是：电压信号vin输入到第二运算放大器u11b反相端、第三运算放大器u11c同相端，第二运算放大器u11b同相端为高窗口电压基准vref1，第三运算放大器u11c反相端为低窗口电压基准vref2，电压信号vin只能满足vref2＜vin＜vref1，否则，当电压信号vin超过这一范围，第二运算放大器u11b、第三运算放大器u11c输出端输出低电平，光电耦合器u7b工作输出，其输出端vout接通地输出低电平到单片机处理器，单片机处理器输出封锁信号到开关电源的脉宽调制芯片的pwm输出端，使得开关电源暂时不工作，实现保护。

如图4所示，报警电路7为蜂鸣器，其一端接5v直流电源，另一端连接单片机处理器输出端，当开关电源保护时，单片机处理器输出低电平到蜂鸣器另一端，蜂鸣器工作实现报警。

另外，备用电源8为锂电池，为单片机提供工作电压，即使开关电源故障暂时不工作，其仍能为单片机处理器提供工作电压实现检测保护功能。

综上，本实用新型主要通过单片机处理器和运算放大器实现对开关电源的过流、过压和短路故障进行保护，其集成度高，避免因为电子元件庞杂，保护电路整体故障率增大，容易出现保护可靠性差的问题。

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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。