基于恒流供电方式的过流保护电路及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种过流保护电路及其控制方法，尤其涉及一种基于恒流供电方式的过流保护电路及其控制方法。
【背景技术】
[0002]电子技术发展日新月异，电源作为所有有源电子元器件的动力，在支撑电子元器件工作的同时，也直接影响着电子元器件的工作状态。电子元器件工作条件的多样化，也造成供电方式的多样化，总体来说电气设备的供电分为恒压供电和恒流供电。
[0003]目前应用最为广泛的是恒压供电，这种方式只要求输出电压稳定即可，而采用恒流供电的工作场合则相对较少。无论是哪种供电方式，对负载电路进行保护都必不可少，目前常用的保护电路主要是针对恒压供电方式设计。这类电路通常对输入端采取过压保护，如图1所示，防止如雷击、高压、短路等对电路的破坏，采用的措施相对简单，通常使用气体放电管、瞬变抑制二极管(TVS)，将负载端电压限制在安全范围内。恒流供电方式下对负载电路进行保护的电路很少，大部分只是在恒流源内部有一定的保护措施，实际电路中电流保护电路鲜有耳闻。但是实际工程应用中，恒流源供电方式下，依然会出现电流过大甚至出现浪涌冲击电流的情况，若没有相应保护电路处理，负载不能正常工作甚至被烧坏。
[0004]恒流供电方式下，供电电源与负载以串联的方式进行连接，在供电传输过程中，同样可能由于受雷击、地磁感应以及电源自身缺陷等产生瞬时冲击电流。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种基于恒流供电方式的过流保护电路及其控制方法，针对恒流供电方式下可能出现电流过大或者浪涌冲击电流，有效地对负载电路用电设备进行保护，避免负载功能失常或者损坏，为负载提供一定程度在线保护。
[0006]本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种基于恒流供电方式的过流保护电路，包括负载电流检测电路、误差放大电路以及分流电路，所述误差放大电路由运算放大器与分压电阻组成，所述运算放大器的一个输入端和负载电流检测电路相连接收当前负载电流信号，所述运算放大器的另一个输入端连接预设电压端，所述运算放大器的输出端和分流电路相连。
[0007]上述的基于恒流供电方式的过流保护电路，其中，所述负载电流检测电路由电阻R1、电阻R3以及电压放大器组成;所述电阻Rl的一端连接电压放大器的同相输入端，所述电阻Rl的另一端连接电压放大器的反相输入端，所述电阻R3的一端连接电压放大器的输出端，所述电阻R3的另一端接地。
[0008]上述的基于恒流供电方式的过流保护电路，其中，所述分流电路由电阻R9和MOS管组成，所述电阻R9的一端连接运算放大器的输出端，所述电阻R9的另一端连接MOS管的栅极，所述MOS管的漏极接恒流源输出端，所述MOS管的源极接地。
[0009]上述的基于恒流供电方式的过流保护电路，其中，所述误差放大电路的分压电阻包括电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R8，所述运算放大器的同相输入端通过电阻R5连接电压放大器的输出端，并通过电阻R6接地，所述运算放大器的反相输入端通过电阻R8连接运算放大器的输出端，并通过电阻R4连接预设电压端。
[0010]本发明为解决上述技术问题还提供一种上述基于恒流供电方式的过流保护电路的控制方法，包括如下步骤:a)先将负载电流检测电路的电阻Rl和负载电阻串联，并连接至恒流源，获取当前负载电流信号;b)所述误差放大电路将当前负载电流信号转换为电压信号，并与预设电压进行比较;c)如果当前负载电流信号大于预设电压对应的安全电流，所述误差放大电路输出控制信号导通分流电路的MOS管，使得多余部分电流从旁路分流，保持流过负载的电流在安全设定值内。
[0011]本发明对比现有技术有如下的有益效果:本发明提供的基于恒流供电方式的过流保护电路及其控制方法，通过设置负载电流检测电路、误差放大电路以及分流电路，当输入电流超过设定值时，启动过流分流部件，将多余部分电流从旁路分流，保持流过负载的电流在安全设定值内，避免负载功能失常或者损坏，为负载提供一定程度在线保护。
【附图说明】
[0012]图1为现有基于恒压供电方式的过压保护电路方框示意图；
[0013]图2为本发明基于恒流供电方式的过流保护电路原理框图；
[0014]图3为本发明基于恒流供电方式的过流保护电路示意图；
[0015]图4为采用本发明的过流保护电路的检测试验图；
[0016]图5a和5b分别是试验二过流保护试验示波器上对应的100A脉冲电流时流过保护电路之前和流过保护电路之后的对应电压显示图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
[0018]本发明提供的基于恒流供电方式的过流保护电路，包括负载电流检测电路、误差放大电路和旁路分流电路三个部分。恒流供电方式下，供电电源与负载以串联的方式进行连接，在供电传输过程中，可能由于受雷击、地磁感应以及电源自身缺陷等产生瞬时冲击电流。
[0019]本发明结合电流在线检测，通过电流分流控制的方法，对负载的输入电流进行监控，将该电流与设定的正常电流进行比较。具体方法是:当输入电流超过设定值时，启动过流分流部件，将多余部分电流从旁路分流，保持流过负载的电流在安全设定值内，负载正常工作。而正常工作时，过流分流部件截止，无分流电流流过。通过这种方法，本发明实现了在正常供电及一定限度过流时，保护负载正常工作。如图2所示:正常工作时，过流分流不工作I in = Il，当检出过流时，超出部分1v由过流分流部分分流，保持负载电流Il在限定值内。
[0020]请继续参见图3，电源检测元件Rl和负载(电子设备)串联工作时，通过Rl和电压放大器U2将负载电流Il转换为电压与设定电压(对应相应的安全设定电流)进行对比，当当前电压Va小于设定电压Vset时，表示当前负载电流在设定范围内，当当前电压Va趋近设定电压Vset时，过流分流器件QlO开始工作，其分流电流1v满足Iin= IL+IQV，当误差放大器增益足够大时，可实现Il不大于设定值。[0021 ]本发明提