利传输， 引入第一参考电源，并将第一参考电源的输出电压Vrefl与采样电流信号分别通过电阻R2及 Rl进行叠加后作用于光禪隔离器Ul。
[0073] 电路正常工作时，叠加在光禪隔离器Ul输入端上的电压未能达到光禪隔离器Ul的 固有正向压降，不足W使光禪隔离器Ul导通，因此，比较器U2的反相输入端电压值接近供电 电源的输出电压Vcc,由于比较器U2的同相输入端电压Vref2<VcC，因此比较器U2输出低电平。
[0074] 电路出现过流或短路故障时，电阻RS上产生的电压信号变大，与第一参考电源的 输出电压Vrefl叠加后大于光禪隔离器Ul的固有正向压降，光禪隔离器Ul导通，使得比较器 U2的反相输入端电压值接近零，而小于比较器U2的同相输入端电压Vref2,因此比较器U2输 出高电平。
[0075] 例如，如图2所示，将本发明的过流或短路故障信号隔离检测电路3应用在BUCK开 关变换电路1中，BUCK开关变换电路1包括PMOS开关管Vt IP沟道增强型MOSFET开关管、续流 二极管Dl、储能电感Ll和输出滤波电容Cl，PMOS开关管Vt 1的栅极与PWM控制与驱动电路2的 输出端连接，续流二极管D1的阳极接地，续流二极管D1的阴极和电感L1的一端均与PMOS开 关管Vtl的漏极相接，电感Ll的另一端为BUCK开关变换电路1的正极电压输出端Vo+,输出滤 波电容Cl的正极与BUCK开关变换电路1的正极电压输出端Vo+相接，输出滤波电容Cl的负极 为BUCK开关变换电路1的负极电压输出端Vo-且接地；负载化的一端与BUCK开关变换电路1 的正极电压输出端Vo+连接，本发明的过流或短路故障信号隔离检测电路3的正极电压输入 端IN+与负载化的另一端连接，本发明的过流或短路故障信号隔离检测电路3的负极电压输 入端IN-与BUCK开关变换电路1的负极电压输出端Vo-连接。
[0076] W上应用实例的工作原理为：
[oow] BUCK开关变换电路1正常工作时，叠加在光禪隔离器Ul输入端上的电压未能达到 光禪隔离器Ul的固有正向压降，不足W使光禪隔离器Ul导通，此时，比较器U2的反相输入端 电压值接近供电电源的输出电压Vcc，大于比较器U2的同相输入端的电压Vref2，比较器U2输 出低电平，BUCK开关变换电路1和PWM控制与驱动电路2正常工作。
[0078] BUCK开关变换电路1出现过流或短路故障时，随着输出电流变大，电阻RS上产生的 电压信号变大，与第一参考电源的输出电压Vrefl叠加后大于光禪隔离器Ul的固有正向压 降，光禪隔离器Ul导通，使得比较器U2的反相输入端电压值接近零，而小于比较器U2的同相 输入端电压Vref 2，比较器U2输出高电平，该高电平作用于P歷控制与驱动电路2，P歷控制与 驱动电路2控制PMOS开关管Vt 1，使BUCK开关变换电路1停止工作，输出为零，确保BUCK开关 变换电路1不因过流或短路故障而损坏。
[0079] W上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明 技术实质对W上实施例所作的任何简单修改、变更W及等效结构变化，均仍属于本发明技 术方案的保护范围内。
【主权项】
1. 一种过流或短路故障信号隔离检测电路，其特征在于:包括光禪隔离器U1和比较器 U2，W及电阻RS、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4,所述电阻R1的一端与电阻RS的一端连接 且为所述过流或短路故障信号隔离检测电路(3)的正极电压输入端IN+，所述光禪隔离器U1 的阳极与电阻R1的另一端相接，且通过电阻R2与第一参考电源的输出端化efl相接，所述光 禪隔离器U1的阴极与电阻RS的另一端连接且为所述过流或短路故障信号隔离检测电路(3) 的负极电压输入端IN-，所述光禪隔离器U1的集电极与比较器U2的反相输入端相接且通过 电阻R3与供电电源的输出端VCC相接，所述光禪隔离器U1的发射极接地，所述比较器U2的同 相输入端与第二参考电源的输出端化ef2相接，所述比较器U2的输出端为所述过流或短路 故障信号隔离检测电路(3)的输出端Vout，且通过电阻R4与供电电源的输出端VCC相接。2. 按照权利要求1所述的一种过流或短路故障信号隔离检测电路，其特征在于:所述光 禪隔离器U1的型号为6N137。3. 按照权利要求1所述的一种过流或短路故障信号隔离检测电路，其特征在于:所述比 较器肥的型号为TLV3501。4. 一种设计如权利要求1所述过流或短路故障信号隔离检测电路的设计方法，其特征 在于，该方法包括W下步骤： 步骤一、选择合适参数的光禪隔离器U1、比较器U2、电阻RS、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电 阻R4、第一参考电源和第二参考电源，其具体过程如下： 步骤101、根据选取电阻RS的阻值，其中，Imin为所述过流或短路故障信 号隔离检测电路能够检测的电流最小值，Imax为所述过流或短路故障信号隔离检测电路能 够检测的电流最大值，P为电阻RS的功耗； 步骤102、根据tf端}<t。陋选取光禪隔离器U1，并根据选取的光禪隔离器U1选取供电电源 的输出电压Vcc，其中，t储俞为光禪隔离器U1的信号传输时间，tn脑为故障响应时间； 步骤103、根据0<Vrefl-VD<10V选取第一参考电源的输出电压Vrefl，其中，Vd为光禪隔离 器U1的输入端固有正向压降； 步骤104、根据tt版<tf端}选取比较器U2,其中，tt版为比较器U2的响应时间； 步骤105、根据0<VCC-Vref2< 10V选取第二参考电源的输出电压Vref2 ; 步骤106、根据公式选取电阻R3的阻值，其中，Ig为光禪隔离器U1的最 大灌电流;Iib为比较器U2的输入偏置电流； 步骤107、根据公式选取电阻R1和电阻R2的阻值;其中，iFmax为流 过光禪隔离器U1的最大输入电流，Vrsi为待检测电路未出现过流故障时电阻RS两端的电压， VRS2为待检测电路出现过流故障时电阻RS两端的电压； 步骤108、根据化Ω <R4<10kQ选取电阻R4的阻值； 步骤二、连接光禪隔离器U1、比较器U2、电阻RS、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、第一 参考电源和第二参考电源，其具体过程如下： 步骤201、连接电阻R1的一端和电阻RS的一端，并引出导线，作为所述过流或短路故障 信号隔离检测电路(3)的正极电压输入端1化； 步骤202、将电阻RS的另一端接到光禪隔离器U1的阴极，并引出导线，作为所述过流或 短路故障信号隔离检测电路(3)的负极电压输入端IN-; 步骤203、将电阻R1的另一端与电阻R2的一端连接后接到光禪隔离器U1的阳极，将电阻 R2的另一端接到第一参考电源的输出端化ef 1; 步骤204、将电阻R3的一端与光禪隔离器U1的集电极连接后接到比较器U2的反相输入 端，将电阻R3的另一端接到供电电源的输出端VCC; 步骤205、将光禪隔离器U1的发射极接地； 步骤206、将比较器U2的同相输入端接到第二参考电源的输出端化ef2; 步骤207、将电阻R4的一端与比较器U2的输出端连接后引出导线，作为所述过流或短路 故障信号隔离检测电路(3)的输出端Vout，将电阻R4的另一端接到供电电源的输出端VCC。
【专利摘要】本发明公开了一种过流或短路故障信号隔离检测电路，包括光耦隔离器U1和比较器U2，以及电阻RS、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，电阻R1的一端与电阻RS的一端连接，光耦隔离器U1的阳极与电阻R1的另一端相接，且通过电阻R2与第一参考电源的输出端Vref1相接，光耦隔离器U1的阴极与电阻RS的另一端连接，光耦隔离器U1的集电极与比较器U2的反相输入端相接且通过电阻R3与供电电源的输出端VCC相接，比较器U2的同相输入端与第二参考电源的输出端Vref2相接；本发明还公开了一种过流或短路故障信号隔离检测电路的设计方法。本发明实现方便、成本低、工作稳定和可靠性高，能够有效地检测过流或短路故障。
【IPC分类】G01R19/165, G01R31/02, H02H3/08
【公开号】CN105576599
【申请号】CN201610146128
【发明人】刘树林, 徐丹丹, 李学燕, 汪倩倩, 黄治, 郭瑞峰
【申请人】西安科技大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年3月15日