基于恒流源的电源短路保护电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于恒流源的电源短路保护电路。
【背景技术】
[0002]在采用直流电源母线供电方式的电气设备中，电气设备的各部分通过母线取电，设备内部通过DC/DC模块方式得到低等级电压给电气器件供电。电气设备使用过程中，由于元器件损坏以及外部负载异常等会引起短路故障，导致电流过大相关元器件或将前段DC/DC模块连带损坏，有时连直流电源母线也受到波及，影响母线上其他电气设备的正常运行。
[0003]针对短路故障，通常在供电回路设有熔丝或自恢复保险丝，短路故障时，熔丝自行熔断，切断设备供电；但熔丝不可恢复，当由于外部故障导致保护动作，故障点排除后电气设备依旧无法工作；自恢复保险丝的保护动作太慢，当故障爆发时不能及时保护DC/DC模块。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于恒流源的电源短路保护电路，本保护电路克服了传统电气设备短路故障保护的缺陷，短路故障排除后电气设备可自动恢复供电，并且保护动作速度快，有效避免故障扩大，保证了电气设备的正常运行。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型基于恒流源的电源短路保护电路包括直流电源和恒流源模块，恒流源模块输出端与调节端之间连接限流电阻，负载连接于恒流源模块的调节端与接地端之间，本电路还包括带关断功能的电源管理模块、第一光电耦合器、第二光电耦合器、第一至第六电阻、第一至第六电容、第一二极管、第二二极管和电感，所述直流电源的正、负端连接所述电源管路模块的电源正端和接地端，所述第一电阻、第一电容和第二电容并联后连接于所述直流电源的正端和接地端，所述电源管理模块的电流反馈端经所述第二电阻连接接地端，所述第三电容与所述第一二极管串联后第三电容端连接所述电源管理模块的过流保护端、第一二极管阳极连接接地端，所述第一二极管阴极连接所述电源管理模块的关断端，所述电源管理模块的关断端经所述电感连接所述恒流源模块的输入端，所述第四电容和第五电容并联后连接所述恒流源模块输入端和接地端，所述第三电阻连接所述电源管理模块的电流反馈端和恒流源模块的输入端，所述第一光电耦合器的光敏三极管集电极连接所述电源管理模块的电压检测端、发射极连接接地端，所述第一光电耦合器的发光二极管阳极连接所述第二光电耦合器的光敏三极管集电极、阴极连接所述第二光电耦合器的光敏三极管发射极，所述第二光电耦合器的发光二极管阳极依次连接所述第六电阻和第二二极管并且第二二极管阴极连接所述恒流源模块的调节端，所述第二光电耦合器的发光二极管阴极连接接地端，所述第一光电耦合器的发光二极管阳极经所述第四电阻连接所述直流电源正端、经所述第五电阻连接接地端，所述第一光电耦合器的发光二极管阴极连接接地端，所述第六电容并联于所述第五电阻两端。
[0006]进一步，所述第二二极管是稳压二极管。
[0007]进一步，所述第一电容、第四电容和第六电容是充电电容。
[0008]由于本实用新型基于恒流源的电源短路保护电路采用了上述技术方案，即本电路采用带关断功能的电源管理模块配合第一光电耦合器、第二光电耦合器以及相应的阻容元件，实现基于恒流源的电源短路保护，由第一光电耦合器和第二光电耦合器构成短路的检测电路，并通过并联的阻容元件给出电源管理模块的动作信号，动作快慢取决于阻容元件大小，电源管理模块得到动作信号即可关断电源，起到短路保护的作用。本保护电路克服了传统电气设备短路故障保护的缺陷，短路故障排除后重新上电即可恢复正常工作，并且保护动作速度快，有效避免故障扩大，保证了电气设备的正常运行。
【附图说明】
[0009]下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明:
[0010]图1为本实用新型基于恒流源的电源短路保护电路示意图。
【具体实施方式】
[0011]实施例如图1所示，本实用新型基于恒流源的电源短路保护电路包括直流电源V和恒流源模块Ul，恒流源模块Ul输出端V-与调节端ADJ之间连接限流电阻Rf，负载RL连接于恒流源模块Ul的调节端ADJ与接地端之间，本电路还包括带关断功能的电源管理模块U2、第一光电親合器U3、第二光电親合器U4、第一至第六电阻、第一至第六电容、第一二极管Dl、第二二极管D2和电感L，所述直流电源V的正、负端连接所述电源管路模块U2的电源正端VIN和接地端GND，所述第一电阻R1、第一电容Cl和第二电容C2并联后连接于所述直流电源V的正端和接地端，所述电源管理模块U2的电流反馈端FB经所述第二电阻R2连接接地端，所述第三电容C3与所述第一二极管Dl串联后第三电容C3端连接所述电源管理模块U2的过流保护端BOOT、第一二极管Dl阳极连接接地端，所述第一二极管Dl阴极连接所述电源管理模块U2的关断端SW，所述电源管理模块U2的关断端SW经所述电感L连接所述恒流源模块Ul的输入端VIN，所述第四电容C4和第五电容C5并联后连接所述恒流源模块Ul输入端Vin和接地端，所述第三电阻R3连接所述电源管理模块U2的电流反馈端FB和恒流源模块Ul的输入端Vin，所述第一光电耦合器U3的光敏三极管集电极连接所述电源管理模块U2的电压检测端EN、发射极连接接地端，所述第一光电耦合器U3的发光二极管阳极连接所述第二光电耦合器U4的光敏三极管集电极、阴极连接所述第二光电耦合器U4的光敏三极管发射极，所述第二光电耦合器U4的发光二极管阳极依次连接所述第六电阻R6和第二二极管D2并且第二二极管D2阴极连接所述恒流源模块Ul的调节端ADJ，所述第二光电耦合器U4的发光二极管阴极连接接地端，所述第一光电耦合器U3的发光二极管阳极经所述第四电阻R4连接所述直流电源V正端、经所述第五电阻R5连接接地端，所述第一光电耦合器U3的发光二极管阴极连接接地端，所述第六电容C6并联于所述第五电阻R5两端。
[0012]优选的，所述第二二极管D2是稳压二极管。
[0013]优选的，所述第一电容Cl、第四电容C4和第六电容C6是充电电容。
[0014]本保护电路中，直流电源上电后，由于第六电容C6保持第一光电耦合器U3的输入端电位不变，光源不被点亮，第一光电耦合器U3的输出呈现开路，此时电源管理模块U2正常工作，给电路供电。当电源正常启动后，系统得电，第二光电耦合器U4通过第六电阻R6和第二二极管D2得电从而点亮光源，输出呈现短路，进而第一光电耦合器U3保持无输入状态，永远呈现开路状态，电路启动完成。
[0015]当恒流源模块后级发生短路故障时，由于故障的最大电流被恒流源模块限制，所以不会使电源管理模块U2过载损坏，而此时恒流源模块Ul输出端电压降低至满足光电耦合器启动电压以下，因此第二光电耦合器U4关闭，此时由于电阻R4的上拉作用将导致第六电容C6充电至足够点亮第一光电親合器U3的电平，第一光电親合器U3开启，电源管理模块U2的EN端被拉低为低电平，电源管理模块U2切断电源供给，从而避免短路故障对直流电源以及供电母线的电压造成影响。
[0016]本电路中切断恒流源模块Ul的电源供给时间取决于第六电容、第五电阻、第四电阻的取值，可达到毫秒级响应，同时第六电容C6应要保证上电时能维持足够的时间到第二光电耦合器点亮，恒流源模块的目标电流设置应大于后级电路正常工作电流并且小于前级DC/DC模块的最大输出电流，以保证本电路的正常、有效工作。当短路故障排除后，重新上电即可恢复到正常上电的工作状态。
【主权项】
1.一种基于恒流源的电源短路保护电路，包括直流电源和恒流源模块，恒流源模块输出端与调节端之间连接限流电阻，负载连接于恒流源模块的调节端与接地端之间，其特征在于:还包括带关断功能的电源管理模块、第一光电耦合器、第二光电耦合器、第一至第六电阻、第一至第六电容、第一二极管、第二二极管和电感，所述直流电源的正、负端连接所述电源管路模块的电源正端和接地端，所述第一电阻、第一电容和第二电容并联后连接于所述直流电源的正端和接地端，所述电源管理模块的电流反馈端经所述第二电阻连接接地端，所述第三电容与所述第一二极管串联后第三电容端连接所述电源管理模块的过流保护端、第一二极管阳极连接接地端，所述第一二极管阴极连接所述电源管理模块的关断端，所述电源管理模块的关断端经所述电感连接所述恒流源模块的输入端，所述第四电容和第五电容并联后连接所述恒流源模块输入端和接地端，所述第三电阻连接所述电源管理模块的电流反馈端和恒流源模块的输入端，所述第一光电耦合器的光敏三极管集电极连接所述电源管理模块的电压检测端、发射极连接接地端，所述第一光电耦合器的发光二极管阳极连接所述第二光电耦合器的光敏三极管集电极、阴极连接所述第二光电耦合器的光敏三极管发射极，所述第二光电耦合器的发光二极管阳极依次连接所述第六电阻和第二二极管并且第二二极管阴极连接所述恒流源模块的调节端，所述第二光电耦合器的发光二极管阴极连接接地端，所述第一光电耦合器的发光二极管阳极经所述第四电阻连接所述直流电源正端、经所述第五电阻连接接地端，所述第一光电耦合器的发光二极管阴极连接接地端，所述第六电容并联于所述第五电阻两端。
2.根据权利要求1所述的基于恒流源的电源短路保护电路，其特征在于:所述第二二极管是稳压二极管。
3.根据权利要求1所述的基于恒流源的电源短路保护电路，其特征在于:所述第一电容、第四电容和第六电容是充电电容。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于恒流源的电源短路保护电路，即本电路采用带关断功能的电源管理模块配合第一光电耦合器、第二光电耦合器以及相应的阻容元件，实现基于恒流源的电源短路保护，由第一光电耦合器和第二光电耦合器构成短路的检测电路，并通过并联的阻容元件给出电源管理模块的动作信号，动作快慢取决于阻容元件大小，电源管理模块得到动作信号即可关断电源，起到短路保护的作用。本保护电路克服了传统电气设备短路故障保护的缺陷，短路故障排除后重新上电即可恢复正常工作，并且保护动作速度快，有效避免故障扩大，保证了电气设备的正常运行。
【IPC分类】H02H7-10, H02H3-06
【公开号】CN204538668
【申请号】CN201520124484
【发明人】顾振华, 高升, 印叶婷, 熊明明, 胡迪, 蒋元彬
【申请人】上海开通数控有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年3月4日