容分压延时电路，再经过电阻R9输入比较器IClB的同相输入端，辅助电源电压经电阻R8、电位器RP2和电容C3分压滤波后，经电阻RlO输入比较器IClB的反相输入端，当IClB同相输入端的检测信号大于反相输入端的基准信号时，比较器IClB输出端为高电平，辅助电源经电阻R11、R12和二极管D2输出逻辑判断信号，IClB的同向输入端信号增加阻容分压延时电路是为了避开开机冲击电流而设计的。通过调节电位器RP1、RP2的阻值可以设置不同的基准信号，比较器IClA用于检测开机冲击电流值，比较器IClB用于检测感性负载起动后的工作电流，所以IClA的基准信号值远大于IClB的基准信号值。
[0025]如图3所示，电流逻辑判断信号分别输入单稳态触发器IC2A和IC3A。IC2A的第4脚接受到高电压后，第6脚就产生一定时间的脉冲信号，脉冲时间由电阻R13和电容C4组成的充放电时间决定。当充放电时间一完成，第6脚的脉冲信号发生180度翻转，单稳态触发器IC2B开始计时，第10脚开始输出高电平，高电平持续的时间由电阻R14和电容C5组成的充放电时间决定。电阻R13和电容C4组成的充放电时间非常短，因此IC2A的第4脚一旦接受到高电平信号，IC2B第10脚很快就输出高电平，因此称作瞬时保护信号。IC3A、IC3B、电阻R15和R16、电容C6和C7与上述工作过程一致，只是充放电的时间常数设置的更大一些。IC3A的第4脚一旦接受到高电平信号，IC2B第9脚很快就输出低电平，当电阻R15和R16、电容C6和C7组成的充分电路充放电周期结束后才翻转成高电平。低电平的这段时间的信号称着锁存记忆信号。IC4是4位二进制同步计数器，用以记录在锁存记忆信号发生的这段时间内IC2B出现高电平的次数，也就是记录开关管出现过电流的次数。IC4的第14、13、12、11脚分别是对应记录到1、2、4、8次过电流的现象的输出端口，用开关SI可任意选择一个端口输出信号作为永久关断开关管驱动信号或切断供电电源的依据，以保证电源得到更可靠的保护。如果在对应的锁存记忆信号时间段内没有记录到相应次数的过电流信号，锁存记忆信号时间结束后，IC4的第I脚接受到清零信号复位，重新进入下一周期。
[0026]如图4所示，IC5是一种脉宽调制解调器，其第16、15、2脚搭配电阻R25、R26、R27、R28,电容ClO构成误差放大器，调节电源输出电压。外置于第6脚的电容C8和第7脚的电阻R24决定调制解调器IC5的工作频率。第9、10脚输出开关管驱动信号。IC5的第4脚是脉宽死区控制脚，同时也作为电源保护信号和软起动的输入端口，当第4脚接上固定的电压(范围在0—3.3V之间)即能在输出脉冲上产生附加的死区时间，大于3.3V后，第9、10脚输出的脉宽将完全关断。电源起动时，利用电解电容CEl电压不能突变的特性，辅助电源电压通过电解电容CE1，二极管D3输入IC5第4脚，第4脚电压为高电平，然后辅助电源通过电解电容CE1，电阻R18给电解电容CEl充电，第4脚的电压逐渐下降，第9、10脚输出逐渐展开的脉冲驱动信号，实现电源软起动。电阻R20，R19产生分压电压，作为死区控制电压。电源工作过程中，开关管上发生过电流现象时，瞬时保护信号一方面通过电阻R22，快速抬高IC5第4脚电平，关断驱动脉冲信号，另一方面通过电阻R21给电解电容CE2充电至大于4V (考虑二极管D5有0.7V的压降)，当瞬时保护信号消除时，电解电容CE2上的电量经过二极管D5，电阻R23释放，第4脚的电压开始逐渐下降，第9、10脚输出逐渐展开的脉冲驱动信号，实现电源保护后的软起动。
[0027]如图2、3所示，电源的保护分成了可恢复性和不可恢复性保护，当瞬时保护脉冲输入给IC5后，电源发生一次瞬时保护，在锁存记忆信号时间段不再出现过流现象时，IC4清零不输出强制关停电源的信号，这种保护是可恢复的。但是，在锁存记忆信号时间段内频繁出现过流现象时，达到IC4相应输出端口的次数时，IC4就会输出强制关停电源的信号，通过这种方式，能有效地区分判断开机启动电流、工作过程中的超负荷电流、负载短路电流。并且，瞬时保护信号响应速度快，对开关管的保护效果非常明显。
【主权项】
1.一种双电流保护功能电源，包括输入起动电流检测电路(I )、额定工作电流检测电路(2)、电流逻辑判断电路(3)、开关管驱动电路(4)，其特征在于:输入起动电流检测电路(I)和额定工作电流检测电路(2)并联工作，将电流取样信号转换成逻辑判断信号输出给电流逻辑判断电路(3)，电流逻辑判断电路(3)综合判断给出相应的信号输出给开关管驱动电路(4)或完全锁存，开关管驱动电路(4)控制电源主回路开关管的开通与关断，电流逻辑判断电路(3 )若给出完全锁存信号，则完全关闭电源工作。2.根据权利要求1所述的双电流保护功能电源，其特征在于:检测到的开关管上的脉冲工作电流信号经电阻Rl输入比较器IClA的同相输入端，与经过电阻R2输入比较器IClA反相输入端的设定基准值进行比较，输出快速响应的逻辑判断信号。3.根据权利要求1所述的双电流保护功能电源，其特征在于:检测到的开关管上的脉冲工作电流信号经电阻R6、电阻R7和电容C2组成的阻容分压延时电路，再经过电阻R9输入比较器IClB的同相输入端，与经过电阻RlO输入比较器TClB反相输入端的设定基准值进行比较，输出一个滞后的逻辑判断信号。4.根据权利要求1所述的双电流保护功能电源，其特征在于:单稳态触发器IC2A和IC3A接收到任意一个逻辑判断信号的高电平后，单稳态触发器将高电平信号按设定的时间常数展开成相对应时间的瞬时保护脉冲信号和锁存记忆脉冲信号；二进制同步计数器IC4根据在锁存记忆脉冲信号有效的时间段内记录到对应的瞬时保护脉冲信号的次数作为断开输入电源或彻底关断开关管驱动信号的依据。5.根据权利要求1所述的双电流保护功能电源，其特征在于:利用脉宽调制解调器IC5的死区控制脚，外置分压电阻R20和电阻R19分压构成正常工作时的死区控制电压；通过辅助电源给外置电容CEl和电阻R18充放电实现电源开机软起动；瞬时保护脉冲信号通过外置电阻R22升高调制解调器IC5的死区控制脚的电压实现开关管的瞬间保护；瞬时保护脉冲信号通过外置电阻R21给电容CE2充电，电容CE2又通过电阻R23放电，调制解调器IC5的死区控制脚的电压由高到低，实现电源工作过程中出现瞬时保护后的软起动。
【专利摘要】本实用新型公开了一种双电流保护功能电源，包括输入起动电流检测电路（1）、额定工作电流检测电路（2）、电流逻辑判断电路（3）、开关管驱动电路（4）。其特征在于：输入起动电流检测电路（1）和额定工作电流检测电路（2）并联工作，利用输入起动电流检测电路（1）响应速度快，设置的检测电流峰值高，额定工作电流检测电路（2）响应速度慢，设置的检测电流值低的特点，有效区分在电源的启动中、正常工作或负载过载短路等情况下出现的过电流现象。电流取样信号转换成的逻辑判断信号输出给电流逻辑判断电路（3），电流逻辑判断电路（3）综合判断给出相应的信号输出给开关管驱动电路（4）或完全锁存，开关管驱动电路（4）控制电源主回路开关管的开通与关断，电流逻辑判断电路（3）若给出完全锁存信号，则完全关闭电源工作。这种双电流保护功能电源能及时、有效而又不紊乱地保护多种情况下出现的开关管工作中的过电流现象。
【IPC分类】H02H7/10
【公开号】CN204615366
【申请号】CN201520321088
【发明人】王成
【申请人】成都欧安电气有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月19日