保护电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种保护电路。该保护电路包括：信号获取电路，用于获取参考信号；调节电路，与信号获取电路相连接，用于对参考信号执行调节，得到调节参考信号；比较电路，与信号获取电路和调节电路相连接，用于将对待保护电路进行采样得到的电路检测信号和调节后的参考信号与进行比较；控制电路，与比较电路相连接，用于在电路检测信号大于调节后的参考信号时对待保护电路执行保护控制。通过本实用新型，提高了硬件保护电路的通用性。
【专利说明】
保护电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及电路领域，具体而言，涉及一种保护电路。
【背景技术】
[0002]保护电路用于当检测信号超过某个硬件电路设定的保护值时，发出保护控制信号，该保护电路在硬件控制系统中起着至关重要的作用。但是，在传统的硬件电路设计时，该保护值设定为定值，不能根据外部环境和本身情况进行随时修改，具有很大的局限性，同时随着元件使用时间的增长，设定的硬件保护值也会产生漂移，导致保护值离设定的参数值，给系统造成隐患。
[0003]传统电路检测信号硬件保护，仅是检测信号值和固定的硬件保护值进行比较而输出保护控制信号，局限性太大，从而导致硬件保护电路的通用性较差。
[0004]针对相关技术中硬件保护电路的通用性比较差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的主要目的在于提供一种保护电路，以至少解决硬件保护电路的通用性比较差问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种保护电路。该保护电路包括:信号获取电路，用于获取参考信号；调节电路，与信号获取电路相连接，用于对参考信号执行调节，得到调节参考信号；比较电路，与信号获取电路和调节电路相连接，用于将对待保护电路进行采样得到的电路检测信号和调节后的参考信号与进行比较;控制电路，与比较电路相连接，用于在电路检测信号大于调节后的参考信号时对待保护电路执行保护控制。
[0007]进一步地，该信号获取电路包括:微控制器，用于生成脉冲信号;整流滤波电路，与微控制器相连接，用于对脉冲信号执行整流滤波，得到参考信号。
[0008]进一步地，该微控制器包括:脉冲宽度调制信号发生器，用于生成脉冲宽度调制信号，整流滤波电路包括:电解电容，所述电解电容的第一端与所述脉冲宽度调制信号发生器相连接，所述电解电容的第二端接地;第一电阻，第一电阻的第一端与电解电容的第一端相连接，第一电阻的第二端接地;第一电容，第一电容的第一端与第一电阻的第一端的相连接，第一电容的第二端接地。
[0009]进一步地，该调节电路包括:反馈电路，与第一电容的第一端相连接，用于输出对参考信号进行调节的反馈信号；调节机构，与反馈电路相连接，用于根据反馈信号对参考信号执行反馈调节，得到调节参考信号。
[0010]进一步地，该反馈电路包括:运放跟随器，运放跟随器的正向输入端与第一电容的第一端相连接，运放跟随器的输出端与运放跟随器的反向输入端相连接，用于输出对参考信号进行调节的反馈电压值，其中，调节机构与运放跟随器的输出端相连接，用于根据反馈电压值对参考信号的脉冲宽度执行调节，得到调节参考信号的电压值。
[0011]进一步地，该调节机构为微控制器。
[0012]进一步地，该控制电路包括:第二电阻，第二电阻的第一端与比较电路相连接;第二电容，第二电容的第一端与第二电阻的第一端相连接，第二电容的第二端接地。
[0013]进一步地，该比较电路包括:比较器，比较器的反向输入端与调节电路相连接，比较器的输出端与控制电路相连接。
[0014]进一步地，该保护电路还包括:采样电路，与比较器的正向输入端相连接，用于采集电路检测信号且将电路检测信号输入至比较器。
[0015]进一步地，该采样电路包括:信号检测端口，用于获取电路检测信号;第三电阻，第三电阻的第一端连接信号输入端;第四电阻，第四电阻的第一端与第三电阻的第二端相连接，第四电阻的第二端接地;第三电容，第三电容的第一端与第三电阻的第一端和比较器的正向输入端相连接，第三电容的第二端接地。
[0016]本实用新型通过信号获取电路获取参考信号;通过调节电路与信号获取电路相连接，用于对参考信号执行调节，得到调节参考信号;通过比较电路与信号获取电路和调节电路相连接，用于将对待保护电路进行采样得到的电路检测信号和调节后的参考信号与进行比较;通过控制电路与比较电路相连接，用于在电路检测信号大于调节后的参考信号时对待保护电路执行保护控制，解决了硬件保护电路的通用性比较差的问题，进而达到了提高硬件保护电路的通用性的效果。
【附图说明】
[0017]构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0018]图1是根据本实用新型第一实施例的保护电路的示意图；以及
[0019]图2是根据本实用新型第二实施例的保护电路的示意图。
【具体实施方式】
[0020]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0021]为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0022]需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、装置、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、装置、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0023]本实用新型实施例提供了一种保护电路。
[0024]图1是根据本实用新型第一实施例的保护电路的示意图。如图1所示，该保护电路包括:信号获取电路1，调节电路20，比较电路30和控制电路40。
[0025]信号获取电路10，用于获取参考信号。当待保护电路符合要保护的条件时，发出保护控制信号，通过保护控制信号对待保护电路进行保护，其中，该保护电路为硬件保护电路。判断是否对待保护电路进行保护，可以通过参考信号对待保护电路是否需要保护进行判断，该参考信号为对待保护电路进行保护判断时的基准信号，通过信号获取电路10获取，该参考信号可以为脉冲信号。该信号获取电路10可以包括微控制器(Micro Control Unit，简称为MCU)，微控制器可以是主控芯片，用于综合系统的整体参数生成信号，再对该信号进行处理，比如，对该信号进行整流滤波处理，从而尽可能地减小脉动的直流电压中的交流成分，保留直流成分，使输出的电压纹波系数降低，波形变得比较平滑，从而得到处理之后的信号，可以将该处理之后的信号作为对待保护电路进行保护判断时的参考信号。
[0026]调节电路20，与信号获取电路10相连接，用于对参考信号执行调节，得到调节参考信号。在信号获取电路10获取参考信号之后，由于外部环境和电路元件的参数随着时间的改变，参考信号的值会产生飘移，通过调节电路20对参考信号执行调节，也即，参考信号为可以随着环境和本身电路的改变进行自适应的保护值。可选地，调节电路20包括闭环反馈调节电路，将参考信号通过闭环反馈电路进行调节，得到适应外部环境的调节后的参考信号，也即，得到调节参考信号。
[0027]比较电路30，与信号获取电路10和调节电路20相连接，用于将对待保护电路进行采样得到的电路检测信号和调节后的参考信号进行比较。在信号获取电路10获取参考信号和调节电路20对参考信号执行调节之后，将调节后的参考信号与对待保护电路采样得到的电路检测信号进行比较，判断电路检测信号是否满足对待保护电路进行保护的条件。可选地，比较电路30可以为比较器，比较器的输入端输入调节后的参考信号和电路检测信号，比较器的输出端输出比较结果。
[0028]控制电路40，与比较电路30相连接，用于在电路检测信号大于调节后的参考信号时对待保护电路执行保护控制。在比较电路30将电路检测信号和调节后的参考信号进行比较之后，如果电路检测信号大于调节后的参考信号时，控制电路40对待保护电路执行保护控制，也即，控制电路40输出对待保护电路的保护控制信号以对待保护电路进行保护，比如，输出报警信号、过压过流保护控制信号等，如果电路检测信号小于等于调节后的参考信号时，则待保护电路安全，控制电路40不对待保护电路执行保护控制。
[0029]该实施例通过信号获取电路10获取参考信号;通过调节电路20与信号获取电路相连接，用于对参考信号执行调节，得到调节参考信号;通过比较电路30与信号获取电路10和调节电路20相连接，用于将对待保护电路进行采样得到的电路检测信号和调节后的参考信号进行比较;通过控制电路40与比较电路30相连接，用于在电路检测信号大于调节后的参考信号时对待保护电路执行保护控制，提高了硬件保护电路的通用性。
[0030]可选地，信号获取电路10包括:微控制器和整流滤波电路。其中，微控制器用于综合系统整体参数生成脉冲信号，微控制器可以为主控芯片;整流滤波电路与微控制器相连接，在通过微控制器生成脉冲信号之后，对脉冲信号执行整流滤波，可以通过整流二极管的单向导电性将正负变化的交流电压信号转化为单向脉动电压信号，在交流电源的作用下，整流二级管周期性地导通和截止，使负载得到脉动直流电压信号。在交流电源正半周，整流二极管导通，在交流电源的负半周，整流二极管处于反向截止状态，承受电源负半周电压，负载电压几乎为零，从而得到整流信号，也即，得到脉动的直流电压信号。在脉冲信号通过整流二级管的整流转化为整流信号之后，通过滤波电路将脉动的直流电压信号中的交流成分滤除，尽可能地减小脉动的直流电压信号中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，提高参考信号的波形的平滑度。
[0031 ] 可选地，微控制器可以输出脉冲宽度调制(Pulse Width Modulat1n，简称为PffM)信号。微控制器包括脉冲宽度调制信号发生器，通过该脉冲宽度调制信号发生器生成脉冲宽度调制信号，也即，生成PWM脉冲信号。整流滤波电路包括:电解电容，第一电阻和第一电容。其中，电解电容的第一端与脉冲宽度调制信号发生器相连接，电解电容的第二端接地，电解电容的第二端可以接数字地;第一电阻的第一端与电解电容的第一端相连接，第一电阻的第二端接地，第一电阻的第二端可以接数字地;第一电容的第一端与第一电阻的第一端相连接，第一电容的第二端接地，第一电容的第二端可以接数字地。通过合理选择电解电容、第一电阻和第一电容的大小以控制参考信号的纹波大小。
[0032]可选地，调节电路20包括:反馈电路和调节机构。其中，该反馈电路与整流滤波电路相连接。该反馈电路与第一电容的第一端相连接，用于输出对参考信号进行调节的反馈信号;调节机构与反馈电路相连接，用于根据反馈信号对参考信号执行反馈调节，得到调节参考信号。反馈电路将反馈信号输出至微控制器从而达到对参考信号进行闭环控制的目的，使系统根据实际情况调节参考信号，产生最佳的参考信号，该最佳的参考信号可以准确地判断待保护电路是否需要保护，确保了参考信号的精度和可靠性。
[0033]可选地，反馈电路包括:运放跟随器，该运放跟随器的正向输入端与第一电容的第一端相连接，运放跟随器的输出端与运放跟随器的反向输入端相连接，用于输出对参考信号进行调节的反馈电压值，其中，调节机构与运放跟随器的输出端相连接，用于根据反馈电压值对参考信号的脉冲宽度执行调节，得到调节参考信号的电压值，使得调节参考信号的电压值符合作为对待保护电路进行保护判断时的基准信号的要求。
[0034]可选地，调节机构为微控制器。通过运放跟随器将反馈信号反馈至微控制器，微控制器通过反馈信号调节脉冲信号的宽度，得到调节参考信号，使得调节参考信号符合作为对待保护电路进行保护判断时的基准信号的要求。
[0035]可选地，控制电路40包括:第二电阻和第二电容。第二电阻的第一端与比较电路30相连接;第二电容的第一端与第二电阻的第一端相连接，第二电容的第二端接地，第二电容的第二端可以接模拟地。控制电路40输出保护控制信号，用于对待保护电路进行保护，该保护控制信号可以为过流过压保护控制信号，也可以为报警信号等。
[0036]可选地，该比较电路30包括:比较器，该比较器的反向输入端与调节电路20相连接，比较器的反向输入端可以与调节电路20的第一电阻的第一端相连接，比较器的输出端与控制电路相连接，比较器的输出端可以与控制电路40的第二电阻的第一端相连接，与第二电容的第一端相连接。
[0037]可选地，保护电路还包括:采样电路，该采样电路与比较器的正向输入端相连接，用于采集电路检测信号且将电路检测信号输入至比较器。
[0038]可选地，采样电路包括:信号检测端口，第三电阻，第四电阻和第三电容。其中，用于获取电路检测信号；第三电阻的第一端连接信号输入端;第四电阻的第一端与第三电阻的第二端相连接，第四电阻的第二端接地，第四电阻的第二端可以接模拟地;第三电容的第一端与第三电阻的第一端和比较器的正向输入端相连接，第三电容的第二端接地，第三电容的第二端可以接模拟地。
[0039]图2是根据本实用新型第二实施例的保护电路的示意图。需要说明的是，该实施例的保护电路可以作为本实用新型第一实施例的保护电路的优选实施例，该实施例中的信号获取电路10，调节电路20，比较电路30和控制电路40与本实用新型第一实施例的保护电路中的作用相同。
[0040]信号获取电路10包括:微控制器和整流滤波电路。该微控制器为主控制芯片，用于分析系统整体参数生成PWM脉冲信号，将PWM脉冲信号输入至整流滤波电路;整流滤波电路，与微控制器相连接，用于对PWM脉冲信号执行整流滤波，得到参考信号。该整流滤波器由整流滤波电路包括电阻Rl，电解电容C5，第一电阻R2和第一电容Cl。其中，电阻Rl的第一端I与信号获取电路10的脉冲宽度调制信号发生器相连接;电解电容C5的第一端与电阻Rl的第二端2相连接，电解电容的第二端2接数字地GND;第一电阻R2的第一端I与电解电容C5的第一端相连接，第一电阻R2的第二端2接数字地GND;第一电容Cl第一端与第一电阻R2的第一端I相连接，第一电容Cl的第二端接数字地GND，从而将PffM脉冲信号转化为参考信号。
[0041]调节电路20包括反馈电路和调节结构，该反馈电路包括运放跟随器U1-2，运放跟随器U1-2的正向输入端与第一电容Cl的第一端相连接，用于接收PWM脉冲信号转化为的参考信号。运放跟随器U1-2的输出端与运放跟随器U1-2的反向输入端相连接，用于输出对参考信号进行调节的反馈信号FB，该反馈信号可以为反馈电压值，其中，调节机构与运放跟随器U1-2的输出端相连接，用于根据反馈电压值对参考信号的脉冲宽度执行调节，得到调节参考信号的电压值，直至产生可以适用于待保护电路当前环境下的最佳参考信号，该最佳参考信号可以准确无误地实现对待保护电路的保护功能。
[0042]比较电路30，与信号获取电路10和调节电路20相连接，用于将对待保护电路进行采样得到的电路检测信号和调节后的参考信号进行比较。比较电路30为比较器Ul-1，该比较器U1-1的反向输入端与电阻Rl的第二端2、电解电容C5的第一端、第一电阻R2的第一端1、第一电容Cl的第一端相连接。
[0043]比较器Ul-1的输出端与控制电路40相连接，该控制电路40包括:第二电阻Rll和第二电容C4。其中，第二电阻Rll的第一端与比较器Ul-1相连接;第二电容C4的第一端与第二电阻Rl I的第一端相连接，第二电容C4的第二端接模拟地AGND。控制电路40输出保护控制信号0C，该保护控制信号可以为过流过压信号，也可以为报警信号，输出保护控制信号0C，该保护控制信号可以为过流过压信号，也可以为报警信号，进而根据该保护控制信号对待保护电路采取保护措施。
[0044]比较器Ul-1的正向输入端与信号采集电路相连接，该信号采集电路包括信号检测端口UI，第三电阻R9，第四电阻RlO和第三电容C3。其中，信号检测端口UI用于获取电路检测信号;第三电阻R9的第一端连接信号输入端;第四电阻RlO的第一端与第三电阻R9的第二端相连接，第四电阻Rl O的第二端接地模拟地AGND ;第三电容C3的第一端与第四电阻RlO的第一端和比较器Ul -1的正向输入端相连接，第三电容C3的第二端接模拟地AGND。
[0045]传统的保护电路对电路检测信号的保护，仅是检测电路检测信号的值和固定的硬件电路的保护值参数进行比较，也即，检测电路检测信号的值和固定的硬件电路的参考信号的值，而输出保护控制信号，局限性太大，同时随着使用时间的推移，其保护值参数也会发生漂移，从而使得系统达不到最佳状态。在该实施例中，通过主控芯片综合系统整体参数发出PWM脉冲信号，该PffM脉冲信号通过电解电容C5、第一电阻R2、第一电容Cl滤波整流产生一个稳定的参考信号，该参考信号为保护电路的自适应保护值，同时为了实现对系统的闭环控制，确保保护控制信号的精度和可靠性，该参考信号通过运放跟随器产生反馈信号，且将反馈信号输出至主控芯片对参考信号进行调节，得到调节参考信号，以达到闭环控制的目的。电路检测信号和调整参考信号进行比较输出保护控制信号。判断电路检测信号的电压值是否大于调节参考信号的电压值;如果判断出电路检测信号的电压值大于调节参考信号的电压值，输出保护控制信号，其中，保护控制信号为用于对待保护电路执行保护的信号，通过闭环控制可以根据系统实际情况产生一个系统最佳的参考信号，该最佳参考信号可以准确无误地实现对待保护电路的保护功能大大增强了系统的可靠性和稳定性，避免了参考信号不受调节的情况。同时合理地选择电解电容C5、第一电阻R2、第一电容Cl的大小以控制参考信号的纹波的大小，进而提高了硬件保护电路的通用性，解决了参考信号固定不变的局限性，提高了系统的利用效率，同时避免了电路元件参数的变化对系统的影响。
[0046]传统的保护电路，仅是将电路检测信号和固定的参考信号进行比较而输出保护信号，局限性太大，同时随着使用时间的推移，其参考信号也会发生漂移，从而使得系统达不到最佳的控制状态。本实用新型实施例通过主控芯片综合系统整体参数发出PWM脉冲信号，该PWM信号通过整流滤波电路整流产生一个稳定的参考信号，也即，自适应保护值，同时为了实现系统闭环控制，确保保护参考信号的精度和可靠性，参考信号通过运放跟随器产生反馈信号输出至微控制器以达到闭环控制的目的。电路检测信号和参考信号进行比较比较输出保护控制信号。该实施例可以根据系统实际情况产生一个系统最佳的参考信号，同时通过反馈信号对参考信号进行系统闭环控制，能够准确无误地实现对待保护电路的保护功能，大大增强了系统的可靠性和稳定性，避免了参考信号不受控的情况，同时合理地选择整流滤波电路的参数，以控制参考信号的纹波的大小，提高了系统的利用效率，同时避免了元件参数变化对系统的影响，参考信号能够根据系统自适应时时调节，确保系统的可靠性，提高了硬件保护电路的通用性。
[0047]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。
【主权项】
1.一种保护电路，其特征在于，包括: 信号获取电路，用于获取参考信号； 调节电路，与所述信号获取电路相连接，用于对所述参考信号执行调节，得到调节参考信号； 比较电路，与所述信号获取电路和所述调节电路相连接，用于将对待保护电路进行采样得到的电路检测信号和调节后的参考信号与进行比较;以及 控制电路，与所述比较电路相连接，用于在所述电路检测信号大于所述调节后的参考信号时对所述待保护电路执行保护控制。2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述信号获取电路包括: 微控制器，用于生成脉冲信号；以及 整流滤波电路，与所述微控制器相连接，用于对所述脉冲信号执行整流滤波，得到所述参考信号。3.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于， 所述微控制器包括:脉冲宽度调制信号发生器，用于生成脉冲宽度调制信号， 所述整流滤波电路包括: 电解电容，所述电解电容的第一端与所述脉冲宽度调制信号发生器相连接， 所述电解电容的第二端接地； 第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述电解电容的第一端相连接，所述第一电阻的第二端接地;以及 第一电容，所述电容的第一端与所述第一电阻的第一端的相连接，所述电容的第二端接地。4.根据权利要求3所述的保护电路，其特征在于，所述调节电路包括: 反馈电路，与所述第一电容的第一端相连接，用于输出对所述参考信号进行调节的反馈信号；以及 调节机构，与所述反馈电路相连接，用于根据所述反馈信号对所述参考信号执行反馈调节，得到所述调节参考信号。5.根据权利要求4所述的保护电路，其特征在于， 所述反馈电路包括:运放跟随器，所述运放跟随器的正向输入端与所述第一电容的第一端相连接，所述运放跟随器的输出端与所述运放跟随器的反向输入端相连接，用于输出对所述参考信号进行调节的反馈电压值， 其中，所述调节机构与所述运放跟随器的输出端相连接，用于根据所述反馈电压值对所述参考信号的脉冲宽度执行调节，得到所述调节参考信号的电压值。6.根据权利要求4所述的保护电路，其特征在于，所述调节机构为所述微控制器。7.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述控制电路包括: 第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述比较电路相连接； 第二电容，所述第二电容的第一端与所述第二电阻的第一端相连接，所述第二电容的第二端接地。8.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述比较电路包括:比较器，所述比较器的反向输入端与所述调节电路相连接，所述比较器的输出端与所述控制电路相连接。9.根据权利要求8所述的保护电路，其特征在于，还包括:采样电路，与所述比较器的正向输入端相连接，用于采集所述电路检测信号且将所述电路检测信号输入至所述比较器。10.根据权利要求9所述的保护电路，其特征在于，所述采样电路包括: 信号检测端口，用于获取所述电路检测信号； 第三电阻，所述第三电阻的第一端连接信号输入端； 第四电阻，所述第四电阻的第一端与所述第三电阻的第二端相连接，所述第四电阻的第二端接地;以及 第三电容，所述第三电容的第一端与所述第三电阻的第一端和所述比较器的正向输入端相连接，所述第三电容的第二端接地。
【文档编号】H02M1/32GK205622498SQ201620358646
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】杨坚, 戴彪, 宋爱, 程海松
【申请人】珠海格力电器股份有限公司